I materiali dell' industria aerospaziale

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03/02/2000
I materiali dell' industria
aerospaziale
L' industria aerospaziale dedica parte della sua ricerca alla sperimentazione di nuovi materiali aventi alte caratteristiche tecnologiche da impiegare nella costruzione di veicoli spaziali.
Essi devono rispondere a attributi molto specifici del settore quali il basso peso specifico, l' elevata resistenza al calore e alle sollecitazioni meccaniche.
I costi di questi materiali sono molto elevati data la loro tecnologia.
Quelli maggiormente utilizzati sono il titanio (Ti), l' alluminio (Al), le resine termoindurenti, i materiali ceramici, le fibre di carbonio, il kevlar e alcuni materiali compositi.
* Il titanio и utilizzato in parti soggette a sollecitazioni viste le sue ottime proprietа meccaniche. Ha elevata resistenza al calore e agli agenti chimici ed и abbastanza leggero. Si lega con altri metalli, in particolar modo con l' alluminio (Ti-Al). Sugli aerei supersonici vengono montati, a causa dell' attrito dell' aria, dei pannelli di titanio con milioni di forellini per aspirare l' aria.
* Il Kevlar и stato sviluppato nel 1965 da Stephanie Kwolek, scienziata della societа Du Pont, la sua caratteristica principale и di essere eccezionalmente stabile anche a temperature altissime (425°C).
* Queste leghe si usano per la fabbricazione di missili, veicoli spaziali o aerei supersonici, ad esempio, devono essere usati materiali leggeri, molto duri e capaci di conservare le proprietа meccaniche anche in condizioni di altissime temperature; quindi sono state sviluppate leghe leggere, ad alta resistenza, di alluminio, berillio e titanio; inoltre nei veicoli spaziali si usano leghe di metalli quali il tantalio, il niobio, il tungsteno, il cobalto e il nichel, capaci di sopportare le particolari condizioni che si manifestano durante il rientro nell'atmosfera terrestre. Le leghe incolonel (a base di nichel) si usano per rivestire le navicelle.
* Le resine alchidiche sono composte dagli esteri macromolecolari prodotti per reazione fra alcoli polivalenti, le cui molecole contengono uno o piщ gruppi -OH e acidi polibasici, con molecole contenenti due o piщ gruppi -COOH. Sono utilizzate per i rivestimenti.
* L' alluminio и molto leggero ma mantiene le sue proprietа meccaniche anche ad elevate temperature. Si lega con vari metalli. Gli stadi criogenici di Ariane sono fatti di alluminio e coperti di poliuretano espanso. In questi serbatoi si trovano l' ossigeno e l' idrogeno
* I materiali ceramici trovano impiego in parti soggette a forti escursioni termiche vista la resistenza a queste ultime.
* Sono molto adoperati i materiali compositi. Questi sono le plastiche rinforzate da fibre di carbonio per le rifiniture e la carenatura. Le fibre di carbonio hanno un peso specifico inferiore a quello delle leghe in alluminio. Gli scudi termici, costituiti da mattonelle in fibre di silicio che ricoprenti una struttura a nido d' ape, mantengono la temperatura all' interno della capsula inferiore ai 150 °C.
* I satelliti artificiali generalmente producono l'energia di cui necessitano per mezzo di celle solari e di batterie che spesso si ricaricano con celle solari. Le cellule fotovoltaiche sono realizzate con i semiconduttori.
* Le tute degli astronauti sono a tenuta stagna e formate da vari strati alternati a canaline per il riscaldamento e l' ossigeno. Per proteggersi dalle radiazioni cosmiche la visiera и protetta da una sottilissima pellicola d' oro (Au). Le suole dei moon boot sono di gomma-silicio con 14 strati di plastica alluminizzata.
Emanuele Parrinello & Francesco Bandirali

Fonti: Focus, Enciclopedia Microsoft Encarta 98, Newton, Disegno e tecnologia, RCS, Nuove tecnologie in Europa, Softair, conoscienze personali.

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