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    Alberto D'AMORE

    Insegnamento di MATERIALI AVANZATI PER IL DESIGN

    Corso di laurea magistrale in DESIGN PER L'INNOVAZIONE

    SSD: ING-IND/22

    CFU: 8,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 64,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Quadrimestre

    Italiano

    Contenuti

    Il corso intende trasferire i concetti fondamentali delle relazioni tra struttura proprietà e processi della materia. A partire dal legame chimico e dalla microstruttura sono illustrate le proprietà di rilievo progettuale relative alle differenti categorie dei materiali, dai metalli ai vetri, ai ceramici, polymeri e compositi.

    Testi di riferimento

    Barbara Del Curto, Claudia Marano, Maria Pia Pedeferri,, Materiali per il design - II Edizione: Libro + Realtà aumentata, Editore: Cea - Casa Editrice Ambrosiana, Anno edizione: 2015, ISBN: 978-8808-18750-5 http://online.universita.zanichelli.it/delcurto/

    Obiettivi formativi

    Lo studente deve acquisire le conoscenze sui materiali che gli consentono una selezione ragionata della migliore soluzione per una specifica applicazione.

    Prerequisiti

    Il corso è impartito nell'ambito della Laurea magistrale i Design per L'Innovazione. Non richiede prerequisiti specifici.

    Metodologie didattiche

    Lezioni frontali . Alcone esercitazioni in laboratorio.

    Metodi di valutazione

    Prova scritta

    Programma del corso

    Strutture cristalline dei metalli (Fcc,bcc, Hcp) . Slip system. Il legame chimico e sue relazioni con l’elasticità dei materiali. Strutture cristalline nei ceramici (sale, fluorite, diamante, grafite)

    Calcolo della densità teorica. Difetti lineari, dislocazioni, difetti planari. Origine della deformabilità plastica. Processi attivati . Eq. di Arrhenius. Solubilità allo stato solido. Processi diffusivi. Stato non stazionario: leggi di Fick. nucleazione e crescita Trasformazioni diffusionali. Trasformazioni non diffusionali. Leghe metalliche notevoli. Leghe dell’alluminio. Proprietà meccaniche dei metalli. Curve sforzo deformazione. Sforzo vero e sforzo ingegneristico. Durezza. Proprietà meccaniche dei polimeri: creep e stress relaxation. Proprietà meccaniche dei vetri e dei materiali ceramici. Modello di Griffith. Deformazione viscoelastica: tempra dei vetri. Shock termici.

    Cenni sui polimeri e sui compositi. Le fibre e le matrici: caratteristiche meccaniche. I compositi con fibre corte. Equazione di Halpin Tsai. I compositi particellari. I nanocompositi. Il caso dei nanotubi. I compositi a fibre lunghe. Legno e tessuti. Le pelli e la concia delle pelli.

    English

    Contents

    Fundamental relationships among structure, properties and processing of matter.
    Properties relevant to design are illustrated from atomic to the micro structure of different categories of materials, from metals to ceramics to polymers and composites.
    Selected process techniques are also reviewed.

    Textbook and course materials

    Barbara Del Curto, Claudia Marano, Maria Pia Pedeferri,, Materiali per il design - II Edizione: Libro + Realtà aumentata, Editore: Cea - Casa Editrice Ambrosiana, Anno edizione: 2015, ISBN: 978-8808-18750-5 http://online.universita.zanichelli.it/delcurto/

    Course objectives

    The student acquires the fundamental knowledge that allow the rationale selection of materials component for specific applications.

    Prerequisites

    The course is of fundamental type and doesn't require particulr prerequisites.

    Teaching methods

    Lectures with aid of power point. Some laboratory exercises.

    Evaluation methods

    Written test

    Course Syllabus

    Crystalline structures of metals (Fcc, bcc, Hcp) . Slip system. The chemical bond and its relationship with the elasticity of materials. Crystalline structures in ceramics (salt, fluorite, diamond, graphite)

    Calculation of theoretical density. Linear defects, dislocations, planar defects. Origin of plastic deformability. Processes activated . Arrhenius equation. Solid state solubility. Diffusive processes. Non-stationary state: Fick's laws. Carburization of steels. Phase diagrams (binaries): leverage rule. TTT diagrams - Crystallization: nucleation and growth. Diffusional transformations. Non diffusional transformations. Heat treatments for steel. Precipitation hardening. Jominy test. Cold working. Annealing. Remarkable metal alloys. Aluminum alloys. Mechanical properties of metals. Stress deformation curves. True effort and engineering effort. Hardness. Mechanical properties of polymers: creep and stress relaxation. Mechanical properties of glass and ceramic materials. Griffith model. Visco-elastic deformation: glass tempering. Thermal shock. Impact Energy: Charpy test, Izod test. Fracture toughness. Fatigue.
    Notes on polymers and composites. Fibres and matrices: mechanical characteristics. Composites with short fibres. Equation of Halpin Tsai. Particle composites. Nanocomposites. The case of nanotubes. Long fibre composites. Wood and fabrics. Leather skins and tanning.

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