L’attività di ricerca consiste nella caratterizzazione, mediante tecniche di microscopia elettronica ad alta risoluzione e tecniche microanalitiche ad esse associate, degli stati microstrutturali di materiali metallici adibiti ad applicazioni ad elevate temperature per la sede di Milano, e materiali metallici funzionali per la sede di Lecco. Le tematiche di ricerca risiedono nell'ambito della produzione di energia e dell'industria metallurgica.

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La moderna progettazione di componenti, soprattutto se operanti in condizioni critiche di sollecitazione e temperatura, richiede l’utilizzo di equazioni costitutive in grado di descrivere accuratamente il comportamento meccanico dei materiali.
La sede di Milano sfrutta la notevole esperienza maturata nell’analisi microstrutturale e nello studio ed analisi delle proprietà meccaniche di un ampia gamma di materiali di interesse ingegneristico per sviluppare equazioni costitutive basate su modelli fisici di deformazione e danno.

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Questa attività riguarda lo sviluppo di sistemi metallici innovativi, in particolare nuove leghe metalliche e materiali metallici/semimetallici funzionali.
Lo studio di nuovi materiali non può prescindere dalla possibilità della verifica sperimentale delle proprietà degli stessi: la sede di Lecco dispone delle competenze e delle attrezzature per la gestione integrata di tutte le operazioni, dalla sintesi del materiale, alla lavorazione a caldo e a freddo, fino alla realizzazione dei semilavorati, per consentirne lo studio accurato.

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L’attività di ricerca riguarda la produzione e le lavorazioni di materiali metallici con tecnologie non convenzionali, principalmente basate sulla tecnologia laser.
Le competenze, presenti nella sede ICMATE di Lecco, riguardano: (i) la valutazione e lo studio dell’interazione tra fascio laser e materiale e della caratterizzazione dell’effetto della lavorazione laser sulle caratteristiche e funzionalità del materiale; (ii) sviluppo di processi di lavorazione.

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Le leghe a memoria di forma (Shape Memory Alloys) sono composti intermetallici che esprimono straordinarie proprietà termo-meccaniche quali: la superelasticità e l’effetto di memoria di forma. Le loro performances sono strettamente correlate a tutte le fasi di processo che portano alla produzione e alla realizzazione dei semilavorati e dei componenti SMA per lo sviluppo di applicazioni innovative.

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La sede di Lecco dell’Istituto ICMATE ha competenze nella progettazione e realizzazione di dispositivi/componenti attivi o passivi e sensori impieganti materiali SMA (mediante software CAD 3D e 2D, Stampante 3D, torni e frese, con possibilità di approfondimenti di simulazione mediante piattaforma Comsol), nella caratterizzazione calorimetrica e chimico-fisica del singolo elemento SMA, nonché nella caratterizzazione funzionale del dispositivo finale con la progettazione di set-up sperimentali specifici.

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Il settore della neuroriabilitazione è strategico perché è strettamente legato a temi di interesse economico e sociale come l’invecchiamento attivo, il benessere ed il coinvolgimento sociale delle persone con disabilità.
L'utilizzo di materiali e tecnologie innovative in questo campo sta portando e porterà ad una gestione migliore e più sostenibile della cura.

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Studio delle proprietà chimico-fisiche delle interfacce solido-liquido ad alte temperature, in particolare della bagnabilità e reattività, e dei meccanismi che le determinano.

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La risposta in termini di materiali al problema della funzionalità di componenti complessi, necessita lo sviluppo di un insieme di componenti eterogenei con caratteristiche strutturali e funzionali diverse ma complementari che possono essere sviluppati coerentemente tenendo conto che in essi coesistono fasi e strutture differenti tra loro collegate meccanicamente o mediante processi chimico-fisici in grado di risolvere i problemi di compatibilità alle interfacce, funzionalità alle condizioni richieste e caratteristiche di superficie adeguate all'impiego.

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L'Istituto, in particolare la sede distaccata di Milano, è impegnato nel campo delle leghe per applicazioni ad alte temperature dai primi anni ’70 ed ha quindi maturato una notevole esperienza nella esecuzione di prove di creep, rilassamento, fatica oligociclica e termomeccanica e di propagazione di cricca.

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