Chimica fisica dei materiali
A.A. 2023/2024
Obiettivi formativi
L'insegnamento fornisce una panoramica dei principi fondamentali della chimica fisica dei materiali, in particolare sulle principali proprietà di risposta semplici e correlate, e sui moderni metodi di sintesi ed analisi.
Risultati apprendimento attesi
Gli studenti acquisiranno le principali competenze fisiche e chimico-fisiche per la comprensione e l'interpretazione delle risposte di materiali solidi a stimoli meccanici, termici e ottici, nel contesto di progettazione e preparazione su misura di materiali avanzati.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
Proprietà meccaniche nei materiali bulk. Stress-strain isotropi: definizione, curva caratteristica. Stress-strain anisotropi. Notazione di Voigt. Risposta elastica: rigidità (stiffness) e deformabilità (compliance). Espansione termica (positiva e negativa). Comprimibilità isoterma. Rapporto di Poisson, moduli caratteristici. Equazioni di stato. Proprietà ottiche. Propagazione del campo elettromagnetico nei materiali. Indice di rifrazione. Dispersione e dispersione anomala. Correlazione: piezoelettricità, piroelettricità ed elettrostrizione. Effetti elettro-ottici ed elasto-ottici. Effetto Pockels. Effetto Kerr. Introduzione all'ottica non-lineare. Attività ottica.
Materiali cristallini, amorfi, compositi. Termodinamica dei materiali: diagrammi di fase binari e ternari, miscele eutettiche, monotettiche, peritettiche, eutettoidi e peritettoidi, fusione incongruente, decomposizione spinodale, cristallizzazione. Controllo dei difetti estrinseci con richiami alle principali tecniche di preparazione. Proprietà elastiche e viscoelastiche massive, analisi tribologiche di usura e attrito. Materiali ceramici, dielettrici e ottici.
Materiali cristallini, amorfi, compositi. Termodinamica dei materiali: diagrammi di fase binari e ternari, miscele eutettiche, monotettiche, peritettiche, eutettoidi e peritettoidi, fusione incongruente, decomposizione spinodale, cristallizzazione. Controllo dei difetti estrinseci con richiami alle principali tecniche di preparazione. Proprietà elastiche e viscoelastiche massive, analisi tribologiche di usura e attrito. Materiali ceramici, dielettrici e ottici.
Prerequisiti
Conoscenze di base di termodinamica ed algebra vettoriale. Queste vengono normalmente acquisite nei corsi di Chimica Fisica 1 con Laboratorio, Istituzioni di Matematica e Calcolo Numerico della Laurea Triennale in Chimica.
Metodi didattici
Il corso viene erogato tramite lezioni frontali. Domande e interventi da parte degli studenti sono incoraggiati. Sono resi disponibili agli studenti dispense e appunti di lezione tramite gli strumenti online forniti dall'Ateneo (MyARIEL o altro).
Materiale di riferimento
J. F. Nye - Physical Properties of Crystals; Oxford Science Publications, Clarendon Press, Oxford, 1985
Yu. I. Sirotin, M. O. Shaskolskaya - Fundamental of Crystal Physics; MIR publishing, Moscow, 1982
R. M. A. Roque-Malherbe - The Physical Chemistry of Materials; CRC Press, Taylor & Francis, 2010
D. Tabor - Gases, liquids and solids; Penguin Library of Physical Sciences, 1989
Slide di lezione, appunti di lezione
Yu. I. Sirotin, M. O. Shaskolskaya - Fundamental of Crystal Physics; MIR publishing, Moscow, 1982
R. M. A. Roque-Malherbe - The Physical Chemistry of Materials; CRC Press, Taylor & Francis, 2010
D. Tabor - Gases, liquids and solids; Penguin Library of Physical Sciences, 1989
Slide di lezione, appunti di lezione
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in un colloquio orale, durante il quale gli studenti dovranno rispondere a domande atte a sondare non solo la loro preparazione su specifici argomenti del corso, ma anche la loro capacità di ragionamento, collegamento e risoluzione di problemi. A questo scopo, potranno anche essere sottoposti allo studente alcuni semplici casi di studio da Letteratura, che verranno risolti con la guida dei docenti. La valutazione avverrà su una scala in trentesimi e l'esame si considera superato se lo studente consegue una valutazione sufficiente (minimo 18/30) in entrambe le parti. Performance eccezionali saranno premiate con una menzione d'onore (30/30 e lode).
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
Appuntamento via email. Scrivere a [email protected]
Dipartimento di Chimica, primo piano, corpo A, stanza 131O
Ricevimento:
Su appuntamento (via e-mail)
Studio Prof. Lo Presti (R21S), Dipartimento di Chimica, Piano Terra, Ala Sud