Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere:
Al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito le principali conoscenze (strutturali, chimiche, meccaniche) relative alle diverse classi di materiali di interesse per l'ingegneria civile. Lo studente conoscerà le principali correlazioni tra la composizione chimica, la struttura e le proprietà dei principali materiali usati nel campo delle costruzioni.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Alla fine del percorso di studio lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per analizzare ed elaborare dati numerici.
Lo studente avrà sviluppato la capacità di scegliere il materiale migliore per le applicazioni desiderate. Sarà in grado di prevedere trattamenti chimici e fisici da mettere in atto sui materiali per migliorarne le proprietà.
Sarà in grado di mettere in atto gli accorgimenti opportuni per prolungare la vita del materiale.
Autonomia di giudizio:
Al superamento dell’esame lo studente avrà sviluppato la capacità di valutare criticamente i dati analitici del comportamento meccanico di un materiale per prevederne il comportamento in opera.
Capacità comunicative:
Al superamento dell’esame lo studente avrà maturato una adeguata proprietà di linguaggio per quanto attiene la terminologia tecnica specifica dell’insegnamento.
Capacità di apprendimento:
Lo studente avrà maturato le conoscenze e competenze di base della disciplina per affrontare, in futuro, un approfondimento autonomo di tali aspetti.
Prerequisiti
E' indispensabile la conoscenza della Chimica generale ed inorganica e delle nozioni fondamentali di Chimica organica.
Il corso di CHIMICA è propedeutico.
Contenuti dell'insegnamento
Introduzione alla Scienza dei Materiali.
Struttura della materia.
I diagrammi di stato.
Le trasformazioni allo stato solido.
Principali proprietà dei materiali.
Cenni sulle diverse classi di materiali: metalli, polimeri, compositi, materiali leganti, conglomerati cementizi, vetri, materiali ceramici, il legno, bitumi e conglomerati bituminosi.
Programma esteso
INTRODUZIONE alla Scienza dei Materiali.
STRUTTURA DELLA MATERIA.
Caratteristiche dello stato cristallino: sistemi e strutture cristalline. Imperfezioni cristalline: difetti e soluzioni solide. Caratteristiche dello stato amorfo e sua formazione. Microstruttura dei materiali.
DIAGRAMMI DI STATO.
Diagrammi di stato a due componenti. Diagrammi di stato a completa miscibilità allo stato solido, a parziale miscibilità allo stato solido con eutettico e con peritettico. Composti a fusione congruente e incongruente. Il diagramma Fe-C.
LE TRASFORMAZIONI ALLO STATO SOLIDO.
La diffusione allo stato solido e i processi attivati termicamente.
PROPRIETA DEI MATERIALI.
Proprietà meccaniche. Proprietà termiche. Proprietà chimiche: dei materiali e principali fenomeni di degrado nel loro ciclo di vita. La corrosione dei materiali metallici.
MATERIALI METALLICI
Metalli ferrosi: acciai (al carbonio, inossidabili, ghise. Metalli non ferrosi: leghe di alluminio, leghe di rame.
CENNI SULLE DIVERSE CLASSI DI MATERIALI NON METALLICI.
Materiali polimerici e compositi.
Materiali leganti: calce aerea e gesso; calci idrauliche naturali e artificiali; cementi silico-basici. Principi produttivi, meccanismi di presa ed indurimento.
Conglomerati cementizi: inerti; malte e calcestruzzi. Additivi per calcestruzzo. Proporzionamento del calcestruzzo o mix-design. Degradazione dei conglomerati cementizi.
Materiali ceramici: ceramici per l'edilizia (laterizi, grés e porcellane).
Materiali Vetrosi
Legno.
Conglomerati bituminosi.
I temi trattati saranno correlati ad esercitazioni numeriche.
Bibliografia
Testi consigliati:
W. D. Callister, D. G. Rethwisch, “Materiali per l’Ingegneria Civile ed Industriale”, Ed. EDISES.
Federica BONDIOLI, “Progetto CREATE – SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI - Corso di Laurea in INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE, McGraw-Hill.
Reperibile presso:
Libreria Medico Scientifica
Via M.D'azeglio 57 PARMA
Tel. 0521 - 234593 -
Libreria Universitas
Vicolo Grossardi 3 PARMA
Tel. 0521 - 201113 -
Libreria Santa Croce
Via Gramsci 2 - PARMA
Tel. 0521 – 290215
Metodi didattici
L’insegnamento prevede:
(i) Lezioni frontali in classe avvalendosi della proiezione di lucidi; il materiale didattico verrà fornito sulla piattaforma “Elly” (http://elly.dia.unipr.it);
(ii) Esercitazioni in aula con particolare attenzione alle proprietà meccaniche e termiche dei materiali, al mix design e ai diagrammi di stato.
Modalità verifica apprendimento
La verifica finale prevede una parte scritta tesa a verificare la capacità degli studenti di applicare quanto studiato a problemi numerici e le loro capacità comunicative.
L’esame scritto (della durata di circa un’ora e mezza) consiste nel rispondere a 14 domande a risposta chiusa (ciascuna con punteggio massimo di 1,5) e tre esercizi numerici sui diversi argomenti del corso (ciascuno con punteggio massimo di 3). Lo studente che abbia preso almeno 18/30 allo scritto è ammesso alla prova orale obbligatoria che consisterà nel rispondere a due domande. Il voto finale rappresenta una media pesata dei voti delle prove scritta e orale.
La lode viene assegnata nel caso del raggiungimento del massimo punteggio su ogni domanda a cui si aggiunga la padronanza del lessico disciplinare.
Altre informazioni
E’ caldamente consigliata la frequenza alle lezioni.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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