Materiale composito: differenze tra le versioni

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{{NN|ingegneria |maggio 2013|commento=}}
[[File:Kohlenstofffasermatte.jpg|thumb|Tessuto di filamenti in [[fibra di carbonio]]]]

In [[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|OCLCoclc=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. Vi sono tuttavia delle eccezioni in cui le diverse fasi sono fatte dello stesso materiale, come ad esempio SiC/SiC<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=587–591|accesso=26 aprile 2018-04-26|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 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=129–136|accesso=26 aprile 2018-04-26|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.

== Cenni storici ==

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==== Compositi con fase dispersa particellare ====

Nei compositi particellari il rinforzo è costituito da "particelle", le quali (a differenza delle fibre) possono assumersi equiassiche,

Le proprietà chimico-fisiche dei materiali compositi particellari dipendono dalla geometria del sistema particellare, ovvero:

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=== Laminazione in autoclave ===

{{MainVedi anche|Processo di Lay-Up}}

Questa lavorazione viene solitamente usata per trattare le fibre di carbonio o il [[kevlar]]. Vengono prima tagliati degli strati di fibre della lunghezza desiderata; successivamente questi vengono impilati e incollati. Questi blocchi sono poi successivamente inseriti in un'autoclave, dove vengono sottoposti a dei programmi di temperatura e pressione, al termine dei quali si ottiene il laminato indurito. In questa lavorazione è molto comune l'uso dei ''prepreg'' (fibre preimpregnate di resina), che garantiscono omogeneità strutturale al composito.

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I materiali compositi sono richiesti da quei settori della produzione dove è necessario soddisfare esigenze di basso peso ed elevate caratteristiche meccaniche.

Le industrie aeronautica, navale e automobilistica fanno larghissimo uso di materiali compositi per la costruzione di strutture alari, fusoliere, carrelli, [[Imbarcazione|barche]], [[Canoa/Kayak|canoe]], pannelli di carrozzeria, telai di "[[Formula 1]]" e la riparazioni di esse<ref>{{Cita web |url=http://besport.org/sport/utility/navigator/navigator-main.php?url=http%3A%2F%2Fwww.f1web.it%2F2014%2F10%2F22%2Flallarme-di-kobayashi-su-facebook-ditemi-se-posso-correre-con-la-sospensione-cosi%2F&sport=Formula1 |titolo=Toppe di carbonio sulla sospensione, l'allarme di Kobayashi su Facebook: “Terrificante” |accesso=21 luglio 2021 |dataarchivio=4 marzo 2016 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20160304214804/http://besport.org/sport/utility/navigator/navigator-main.php?url=http%3A%2F%2Fwww.f1web.it%2F2014%2F10%2F22%2Flallarme-di-kobayashi-su-facebook-ditemi-se-posso-correre-con-la-sospensione-cosi%2F&sport=Formula1 |urlmorto=sì }}</ref>, [[Balestra (meccanica)|balestre]], parti di motore e accessori vari.

Le industrie aerospaziale e bellica utilizzano questi materiali per componenti strutturali di stazioni di lancio e di macchine semoventi nello [[Spazio (astronomia)|spazio]], oltre che per caschi e giubbotti antiproiettile.

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Nel settore dell<nowiki>'</nowiki>impiantistica vengono impiegati per tubazioni e serbatoi.

I materiali compositi, per come vengono prodotti, costituiscono la base per la preparazione dei cosiddetti ''[[materiali intelligenti]]'' (''Smart Materials''): questi si ottengono annegando all'interno del composto, in fase di costruzione, delle [[fibra ottica|fibre ottiche]] che, collegate ad un [[computer]], costituiscono il [[sensore]] capace di trasformare i [[Teoria dei segnali|segnali]] in funzione degli stati di sollecitazione e di deformazione presenti. {{CitazioneSenza necessariafonte|Un esempio applicativo potrebbe essere il telaio di autovetture, costruito in materiale composito intelligente, che potrebbe essere tenuto costantemente sotto controllo da un computer di bordo. Con questo tipo di monitoraggio il pilota sarebbe in grado di valutare, in ogni momento, l'efficienza della struttura e l'insorgere di situazioni pericolose.}}

Altri esempi di materiali compositi sono rappresentati dai materiali per le pavimentazioni stradali, formate da acciaio e aggregato rinforzato di [[Cemento#Il cemento Portland|cemento portland]] o conglomerato di [[asfalto]].