 |
ERIKA IVETH CEDILLO GONZALEZ
Ricercatore t.d. art. 24 c. 3 lett. A
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
|
Insegnamento: Scienza e Tecnologia dei Vetri con Laboratorio
Ingegneria dei materiali (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
Il corso vuole fornire le conoscenze e le competenze relative alla struttura, proprietà, trasformazioni ed applicazioni del vetro e del relativo processo di ottenimento. Fornisce agli studenti gli elementi di base per la progettazione, la caratterizzazione e l’utilizzo di sistemi vetrosi.
Per una completa comprensione degli obiettivi formativi, si rimanda alla lettura dei risultati di apprendimento attesi a seguito dello svolgimento del presente corso formativo.
Prerequisiti
Conoscenze relative alla scienza dei materiali.
Programma del corso
Contenuti del corso (6CFU)
-La scansione dei contenuti per CFU è da intendere come puramente indicativa. Essa può infatti subire modifiche nel corso dell’insegnamento alla luce del riscontro degli studenti e delle studentesse.
Lo stato vetroso: definizione dello stato vetroso. Proprietà generali, diagramma volume-temperatura; misura della tg e sua definizione matematica. Struttura del vetro: elementi strutturali dei silicati. modelli strutturali dello stato vetroso. Approccio cinetico alla formazione del vetro. Devetrificazione: nucleazione e cristallizzazione. Velocità di devetrificazione. Immiscibilità nei fusi e nei vetri. Vetroceramiche. Struttura di vetri di importanza tecnologica: vetro di silice, anidride borica, vetri di GeO2 e P2O5, sistemi bicomponenti, tricomponenti, a base di ossido di piombo. Influenza dei vari ossidi sulla struttura e sulle proprietà dei vetri. (1CFU)
-Proprietà dei vetri: viscosità. Proprietà ottiche del vetro, proprietà meccaniche. Termiche e chimiche del vetro. (1CFU)
-Vetri commerciali lastre. Vetri per edilizia. Vetro cavo. (1CFU)
-Vetri per ottica. Fibre ottiche. Vetri ottenuti con il processo sol-gel. Confronto con metodi tradizionali. Gli smalti ceramici: definizioni e sequenze produttive degli smalti con i loro componenti, smalti per piastrelle, smalti per stoviglie, smalti per sanitari, smalti per metalli, smalti per settore artistico. (1CFU)
-LABORATORIO: Vetri, fritte ed i loro componenti: formulazione delle fritte in ossidi, in materie prime, le materie prime per la fusione, la tecnica di fusione e la impiantistica industriale.
Preparazione di vetri: preparazione della pesata, fusione e spegnimento.
Preparazione di vetri colorati: preparazione della pesata, fusione e spegnimento.
Preparazione materiali vetro-ceramici: in bulk e per sinterizzazione di polveri.
Misura di alcune proprietà fisico-chimiche e meccaniche dei vetri. L'applicazione nella linea di smaltatura. Visita in industrie vetrarie. Seminari aziendali (2CFU)
Metodi didattici
Quanto riportato sotto potrà subire delle modifiche a causa della situazione sanitaria dovuta al COVID19.
Le lezioni si svolgono con presentazioni in power point. Le attività di laboratorio consistono nella preparazione e caratterizzazioni di vetri. Sono inoltre previste delle visite di istruzione in aziende del settore. I seminari tematici sono svolti da relatori aziendali. Tutto il materiale didattico è caricato su MOODLE. L’insegnamento è in lingua italiana.
Testi di riferimento
K. Varshneya J.C. Mauro “Fundamentals of inorganic glasses” Third Edition Elsevier
M. Affatigato “Modern glass characterization” Wiley
Z. Strnad “Glass-Ceramic materials Glass Science and technology 8 Edition Elsevier
Verifica dell'apprendimento
La prova finale consiste di tre parti:
a) presentazione del lavoro di gruppo su una tematica fornita dal docente;
b) prova scritta: trasformazione di una composizione vetrosa da mol% a peso% o viceversa, e calcolo della miscela di materie prime della stessa composizione,;
c) Prova orale
Tale verifica si svolge in forma orale, secondo le modalità di un colloquio tra Docente ed esaminando/a di durata approssimativa di trenta minuti nell’arco dei quali al/la candidato/a verranno proposte tendenzialmente tre domande, con grado di approfondimento (e difficoltà) crescente e su diverse aree del programma. Gli esami orali si svolgono nell’arco del calendario didattico dell’offerta formativa e per ogni appello lo/a studente/essa che intenda sostenerlo dovrà iscriversi utilizzando la Piattaforma EsseTre.
Gli indicatori di valutazione della prova sono: - Capacità di utilizzare le conoscenze (25 %) - Capacità di collegare le conoscenze (25 %); - Padronanza del linguaggio scientifico (15 %); - Capacità di discutere gli argomenti (20 %) - Capacità di approfondire gli argomenti (15 %). Il voto è espresso in trentesimi ed è necessario ai fini del superamento dell’esame (18/30) rispondere in modo più o meno articolato, almeno a 2 domande su tre, vale a dire il candidato o la candidata deve mostrare una preparazione ragionevolmente sufficiente sia dal punto di vista dei contenuti sia dal punto di vista del linguaggio espositivo utilizzato). Il voto finale sarà una media pesata delle tre valutazioni suddivise in queste percentuali:
Prova (a) 5%; prova (b) 10%; prova (c) 85%. Il
In caso di votazione ampiamente positiva, il docente potrà chiedere una domanda più difficile, per conferire eventualmente, la lode.
Risultati attesi
1)Conoscenza e capacità di comprensione- Tramite lezioni frontali in aula con la esposizione dei principali materiali vetrosi, visite guidate presso aziende del settore, seminari di esperti nel campo dei materiali vetrosi, e 3 lezioni in laboratorio, lo studente viene a conoscenza delle tipologie, delle proprietà e le principali applicazioni dei principali materiali vetrosi (per edilizia, di sicurezza, vetro cavo, fibre ottiche, vetroceramici, smalti, etc…).
2)Capacità di applicare conoscenza e comprensione- collegare i diversi materiali evidenziandone le proprietà principali e le differenze ed inquadrandole con sicurezza nel settore tematico di appartenenza; b) padroneggiare una terminologia accurata e propria, della scienza e tecnologia dei materiali. Lo studente è in grado di applicare le conoscenze acquisite per la scelta dei principali materiali ceramici
3)Autonomia di giudizio- verificare il proprio grado di apprendimento e comprensione dei concetti esposti grazie alla possibilità d’intervento a lezione e alla Conoscenza e capacità di comprensione: - Elencare e descrivere i principali materiali vetrosi e la loro struttura in funzione della composizione chimica del vetro (ruolo dei diversi ossidi). - Descrivere le proprietà principali (viscosità, chimiche, termiche, ottiche, meccaniche) correlate con la composizione chimica del vetro, i processi produttivi, e le principali applicazioni - Illustrare il comportamento sotto specifica sollecitazione di ogni singolo materiale vetroso. Identificare le principali fasi dei processi produttivi (dalle materie prime, la loro lavorazione, la formatura e la cottura) b) riorganizzare le conoscenze apprese ed implementare la propria capacità di valutazione critica ed autonoma di quanto appreso.
4)Abilità comunicative- L'esame orale permette di sviluppare la capacità a presentare le conoscenze acquisite e di esprimere i concetti appresi con linguaggio appropriato e di sostenere una discussione in merito agli argomenti trattati. Acquisiscono conoscenze sufficienti per risolvere problematiche legate alle materie prime e processo produttivo dei materiali. a) esprimere in modo corretto e logico le proprie conoscenze, riconoscendo l’argomento richiesto e rispondendo in modo puntuale e completo alle domande d’esame. b) sintetizzare ed elaborare compiutamente le principali proprietà dei materiali assegnando a ciascuno l’applicazione più idonea.
5)Capacità di apprendimento- le attività descritte consentono allo studente di acquisire gli strumenti metodologici per proseguire gli studi e poter intraprendere studi successivi con un alto grado di autonomia. approfondire le nozioni apprese per proseguire il proprio percorso universitario mettendo a frutto terminologia, schemi, concetti quali strumenti per raggiungere una conoscenza adeguata dei materiali da costruzione; b) impadronirsi ed affinare il proprio linguaggio tecnico-scientifico, ricordandone gli elementi costitutivi ed espressivi ed imparando ad utilizzare il metodo tecnico-scientifico anche in ambito lavorativo.