Materiale composito: differenze tra le versioni

Versione delle 20:22, 2 dic 2023

Versione attuale delle 10:46, 4 giu 2025

(10 versioni intermedie di 7 utenti non mostrate)

Riga 1:

{{NN|ingegneria |maggio 2013|commento=}}

[[File:Kohlenstofffasermatte.jpg|thumb|Tessuto di filamenti in [[fibra di carbonio]].]]

InUn '''materiale composito''', nella [[scienza dei materiali]], un '''materiale composito''' è un [[materiale]] eterogeneo, cioè costituito da due o più fasi con proprietà fisiche differenti, le cui proprietà sono molto migliori di quelle delle fasi che lo costituiscono<ref>{{Cita libro|nome=Callister, William D., Jr.,|cognome=1940-|titolo=Materials science and engineering : an introduction|url=https://www.worldcat.org/oclc/61463872|edizione=7th ed|data=2007|editore=John Wiley & Sons|oclc=61463872|ISBN=0471736961}}</ref>. Solitamente, le diverse fasi nel composito sono costituite da materiali diversi, come nel caso di compositi di fibra di carbonio e resina epossidica.<ref>https://www.infobuild.it/approfondimenti/materiali-compositi/</ref> Vi sono tuttavia delle eccezioni in cui le diverse fasi sono fatte dello stesso materiale, come ad esempio nei materiali SiC/SiC ([[carburo di silicio]])<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Y|cognome=Katoh|data=2004-08|titolo=SiC/SiC composites through transient eutectic-phase route for fusion applications|rivista=Journal of Nuclear Materials|volume=329-333|pp=587–591587-591|accesso=26 aprile 2018|doi=10.1016/j.jnucmat.2004.04.157|url=https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2004.04.157|nome2=A|cognome2=Kohyama|nome3=T|cognome3=Nozawa}}</ref> e Polipropilenenel polipropilene autorinforzato (SRPP)<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Y.|cognome=Swolfs|data=2013-10|titolo=The influence of weave architecture on the mechanical properties of self-reinforced polypropylene|rivista=Composites Part A: Applied Science and Manufacturing|volume=53|pp=129–136129-136|accesso=26 aprile 2018|doi=10.1016/j.compositesa.2013.06.015|url=https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2013.06.015|nome2=L.|cognome2=Crauwels|nome3=L.|cognome3=Gorbatikh}}</ref>. I materiali compositi possono essere sia artificiali che naturali. Alcuni esempi di materiali compositi presenti in natura sono il [[legno]], in cui fibre di cellulosa sono disperse in una fase di lignina, e le ossa, in cui il collagene è rinforzato da [[apatite]] minerale.

== Storia ==

Riga 69:

==== Compositi strutturati ====

I compositi strutturati sono manufatti realizzati con uno o più strati di tessuto di rinforzo su cui è applicata una matrice in resina (epossidica, poliestere, ecc.) e, se previsto, anche con un materiale di anima, ovvero il laminato a sandwich. Spesso il tessuto di rinforzo è anche chiamato pelle o stuoia. Successivamente vi è una fase di indurimento della matrice in resina ([[curing]]), in seguito alla quale il laminato è considerato utilizzabile.

Il laminato, pannello o struttura a sandwich è costituito da due strati resistenti, chiamati pelli o facce, tra loro distanziati e collegati in maniera rigida a un elemento connettivo chiamato anima (noto come "core" in inglese). Questa struttura ha caratteristiche statiche notevolmente migliori rispetto alle singole parti che la compongono. Il [[cartone]] è un esempio di pannello a sandwich: gli strati esterni sono infatti separati da uno strato di cartone ondulato, posto al centro.

=== Meccanismi di adesione matrice-rinforzo ===

Le interfacce tra matrice e rinforzante rappresentano il luogo in cui avviene il trasferimento degli stress tra i due componenti del materiale. Si possono distinguere due situazioni principali:<ref name=":0" />

{{...|ingegneria}}

* '''legame interfacciale forte''': in questo caso, l'inserimento del rinforzante contribuisce ad aumentare la rigidezza e la resistenza del composito.

* '''legame interfacciale debole''': si verificano fenomeni di decoesione e scorrimento relativo tra matrice e rinforzante, che comportano un incremento del lavoro necessario per la frattura del composito. In tali condizioni, la presenza del rinforzante aumenta l'energia richiesta per l'apertura di una cricca, rendendo il materiale più tenace rispetto alla sola matrice.

In entrambe le situazioni si osserva un miglioramento di alcune proprietà meccaniche a scapito di altre, rendendo i due scenari mutualmente incompatibili. Pertanto, la resistenza del legame interfacciale deve essere opportunamente bilanciata per ottenere la migliore combinazione possibile di proprietà meccaniche in funzione dell'applicazione prevista.<ref name=":0">{{Cita libro|autore=Claudio Francesco Badini|titolo=Materiali Compositi per l'Ingegneria|url=https://iris.polito.it/handle/11583/1392975?mode=complete|edizione=2|anno=2013|città=Torino|pp=44-47|ISBN=9788876615894}}</ref>

Nel momento in cui un composito viene fabbriacato spesso la matrice si trova sotto forma di fase liquida o pastosa, pertanto la capacità della matrice di ricoprire il rinforzante è data anche dalla [[Bagnatura|bagnabilità]] tra questi.

== Produzione dei materiali compositi ==

=== [[Pultrusione]] ===

=== Avvolgimento su rocchetto ===

Riga 138 ⟶ 144:

== Note ==

<references responsive="0" />

== Bibliografia ==