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Luca LUSVARGHI
Professore Associato
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Ingegneria delle Superfici e dei Ricoprimenti
Ingegneria dei materiali (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
conoscenza delle principali tecniche usate per la protezione e la funzionalizzazione delle superfici dei materiali, delle loro relative applicazioni e delle tecniche di caratterizzazione necessarie per valutare le proprietà delle superfici trattate;
Prerequisiti
conoscenze di base di metallurgia, chimica e elettrochimica e scienza e tecnologia dei materiali
Programma del corso
Introduzione alle cause di degrado dei materiali. Fondamenti di tribologia. Fenomeni di usura e corrosione. Fenomeni di degrado ad alta temperatura.
Definizione di Ingegneria delle Superfici e panoramica delle tecniche utili alla protezione e la funzionalizzazione delle superfici dei materiali.
L'attività appena descritta occupa solitamente 1 CFU - 9 ore.
- Preparazione delle superfici dei materiali pre-deposizione e pre-trattamento
- Cenni di trattamenti meccanici dei metalli: pallinatura, sabbiatura. Esempi.
- Trattamenti chimici ed elettrochimici in soluzione. Anodizzazione. Deposizione Electroless (Ni-P, Ni-B, etc..). Elettrodeposizione (cromatura, nichelatura, zincatura, etc..). Esempi.
- Trattamenti di conversione. Fosfatazione, cromatazione, etc.. Esempi.
- Rivestimenti per immersione in metalli liquidi. Zincatura a caldo. Esempi.
L'attività appena descritta occupa solitamente 2 CFU - 18 ore.
- Tecniche di termospruzzatura. Plasma Spray, HVOF, Flame spray, wire-arc spray, cold spray. Esempi.
L'attività appena descritta occupa solitamente 1 CFU - 9 ore
- Deposizione chimica (CVD) e fisica (PVD) di film sottili da fase vapore. Esempi.
L'attività appena descritta occupa solitamente 2 CFU - 18 ore.
Metodi didattici
L'insegnamento frontale si basa su presentazioni in power point, che coprono la formazione teorica neccessaria. Il materiale didattico costituito dalle presentazioni focalizzate su ciascun singolo argomento viene fornito sempre prima di ciascuna lezione, in modo che possano essere aggiornate anche durante il corso in caso di novità scientifiche-tecnologiche recenti. Sono previste almeno due visite d'istruzione in ditte leader di mercato nelle tecniche dell'Ingegneria delle Superfici affrontate durante il corso. Durante queste visite, gli studenti vengono a contatto con impianti di deposizione di ultima generazione, dove vengono rivestiti componenti industriali reali.
La lingua del corso è l'italiano.
Testi di riferimento
- AA. VV., Manuale di Trattamenti e Finiture, Editore: Tecniche Nuove, 2003, ISBN: 978-88-481-1405-9
- J. R. Davis (editor), Surface Engineering for corrosion and wear resistance, ASM International, 2001, ISBN 10: 0-87170-700-4
- B. G. Mellor (editor), Surface Coatings for protection against wear, Woodhead Publishing Limited, 2006, ISBN 10: 1-85573-767-1
- M. Schlesinger & M. Paunovic (eds.), Modern Electroplating, Wiley, 2010, ISBN 978-0-470-16778-6
- presentazioni power point messe a disposizione del docente (power point presentations provided by the professor)
Verifica dell'apprendimento
La verifica dell'apprendimento avviene attraverso un esame orale di 1 ora su tutta la parte teorica fornita tramite le presentazioni power point. Allo studente non sarà permesso l’utilizzo di appunti. Solitamente, l'inizio dell'esame consiste nel discutere le possibili tecniche di Ingegneria delle Superfici utilizzate su un campione di laboratorio, per poi spaziare su tutti gli argomenti del corso. Questo approccio permette di comprendere quanto lo studente sia capace di collegare gli argomenti teorici studiati con un rivestimento/trattamento superficiale reale. Il punteggio finale sarà in 30esimi, con eventuale lode. Nell’attribuzione del punteggio di questo esame verrà valutato il livello delle conoscenze teoriche acquisite (40%), la capacità di ragionare sugli ordini di grandezza dei parametri di processo (es.: temperatura, pressione, potenza, etc…; 15%), la capacità di collegamento tra i vari argomenti trattati (15%), la capacità di deduzione e chiarezza logica (15%) e la correttezza del linguaggio tecnico utilizzato (15%).
Risultati attesi
Conoscenza e comprensione. - Tramite lezioni frontali in aula, lo studente apprende quali siano le principali forme di degrado dei materiali e i coatings, films e trattamenti superficiali atte a limitarle. Esse permetteranno agli studenti di approfondire le proprietà dei materiali, in particolare metallici e ceramici, le correlazioni (micro)struttura/proprietà e i processi di trasformazione dei materiali. Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Tramite le visite d'istruzione in azienda, lo studente può apprezzare la realizzazione su scala industriale dei processi, percependo le difficoltà tecniche da superare agendo su componenti reali, affinando la propria capacità di selezione dei materiali e dei processi; durante le lezioni frontali, verranno illustrati casi studies di degrado e relative soluzioni di protezione per permettere allo studente di affrontare situazioni reali di failure analysis e problem solving. Autonomia di giudizio - Lo studente sarà in grado di leggere e comprendere letteratura/testi di base ed avanzati, migliorando le proprie capacità di selezione delle tecniche di Surface Engineering. Tramite l'esame orale, lo studente discuterà in profondità le motivazioni ingegneristiche che hanno richiesto la protezione del componente. Abilità comunicative - Lo studente acquisisce il linguaggio tecnico-specialistico che gli permetterà di dialogare con colleghi professionisti nell’ambito dei coating/film/trattamenti e di tradurre concetti anche complessi in un linguaggio comprensibile al non-specialista, mantenendo la correttezza delle informazioni fornite. Il colloquio finale abilita a esprimere i concetti con linguaggio appropriato e conciso, sostenendo un contradditorio. Capacità di apprendimento - Le attività descritte consentono allo studente di acquisire gli strumenti metodologici per provvedere autonomamente al proprio aggiornamento tramite la letteratura inerente i processi di deposizione dei rivestimenti o di trattamenti superficiali.