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PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
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Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
COMPOSITI CERAMICI; LAMINATI CERAMICI; RESISTENZA MECCANICA; TENACITÀ A FRATTURA; SFORZI RESIDUI; MATERIALI A GRADIENTE DI FUNZIONALITÀ; AFFIDABILITÀ MECCANICA; METODO DEGLI ELEMENTI FINITI; FRATTURA

Progettazione e produzione di laminati ceramici ad elevata resistenza e affidabilità meccanica

Università degli Studi di Trento
Abstract
I ceramici possiedono proprietà molto interessanti e a volte uniche se confrontati con altri materiali. Tuttavia, la mancanza di deformazioni plastiche rende i materiali ceramici fragili ed è causa di una resistenza spesso limitata e particolarmente dispersa.
L'obiettivo del presente progetto di ricerca è la progettazione e la produzione di laminati ceramici con elevate prestazioni meccaniche. Particolare attenzione viene rivolta alla produzione di multistrato FGM (Functionally Graded Materials) dove un opportuno gradiente di composizione,struttura e/o microstruttura viene ottenuto e ottimizzato per controllare il profilo di sforzo residuo generato nel materiale e, di conseguenza, per produrre uno specifico comportamento a frattura e una predefinita resistenza.
Il processo produttivo utilizzato per la ottenere compositi ceramici laminati consisterà nella produzione di singole lamine mediante tape casting, nel loro impilamento secondo uno specifico ordine, nella termocompressione e sinterizzazione. Strati più sottili potranno essere prodotti mediante serigrafia per ottenere architetture nei laminati più raffinate. Una notevole attenzione sarà rivolta all'ottimizzazione delle sospensioni ceramiche (a base acqua) utilizzate per la produzione delle singole lamine, all'impilamento, termocompressione e sinterizzazione di strati con diversa composizione.
Inizialmente si utilizzeranno, quali materiali di partenza, polveri di allumina, zirconia, mullite e >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Vincenzo Maria SGLAVO Università degli Studi di TRENTO
Obiettivo del Programma di Ricerca
L'obiettivo di questo progetto di ricerca riguarda la progettazione e la produzione di materiali ceramici laminati innovativi con superiori resistenza ed affidabilità meccanica tali da poter essere utilizzati in una vasta gamma di applicazioni soprattutto nei dispositivi di sicurezza e nel campo biomedico. Tale obiettivo vuole essere raggiunto congelando, nella fase di produzione, all'interno del materiale uno specifico campo di sforzi residui in grado di arrestare o comunque regolare la propagazione dei difetti superficiali prima della rottura catastrofica finale in modo tale che la resistenza non dipenda dalla dimensione dei difetti stessi.

La sfida
La richiesta sempre crescente di applicazioni ad elevato valore aggiunto spinge i produttori verso componenti più resistenti e affidabili, a prezzi sempre più ridotti. Questo ambiente particolarmente competitivo genera una forte richiesta per lo sviluppo di materiali più durevoli e resistenti di quelli attualmente disponibili e questo costituisce un severo impegno, ma anche uno stimolo, per la ricerca. I ceramici innovativi possiedono proprietà molto interessanti e a volte uniche se confrontati ad altri materiali: la leggerezza, l'alto punto di fusione, l'elevata resistenza chimica, la durezza e la rigidezza (anche alle alte temperature) sono soltanto alcune delle caratteristiche peculiari di tali materiali. Essi richiedono tuttavia un livello di conoscenza scientifica e di ingegneria di processo ben pi >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
La crescente richiesta di elevate prestazioni in molte delle moderne applicazioni spinge i produttori verso componenti sempre più affidabili e sicuri, a prezzi possibilmente inferiori. Questo ambiente molto competitivo genera una forte richiesta per lo sviluppo di materiali più resistenti e durevoli di quelli attualmente disponibili, rappresentando un severo ma stimolante impegno per la ricerca.

Utilizzando i materiali già esistenti e gli attuali processi produttivi è al momento molto difficile produrre componenti leggeri, ad elevata resistenza chimica, duri, resistenti ed affidabili. I materiali ceramici avanzati possiedono proprietà molto interessanti e a volte uniche in confronto con altri materiali: leggerezza, elevato punto di fusione, elevate resistenza chimica, durezza e rigidità (anche a temperature elevate) sono solo alcune delle caratteristiche peculiari di questi materiali. Grandi sforzi sono stati fatti in tutto il mondo per proporre i compositi ceramici con gradiente di funzionalità ("Functionally Gradient ceramic Materials", FGMs) come candidati a sostituire leghe metalliche, compositi polimerici o metalli rivestiti in componenti di motori sottoposti a sollecitazioni termomeccaniche, per produrre componenti più leggeri e meccanicamente più affidabili e resistenti alla corrosione per applicazioni di sicurezza o biomediche. Tuttavia, la loro sensibilità alla propagazione dei difetti quando sono soggetti a trazione ha determinato un loro estensivo >>>