Obiettivi formativi

Fornire conoscenza sui principali trattamenti superficiali in grado di funzionalizzare la superfice di un materiale metallico per contrastarne principalmente fenomeni di degrado. La frequenza delle lezioni in aula ed il materiale didattico fornito (dispense del corso) garantiranno allo studente conoscenza e comprensione sui principali meccanismi di degrado delle superfici e sui trattamenti superficiali di diffusione e deposizione normalmente utilizzati nell’industria meccanica. La capacità di applicare conoscenza e comprensione sarà stimolata con esempi di funzionalizzazione di superfici metalliche finalizzate a migliorarne resistenza alla corrosione e/o all’usura. Le attività laboratoriali, in cui lo studente parteciperà attivamente alla modellazione numerica di alcuni trattamenti superficiali, avrà l’obiettivo di fornire allo studente autonomia di giudizio (in termini di capacità di definizione dei parametri di trattamento per garantirne gli obiettivi) e abilità comunicative (in termini di presentazione dei risultati ottenuti con linguaggio tecnico-specialistico).

Contenuti

Fenomeni di degrado della superficie (0.5 CFU): Corrosione in umido (uniforme e localizzata). Corrosione a secco. Processi e meccanismi di usura. Tribocorrosione

Trattamenti basati sulla diffusione (1.25 CFU): Interstiziale (nitrurazione, carbocementazione, carbonitrurarione, nitrocarburazione, borurazione). Sostituzionale (alluminizzazione, cromizzazione, vanadizzazione, silicizzazione)

Trattamenti basati sulla deposizione da fase liquida (1.25 CFU): Per immersione a caldo (zincatura, alluminatura, stagnatura). Da soluzione acquosa: (i) Per via galvanica (Cr; Ni; Ni-Cr; Sn; Ni-Sn; Zn; Sn-Zn; metalli preziosi). (ii) Per via chimica (Ni-P; Ni-B; compositi particellari a matrice Ni-P). (iv) Per conversione chimica/elettrochimica (anodizzazione, cromatura; fosfatazione; ossidazione).

Trattamenti basati sulla deposizione da fase vapore (1.0 CFU): Chemical Vapour Deposition (CVD). Pressure Vapour Deposition (PVD). Tecnologie di deposizione e fattori che governano la nucleazione e la crescita degli strati CVD e PVD.

Trattamenti basati sulla deposizione da fase solida (1.0 CFU): Spruzzatura termica e riporti per saldatura (tecnologie di deposizione, proprietà e strutture degli strati).

Laboratorio di Metallurgia (1CFU): Modellazione e simulazione di trattamenti superfciale (basati sulla diffusione, deposizione, induzione elettromagnetica, interazione con fasci ad alta energia), con l'obiettivo di correlare i parametri di trattamento alle sue caratteristiche (microstruttura, spessori della zona trattata, tensioni residue).

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento è realizzata mediante una prova orale finalizzata a valutare la comprensione dei criteri per la scelta di un trattamento di funzionalizzazione (in termini di resistenza alla corrosione e/o resistenza all’usura) della superfice di un materiale metallico. In particolare, si intende verificare le conoscenze dello studente inerenti: (i) Le generalità del trattamento di diffusione/deposizione (preparazione della superfice, elemento di diffusione/deposizione, substrato, processo). (ii) I parametri del trattamento (per esempio temperature e durata). (iv) Gli obiettivi del trattamento (per esempio microstrutture e spessori degli strati diffusi/depositati, capacità di rivestire uniformemente geometria complesse, durezza e nobiltà pratica della superfice). (iv) Gli effetti del trattamento sui fenomeni di degrado delle superfici (resistenza alla corrosione e all’usura). Nell’esposizione sarà valutata la correttezza dell’esposizione e la correttezza del linguaggio tecnico utilizzato.

Il calendario delle prove è pubblicato su esse3. Gli studenti che intendono sostenere la prova devono iscriversi preliminarmente nella lista dell'appello scelto e devono esibire un documento di riconoscimento il giorno dell'esame. La durata della prova è di circa un’ora.

La votazione finale è espressa in trentesimi, con eventuale lode. Il 60% del punteggio sarà attribuito valutando il livello generale delle conoscenze teoriche acquisite. Il 10% sarà attribuito alla conoscenza degli ordini di grandezza dei parametri di trattamento, mentre il 15% alla capacità di correlare questi parametri agli obiettivi del trattamento (microstruttura, spessori, uniformità, tensioni residue, durezze, nobiltà pratica). Il 10% del punteggio sarà attribuito alla capacità di correlare gli obiettivi del trattamento ai requisiti di funzionalizzazione della superfice (in termini di contrasto alla corrosione e all’usura). Il 5% sarà attribuito sulla base della chiarezza dell’esposizione e della correttezza del linguaggio tecnico utilizzato.

Il superamento della prova avviene con il conseguimento di un punteggio pari o superiore a 18/30.