Analisi dell'effetto di diversi trattamenti superficiali e del tipo di matrice polimerica sulla resistenza interfacciale dei laminati fibra-metallo prima e dopo la foratura

La crescente richiesta di materiali leggeri e ad alte prestazioni ha spinto lo sviluppo dei Fiber Metal Laminates (FML), materiali compositi costituiti da una matrice (ad es. polimerica o epossidica), da fibre (ad es. fibra di vetro o carbonio) e da metallo (ad es. alluminio o magnesio). L'adesione tra i vari elementi del composito è cruciale per garantire elevate prestazioni ed è influenzata dalle proprietà chimiche e fisiche dell'interfaccia. Il metodo di assemblaggio più diffuso per i pannelli di FML è la foratura, la quale però genera delle forze che inducono la delaminazione del composito. La presente tesi ha come obbiettivo quello di migliorare l’adesione all’interfaccia di FML costituiti da una matrice polimerica rinforzata con fibra di vetro e inserita tra due lamine di magnesio AZ31B. Per raggiungere questo scopo sono stati testati vari trattamenti superficiali sulla lamina di magnesio e diverse tipologie di matrice, al fine di valutare l’effetto del tipo di polimero sulla forabilità del composito. I trattamenti superficiali studiati sono Anodizzazione, Fosfatazione e Sabbiatura con ricottura; mentre i diversi tipi di matrice utilizzati sono PA6 e PA66. I campioni trattati con queste tecniche sono stati sottoposti a test di lap shear per confrontarne le prestazioni. Dai risultati emersi si è deciso di escludere l'anodizzazione a causa delle scarse performance ottenute, concentrando dunque l'attenzione sui trattamenti di fosfatazione e sabbiatura con ricottura. Per confrontare in dettaglio questi due approcci, è stata condotta una serie di prove di foratura al fine di misurare con precisione le forze agenti in corrispondenza dell’interfaccia e per indagare come varino le caratteristiche di resistenza a delaminazione del laminato al variare della matrice utilizzata. Dall'analisi dei risultati è emerso che combinare una matrice polimerica ad alta resistenza termica (PA66) con un trattamento di sabbiatura con ricottura assicura una maggiore integrità strutturale del laminato.