98859 - MATERIALI INORGANICI PROPRIETÀ E CARATTERIZZAZIONI

Conoscenze e abilità da conseguire

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti le nozioni di base dei principali materiali inorganici, i processi per la loro sintesi, i metodi per la loro caratterizzazione (es. diffrazione e fluorescenza di raggi X) e le loro applicazioni industriali. Gli studenti saranno in grado di correlare la struttura dei materiali alle loro proprietà chimiche e fisiche, inoltre acquisiranno conoscenze relativamente a specifiche categorie di materiali quali: materiali metallici, ceramici, ossidi metallici, pigmenti inorganici, vetro e cemento.

Contenuti

Prerequisiti:

- Conoscenza e capacità di manipolare funzioni elementari: potenze, radici, esponenziali e logaritmi. (Attività formativa: Elementi di Matematica)

- Conoscenza delle principali grandezze fisiche e delle relazioni che le legano, principali unità di misura. Nozioni di termodinamica. (Attività formativa: Fondamenti di Chimica Fisica)

- La tavola periodica e le proprietà atomiche degli elementi. Struttura e legame nei solidi ionici e nei metalli. Reazioni chimiche e loro bilanciamento. Equilibrio chimico.  (Attività formativa: Chimica Generale ed Inorganica con Laboratorio)

 

Programma:

- Introduzione ai materiali inorganici.
- Principi generali dello stato solido. Solidi metallici, ionici, covalenti e molecolari.
- Composti binari, ternari e superiori. Idruri, carburi, nitruri e boruri.

- Sintesi dei materiali: processi sol-gel e solvotermici, formazione di vetri, deposizione chimica da fase vapore, processo aerosol.

- Cristalli, difetti nei cristalli, materiali policristallini.

- Sintesi di film sottili, fibre e composti intercalati.

- Ossidi inorganici, con un focus su silice e allumina. Zeoliti. Spinelli e Perovskiti. Sintesi mediate da ossidi inorganici. Applicazioni degli ossidi (vetri, fibre ottiche, ITO). Solidi a strati: argille, idrotalciti, fosfati e fosfonati metallici. Paragone tra solidi micro-, meso- e macroporosi.

- Metalli e leghe metalliche, focus su acciai e ghise. Materie inorganiche critiche.

- Tecniche di caratterizzazione dei materiali: diffrazione di raggi X (cristallo singolo, polveri e total scattering), microscopia elettronica (SEM, TEM), diffrazione di elettroni, fluorescenza a raggi X (XRF), spettroscopia di assorbimento a raggi X (XANES/EXAFS), porosimetria, calorimetria, composizione quantitativa (ICP).

Testi/Bibliografia

J. W. Evans, L. C. Jonghe, The Production and Processing of Inorganic Materials, 2016, Springer, ISBN 978-3-319-48566-9

U. S. Schubert, N. Hüsing, Synthesis of Inorganic Materials, 2019, Wiley, ISBN 978-3-527-34457-4

Metodi didattici

Lezioni frontali in aula riguardanti gli aspetti teorici, coadiuvate da esercitazioni in aula volte ad approfondire le principali applicazioni dei materiali inorganici studiati.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento che accerta l’acquisizione delle conoscenze previste dagli obiettivi del corso avviene attraverso una prova finale, che combina una relazione su un argomento inerente al corso ed una presentazione orale seguita da domande di approfondimento e di conoscenza del programma.

Il voto finale tiene conto dei risultati conseguiti in entrambe le prove.

Lo studente riceve un voto in trentesimi in base alla preparazione e alla capacità dimostrata di esporre in modo sintetico e con proprietà di linguaggio.

Per sostenere la prova d'esame è necessaria l'iscrizione tramite AlmaEsami, nel rispetto delle scadenze previste. Coloro che non riuscissero ad iscriversi entro la data prevista, sono tenuti a comunicare tempestivamente (e comunque prima della chiusura ufficiale delle liste di iscrizione) il problema al docente. Sarà facoltà del docente ammetterli a sostenere la prova.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni si svolgono con l'ausilio di lavagna e presentazioni PowerPoint.

Il materiale didattico proiettato durante le lezioni è reso accessibile agli studenti sulla piattaforma Virtuale (https://virtuale.unibo.it/).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Massimiliano Curcio