Struttura della ceramiche. Difetti reticolari. Diagrammi di fase. Modelli strutturali di vetri. Transizioni di fase. Transizione vetrosa. Teoria cinetica. Diffusione e trasporto di massa nei solidi. Reattivita', prorieta' elettriche e ottiche di vetri e ceramiche. Semiconduttori e giunzioni p-n. Misura del colore. Caratteristiche meccaniche e reologiche di vetri e ceramiche. Materiali vetroceramici. Pigmenti ceramici. Caratterizzazione di pigmanti and nanostrutture vetrose.
Comprensione degli aspetti teorici principali che stanno alla base delle proprietà strutturali, meccaniche, elettriche e ottiche dei vetri e delle ceramiche. Conoscenze di base per la comprensione di una pubblicazione scientifica su materiali vetrosi e/o ceramici. Conoscenze di aspetti tecnologici e industriali riguardanti questi materiali.
Prerequisiti
Insegnamenti contenenti i prerequisiti (vincolanti e/o consigliati)Corsi vincolanti: Chimica Generale e Inorganica. Corsi raccomandati: Chimica Fisica I, Fisica sperimentale.
Metodi Didattici
Numero di ore relative alle attività in aula: 48
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale.
Programma del corso
Ceramiche e solidi cristallini. Reticoli a massimo impacchettamento. Stabilità dei reticoli cristallini. Regole di Pauling. Struttura delle ceramiche. Silicati cristallini. Difetti reticolari puntiformi intrinseci ed estrinseci, dislocazioni, difetti di superficie e di volume. Reazioni di difetti. Diagrammi di fase per sistemi a uno e due componenti. Sistemi eutettici e peritettici. Modelli strutturali dei vetri: “continuous random network”. Silice e silicati: struttura del vetro di silice. Funzione di distribuzione radiale. Richiami di termodinamica. Transizioni di fase. Transizione vetrosa. Teoria cinetica. Diffusione e trasporto di massa nei solidi. Meccanismi di diffusione: “random-walk diffusion”. Reazioni ceramiche solido-solido, solido-liquido, in fase gassosa, sol-gel. Trasformazioni spinoidali e binoidali nei vetri. Proprietà meccaniche e reologiche di ceramiche e vetri. Proprietà elettriche: teoria delle bande. Semiconduttori e giunzioni p-n. Proprietà ottiche: riflessione, rifrazione, assorbimento. Il colore nei vetri e nelle ceramiche. Teoria del campo cristallino. Misura del colore: sistemi di misura soggettivi e sistema di misura CIE. Reattività e degrado del vetro. Tecniche di caratterizzazione: spettrometria di assorbimento UV-vis, fluorescenza a raggi X, microscopia Raman, diffrazione a raggi X, microscopia elettronica, dynamic light scattering. Materiali vetroceramici. Applicazioni tecnologiche: preparazione di pigmenti e nanomateriali. Smalti ceramici e fritte. Tecnologie industriali di manifattura dei materiali ceramici e vetrosi. Controlli di qualità su ceramiche e vetri. Laboratorio: preparazione e caratterizzazione di vetri colorati, vetroceramici; smalti ceramici, colori ceramici.