CHIMICA ANALITICA DEI MATERIALI
- Scheda dell'insegnamento
- Obiettivi formativi
- Prerequisiti
- Contenuti
- Metodi didattici
- Verifica dell'apprendimento
- Testi
- Altre informazioni
Il corso ha come principale obiettivo di fornire allo studente le informazioni necessarie per poter progettare e affrontare l’analisi di materiali, dal punto di vista della caratterizzazione e della composizione chimica. I casi studio presentati, frutto di approccio multidisciplinare del “problem solving”, sono esemplificativi delle modalità di applicazione delle conoscenze acquisite in modo da sviluppare le personali capacità di comprensione e abilità nel risolvere i problemi reali.
Chimica analitica di base e strumentale; conoscenze sulla struttura della materia a livello atomico e molecolare; conoscenze di spettroscopia.
Il corso vuole offrire una panoramica delle principali tecniche analitiche utilizzate nell’analisi e caratterizzazione dei materiali.
- Introduzione (4h)
Interazione radiazione/particella-materia.
Dualismo del concetto “beam in - beam out” e tecniche analitiche associate.
L’emissione di elettroni; effetto fotoelettrico.
L’emissione di raggi X.
L’emissioni di particelle/ioni.
- Tecniche spettroscopiche
Tecniche in fluorescenza X: XRF e Total Reflection XRF; cenni teorici; righe K, L, M; strumenti a dispersione di lunghezza d’onda WDX e di energia EDS; micro-XRF; tecniche per immagini, XANES/EXASF cenni. (10h)
Spettroscopia Raman: cenni teorici e confronto con la spettroscopia IR. (2h)
Spettroscopia Moessbauer: cenni teorici e applicazioni. (4h)
- Tecniche superficiali e microscopie
Definizione di superficie.
XPS-ESCA
Breve introduzione agli aspetti teorici X-ray Photo-electronic Spectroscopy (XPS); applicazione del XPS a problemi chimici: Electron Spectroscopy for Chemical Application (ESCA); concetto di “binding energy” e utilizzo nell’analisi chimica; esempi di analisi; fattori geometrici; fattori elettronici. (8h)
SEM-EDAX; TEM
Breve introduzione agli aspetti teorici dell’interazione elettrone materia; definizione di elettroni secondari, retro-diffusi e Auger; uso di elettroni per la microscopia e problemi pratici annessi; descrizione strumentale e generazione di un immagine ad elettroni secondari e retro-diffusi (SEM); generazione di raggi X e registrazione di uno spettro (EDAX); tecniche “imaging” a raggi X (X-ray mapping); tecniche a basso vuoto (“low vacuum”); descrizione delle tecniche in trasmissione (TEM). (6h)
SIMS-ISS
Cenni sulle tecniche a “particelle”; Secondary Ion Mass Spectrometry; Ion Scattering Spectrometry. (2h)
STM;AFM
Cenni teorici sull’effetto Tunnel; principio di funzionamento del microscopio ad effetto tunnel (Scanning Tunneling Microscopy); microscopia a forza atomica (AFM); applicazioni. (2h)
- Tecniche analitiche termiche
Concetti base; tecniche termo gravimetriche TGA; descrizione strumentale e calibrazione; analisi termica differenziale (DTA) e calorimetria a scansione differenziale (DSC); descrizione strumentale e calibrazione; esempi di applicazione. (6h)
- Applicazioni ed esercitazioni (4h)
Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche, comprese attività su strumentazione e ricerca bibliografica.
Esame scritto (2ore) basato su due domande:
1- Descrivere una specifica tecnica, basi teoriche, applicazioni.
2- Proporre un approccio analitico alternativo per la soluzione di un problema reale tratto da letteratura scientifica.
Slides: see-e-learning
Surface Analysis – The Principal Techniques
JOHN C. VICKERMAN, IAN S. GILMORE
©2009 John Wiley & Sons Ltd
Handbook of Analytical Techniques
edited by Helmut Giinzler and Alex Williams
WILEY-VCH Verlag GmbH
Ricevimento studenti: appuntamento via e-mail
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