Lezioni, Costruzioni aeronautiche

Materiali Compositi

Definizione e Caratteristiche Generali

In un’accezione generale, la parola “composito” vuol dire “costituito da due o piú parti differenti”. In pratica, il termine “materiale composito” è usato in un senso piú restrittivo: come materiale costituito dall’assemblaggio di due o piú materiali di natura differente, su scala macroscopica, al fine di creare un terzo materiale che esibisca certe caratteristiche. Importante è il fatto che, a occhio nudo, le componenti del materiale sono ben distinguibili. Diversi materiali possono essere combinati su scala microscopica (come per le leghe di metalli), ma il materiale che ne risulta è, ai fini pratici, macroscopicamente omogeneo, voce le sue componenti possono essere distinte a occhio nudo, e funzionano essenzialmente in maniera solidale. Il vantaggio dei materiali compositi è che, se progettati bene, esibiscono proprietà migliori di quelle dei loro costituenti e spesso anche delle proprietà che i costituenti nemmeno possiedono.

Alcune proprietà che possono essere migliorate, realizzando un materiale composito, sono:

• resistenza
• rigidezza
• resistenza alla corrosione
• peso
• vita a fatica
• comportamento dipendente dalla temperatura
• isolamento termico
• conduttività termica
• isolamento acustico
• resistenza al logoramento
• altrettura

Ovviamente, non tutte queste proprietà vengono migliorate contemporaneamente, né c’è bisogno che ciò venga fatto. Infatti, alcune caratteristiche fra quelle elencate confliggono fra loro e l’obiettivo è solo creare un materiale con le caratteristiche necessarie per realizzare una certa messione.

La storia dell’utilizzo dei materiali compositi ha lontane radici; l’inizio è sconosciuto, ma vi sono riferimenti a qualche forma di materiale composito in piú testimonianze storiche.

Materiali Compositi

Definizione e Caratteristiche Generali

In un'accezione generale, la parola "composito" vuol dire "costituito da due o più parti differenti". In pratica, il termine "materiale composito" è usato in un senso più restrittivo, come materiale costituito dall'assemblaggio di due o più materiali di natura differente, su scala macroscopica, al fine di creare un terzo materiale che esibisca certe caratteristiche. Importante è il fatto che, a occhio nudo, le componenti del materiale sono ben distinguibili. Diversi materiali possono essere combinati su scala microscopica (come per le leghe di metalli), ma il materiale che ne risulta è, ai fini pratici, macroscopicamente omogeneo, cioè le sue componenti possono essere distinte a occhio nudo, e funzionano essenzialmente in maniera solidale. Il vantaggio dei materiali compositi è che, se progettati bene, esibiscono proprietà migliori di quelle dei loro costituenti e spesso anche delle proprietà che i costituenti nemmeno possiedono.

Alcune proprietà che possono essere migliorate, realizzando un materiale composito, sono:

• resistenza
• rigidezza
• resistenza alla corrosione
• peso
• vita a fatica
• comportamento dipendente dalla temperatura
• isolamento termico
• conduttività termica
• isolamento acustico
• resistenza al logoramento
• altri

Ovviamente non tutte queste proprietà vengono migliorate contemporaneamente, né c'è bisogno che ciò venga fatto. Infatti, alcune caratteristiche fra quelle elencate confliggono fra loro; l'obiettivo è solo creare un materiale con le caratteristiche necessarie per realizzare una certa missione.

La storia dell'utilizzo dei materiali compositi ha lontane radici; l'inizio è sconosciuto, ma vi sono riferimenti a qualche forma di materiale composito in più testimonianze storiche.

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Nel caso più generale, un materiale composito è costituito da una o più fasi discontinue, distribuite in una fase continua. Nel caso di molte fasi discontinue di diversa natura, il materiale composito è detto COMPOSITO IBRIDO.

La fase discontinua è solitamente più dura, e con proprietà meccaniche migliori rispetto alla fase continua. La fase continua è chiamata MATRICE, quella discontinua FILLER.

Un'eccezione a tale descrizione è costituita da materiali polimerici modificati con elastomeri in cui una matrice polimerica rigida è riempita con particelle di elastomero. Per questo tipo di composito, le proprietà meccaniche statiche del polimero iniziale (modulo di Young, resistenza, ecc...) non vengono modificate considerevolmente, mentre le proprietà di resistenza agli urti sono apprezzabilmente migliorate.

Le proprietà di un materiale composito dipendono da:

• "proprietà dei materiali costituenti"
• "distribuzione geometrica dei component