Materiali compositi.
Classificazione.
Fase matrice-fase rinforzo.
Compositi a fibre.
Proprietà meccaniche dei compositi a fibre continue e a fibre corte.
Compositi a matrice polimerica: caratteristiche, materiali e tecnologie di lavorazione.
Compositi a matrice metallica e ceramica.
Vetroceramici.
Materiali, luce e colore.
Proprietà ottiche dei materiali. Fibre ottiche.
Materiali intelligenti: a memoria di forma e cromogenici.
Materiali semiconduttori, luce e design: LED, OLED.
Testi consigliati:
W. D. Callister, D. G. Rethwisch, “Scienza e Ingegneria dei Materiali”, 3a ed., ed. EdiSES
W. F. Smith, J. Ashemi, “Scienza e Tecnologia dei Materiali”, 4a ed., ed. McGraw-Hill
Testi di approfondimento su argomenti specifici:
AIMAT (a cura di), “Manuale dei materiali per l’Ingegneria”, ed. McGraw-Hill
J. F. Shackelford, “Scienza e ingegneria dei materiali”, ed. Prentice Hall
S. A. Salvi, “Plastica, tecnologia, design”, Ed. Hoepli
C. Badini, “Materiali compositi per l'ingegneria”, Ed. Celid
I. Crivelli Visconti, G. Caprino, A. Langella, “Materiali Compositi”, Ed. Hoepli
H. Saechtling, “Manuale delle Materie Plastiche”, ed. Tecniche Nuove
M. Ashby, K. Johnson, “Materiali e Design”, ed. C.E.A.
M. F. Ashby, “La scelta dei materiali nella progettazione industriale”, ed. C.E.A.
M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon, “Materiali. Dalla scienza alla progettazione ingegneristica”, ed. C.E.A.
Material ConneXion, Inc (a cura di), “Materials Matter 2008”, Editrice Compositori
Material ConneXion, Inc (a cura di), “Materials Matter III”, Editrice Compositori
Material ConneXion, Inc (a cura di), “Materials Matter IV”, Editrice Compositori
Obiettivi Formativi
Il corso si propone di illustrare le caratteristiche e le proprietà fisico-chimiche e meccaniche dei materiali compositi, le loro principali tecnologie di lavorazione per la produzione di manufatti e le caratteristiche di altri importanti materiali innovativi esistenti sul mercato.
Il corso fornirà gli strumenti di base per progettare materiali compositi in funzione delle proprietà meccaniche richieste (modulo di elasticità, resistenza) in condizioni semplici di sollecitazione, e consentirà di selezionare i materiali innovativi e le tecnologie di fabbricazione più idonee per la produzione di un manufatto.
Prerequisiti
Conoscenza di base dei materiali. Conoscenza delle proprietà meccaniche dei materiali. Conoscenza dei materiali tradizionali: metalli, ceramici, polimeri.
Conoscenze di base di chimica, fisica e matematica.
Metodi Didattici
Lezioni ex-cathedra
Altre Informazioni
I lucidi delle lezioni e altro materiale didattico verranno messi sulla pagina del Corso sul sito e-l.unifi.it
Modalità di verifica apprendimento
Esame scritto (domande aperte che richiedono una breve relazione)
Programma del corso
Richiami di Scienza dei Materiali. Classificazione dei materiali. Materiali ingegneristici convenzionali: metalli, ceramici, polimeri. Proprietà meccaniche dei materiali.
Materiali compositi. Classificazione.
Compositi a fibra. Funzione della matrice e della fibra.
Proprietà meccaniche dei compositi a fibre continue e a fibre corte. Modello isosforzo e isodeformazione, regola della miscela. Volume minimo di fibra, lunghezza di trasferimento di carico e lunghezza critica delle fibre.
Compositi strutturali: pannelli sandwich, laminati.
Compositi a matrice polimerica. Matrici termoindurenti e termoplastiche: produzione e proprietà. Fibre di vetro, carbonio, poliaramidiche: produzione e proprietà. Principali processi di fabbricazione (stampo aperto e stampo chiuso).
Compositi a matrice metallica e a matrice ceramica.
Vetroceramici
Materiali, luce e colore: proprietà ottiche dei materiali. Riflessione e rifrazione. Riflessione totale. Fibre ottiche. Luminescenza. Il colore nei materiali. Colorazione per interferenza.
Materiali intelligenti.
Materiali e colore: materiali cromogenici.
Materiali e forma: materiali a memoria di forma.
Materiali semiconduttori, luce e design: LED, OLED e materiali per celle fotovoltaiche.
Cenni su altri materiali innovativi.