DALMINE
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
Al termine del corso lo studente avrà la possibilità di scegliere correttamente il materiale maggiormente indicato per ogni applicazione che dovrà affrontare, valutare vantaggi e svantaggi dell'utilizzo di nuovi materiali, studiare la possibilità d realizzare componenti con materiali differenti da quelli attualmente utilizzati realizzando un risparmio in termini economici ed ambientali.
Prerequisiti
Nozioni di base di chimica. Consigliata la conoscenza dei concetti di sforzo, deformazione, moduli di rigidità.
Metodi didattici
lezioni frontali con diapositive
Verifica Apprendimento
Gli studenti che avranno ottenuto almeno 18/30 nella prova scritta saranno ammessi al colloquio orale.
Contenuti
Definizione di macromolecola, polimero e materiale polimerico. Polimeri termoplastici, termoindurenti, elastomeri e fibre. Polimeri lineari e reticolati, copolimeri. Grado di polimerizzazione e peso molecolare medio. Polimeri cristallini e polimeri amorfi. Temperatura di fusione e di transizione vetrosa. Proprietà meccaniche dei materiali polimerici. Viscoelasticità. Prova di trazione dei materiali polimerici. Effetto della temperatura e della velocità di deformazione sul comportamento meccanico dei materiali polimerici. Teoria della viscoelasticità lineare. Proprietà elettriche, ottiche e termiche dei polimeri. Tecnologie di lavorazione dei materiali polimerici. Degrado dei materiali polimerici. Principali materiali polimerici: polietilene, polipropilene, polistirene e polivinilcloruro. Cenni agli elastomeri e ai polimeri speciali. Riuso e riciclo dei polimeri. Definizione di materiale ceramico. Materiali ceramici tradizionali ed avanzati. Ceramici tradizionali. Struttura dei silicati, argille e feldspati. Plasticità dell’argilla. Lavorazione e cottura dei ceramici tradizionali: effetto del contenuto di acqua, ritiro e porosità finale. Polveri ceramiche e sinterizzazione dei materiali ceramici avanzati. Proprietà meccaniche dei materiali ceramici: rigidità e tenacità. Effetto della porosità e dei difetti, meccanica della frattura. Anisotropia del comportamento trazione/compressione. Prove per la caratterizzazione del comportamento meccanico dei materiali ceramici. Abrasivi e refrattari. Principali ceramici avanzati: allumina, silice, carburi, zirconia. Impieghi strutturali e funzionali dei materiali ceramici. Rivestimenti ceramici sottili (PVD, CVD, Plasma spray). Vetri: struttura, classificazione e proprietà. Tecnologie di lavorazione ed impieghi. Degrado dei materiali ceramici e vetri. Definizione e struttura dei materiali compositi. Classificazione in funzione delle matrici. Principali materiali di rinforzo (fibre e particelle). Produzione e proprietà di fibre di boro, carbonio, vetro e aramidiche. Fibre naturali. Semilavorati di fibre (rowing, tessuti, etc.). Proprietà delle principali classi di matrici polimeriche. Matrici termoindurenti poliestere, viniliche ed epossidiche. Matrici termoplastiche. PEEK. Gelazione, curing e post-curing. Interfaccia ed adesione rinforzo/matrice. Proprietà meccaniche: effetto del rinforzo, anisotropia dei compositi a fibre lunghe orientate. Modelli micromeccanici. Modelli di Voigt e Reuss. Laminati compositi. Codice di laminazione, laminati simmetrici e bilanciati. Proprietà elastiche dei laminati compositi. Criterio di Krenchell. Resistenza a rottura dei compositi a fibra lunga e dei laminati multistrato. Proprietà elastiche di compositi rinforzati con fibre corte. Tenacità. Produzione dei materiali compositi a matrice polimerica: impregnazione manuale, poltrusione, tecnica del preimpregnato e del sacco a vuoto. Invecchiamento e degrado dei materiali compositi. Controlli distruttivi e non distruttivi. Problematiche ambientali e riciclo. Compositi a matrice metallica. Proprietà meccaniche dei compositi a matrice metallica. Tecnologie di ottenimento e lavorazione, impieghi e degrado dei compositi a matrice metallica. Utensili metallo-ceramici. Materiali compositi a matrice ceramica. Tenacizzazione con particelle duttili, fragili, fibre e con zirconia. Applicazioni di compositi a matrice ceramica, compositi carbonio/carbonio. Strutture sandwich, proprietà ed esempi applicativi. Legno. Ritiro, distorsione e difetti del legno. Proprietà meccaniche ed effetto dell’umidità. Lavorazione e semilavorati del legno (truciolati, tamburati, compensati, legno lamellare). Degrado del legno.