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”, 4a ed., ed. EdiSES W. F. Smith, J. Ashemi, “Scienza e Tecnologia dei Materiali”, 5a ed., ed. McGraw-Hill
Testi di approfondimento su argomenti specifici:
D. R. Askeland, P. P. Fulay, W. J. Wright, “Scienza e tecnologia dei materiali”, ed. CittàStudi
AIMAT (a cura di), “Manuale dei materiali per l’Ingegneria”, ed. McGraw-Hill
J. F. Shackelford, “Scienza e ingegneria dei materiali”, ed. Prentice Hall
A. Cigada et al., “Materiali per il Design”, 2a ed., ed. C.E.A.
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 , 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 - Parte A
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 - Parte A
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 - Parte A
Lezioni ex-cathedra
Altre Informazioni - Parte A
I lucidi delle lezioni e altro materiale didattico verranno messi sulla pagina del Corso sul sito e-l.unifi.it
Modalità di verifica apprendimento - Parte A
Lo studente dovrà dimostrare di conoscere:
- le caratteristiche dei materiali compositi;
- i diversi materiali utilizzati nei materiali compositi;
- le tecnologie di lavorazione utilizzate per i materiali compositi;
- le caratteristiche degli altri materiali innovativi trattati durante il corso.
Lo studente dovrà anche dimostrare di saper risolvere un esercizio sulle proprietà fisiche (densità) e meccaniche dei compositi a fibra.
Modalità dell’esame durante l’emergenza COVID:
- ORALE. Si privilegia la modalità da remoto (on-line). Per problemi di connessione, si prega di contattare il docente con congruo anticipo.
Modalità d’esame in condizioni completamente normalizzate (esame SOLO in presenza):
- Prova scritta (tempo concesso: 1 h 30 min) consistente in 6 domande aperte, che prevedono una sintetica relazione, relative al programma svolto durante il corso, e un esercizio.
Per sostenere l'esame è richiesta l’iscrizione on-line sul sito web della didattica abilitato alla verbalizzazione elettronica.
Programma del corso - Parte A
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.
Materiali innovativi. 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 e rigidezza: plastiche non newtoniane.
Materiali semiconduttori, luce e design: LED, OLED e materiali per celle fotovoltaiche. Cenni su altri materiali innovativi.