L'attività di ricerca si concentra principalmente su:
- modificazione superficiali di materiali metallici con tecniche
innovative: caratterizzazione microstrutturale, studio del
comportamento tribologico (attrito ed usura) e della
resistenza a corrosione;
-
studio di materiali metallici di interesse storico-artistico
(caratterizzazione microstrutturale, studio delle antiche
tecnologie metallurgiche, valutazione dello stato di conservazione
e identificazione dei fattori di corrosione e degrado)
Linea 1: modificazioni superficiali di materiali
metallici
Questa attività di ricerca è rivolta allo studio di materiali
metallici sottoposti a trattamenti superficiali in funzione
anti-usura/ anti-attrito. Lo studio consiste in: (i)
caratterizzazione dei materiali modificati mediante tecniche
di microscopia (OM, SEM+EDS, AFM) e analisi di composizione di
fase (XRD); (ii) valutazione delle proprietà meccaniche mediante
prove di indentazione e di scratch; (iii) studio del comportamento
tribologico mediante prove di strisciamento e di usura
microabrasiva. I risultati ottenuti vengono utilizzati
principalmente per ottimizzare le condizioni
di modificazione superficiale e valutare il comportamento in
esercizio delle superfici trattate. Vengono prese in considerazione
tecniche di modificazione superficiale quali la deposizione
PVD (Physical Vapour Deposition) e CVD (Chemical Vapour
Deposition), la conversione mediante ossidazione
elettrolitica al plasma (PEO), la deposizione
chimica autocatalitica (ACD) o galvanica. Fra i materiali
sottoposti a modificazione superficiale, oltre agli acciai e ai
cermet per utensili da taglio, particolare attenzione è stata
dedicata di recente alle leghe leggere (leghe di Al e di Ti).
Principali attività svolte:
- Ottimizzazione di riporti superficiali PVD con funzione
antiusura per utensili da taglio e per componenti automobilistici
(contratti di collaborazione industriale).
- Progetto “Improvement of tribological characteristics of
injection moulds in the polymer sector using plasma nitriding and
PVD coatings” nell'ambito del programma europeo COST 516
(Tribology).
- Progetto “Corrosion studies on sol-gel derived coatings”
nell'ambito del programma internazionale British Council 2000, in
collaborazione con il Department of Materials Science &
Metallurgy (Prof. I.M. Hutchings) dell'Università di
Cambridge, UK.
Attività in corso:
- Studio microstrutturale e tribologico di rivestimenti per la
modificazione superficiale di leghe di Al e di Ti mediante
tecnologie PEO (Plasma Electrolytic Oxidation), in collaborazione
con il Department of Materials Science and Metallurgy, University
of Cambridge (UK) e Keronite International Ltd., Cambridge
(UK).
- Studio microstrutturale e tribologico di rivestimenti per
utensili da taglio in metallo duro da impiegare per la fresatura di
leghe AlSi (contratto di collaborazione industriale).
Linea 2: studio di materiali metallici di interesse
storico-artistico
Artefatti e componenti strutturali metallici vengono studiati
relativamente alla storia passata (identificazione del materiale e
delle tecnologie di produzione), presente (stato attuale di
degrado) e futura (strategie di conservazione). L'utilizzo di
tecniche innovative di caratterizzazione
compositiva/microstrutturale/elettro-chimica permette infatti la
ricostruzione della storia dell'oggetto, la valutazione della sua
autenticità e l'individuazione di criteri guida per gli interventi
conservativi.
In particolare, per questi scopi vengono impiegate tecniche di
indagine micro- e non-distruttive quali la microscopia elettronica
a scansione a pressione variabile (VP-SEM), con sistema integrato
di analisi che comprende sia la sonda EDS per la microanalisi
elementale localizzata che la sonda micro-Raman per
l'identificazione strutturale delle fasi presenti. Per quanto
riguarda la microscopia, si va dai metodi ottici alla microscopia a
forza atomica (AFM). La profilometria sia ottica che a stilo viene
impiegata per lo studio della topografia delle superfici, mentre
per l'identificazione delle fasi su scala macroscopica si fa
ricorso alla diffrazione di raggi X (XRD). Tecniche come la
potenziometria e la spettroscopia di impedenza (EIS) sono inoltre
impiegate per studiare il comportamento dei materiali dal punto di
vista elettrochimico. Parallelamente allo studio di artefatti e
componenti metallici (casi reali), si sviluppa lo studio dei
fenomeni di degrado mediante prove di invecchiamento accelerato in
diverse condizioni di esposizione atmosferica.
Principali attività svolte:
- Progetto Finalizzato CNR "Beni Culturali" (sottoprogetto 2.2.2)
(1997-2000), “Caratterizzazione analitico-strutturale di
manufatti metallici di interesse archeologico e storico artistico,
conservati in ambiente confinato e non, e valutazione delle
relative metodologie conservazione”.
- Progetto Giovani Ricercatori dell'Università di Bologna (A.A.
2000/2001) “Metodi d'analisi di immagine applicati allo studio
di materiali metallici di interesse storico-artistico”
(responsabile scientifico: Dr. C.Martini)
- Progetto europeo di ricerca COLLAPSE (Corrosion Of Lead and
Lead-tin Alloys for organ PipeS in Europe) su problematiche di
corrosione negli organi a canne, finanziato dalla Commissione
Europea (5th FP, contratto n.EVK4-CT-2002-00088
1/01/2003-30/06/2006); Responsabile scientifico e partner Manager
dell'U.O.italiana: Dr. C.Martini)
Attività in corso:
- Studio microstrutturale di reperti archeologici dall'area di
Khor-Rhori (Sumhuram), Oman (in collaborazione con l'Università di
Pisa (Prof. A.Avanzini) e l'Università di Ferrara (Prof.
G.L.Garagnani);
- Studio delle stratificazioni di intervento sull'organo Traeri
1673 dell'Accademia Filarmonica di Bologna (in collaborazione con
la ditta Marco Fratti s.a.s. e l'Accademia Filarmonica di Bologna;
contratto finanziato dalla Fondazione del Monte di Bologna –
responsabile scientifico: Dr. C.Martini);
- Studio della corrosione atmosferica di leghe di rame
quaternarie (in collaborazione con il Dip. di Chimica Industriale e
dei Materiali (Prof. L.Morselli) e con il Dip. di Chimica Fisica e
Inorganica (Prof. G.Di Lonardo) dell'Università di Bologna, oltre
che con il Dr L. Robbiola dell'Université de Toulouse (CNRS - UMR
5608 TRACES).
