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Cristina SILIGARDI
Professore Ordinario
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Scienza e Ingegneria del Processo Ceramico
Ingegneria dei materiali (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Il corso vuole fornire le conoscenze e le competenze relative alle principali tipologie dei materiali ceramici e le loro applicazioni Fornisce agli studenti gli elementi di base per la progettazione, la caratterizzazione e l’utilizzo dei materiali ceramici
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
Per questo corso è richiesta la partecipazione ai precorsi, offerti con modalità a distanza.
Programma del corso
-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.
-I ceramici: introduzione. La classificazione dei materiali ceramici. Le materie prime ceramiche di origine naturale: caratteristiche, ottenimento, lavorazioni preliminari ed applicazioni. Impatto ambientale dell’industria ceramica; l’impiego di materie prime secondarie.
Il vetro, i semilavorati (fritte) e i pigmenti per l’industria ceramica: caratteristiche, ottenimento, lavorazioni preliminari ed applicazioni. La reologia delle polveri e delle sospensioni ceramiche. La macinazione e il controllo delle caratteristiche delle polveri. I processi, le tecnologie e le macchine per la macinazione e la preparazione delle polveri. Aspetti energetici. (3CFU)
-Le piastrelle ceramiche, i laterizi, i sanitari, i refrattari.
Aspetti teorici sulla formatura delle polveri ceramiche. I processi, le tecnologie e le macchine per la formatura. Aspetti teorici sull’essiccamento dei pezzi ceramici. I processi, le tecnologie e le macchine per l’essiccamento. Aspetti teorici sulla cottura ceramica (reazioni, sinterizzazione e transizioni di fase). I processi, le tecnologie e le macchine per la cottura. Aspetti teorici sui trattamenti di finitura (smaltatura e lavorazioni). I processi, le tecnologie e le macchine per il trattamento dei ceramici. (3CFU)
- ceramici innovativi: introduzione. Le materie prime. Sintesi della materie prime. Formatura. Principali materiali: allumina, zirconia, carburi e nitruri, compositi a matrice ceramic e cermet. Ceramici da precursori polimerici e processi sol-gel (3CFU).
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. 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
Materiale didattico fornito dal docente. Tutto il materiale sarà visionabile su Moodle.
Per consultazione e approfondimento sulla parte di ceramici avanzati, è possibile fare riferimento a:
R. Riedel, I-W. Chen, Ceramics Science and Technology, Volumes 1-4, Wiley-VCH
D.Mari, L. Miguel, C. Nebel, Comprehensive Hard Materials, Elsevier, 2014
(tutti disponibili in formato elettronico presso SBA).
Verifica dell'apprendimento
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/alla 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 ad almeno 2 domande su tre: il candidato o la candidata deve cioè mostrare una preparazione ragionevolmente sufficiente sia dal punto di vista dei contenuti, sia dal quello del linguaggio espositivo utilizzato. In caso di risposta ampiamente positiva a tutte e tre le domande, il docente potrà chiedere una quarta domanda più difficile, per conferire eventualmente, la lode.
Risultati attesi
1)Conoscenza e capacità di comprensione- Tramite lezioni frontali in aula con l'esposizione dei principali materiali ceramici, visite guidate presso aziende del settore, seminari di esperti nel campo dei materiali ceramici, lo studente viene a conoscenza delle tipologie, delle proprietà e le principali applicazioni dei principali materiali ceramici (piastrelle, laterizi, sanitari, refrattari).
2)Capacità di applicare conoscenza e comprensione- lo studente apprende a collegare i diversi materiali, evidenziandone le proprietà principali e le differenze ed inquadrandole con sicurezza nel settore tematico di appartenenza, e a 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- lo studente è in grado di 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; sa elencare e descrivere i principali materiali ceramici; sa descrivere le proprietà principali (meccaniche, chimiche, termiche, ottiche), i processi produttivi, e le principali applicazioni; sa illustrare il comportamento meccanico di ogni singolo materiale e identificare le principali fasi dei processi produttivi (dalle materie prime alla loro lavorazione, formatura cottura); riorganizza le conoscenze apprese ed implementa 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. Gli studenti acquisiscono conoscenze sufficienti per risolvere problematiche legate alle materie prime e processo produttivo dei materiali e sanno: 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. Gli studenti sanno 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) sanno 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.