Scheda programma d'esame
SCIENZA E INGEGNERIA DEI MATERIALI
PATRIZIA CINELLI
Anno accademico2018/19
CdSINGEGNERIA CHIMICA
Codice018II
CFU12
PeriodoSecondo semestre

ModuliSettoreTipoOreDocente/i
INGEGNERIA DEI MATERIALIING-IND/22LEZIONI60
PATRIZIA CINELLI unimap
SCIENZA DEI MATERIALI ING-IND/22LEZIONI60
PATRIZIA CINELLI unimap
MARIA BEATRICE COLTELLI unimap
ANDREA LAZZERI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Obiettivi: Fornire conoscenza sugli elementi essenziali che caratterizzano le proprietà chimiche e fisiche dei materiali. Esaminare i materiali principali in termini di struttura, proprietà, durabilità e metodi di poretizione. Fornire indicazioni sul loro utilizzo in sicurezza e sulla loro sostenbilità. 

Knowledge

 

Objectives: To provide the essential elements that characterize the chemical and physical properties of the materials. Examine the main materials in terms of structure, properties, durability and protection methods. Provide safety elements in their manipulation, and materials sustainability concepts. 

Modalità di verifica delle conoscenze

Nell'esame scritto (durata 3 ore) lo stidente dovrà dimostrare la sua conoscenza sugli argomenti trattati nel corso, e la capacità di applicarla per risolvere esercizi e problemi. Durante l'orale lo studente dovrà dimostrare la capacità di discutere e collegare tra loro gli argomenti trattati nel corso. Lo studente deve diostrare consapevolezza critica verso gli argomenti afforntati. 

Methods:

  • Esame finale scritto
  • Esame finale orale

 

FUlteriori informazioni:

esame finale scritto 50%, esame finale orale 50%

Assessment criteria of knowledge

In the written exam (3 hours), the student must demonstrate his/her knowledge of the course material and to apply to solve exercise and problems. - With the oral the student must demonstrate the ability to discuss and correlate the topic addressed in the course- The student must demonstrate the ability to put into practice and to execute, with critical awareness, the activities illustrated.

Methods:

  • Final written exam
  • Final oral exam

 

Further information:
final oral exam 50% final written exam 50%

Capacità

Al termine del corso lo studente avrà piena pradonanza delle conoscenze basilari sui materiali:
-- avrà la capacità di correlare la struttura chimica e morfologia delle principali classi di materiali con le loro diverse proprietà fisiche e meccaniche
-- avrà la capacità di comprendere ed interpretare un diagramma di stato e progettare una  miscela in base ai requisiti richiesti

-- avrà la capacità  di saper selezionare il materiale adatto per una determinata applicazione e saperne prevedere prestazioni, effetti del degrado e sosteniblità ambientale. 

Lo studente saprà risolvere esercizi su proprietà fisiche e meccaniche dei materiali. 

Skills

At the end of the course the student will have full knowledge of the basic materials concepts:

- the student will have the ability to correlate the chemical structure and morphology of the main classes of materials with their different physical and mechanical properties

- will have the ability to understand and interpret a state diagram and to design a mixture according to defined requirements

- will have the ability to be able to select the right material for a given application and learn how to predict performance, effects of degradation and environmental sustainability.

The student will know how to solve exercises on physical and mechanical properties of materials.

Modalità di verifica delle capacità

Durante il corso verranno svolti degli esercizi simili a quelli che verranno proposti nella prova scritta. 

Il docente inviterà gli studenti che frequentano durante la lezione e rispondere a semplici domande. 

Assessment criteria of skills

During the course excercise, simlar to those propose in the fina writtn test, will be done and solved. 

During the course the professor will make student participate by answering to simple questions

Comportamenti

Attraverso la frequenza alla lezioni, le attività teoriche, se scelte le prove in itinere, lo studente potrà acquisire consapevolezza sull'importanza della natura chimico-fisica dei materiali, e sulla correlazione tra la loro struttura e le loro proprietà, considernado anche gli effetti di lavorazione, modifica dei materiali e le prestazioni in diversi ambienti. Lo studente realizzerà l'importanza della conoscenza delle proprietà dei materiali per ingegneria chimica e per lo studio dei materiali stessi, e loro sviluppo ed utilizzo futuro in applicazioni industriali. 

Behaviors

Through the attendance to lectures, the theoretical activities, if chosen the tests in itinere, the student will be able to acquire awareness on the importance of the chemical-physical nature of the materials, and on the correlation between their structure and their properties, also considering the effects of processing, modification of materials and performance in different environments. The student will realize the importance of knowledge of the properties of materials for chemical engineering and for the study of the materials themselves, and their development and future use in industrial applications.

Modalità di verifica dei comportamenti

Durante le lezioni, le prove in itinere o l'esame scritto finale, e durante l'orale,  verrà verifica la capacitò dello studente di applicare i concetti teorici apppresi nel corso per la soluzione di problemi pratici e per la selezione appropiata di materali per date applicazioni. 

Assessment criteria of behaviors

During the lessons, the in itinere tests or the final written exam, and during the oral exam, the student's ability to apply the theoretical concepts included in the course for the solution of practical problems and for the appropriate selection of materials for dates will be verified. applications.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Conoscenze di chimica e fisica generale

Prerequisites

Knowledge of general chemistry and physic 

Corequisiti

Analisi Matematica I

Co-requisites

Matematic Analysis I

Indicazioni metodologiche

Le lezioni sono di tipo frontale tradizionale, supportate da occasionali visite ai laboratori. 
Il materiali didattico è costituito dai testi di riferimento, dalle slides delle lezioni disponibili su e-learning. L'interazione con lo studente avviene anche al di fuori della lezione mediante ricevimenti concordati con il docente per posta elettronica. 

Teaching methods

The lessons are traditional frontal type, supported by occasional visits to the laboratories.

The teaching materials consist of the reference texts, the slides of the lessons available on e-learning. The interaction with the student also takes place outside the class by means of receptions arranged with the teacher by e-mail.

 

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Introduzione alla scienza e tecnologia dei materiali. Classi di materiali, legami atomici e molecolari. Solidi Ionici, civalenti, metallicie molecolari.  Proprietà dei materiali, struttura dei solidi. Proprietà ottiche ed elettriche, comportamento ottico ed elettrico dei materiali. Comportamento meccancio dei materiali. Determinazione delle proprietà meccaniche dei materiali. Test tensili. Rigidità, forza, durenzza, tencacità. Comportamento duttile e fragile. Resilienza. Materiali amorfi e cristallini. Celle unitariie e reticoli cristallini. Principali strutture cristalline dei materiali. Difetti dei reticoli. Solidificazione. Cinetica di nucleazione e crescita. Diffusione atomica nei solidi. Legge di  Fick. Trasformazioni div fase non diffusive. Principi di diffrazione ottica, elettronica, raggi x. Diagrammi di fase a due componenti. Solubilità totale, parziale, e immiscibilità allo stato solido. Formazione di composti. Trasformazione eutettica e peritettica. Rafforzamento dei materiali metallici. Sostenibilità dei materiali, produzione, utilizzo, fine vita. 

Syllabus

Introduction to the science and technology of materials. Classes of materials. Atomic and molecular bonds. Ionic solids, covalent, metallic and molecular. Properties of materials. Notes on the band structure of solids. Optical and electrical properties. Mechanical behavior of materials. Determination of mechanical properties of materials. Tensile test. Stiffness, strength, hardness, toughness. Ductile and brittle. Resilience. Crystalline and amorphous materials. Unit cells and crystal lattices. Main crystal structures of metals. Lattice defects. Solidification. Kinetics of nucleation and growth. Atomic diffusion in solids. Fick's laws. Diffusion treatments. Non-diffusive phase transformations. Principles of optical, electronic and X-ray diffraction Phase diagrams of two-component mutual solubility full, partial and no solid state. Formation of compounds. Eutectic and peritectic transformation. Strengthening of metallic materials. Sustainability of production, use and end of life. 

Bibliografia e materiale didattico

Tecnologia dei Materiali e Chimica Applicata. Liguori Editore. William F. Smith,

Scienza e ingegneria dei materiali 7/Ed. Pearson Education Altro materiale: W.D. Callister.

Slides used in classe

 

Bibliography

Recommended reading includes the following works: C. Brisi. Chimica Applicata, - Levrotto e Bella - Torino. Bernardo Marchese.

Tecnologia dei Materiali e Chimica Applicata. Liguori Editore. William F. Smith,

Scienza e Tecnologia dei Materiali, McGraw-Hill James F. Shackelford,

 Scienza e Tecnologia dei Materiali, Una Introduzione. EdiSES edizioni. M.F.Ashby, D.R.H.Jones, Engineering Materials 1, Pergamon Press 0-08-026138-8 M.F.Ashby, D.R.H.Jones, Engineering Materials 2, Pergamon Press 0-08-032532 further bibliography will be indicated.

Indicazioni per non frequentanti

Studiare sui testi consigliati, utilizzare le slides caricate su e learning, contattare il docente per chiarimenti. Non sussitono variazioni di programmaper i non frequentanti. 

 

Non-attending students info

Study on the suggested books, use the slides loaded on e learning, ask for explenation to the professor. 

Modalità d'esame

L'esame si articola in una prova scritta (5/6 problemi) da risolvere in aula (durata 3 ore), una volta superate la prova con punteggio uguglae o superiore a 18 si accede alla prova orale, che deve essere svolta nello stesso appello, salvo comprovati impedimenti, che consiste in un colloquio tra candidato e docente su tutto il programma svolto.

La prova orale non è superata se il candidato mostra di non essere in grado di esprimersi in modo chiaro, con terminologia corretta ed  appropriata, ed il candidato mostra incapacità di mettere in relazione concetti teorici con la loro applicazione pratica. 

Il mancato superamento della prova orale richiede di dovere sostenere di nuovo la prova scritta. Il voto finale sarà valutato : 50% prova scritta, 50% prova orale, arrotondato per eccesso. 

Assessment methods

The exam consists of a written test (5/6 problems) to be solved in the classroom (duration 3 hours), once passed the test with a score equal to or higher than 18, the oral exam is accessed, which must be carried out in the same appeal , unless proven impediments, which consists of an interview between the candidate and the teacher on the whole program.

The oral exam is not passed if the candidate shows that he is not able to express himself clearly, with correct and appropriate terminology, and the candidate shows an inability to relate theoretical concepts with their practical application.

Failure to pass the oral exam requires that you have to take the written exam again. The final mark will be evaluated: 50% written exam, 50% oral exam, rounded up.

Written test (3 hours) with exercise and problems, oral on the topics addressed in the course. 

Stage e tirocini

Non sono previsti stage o tirocinii. 

Work placement

No stage planned. 

Altri riferimenti web

Pagina del corso su e learning 

Additional web pages

web page of the course on e learning

Note

Il corso è interamente svolto al secondo periodo, le slides del corso, esempi di test scritti con soluzioni degli esami precedenti sono disponibili sulla piattaforma e learning del corso, accessibili con le credenziali di ateneo.

 

Notes

 

The course is entirely held in the second period, the slides of the course, examples of written tests with solutions from previous exams are available on the platform and learning of the course, accessible with university credentials.

Ultimo aggiornamento 13/11/2018 23:47