Si definiscono compositi quei materiali la cui struttura è costituita da una matrice in cui è annegata una carica, o rinforzo, che può assumere la forma di fibre, lunghe o corte, granuli o scaglie. Le fibre lunghe possono essere disposte in modo ordinato o aggrovigliato, le corte sono usualmente disposte in modo casuale. La disposizione non ordinata si presta alla produzione industriale, potendo essere ottenuta con sistemi di iniezione. Le fibre possono essere di carbonio, vetro, kevlar o boro. Presentano caratteristiche meccaniche che possono superare quelle degli acciai. La matrice può essere metallica o, più usualmente, polimerica (termoplastica o termoindurente). Dal tipo di matrice, dal rapporto di quantità rispetto la carica, dall'orientamento delle fibre e dal tipo di trattamento usato per la formatura dipendono le caratteristiche meccaniche complessive, comunque intermedie tra quelle dela matrice e quelle della carica. La tabella 1 riassume valori indicativi delle principali caratteristiche fisiche dei materiali da rinforzo più usati, a confronto con quelle dell'acciaio.
Tab. 1
| Materiale | Massa specifica [g/cm3] | Resist. trazione [N/mm2] | Modulo elastico [N/mm2] |
| Fibra di vetro | 2.4 | 3000 | 73000 |
| Fibra di carbonio | 1.8 | 3000 | 220000 |
| Kevlar | 1.45 | 3500 | 135000 |
| Acciaio | 7.8 | 1000 | 210000 |
Quando si usano i compositi per la ricopertura di ampie superfici, risulta interessante poter predire il peso finale. Risulta dunque utile la seguente regola pratica valida per il vetro:
100 g/mq generano uno spessore di 0.1 mm.
Poichè il vetro avrebbe una massa di 2.4 * 0.01 * 100^2 = 240 g., se ne deduce che, per effetto della tessitura, le fibre di vetro occupano solo 100 / 240 = 42 % del volume.
La matrice più usata è poi la resina epossidica, per la quale si assume una massa specifica di 1.13 g/cm3. Se ipotizziamo che la resina occupi il 58 % del volume, abbiamo che 0.1 mm di spessore significano 0.01 * 100^2 * 0.58 * 1.13 = 66 g. Occorre poi tener conto di una quantità di resina extra per l'incollaggio alla struttura sottostante e di un'altra quantità necessaria per essere sicuri di ricoprire bene il tessuto esternamente. Supponiamo che, globalmente, occorrano altri 20 g., si avrebbe, per il tessuto di vetro:
1) massa complessiva in g/m2 = massa tessuto in g/m2 * 1.66 + 20
Per il carbonio:
2) massa complessiva in g/m2 = massa tessuto in g/m2 * 2.21 + 20
Per il Kevlar:
3) massa complessiva in g/m2 = massa tessuto in g/m2 * 2.75 + 20
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Aggiornato/updated 13/dic./'99.