Material Science and Technology: Thematic Sectors Laboratories

Le principali attività si focalizzano su:

 

  • Scienza e Tecnologia del Calcestruzzo
  • Corrosione, Protezione e Durabilità dei Metalli
  • Durabilità e Monitoraggio dei Materiali da Costruzione
  • Materiali per i Beni Culturali
  • Valorizzazione di sottoprodotti industriali in materiali da costruzione sostenibili
  • Materie prime seconde e rifiuti nell’economia circolare
  • Materiali funzionali per la protezione dell’ambiente (per il disinquinamento di aria, acqua e suolo)
  • Materialicompositi
  • Tecnologiadeipolimeri
  • Biomateriali 
  • Modellizzazione e Produzione 3D (Prototipazione rapida)

sviluppate nei seguenti laboratori:

 



Laboratorio di MATERIALI da COSTRUZIONE

L’attività riguarda lo studio di nuove formulazioni per materiali da costruzione di natura ceramica, soprattutto malte e calcestruzzi, polimerici e compositi. In particolare si valutano gli effetti prodotti da aggiunte di additivi/particelle/fibre di rinforzo, su scale dimensionali che vanno dal nano al micro, studiando le interazioni che si determinano tra i diversi componenti. Nell’ambito della sostenibilità in edilizia, si studia la possibilità di valorizzare rifiuti/sottoprodotti industriali nei materiali da costruzione in sostituzione ad esempio del legante o dell’aggregato/filler.
  • RESPONSABILE:

Informazioni aggiuntive e modulistica: si realizzano studi e prove anche su commissione esterna.
  • DESCRIZIONE DELLE APPARECCHIATURE E DELLE PRINCIPALI PROVE:

 

 
 
  • Camera climatica FRIGOR-BOX (Localizzazione: Laboratori Pesanti, Edificio C3)
Stagionatura e condizionamento di materiali e provini ad UR e T controllate.
 
 
 

 

 

 

  • Macchina miscelatrice EIRICH (Localizzazione: Laboratori Pesanti, Edificio C3)

Preparazione di prototipi di malte/calcestruzzi.

 

 

 

 

 

  • Macchina miscelatrice HOBART (Localizzazione: Laboratori Pesanti, Edificio C3)

Preparazione di prototipi di malte/calcestruzzi.

 

 

 

 

  • Betoniera (Localizzazione: Laboratori Pesanti, Edificio C3)

Preparazione di prototipi di calcestruzzi.

 

 

 

 

 

  • Pressa Idraulica Galdabini da 400 kN(Localizzazione: Laboratori Pesanti, Edificio C3)

Prove di compressione su provini di malta/calcestruzzo

Prove di flessione su provini di malta/calcestruzzo

Prove di trazione indirette su provini di malta/calcestruzzo

Prove di pull out

Prove di trazione barre e tondini acciaio e/o in composito

Prove di distacco dal supporto (double-shear bond test).

 

 

 

 

  • Macchina di prova universale ZwickRoell Z050 da 50 kN (Localizzazione: Laboratorio Meccanica)

Determinazione delle proprietà meccaniche dei materiali

Caratterizzazione meccanica di giunti incollati

Test di componenti strutturali

 

 

 


Laboratorio di DURABILITA’ DEI MATERIALI 

L’attività riguarda la caratterizzazione dei materiali (malte, calcestruzzi, laterizi, materiali lapidei, polimeri) finalizzata allo studio del loro degrado, conservazione e ripristino, anche nell’ambito dei Beni Culturali. Si valuta il comportamento a corrosionedi armature in differenti matrici leganti, si sviluppano sistemi di monitoraggio anche in continuo della durabilità dei materiali da costruzione in collaborazione con altri settori disciplinari, si testano trattamenti in massa o in superficie per l’aumento della durabilità dei materiali, si sviluppano leganti innovativi ad attivazione alcalina.Infine si studiano nuovi materiali per aumentare l’efficienza energetica degli edifici e per migliorare passivamente il comfort e la salubrità degli ambienti di vita.

  • RESPONSABILE

Prof. Francesca Tittarelli

Informazioni aggiuntive e modulistica: si realizzano studi e prove anche su commissione esterna.

  • Diffrattometro RX Philips PW 1730 (Localizzazione: Q165, Stanza: 032)

Caratterizzazione chimica/mineralogica di materiali ceramici, metallici e polimerici cristallini o semicristallini

  • Termogravimetria (TG) e Analisi Termica Differenziale (DTA) Mettler Toledo TGA/SDTA 851 (Localizzazione: Q165, Stanza: 048) Caratterizzazione chimica e valutazione della resistenza alla temperatura di materiali ceramici, metallici e polimerici

  • Porosimetro PASCAL 240 e analizzatore di Macropori Carlo Erba Strumentazione Serie12 (Localizzazione: Q165, Stanza: 058) Misura della porosità totale e la distribuzione dimensionale dei pori di materiali ceramici e polimerici.

  • Cromatografia ionica ICS900 DIONEX (Localizzazione: Q150, Stanza: 140/A)

Analisi qualitativa e quantitativa di anioni e cationi solubili e totali

  • Potenziostato/Galvanostato AUTOLAB PGSTAT 204 (Localizzazione: Q165, Stanza 028)

Valutazione del comportamento a corrosione di rinforzi metallici in malte e calcestruzzi mediante tecniche elettrochimiche

  • Camera di carbonatazione accelerata (Localizzazione: Q165, Stanza: 010)

Prove di degrado accelerato per esposizione ad atmosfere ricche di CO2.

  • Misuratore digitale della forza di aderenza/strappo (prove pull-off) CONTROLS con lettura cella di carico di alta precisione tra rivestimenti superficiali (intonaci) e substrati (calcestruzzo, muratura, lapidei) (Laboratori Pesanti, Edificio C3)

  • Analizzatore di Area Superficiale Micromeritics Gemini 2360 (Localizzazione: Q165, Stanza: 058)

Valutazione della superficie specifica di materiali micro e nanoporosi

  • Omogeneizzatore SONOPULSE HD3200 a ultrasuoni (Localizzazione: Q165, Stanza 028) per la dispersione di micro/nanoparticelle)

Laboratorio di MATERIALI METALLICI
L’attività riguarda lo studio della corrosione, protezione e durabilità dei materiali metallici: tal quali o sottoposti a trattamenti di passivazione, a processi di deposizione di rivestimenti inorganici e/o organici o portati in condizioni di protezione catodica. La resistenza a corrosione e l’efficacia dei metodi di protezione dei metalli viene testata in vari ambienti di esposizione a umido, usando metodi elettrochimici, sia in corrente continua che in corrente alternata. A supporto di queste indagini, i metalli vengono caratterizzati attraverso analisi morfologiche, metallografiche, chimico-fisiche, test di durezza e microdurezza. Inoltre, si effettuano prove di esposizione accelerata in camera a nebbia salina, camera Kesternich, camera umidostatica e camera di carbonatazione (specifica per lo studio della corrosione delle barre di armatura). Possono essere sviluppate stazioni di monitoraggio di parametri caratteristici per studi dei fenomeni di corrosione e/o dei metodi di protezione nell’ambito di prodotti e componenti industriali. A tale scopo, possono essere inoltre sviluppate sonde specifiche per compiere questi studi. Vengono effettuate anche caratterizzazioni chimico-fisiche specialistiche di fili di acciaio zincato, sia tal quali che ricoperti con rivestimenti organici.
  • RESPONSABILE:

Prof. Tiziano Bellezze

Informazioni aggiuntive e modulistica: si realizzano studi e prove anche su commissione esterna.
  • DESCRIZIONE DELLE APPARECCHIATURE E DELLE PRINCIPALI PROVE:

A) Potenziostato/GalvanostatoGamry Reference 600 e Interface 1010 E (Localizzazione: Q165, Stanza: 042)
Prove elettrochimiche per lo studio della corrosione in corrente continua (resistenza di polarizzazione, diagrammi di Tafel, curve potenziodinamiche ecc.) e in corrente alternata (spettroscopia di impedenza elettrochimica a frequenze singole e in modalità multifrequenza).
Messa a punto di prove elettrochimiche per studiare problemi specifici di corrosione.

B) Troncatrice metallografica Struers Discotom-2 (Localizzazione: Q165, Stanza: 038)
Taglio di campioni metallici per indagini di varia tipologia.
C)Inglobatrice metallografica Remet IPA 30(Localizzazione: Q165, Stanza: 041)
Preparazione di campioni metallici per indagini metallografiche.
D) Lappatrici StruersKnuthRotor(Localizzazione: Q165, Stanza: 041)
Preparazione di campioni metallici per indagini metallografiche.
E) Agitatore a ultrasuoni Branson 3200(Localizzazione: Q165, Stanza: 041)
Pulitura di campioni metallici.
F) Apparecchio per pulitura e attacco metallografico StruersLectropol(Localizzazione: Q165, Stanza: 041)
Pulitura e attacco elettrochimico di campioni metallici per osservazioni metallografiche

G) Microscopio ottico Leica DMI 3000 M (Localizzazione: Q165, Stanza: 046)
Osservazioni morfologiche e metallografiche (ad alti ingrandimenti) con la possibilità di acquisizione di immagini.
H) Microscopio ottico Laborlux 12 POL S (Localizzazione: Q165, Stanza: 046)
Osservazioni morfologiche e metallografiche (ad alti ingrandimenti) con la possibilità di acquisizione di immagini.
I) Macroscopio ottico Wild Makroskop M420 (Localizzazione: Q165, Stanza: 046)
Osservazioni morfologiche e metallografiche (a bassi ingrandimenti) e osservazioni di dettagli costruttivi ed eventuali difettosità di componenti costituiti da diverse tipologie di materiale.
L) Microscopio ottico Remet Olympus BX 51 (Localizzazione: Q165, Stanza: 046)
Osservazioni morfologiche e metallografiche (ad alti ingrandimenti) con la possibilità di acquisizione di immagini.

M) Camera di corrosione nebbia salina ACS DCTC 600 P (Localizzazione: Q165, Stanza: 039)
Prove di esposizione accelerata a corrosione in atmosfere ricche di cloruri in accordo con le norme ASTM B117-19 e UNI EN ISO 9227:2017
N) Camera Kesternich Weiss SC450 (Localizzazione: Q165, Stanza: 010)
Prove di esposizione accelerata a corrosione in differenti condizioni umidostatiche o atmosfere artificiali contenenti anidride solforosa in accordo con le norme UNI EN ISO 6988:1998 e ISO 22479:2019.

O) Misuratore di microdurezzaRemet HX 1000 (Localizzazione: Q165, Stanza: 046)
Prove di microdurezza Vickers.
P) Misuratore di durezza Officine Galileo (Localizzazione: Q165, Stanza: 046)
Prove di durezza Vickers, Brinell e Rockwell.
Q) Strumentazione di acquisizione dati, generazione di segnali e controllo attivo/passivo digitale National Instruments e strumentazione di acquisizione dati Agilente KeysightTecnologies (Localizzazione: Q165, Stanze: 010 e 039)
Sviluppo di specifiche stazioni di lavoro e di sonde per lo studio dei fenomeni di corrosione e/o metodi di protezione, con particolare riferimento agli studi della corrosione galvanica e dell’efficacia della protezione catodica in prodotti e componenti industriali.
R) Macchina di prova universale ZwickRoell Z050 (Localizzazione: Laboratorio Meccanica del Dipartimento DIISM)
Prove tradizionali di resistenza a trazione dei materiali metallici.
  • Laboratori e attrezzature per caratterizzazioni chimico-fisichespecialistiche di fili di acciaio zincato, sia tal quali che ricoperti con rivestimenti organici (Localizzazione: Q165, Stanze: 038, 040, 041 e 046). 
Elenco delle analisi: misure del diametro del filo, senza e con rivestimento organico (EN 10218-2); grammatura, aderenza, uniformità (UNI EN 10244-2) e concentricità del rivestimento a base di zinco; prove di trazione (EN ISO 6892-1); determinazione mediante spettrofotometro a emissione su plasma dell’alluminio nei rivestimenti in lega Zn-Al (ISO 17925); determinazione mediante spettrofotometro Spark Analyzer (quantometro) della composizione chimica del substrato di acciaio (per testare la conformità con quanto riportato nella norma UNI EN ISO 16120-2); caratterizzazione FTIR dei rivestimenti organici in collaborazione con i colleghi dell’Area Chimica.

  • Informazioni aggiuntive e modulistica:
Si realizzano studi e prove anche su commissione esterna.

Laboratorio di BIOMATERIALI e MATERIALI POLIMERICI
L’ attività di ricerca riguarda il settore dei biomateriali e delle materie plastiche, con particolare applicazione alla caratterizzazione dei materiali ed all’applicazione di tecnologie innovative nella lavorazione di biomateriali, oltre che agli aspetti della ricerca che riguardano la modellazione solida di dati anatomici, la modellazione free-form e la stampa tridimensionale. La modellazione solida anatomica consente di ricostruire modelli solidi virtuali e fisicamente riproducibili, mediante tecnologie di fabbricazione solida tridimensionale, partendo da acquisizioni radiografiche (TAC, RMN) di particolari siti anatomici. La modellazione free-form consente la modellazione di dispositivi personalizzati per applicazioni in settori clinici differenti (p. es. cranioplastica) attraverso uno strumento di modellazione 3D di tipo tattile. I sistemi di stampa 3D consentono la fabbricazione di inserti protesici personalizzati.
  • RESPONSABILE:

Prof. ALIDA MAZZOLI

  • PERSONALE DI RIFERIMENTO: Orlando Favoni
  • DESCRIZIONE DELLE APPARECCHIATURE E DELLE PRINCIPALI PROVE:

Stufe e muffole per il trattamento termico dei campioni fino a 1400°C(Localizzazione: Q165, Stanza: 110).

A) Estrusore da laboratorio per la lavorazione di materiali polimerici estrusi(Localizzazione: Q165, Stanza: 110). Lavorazione di materiali polimerici estrusi
B) Durezza Shore di tipo A e D  –  C) mulino a lame Pulverisette della Micromeritics (Localizzazione: Q165, Stanza: 110).
Strumenti per la valutazione delle proprietà meccaniche di superficie di materiali di natura elastomerica e polimerici flessibili e la macinazione di materie plastiche e gommose.
D) Granulometro Laser Micromeritics Saturn Digisizer (Localizzazione: Q165, Stanza: 032).
Strumentazione adatta per l’analisi granulometrica di polveri mediante diffrazione laser e l’analisi di immagine.
E) Calorimetria differenziale a scansione (DSC), DSC Seiko Exstar 6000, (Localizzazione: Q165, Stanza: 029)
Valutazione del comportamento termico dei materiali polimerici.
F) Software MIMICS ver. 12.11 e Phantom Omni Device (Localizzazione: Q165, Stanza: 110).
Strumentazione adatta alla modellazione solida tridimensionale di dati anatomici mediante braccio robotico con feedback tattile che consente la modellazione free-form di oggetti 3D
G) Due stampanti tridimensionali (Localizzazione: Q165, Stanza: 47).
Stampante ZCorp 450 in grado di realizzare modelli e prototipi tridimensionali in polvere composita a base di gesso per applicazioni nel settore del design e biomedicale
Stampante OnyxOne della Markforged che stampa pezzi con caratteristiche strutturali in nylon rinforzato con carbonio.
Informazioni aggiuntive e modulistica:
Si realizzano studi e prove anche su commissione esterna


Laboratorio di MATERIALI E AMBIENTE 

Con approccio di economia circolare vengono studiati processi ed applicazioni per il recupero di vari rifiuti di diversa origine. Il problema viene affrontato in collaborazione con altri settori scientifico disciplinari o/e con altri dipartimenti nell’ottica di fornire risposte complete e sostenibili. I rifiuti vengono trattati come materia prima seconda ed avviati all’impiego in nuovi materiali diversificando le soluzioni in base ai flussi in ingresso e al potenziale mercato dei nuovi prodotti in uscita.

Vengono sviluppati e studiati anche nuovi materiali e processi finalizzati alla purificazione dell’aria esterna ed interna. L’approccio adottato è quello di minimizzare il costo energetico del processo, puntando su materiali opportunamente funzionalizzati per sistemi filtranti a basso consumo energetico e sul disinquinamento passivo ad opera di materiali per l’edilizia multifunzionali (materiali cementizi e prodotti di finitura) adsorbenti e fotocatalitici o su processi attivi combinati (filtrazione, adsorbimento, ossidazione) a bassissimo consumo. Vengono condotti studi volti a misurare l’efficienza dei materiali e dei processi sviluppati e le loro prestazioni ambientali realizzando microcosmi controllati dalla scala laboratorio alla pilota.

Il laboratorio è dotato di strumentazioni per la caratterizzazione fisico-chimica dei rifiuti in ingresso e la valutazione degli impatti dei materiali realizzati con materie prime seconde (test di rilascio, determinazione dei fattori di emissione, etc.). E’ dotato di attrezzature per realizzare, caratterizzare e collaudare materiali filtranti, adsorbenti e fotocatalitici. Progetta ed esegue test per la valutazione dell’efficacia disinquinante degli apparati. Studia i processi e realizza prototipi.

Il laboratorio fa parte del Centro LABC19, una struttura interdipartimentale che raggruppa competenze multidisciplinari, di carattere ingegneristico, fisico, chimico, biologico, microbiologico e medico per affrontare problematiche collegate all’igiene degli ambienti e la protezione individuale da agenti patogeni.

 
  • RESPONSABILE:

 

Prof. MARIA LETIZIA RUELLO

 
 
 
 

 

Informazioni aggiuntive e modulistica: si realizzano studi e prove anche su commissione esterna: es. indagini e monitoraggio in ambienti di lavoro, verifica efficienza di prototipi

Il laboratorio è dotato di strumentazioni per la caratterizzazione fisico-chimica dei rifiuti in ingresso e la valutazione degli impatti dei materiali realizzati con materie prime seconde (test di rilascio, determinazione dei fattori di emissione, etc.). Il laboratorio studia i processi e realizza in piccola scala i prototipi dei nuovi materiali.

Il laboratorio è dotato di attrezzature per realizzare, caratterizzare e collaudare materiali filtranti, adsorbenti e fotocatalitici. Progetta ed esegue test per la valutazione dell’efficacia disinquinante degli apparati. Studia i processi e realizza prototipi.

 
  • analizzatore di ozono OZONE MONITOR API MODEL 450
  • calibratore per ozono OZONE CALIBRATOR ENVIRONICS SERIES 303
  • agitatore meccanico a rotore
  • agitatore meccanico vibrante
  • agitatori magnetici con piastre riscaldanti
  • analisi elementare (carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto)
  • analizzatore di gas MULTIGAS MONITOR TYPE 1302 BRŰEL&KJǼR
  • analizzatore di particolato aerodisperso GRIMM
  • bilance analitiche
  • bilance tecniche
  • camera odori (scala pilota per sistemi depuranti)
  • cella termostatata per misure di emissione in aria dei materiali
  • box per prove di efficienza depurante
  • centrifuga refrigerata
  • fluorimetro LUMINESCENCE SPECTROMETER PERCHIN ALMER LS 50
  • frigorifero-congelatore
  • gas cromatografo GC 8000 TOP CE INSTRUMENTS con rilevatore FID
  • generatore di idrogeno HYDROGEN GENERATOR SPE GENERAL ELECTRIC
  • misuratore di gas PHOTOIONIZATION GAS DETECTOR MINIRAE 2000 RECOM
  • muffola
  • piaccametro e conduttimetro
  • pompe per vuoto
  • pompe aspiranti
  • sensore di distanza a laser
  • sonicatore a ultrasuoni
  • spettrofotometro Spark Analyzer – quantometro
  • spettrofotometro di assorbimento atomico
  • spettrofotometro in emissione su plasma
  • spettrofotometro SPECTRONIC 301 MILTON ROY
  • stufa
  • variatore di tensione
  • dispositivi di sicurezza: cappa aspirante, armadi aspirati CHEMISAFE
  • digestore per COD