Roberto Montanari

Roberto Montanari, nato a Bologna il 31.12.1953 e laureato in Fisica all’Università di Bologna nel 1981, attualmente è Professore Ordinario di Metallurgia presso l' Università di Roma-Tor Vergata. L' attività di ricerca svolta è fondamentalmente di tipo sperimentale mediante tecniche di diffrazione dei raggi X, misure di dissipazione interna e modulo elastico dinamico, microscopia ottica ed elettronica in scansione e trasmissione, microscopia ad effetto tunnel e prove meccaniche. I principali temi di cui si è occupato sono: 1. deformazione con esplosivo dei metalli, 2. fusione e solidificazione di leghe metalliche in microgravità, 3. ricristallizzazione e crescita di grano nei metalli, 4. trasformazione martensitica in acciai martensitici al cromo, 5. materiali per applicazioni strutturali nei futuri reattori a fusione nucleare, 6. fatica nei compositi a matrice metallica, 7. test meccanici su scala miniaturizzata, 8. struttura dei metalli liquidi ed effetti precursori di fusione e solidificazione, 9. difetti nella produzione di monete e medaglie di metalli preziosi, 10. studio di manufatti metallici di interesse artistico ed archeologico, 11. produzione e caratterizzazione di schiume metalliche, 12. caratterizzazione microstrutturale e meccanica di compositi in lega di titanio rinforzati con fibre lunghe di SiC, 13. realizzazione e caratterizzazione di rivestimenti superficiali spessi di tungsteno su leghe di rame per applicazioni nei futuri reattori a fusione nucleare, 14. studio di rivestimenti multistrato CrN/Cr/CrN depositati mediante PVD su acciaio. Ha partecipato a numerosi progetti di ricerca di base e industriale con finanziamenti sia pubblici che privati. Alcuni tra i più rilevanti sono elencati di seguito. Come ricercatore ha partecipato a: 1. 1982-1984 Progetto “Esperimento ES 311 A-B”- Finanziato da European Space Agency (ESA). Le attività sono state svolte presso l’Istituto di Fisica di Bologna e il Laboratorio DFVLR di Porz-Wahnheim (Colonia). L’esperimento, condotto nella missione Spacelab-1, è stato il primo esperimento italiano eseguito nello spazio. Riguardava fusione e solidificazione di leghe metalliche in condizioni di microgravità. Ha mostrato le differenze tra le strutture di solidificazione che si ottengono a terra e in gravità ridotta. 2. 1984-85 Progetto Finalizzato Metallurgia (CNR-MET) "Evoluzione microstrutturale durante la formatura di acciai bifasici altoresistenziali" Sono state studiate mediante tecniche di diffrazione dei raggi X le caratteristiche microstrutturali degli acciai dual-phase dopo tempra e trattamenti termici. Si è evidenziato come la partizione del carbonio tra le fasi (martensite e ferrite) e la sua interazione con le dislocazioni siano alla base delle particolari proprietà meccaniche di questi acciai. 3. 1984-85 Progetto Finalizzato Metallurgia (CNR-MET) "Pressatura con esplosivo e pressatura isostatica a caldo. Studio microstrutturale". Si è caratterizzato il diverso comportamento dei metalli a deformazione lenta, in particolare pressatura isostatica a caldo, e veloce con esplosivo. I risultati hanno permesso di comprendere i meccanismi fisici e strutturali alla base dei suddetti processi di deformazione plastica. 4. 1987-1991 1° Progetto Finalizzato Materiali Speciali per Tecnologie Avanzate (PF-MSTA) "Rilassamento di stati di tensione interna connessi con interazione fibra-matrice metallica in compositi a base di Al con varie fasi disperse (SiC, Al2O3)". Si sono studiati gli stati tensionali tra rinforzo e matrice nei compositi a matrice in lega di alluminio e sono stati individuati i trattamenti termici idonei per ottenerne il rilassamento. E’ stato responsabile scientifico di: 1. 1997-2000 2° Progetto Finalizzato Materiali Speciali per Tecnologie Avanzate (PF-MSTA) “Comportamento a fatica di compositi a matrice metallica”. Si sono studiate le condizioni di nucleazione e propagazione delle cricche di fatica in questi materiali. Su questa base si sono messi a punto ricoprimenti sottili in titanio, depositato per sputtering, che permettono di allungare la vita a fatica di circa 10 volte anche in prove a caldo. 2. 1997-2000 Progetto Finalizzato Beni Culturali “Metodologie innovative per il rilievo tridimensionale geometrico e fisico di manufatti metallici di interesse storico e artistico”, Collaborando con l’Istituto Poligrafico e Zecca dello Stato per la costruzione della copia del monumento equestre di Marco Aurelio sono state eseguite analisi chimiche e strutturali sui pezzi, ottenuti per fonderia, di cui erano composti cavallo e cavaliere. Questi esami costituivano la verifica preliminare alla saldatura. 3. 1997-2000 Progetto Finalizzato Beni Culturali “Caratterizzazione analitico microstrutturale di manufatti metallici di interesse archeologico e storico artistico, conservati in ambiente confinato e non, e valutazione delle relative metodologie di conservazione“. Si sono studiati manufatti fenicio-punici d’oro e argento provenienti dal museo d’Ibiza e si è determinata la tecnica di lavorazione usata in antico per fabbricarli. Sono stati inoltre studiati con tecniche di simulazione in camera climatica su leghe moderne i processi di corrosione dei metalli antichi conservati in diverse condizioni ambientali. 4. 1986- 2005 Progetti nel quadro di una convenzione ENEA - Università di Roma-Tor Vergata riguardanti “Studio sulla resistenza al danno di irraggiamento di acciai martensitici al Cr previsti per impieghi strutturali nei futuri reattori a fusione nucleare”. Si sono studiati acciai martensitici al Cr di interesse per future applicazioni nei reattori a fusione nucleare con particolare attenzione a problemi come lo swelling e l'innalzamento della temperatura di transizione duttile-fragile. Nelle condizioni di esercizio i materiali strutturali saranno sottoposti ad intensi flussi neutronici con uno spettro che presenta una componente "dura" di 14 MeV. La formazione di bolle di elio e il loro ingrossamento costituisce pertanto uno dei problemi più gravi perchè comporta instabilità dimensionale dei componenti ed in ultimo la loro rottura. Si è studiata l'evoluzione della microstruttura degli acciai in funzione di trattamenti termici fino a 700 °C variando come parametri il contenuto di Cr e la velocità di tempra. Si è evidenziato che stati di stress interni permangono anche dopo prolungati tempi di trattamento a 700 °C, che riducono drasticamente la densità di difetti quali dislocazioni e sub-contorni. Questi stati di stress, che sono dovuti alla formazione di zone contigue arricchite ed impoverite in Cr, possono spiegare l'elevata resistenza allo swelling di queste leghe perchè favoriscono la nucleazione delle bolle e ne ostacolano l’ingrossamento svolgendo un' azione competitiva con quella della pressione dell'elio. Un importante risultato è legato alla scoperta dell'esistenza di associati C-Cr, allo studio delle loro caratteristiche e della loro evoluzione, che influenza importanti fenomeni, quali l’infragilimeno, la precipitazione dei carburi, l’attacco da idrogeno. 5. 1994- 2005 Progetto “Progettazione e realizzazione di un dispositivo per prove di indentazione su piccola scala con penetratore cilindrico” Contratto di collaborazione con ENEA. E’ stata progettata e costruita una macchina FIMEC che permette di eseguire test di indentazione strumentata su materiali metallici, anche dopo irraggiamento neutronico (cella calda). La peculiare caratteristica di questo strumento è quella di impiegare un penetratore cilindrico a testa piatta con diametro da 0.5 a 2 mm. Eseguendo un test locale non distruttivo si possono determinare il modulo elastico, il carico di snervamento e avere un’indicazione della temperatura di transizione duttile-fragile per i materiali che presentano questo fenomeno. Sono state realizzate due versioni dell’apparecchiatura: una da laboratorio,che opera in un intervallo di temperature da -190°C a + 600 °C, e una portatile. Quest’ultima è stata oggetto di brevetto. 6. 1998-2000 Progetto “Studio con raggi X di strutture in metalli liquidi con moti convettivi controllati” finanziato dalla Agenzia Spaziale Italiana (ASI) Sono stati studiati mediante diffrazione dei raggi X diversi metalli puri e leghe durante fusione e solidificazione. Sono state descritte le correlazioni tra le strutture solida e liquida. Si intende in futuro ripetere gli stessi esperimenti sulla Stazione Spaziale Internazionale, in condizioni di microgravità. 7. 2002-2004 Progetto “Analisi di difetti nelle monete di metalli preziosi” Contratto di ricerca finanziato dalla Zecca Austriaca (Austrian Mint) E’ stata analizzata la natura di diversi tipi di difetti (macchie di diverso colore) presenti su medaglie e monete di oro, argento e loro leghe prodotte dalla Zecca Austriaca. E’ stata individuata la causa dei difetti nel processo produttivo ed è stata eliminata. 8. 2002-2004 Progetto di ricerca “Nuovo processo per la produzione di materiali di attrito sinterizzato ad elevate prestazioni per applicazioni motociclistiche e ferrotranviarie”. Contratto di ricerca finanziato da Federal Mogul. Sono state trovate le condizioni ottimali di compattazione e sinterizzazione per diverse miscele di polveri usate dall’azienda per produrre materiali di attrito. 9. 2002-2003 Progetto “Nuovo processo di forgiatura allo stato liquido per la produzione di componenti in lega leggera con alte prestazioni specifiche” Contratto di ricerca finanziato da Zanussi Metallurgica. E’ stata studiata la tecnica del pin squeeze casting per leghe di alluminio. Dopo la costruzione di alcuni prototipi su scala ridotta è stata progettata e realizzata una macchina industriale. 10. 2003-2004 Progetto PRIN-MIUR “Deformazione dei metalli cfc con piccole cariche esplosive” E’ stato responsabile scientifico dell’unità operativa di Roma-Tor Vergata. Sono stati valutati i meccanismi di deformazione che intervengono in metalli c.f.c. sottoposti ad esplosione di piccole cariche in funzione del tipo di metallo, della pressione dei gas derivanti dall'esplosione (e quindi dalla distanza carica-bersaglio) e della velocità di deformazione. Tale stima può essere utile al fine di riconoscere gli aspetti microstrutturali indotti in un materiale da un evento esplosivo sconosciuto. 11. 2003-2004 Progetto “Innovazione del processo di produzione di elementi pressofusi in lega di alluminio” Contratto di ricerca finanziato da Nuova Renopress Sono state messe a punto le composizioni di alcune leghe di alluminio da impiegare nel processo di pressofusione. 12. 2004-2005 Progetto “Innovazione del processo produttivo di manufatti presso fusi di alluminio di elevata complessità e dimensione”. Contratto di ricerca finanziato da SIMI. Sono state studiate con indentazione FIMEC le caratteristiche meccaniche locali di pezzi di forma complessa di alluminio ottenuti per pressofusione. Una volta eseguita una mappa delle proprietà meccaniche sono state messe in atto nel processo produttivo correzioni atte a migliorare la qualità del prodotto. 13. 2004-2005 Progetto “Produzione di monete con alti standard di sicurezza” Contratto di ricerca finanziato da TRAFIME Si è messa a punto una metodologia per produrre monete con alti standard di sicurezza, cioè difficilmente riproducibili da parte di falsari. Questo metodo, che è stato brevettato, si basa sulle particolari caratteristiche resistivo-magnetiche del metallo. Queste proprietà sono ottenibili attraverso ben definite composizioni di lega e trattamenti termo-meccanici. 14. 2006-2007 Progetto PRIN-MIUR “Caratterizzazione di sinterizzati di nanopolveri metalliche mediante Spark Plasma Sintering” E’ stato responsabile scientifico dell’unità operativa di Roma-Tor Vergata. Sono state studiate mediante indentazione FIMEC e misure di frizione interna e modulo elastico dinamico le caratteristiche meccaniche di sinterizzati SPS realizzati con diverse composizioni delle polveri e diverse condizioni di processo. 15. 2006-2008 Progetto “Evoluzione microstrutturale in superleghe base nichel per alte temperature: effetti sul comportamento meccanico, sui meccanismi di deformazione e danneggiamento” Contratto di ricerca finanziato da CSM La ricerca, tuttora in atto, si prefigge di studiare trattamenti che garantiscano la stabilità microstrutturale in esercizio di superleghe a base Ni (monocristalline, con grani orientati, con grani equiassici). 16. 2007-2008 Progetto “Studio di leghe brasanti per saldare elementi riscaldanti a piastre”- Contratto di ricerca finanziato da STAB. La ricerca, appena avviata, si prefigge di trovare materiali brasanti alternativi, meno costosi e più efficaci, a quelli attualmente impiegati per unire materiali dissimili, in particolare leghe di rame e acciai inossidabili austenitici. E’ autore di circa 350 pubblicazioni scientifiche su riviste nazionali ed internazionali.

E' autore di 12 libri.

E’ autore dei seguenti brevetti: 1- apparato portatile di indentatore cilindrico a testa piana FIMEC; 2- procedimento per la produzione di monete con un elevato standard di sicurezza mediante l’impiego di materiali a permeabilità magnetica predefinita.

Dal 2002 al 2011 è’ stato coordinatore del Dottorato di Ricerca in Ingegneria dei Materiali dell’Università di Roma-Tor Vergata.

Dal 2012 al 2019 è’ stato coordinatore del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Industriale dell’Università di Roma-Tor Vergata.

E’ stato presidente del Centro di Studio "Metallurgia Fisica e Scienza dei Materiali" dell'Associazione Italiana di Metallurgia.

Dal 2014 al 2021 è stato presidente di Comet (comitato per la metallurgia) associazione degli accademici italiani del settore.

E’ referee di riviste scientifiche internazionali. E' membro della redazione scientifica de "La Metallurgia Italiana" e della rivista Metals.

E' membro dell' international advisory board della conferenza internazionale THERMEC.

E' stato membro del comitato organizzatore della conferenza internazionale ICIFMS-15 (15th International Conference on Internal Friction and Mechanical Spectroscopy), Perugia 2008.

E’ valutatore di progetti di ricerca scientifica di base ed industriale.