MATERIALI COMPOSITI
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Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria dei Materiali A.A. 2006/07 MATERIALI COMPOSITI Prof. A.M.Visco 1 FIBRE di VETRO Composizione chimica per le fibre di vetro commerciali Designazione A Uso Isolante termico C Applicazioni chimiche E Isolante elettrico S S-2 Compositi ad alta resistenza Compositi ad alta resistenza Composizione SiO2 72% Al2O3 1% K2O 14% CaO 10% MgO 3% SiO2 65% Al2O3 4% B2O3 6% CaO 14% MgO 3% K2O 9% SiO2 55% Al2O3 11% B2O3 6% CaO 18% MgO 5% altro 5% SiO2 65% Al2O3 25% MgO 10% SiO2 65% Al2O3 25% MgO 10% Proprietà a trazione per differenti fibre di vetro commerciali Tipo A C E S S-2 Resistenza a trazione [MPa] 3310 3310 3448 4585 4890 Allungamento [%] 4.8 4.8 4.8 5.4 5.7 Modulo [GPa] 68.9 68.9 72.4 86.0 86.9 Coefficienti di conducibilità termica di vari materiali comparati con E-Glass Materiale C Glass E Glass S-2 Glass Alluminio Rame Acciaio Carbonio DGEBA (epossido) Conducibilità termica [W/(m*K)] 1.1 1.3 1.45 188 398 17 121 0.24 Coefficienti di espansione termica di E-Glass ed altri materiali Materiale A Glass C Glass E Glass S Glass S-2 Glass Alluminio Acciaio Carbonio DGEBA (epossido) Espansione termica [10-6/°K] 9 6.3 5 5.4 1.6 25 13 2.25 66 2 Coeff. Poisson 0.183 0.276 0.20 0.22 0.23 Resistenza dielettrica di E-Glass ed altri materiali Materiale E Glass Alluminio Porcellana Fosterite Diossido di titanio Resistenza dielettrica [V/mil] 498 160 400 240 210 Densità di varie fibre e leghe Materiale A Glass C Glass E Glass S Glass S-2 Glass Alluminio Acciaio Lega di alluminio Lega di titanio Fibra carbonio (grafitica) Fibra carbonio (carboniosa) DGEBA (epossido) 3 Densità [g/cc] 2.44 2.54 2.56 2.48 2.46 2.70 7.89 2.70 4.43 1.95 1.63 1.16 Fibre di Carbonio Tipo AS 4 IM 4 IM 7 T 50 T 650 T 300 UHM GY 70 P 55 P 100 Resistenza a trazione [MPa] 4070 4500 5150 2900 4550 3650 3730 1520 1900 2400 Allungamento [%] 1.8 1.6 1.9 0.6 1.75 1.4 0.8 0.38 0.5 0.3 Modulo [GPa] 228 276 276 390 241 231 440 483 380 760 Coefficienti di conducibilità termica di vari materiali comparati con E-Glass Materiale T 50 T 650 P55 P100 E Glass S-2 Glass Alluminio Rame Acciaio DGEBA (epossido) Conducibilità termica [W/(m*K)] 70 14 120 590 1.3 1.45 188 398 17 0.24 Coefficiente di espansione termica Materiale T50 T 650 P55 P100 Espansione termica [10-6/°K] -1.15 -0.5 -1.3 -1.6 4 Densità di varie fibre e leghe Materiale AS 4 IM 4 IM 7 T 50 T 300 T 650 UHM GY 70 P 55 P 100 E Glass S Glass Alluminio Acciaio Lega di alluminio Lega di titanio DGEBA (epossido) 5 Densità [g/cc] 1.79 1.75 1.78 1.81 1.76 1.77 1.87 1.96 2.00 2.13 2.56 2.48 2.70 7.89 2.70 4.43 1.16 Fibre Aramidiche Proprietà di differenti tipi di fibre Tipo Kevlar 29 Kevlar 49 Kevlar 149 Densità [g/cc] 1.45 1.45 1.47 Resistenza a trazione [MPa] 3620 3620 3150 Allungamento [%] 3.6 2.4 2.0 Grafico sforzo deformazione per diverse fibre commerciali. 6 Modulo [Gpa] 70 112 179 Fibre Polietileniche Materiale Densità(g/cm3) Dyneema 0,97 Kevlar 1,44 Carbonio 1,8 Fibra di vetro 2,9 Alluminio 2,7 Acciaio 7,8 Materiale Tenacità(N/tex) SK60 2,8 SK65 3,1 SK66 3,3 SK75 3,5 CARBONIO 1,9 FIBRA DI VETRO 0,9 ARAMIDE 1,95 ACCIAIO 0,4 7 8 9 FASE 1 Preparazione di una soluzione di PE al 5%. (le molecole di PE si srotolano ) FASE 2 Le molecole vengono forzate a passare attraverso una filiera e assumono una forma allungata FASE 3 La soluzione viene fatta raffreddare andando a formare un gel. Fase UT Il solvente viene rimosso per estrazione o per evaporazione 10