MATERIALI COMPOSITI

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
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