OBIETTIVO DEL CORSO È QUELLO DI FORNIRE ELEMENTI SULLE VARIE FENOMENOLOGIE DI DEGRADO DEI MATERIALI A SEGUITO DELL’INTERAZIONE CON L’AMBIENTE DI ESERCIZIO, PER VALUTARE E PREVEDERE IN FASE DI PROGETTO POTENZIALI PROBLEMI DI DURATA ED AFFIDABILITÀ, NONCHÉ LE CAPACITÀ DI PREVENIRE E/O MONITORARE IL DEGRADO DURANTE L’ESERCIZIO. SARANNO AFFRONTATE LE PRINCIPALI TIPOLOGIE IN FUNZIONE DEI PIÙ COMUNI AMBIENTI OPERATIVI (ALTA E BASSA TEMPERATURA, TIPOLOGIE DI AMBIENTE, ETC.) E FORNITI ELEMENTI PER IL CONTROLLO DELLE VELOCITÀ DI DEGRADO. OBIETTIVO DEL CORSO È QUELLO DI FORNIRE ELEMENTI SUI PRINCIPALI MATERIALI DI INTERESSE NEL SETTORE ENERGETICO (METALLICI, CERAMICI E COMPOSITI) E CONNESSE TECNOLOGIE DI FABBRICAZIONE. SARANNO APPLICATI I CONCETTI DI BASE DELLA SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI ACQUISITI NELLA LAUREA DI 1° LIVELLO IN ESEMPI DI PREVISIONE DELLE CORRELAZIONI TRA FORMULAZIONE, STRUTTURA, PROCESSI DI FABBRICAZIONE E PROPRIETÀ NELL’OTTICA DELL’INTEGRAZIONE A LIVELLO DI SISTEMA DI PRODUZIONE.
scheda docente materiale didattico
- tecniche diffrattometriche, microscopiche e spettroscopiche. Cenni di metallografia e di prove non distruttive.
Corrosione ad Umido
- Aspetti elettrochimici del degrado, forme di corrosione ad umido, diagrammi di Pourbaix, cinetica della corrosione, ddp e teoria dei potenziali misti – passività, corrosione in ambienti naturali e in ambienti ostili, metodi di prevenzione, protezione, diagnosi e monitoraggio
Tribologia
- Richiami sulla meccanica del contatto. Aspetti tribologici del degrado (adesione, attrito e usura), principali tipologie di usura (adesiva e abrasiva).
- Teoria, metodi e normativa per la quantificazione dell’usura, misure preventive.
Protezione dei materiali
- rivestimenti resistenti all’usura e alla corrosione, barriere termiche.
- Tecnologie di produzione di rivestimenti: rivestimenti galvanici, rivestimenti da fase vapore, rivestimenti termospruzzati.
Materiali compositi
- concetti fondamentali (matrice-rinforzo-interfaccia) e classificazione; regola delle miscele, interazione rinforzo-matrice, durabilità e degrado (creep, fatica, idrolizzazione). Criteri di progettazione: compositi laminati e sandwich; tecnologie di produzione: hand layup, Filament winding, stampaggi a caldo, a freddo e in autoclave, Resin Transfer Moulding, Spray-up. Esempi di applicazione dei compositi.
Materiali ceramici avanzati
- correlazione tra precursori, produzione, struttura e proprietà ottenibili. Criteri di affidabilità (statistica di Weibull); tecnologie di produzione: sinterizzazione, pressatura isostatica a caldo, slip casting, tape casting, codeposizione, termal spraying. Esempi di applicazione dei ceramici per componenti refrattari e barriere termiche. Degrado, corrosione a secco
Complementi:
- Progettazione mediante Elementi Finiti e relative ricadute sui materiali impiegati: simulazione delle proprietà variabili nel tempo e in temperatura. Esempi applicativi di analisi statiche e dinamiche, meccaniche e termo-meccaniche.
Cenni ai trattamenti delle acque ed ai fenomeni correlati per la corretta selezione degli acciai negli impianti per la produzione di energia e negli scambiatori di calore.
testi di riferimento:
M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon: "Materiali, dalla scienza alla progettazione ingegneristica" Casa Editrice Ambrosiana
Scienza e tecnologie dei metalli - CittàStudi Edizioni
Programma
Cenni ai metodi di caratterizzazione dei materiali- tecniche diffrattometriche, microscopiche e spettroscopiche. Cenni di metallografia e di prove non distruttive.
Corrosione ad Umido
- Aspetti elettrochimici del degrado, forme di corrosione ad umido, diagrammi di Pourbaix, cinetica della corrosione, ddp e teoria dei potenziali misti – passività, corrosione in ambienti naturali e in ambienti ostili, metodi di prevenzione, protezione, diagnosi e monitoraggio
Tribologia
- Richiami sulla meccanica del contatto. Aspetti tribologici del degrado (adesione, attrito e usura), principali tipologie di usura (adesiva e abrasiva).
- Teoria, metodi e normativa per la quantificazione dell’usura, misure preventive.
Protezione dei materiali
- rivestimenti resistenti all’usura e alla corrosione, barriere termiche.
- Tecnologie di produzione di rivestimenti: rivestimenti galvanici, rivestimenti da fase vapore, rivestimenti termospruzzati.
Materiali compositi
- concetti fondamentali (matrice-rinforzo-interfaccia) e classificazione; regola delle miscele, interazione rinforzo-matrice, durabilità e degrado (creep, fatica, idrolizzazione). Criteri di progettazione: compositi laminati e sandwich; tecnologie di produzione: hand layup, Filament winding, stampaggi a caldo, a freddo e in autoclave, Resin Transfer Moulding, Spray-up. Esempi di applicazione dei compositi.
Materiali ceramici avanzati
- correlazione tra precursori, produzione, struttura e proprietà ottenibili. Criteri di affidabilità (statistica di Weibull); tecnologie di produzione: sinterizzazione, pressatura isostatica a caldo, slip casting, tape casting, codeposizione, termal spraying. Esempi di applicazione dei ceramici per componenti refrattari e barriere termiche. Degrado, corrosione a secco
Complementi:
- Progettazione mediante Elementi Finiti e relative ricadute sui materiali impiegati: simulazione delle proprietà variabili nel tempo e in temperatura. Esempi applicativi di analisi statiche e dinamiche, meccaniche e termo-meccaniche.
Cenni ai trattamenti delle acque ed ai fenomeni correlati per la corretta selezione degli acciai negli impianti per la produzione di energia e negli scambiatori di calore.
Testi Adottati
Dispense del docentetesti di riferimento:
M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon: "Materiali, dalla scienza alla progettazione ingegneristica" Casa Editrice Ambrosiana
Scienza e tecnologie dei metalli - CittàStudi Edizioni
Modalità Erogazione
Scritto assistito da calcolatore, oraleModalità Valutazione
L'esame consta di una parte scritta da sostenere mediante piattaforma di moodle e di una prova orale. Durante i periodi di emergenza Covid-19, lo scritto avverrà con controllo online e l'orale in videoconferenza.