Finalità
Le finalità del corso è di fornire le conoscenze di base circa le caratteristiche di impiego dei materiali più comuni la cui utilizzazione coinvolgerà con ogni probabilità la carriera professionale dell'ingegnere meccanico; verrà pertanto fornito un panorama, chiaramente non completo, dei materiali per l'ingegneria correlandone le proprietà chimiche e chimico-fisiche con quelle meccaniche, termiche e di lavorabilità.
Programma
Materiali metallici. Proprietà generali dei metalli in relazione alla loro struttura. Processi di estrazione dei metalli. Richiami sugli equilibri eterogenei. Leghe ferrose. Diagramma delle fasi di equilibrio del sistema ferro-carbonio. Ghise. Acciai. Caratteristiche meccaniche degli acciai. Influenza della velocità di raffreddamento sulla microstruttura e sulle proprietà degli acciai al carbonio. Diagrammi trasformazione-raffreddamento. Trattamenti termici degli acciai. Normativa per la classificazione dei materiali. Acciai speciali. Rame e alluminio: produzione, raffinazione e loro leghe.
Combustibili. Reazioni di combustione e loro stechiometria. Poteri calorifici. Aria teorica ed effettiva di combustione. Temperatura teorica e rendimento della combustione. Combustibili solidi naturali e artificiali. Combustibili liquidi: origine e costituzione del petrolio. Estrazione e distillazione industriale del grezzo. Caratteristiche dei distillati e dei residui e loro utilizzazione (benzine primarie, di cracking, di reforming, cheroseni, gasoli, oIii combustibili). Raffinazione dei derivati petroliferi. Carburanti artificiali. Combustibili gassosi: gas naturali, GPL, gas di gasogeno, gas illuminante. Depurazione di combustibili gassosi. Intercambiabilità dei gas. Gassificazione dei derivati petroliferi. Verifiche e controlli della combustione in alcuni impianti termici.
Lubrificanti. cenni sulle loro caratteristiche e sui loro principali additivi.
Materiali polimerici. Proprietà chimiche e fisiche. Metodi di produzione e lavorazione. Principali tipi di resine termoplastiche e termoindurenti. Elastomeri e loro caratteristiche
Materiali termoisolanti: lane di vetro e di roccia, poliuretani espansi, polistiroli, ecc. Cenni sui materiali compositi: morfologia e proprietà caratteristiche
Le acque. Durezza e sua determinazione. Trattamenti di depurazione delle acque grezze: sedimentazione e flocculazione, filtrazione, addolcimento, degasazione, demineralizzazione. Acque potabili: caratteristiche e metodi di potabolizzazione. Acque di alimentazione per caldaie: incrostazioni, trascinamenti nel vapore e corrosioni. Problemi di inquinamento da scarichi industriali. Verifiche ed analisi di alcuni trattamenti di depurazione e dei relativi costi di gestione.
Materiali cementanti aerei e idraulici. Calce aerea e gesso. (cemento Portland: preparazione, composizione, presa, indurimento e caratteristiche. Cause di deterioramento e distruzione delle opere cementizie. Cemento Portland ferrico. Cemento pozzolanico e di alto forno. Cemento alluminoso. Calcestruzzi. Additivi per calcestruzzi. Calcestruzzi leggeri e pesanti.
Materiali ceramici. Materie prime e loro caratteristiche. Classificazione dei prodotti ceramici. Preparazione e cottura dei laterizi. Grès e porcellane.
Materiali refrattari. Considerazioni generali. Refrattari acidi, basici, neutri. Super-refrattari.
Esercitazioni. I calcoli numerici, effettuati durante lo svolgimento del corso e vertenti su alcuni degli argomenti sopra elencati, hanno lo scopo di illustrare meglio dal punto di vista tecnico-applicativo certi processi dei quali vengono dati i principali fondamenti nel corso delle lezioni.
Modalità d’esame
L’esame è orale.
Propedeuticità consigliate
E’ indispensabile la conoscenza della Chimica generale ed Inorganica, nozioni fondamentali di Chimica organica.
C. BRISI: “ Lezioni di Chimica Applicata ”, Ed. Levrotto e Bella, Torino, II ed., 1982.
A.GHIRELLI L. MATTEOLI e F. PARISI: “ Trattato di Chimica Industriale e Applicata ”, Ed. Zanichelli, Bologna, II Ed., 1983.
E. MARIANI: “ Chimica Applicata e Industriale ”, UTET, Torino 1983.