Programma del modulo - "Nanostructured Materials" - Classificazione ed importanza della struttura dei materiali - Struttura e geometria cristallina (reticoli, soluzioni solide, identificazione dei piani e delle direzioni cristallografiche nei reticoli cubici ed esagonali, densità lineare e planare) - Difetti nei reticoli (difetti di superficie, di linea, di volume e puntuali) - Diagrammi di fase - Processi attivati termicamente e diffusione nei solidi (prima e seconda legge di Fick) - Dislocazioni (classificazione in base al vettore di Burgers, movimento delle dislocazioni, proprietà elastiche delle dislocazioni, forza di Peierls-Nabarro, sistemi di scorrimento nei reticoli cubici ed esagonali, scorrimento deviato, climb, forze tra dislocazioni, interazioni tra dislocazioni e difetti di punto, sorgenti di dislocazioni, deformazione plastica per geminazione per geminazione) - Meccanismi di rafforzamento (incrudimento e ricristallizzazione, indurimento per soluzione solida, indurimento per riduzione della dimensione del grano e relazione di Hall-Petch, indurimento per dispersione e per precipitazione, interfacce coerenti e non coerenti, meccanismo di Orowan) - Comportamento meccanico dei materiali (deformazione elastica, plastica, curva sforzo-deformazione ingegneristica e reale, frattura duttile e fragile, instabilità in trazione, prove di impatto, meccanica della frattura lineare elastica, tenacità a frattura e plasticizzazione all’apice del difetto, comportamento a fatica e legge di Paris-Erdogan, creep diffusivo e dislocativo) - Materiali polimerici (definizione, classificazione, struttura primaria e secondaria, peso molecolare medio, strutture molecolari, copolimeri, transizioni termiche, cristallinità, comportamento viscoelastico e relativi modelli matematici, deformazione elastica e plastica, processi di fabbricazione) - Materiali ceramici (definizione, classificazione, comportamento meccanico, meccanismi di tenacizzazione, fatica statica, determinazione probabilistica della resistenza per mezzo della statistica di Weibull, processi di sinterizzazione) - Materiali compositi (definizione, classificazione, proprietà dei rinforzi fibrosi, micromeccanica della lamina a fibre continue e discontinue, processi di fabbricazione) - Nanostrutturazione dei materiali (introduzione ai materiali nanocristallini massivi di natura metallica e ceramica, classificazione, ruolo dei bordi di grano e problematiche connesse al controllo della crescita di grano (meccanismo di Zener, il “solute drag” e il “pore drag”) - Le proprietà dei materiali nanostrutturati massivi (inversione della relazione di Hall-Petch, proprietà meccaniche, creep, superplasticità)

Testi consigliati per il -"Nanostructured Materials": • The Science and Engineering of Materials, 7th Edition Donald R. Askeland, Wendelin J. Wright ISBN-10: 1305076761 | ISBN-13: 9781305076761 Cengage • Mechanical Behavior of Engineering Materials J. Rösler, H. Harders, M. Bäker 2007, Springer ISBN 978-3-540-73446-8 • Materiale didattico integrativo (slide delle lezioni) fornito dal docente

- Richiami di scienza ed ingegneria delle superfici: relazione morfologia -proprietà superficiali - Il degrado dei materiali per i fenomeni di corrosione ed usura. - La funzionalizzazione delle superfici e la nanostrutturazione dei film: tecniche senza apporto di materiale. - Tecniche di modifica superficiale con apporto di materiale: metodi di variazione della composizione chimica, impiantazione, metodi elettrochimici, metodi chimici, tecniche plasma e di deposizione in fase vapore. - Modelli e tecniche di micro e nano-meccanica per la valutazione delle proprietà meccaniche di film e materiali massivi nanostrutturati. - Esempi applicativi.

Materiale didattico proiettato a lezione e articoli scientifici forniti dal docente.