D'Auria, Marco
(2015)
Materiali leggeri magneto-sensibili basati su strutture polimeriche espanse e particelle con distribuzione spaziale controllata mediante campo magnetico.
[Tesi di dottorato]
| Tipologia del documento: |
Tesi di dottorato
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| Lingua: |
Italiano |
| Titolo: |
Materiali leggeri magneto-sensibili basati su strutture polimeriche espanse e particelle con distribuzione spaziale controllata mediante campo magnetico |
| Autori: |
| Autore | Email |
|---|
| D'Auria, Marco | marco.dauria@unina.it |
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| Data: |
31 Marzo 2015 |
| Numero di pagine: |
107 |
| Istituzione: |
Università degli Studi di Napoli Federico II |
| Dipartimento: |
Ingegneria Chimica, dei Materiali e della Produzione Industriale |
| Scuola di dottorato: |
Ingegneria industriale |
| Dottorato: |
Ingegneria dei materiali e delle strutture |
| Ciclo di dottorato: |
26 |
| Coordinatore del Corso di dottorato: |
| nome | email |
|---|
| Mensitieri, Giuseppe | [non definito] |
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| Tutor: |
| nome | email |
|---|
| Mensitieri, Giuseppe | [non definito] | | Iannace, Salvatore | [non definito] | | Sorrentino, Luigi | [non definito] |
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| Data: |
31 Marzo 2015 |
| Numero di pagine: |
107 |
| Parole chiave: |
Espansi polimerici, particelle magnetiche, magneto-elasticità |
| Settori scientifico-disciplinari del MIUR: |
Area 09 - Ingegneria industriale e dell'informazione > ING-IND/22 - Scienza e tecnologia dei materiali |
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| Depositato il: |
12 Apr 2015 01:42 |
| Ultima modifica: |
07 Ott 2015 10:29 |
| URI: |
http://www.fedoa.unina.it/id/eprint/10414 |
| DOI: |
10.6092/UNINA/FEDOA/10414 |
Abstract
I materiali magneto-reologici e magneto-elastici rappresentano una specifica classe di materiali intelligenti che rispondono ad un campo magnetico esterno manifestando un rapido e reversibile cambiamento delle loro proprietà visco-elastiche. Le proprietà più significative di questi materiali sono l'effetto magnetostrittivo e la variazione della rigidezza in seguito all'applicazione di un campo magnetico.
In passato sono stati proposti diversi materiali magneto-reologici solidi, ma la loro elevata densità richiedeva magnetici molto alti per distribuire le particelle in maniera ottimale e sfruttare la loro risposta magneto-elastica, riducendo in questo modo i loro potenziali campi di applicazione. La necessità di ridurre sia il peso delle strutture sia l'intensità dei campi utilizzati hanno creato una spinta verso lo sviluppo di materiali a bassa densità: i materiali porosi rappresentano una possibile soluzione a tali esigenze. I materiali espansi sono caratterizzati da una riduzione delle prestazioni meccaniche rispetto ai corrispettivi materiali compatti in proporzione all'aumento della porosità. Un modo per migliorarne le proprietà meccaniche è di rinforzali con fibre corte o additivi particellari. Inoltre, a differenza dei fluidi magneto-reologici, i solidi magneto-elastici possono essere facilmente modellati e caratterizzati da una fissata distribuzione spaziale delle particelle definita durante la formatura, ottimizzando la risposta in una direzione preferenziale.
Partendo da queste considerazioni, sono stati sviluppati materiali magneto-elastici a bassa densità, costituiti da una matrice polimerica espansa al cui interno sono state disperse particelle magnetiche. Al fine di conferire e gestire le proprietà meccaniche e magneto-elastiche dei materiali, è stato applicato un campo magnetico durante il processo di espansione in modo da controllare la distribuzione delle particelle in strutture a catena, allineate lungo le linee del campo magnetico. Tale configurazione è stata consolidata dopo la reticolazione del polimero. I campioni con particelle in strutture a catena hanno mostrato migliorate prestazioni meccaniche in termini sia di modulo di Young a compressione (lungo la direzione di allineamento) sia di modulo di taglio (nella direzione ortogonale a quella di allineamento) rispetto agli espansi puri e agli espansi con una distribuzione casuale delle particelle. Per tutti i sistemi è stato studiato il comportamento magneto-meccanico, manifestando una risposta magneto-elastica in termini di variazioni di forza anche utilizzando campi magnetici di intensità moderata.
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