Definizione in una frase
La resistenza all'urto (Charpy/Izod) è la capacità di un materiale di assorbire energia e resistere alla frattura in caso di impatto improvviso, solitamente misurata utilizzando i test standardizzati del pendolo Charpy o Izod.
Spiegazione dettagliata
La resistenza all'impatto quantifica la quantità di energia che un materiale può assorbire prima di rompersi quando sottoposto a un colpo rapido e violento. Questa proprietà è fondamentale per i materiali utilizzati in applicazioni protettive, strutturali o ad alto traffico, poiché riflette la loro tenacità e resistenza ai danni accidentali. I due metodi più comuni per misurare la resistenza all'impatto sono le prove Charpy e Izod, entrambe basate sull'uso di un pendolo oscillante che colpisce un provino intagliato e registra l'energia assorbita durante la frattura.
Test di Charpy: Il campione viene posizionato orizzontalmente con la tacca rivolta verso l'esterno rispetto al percussore. Il pendolo colpisce il lato opposto della tacca. Questo metodo è ampiamente utilizzato per metalli e polimeri ed è standardizzato dalle norme ISO 179 e ASTM D6110.
Test Izod: Il campione viene bloccato verticalmente con la tacca rivolta verso il percussore. Il pendolo colpisce il lato intagliato. Questo metodo è particolarmente comune per le materie plastiche ed è standardizzato dalle norme ASTM D256 e ISO 180.
I risultati sono in genere riportati come energia per unità di spessore o area (ad esempio, J/m, kJ/m², ft-lb/in). Fattori quali lo spessore del campione, la geometria dell'intaglio e la temperatura possono influenzare significativamente la resistenza all'impatto misurata.ScienceDirect: Resistenza all'impatto]
Componenti chiave
Metodo di prova: Charpy (orizzontale, tacca rivolta verso l'attaccante) vs. Izod (verticale, tacca rivolta verso l'attaccante)
Preparazione del campione: Le dimensioni e le intaccature standardizzate sono fondamentali per la riproducibilità
Unità di misura: Energia assorbita (Joule o ft-lb) per unità di spessore o area
Fattori influenzanti: Composizione del materiale, spessore, temperatura e sensibilità all'intaglio
Applicazione nel mondo reale: prodotti acrilici (PMMA)
L'acrilico (PMMA) è ampiamente utilizzato per coperture protettive, espositori e barriere, dove un'elevata resistenza agli urti è essenziale per prevenire la rottura. Il PMMA standard ha una resistenza agli urti moderata (tipicamente 10–25 J/m, Izod con intaglio), ma questa può essere notevolmente migliorata aggiungendo rinforzi come la fibra di vetro E. Ad esempio, la ricerca mostra che il PMMA rinforzato con il 7% di fibra di vetro E può raggiungere resistenze agli urti superiori a 5 kJ/m² (Charpy), rendendolo adatto ad ambienti difficili come spazi pubblici ed espositori per negozi.PMC: Alhotan et al., 2021]
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Concetti correlati
Resistenza alla trazione: Resistenza allo strappo; misura la massima sollecitazione prima della rottura
Resistenza alla flessione: Resistenza alle forze di flessione; importante per applicazioni strutturali
Resistenza: Energia totale assorbita prima della frattura (area sotto la curva sforzo-deformazione)
Durezza: Resistenza all'ammaccatura o ai graffi superficiali
Fragilità: Tendenza alla frattura senza deformazione significativa
Per un approfondimento di queste proprietà e della loro rilevanza per la progettazione del prodotto, vedereScienceDirect: Resistenza all'impattoEXometry: Resistenza all'impatto.
Guida visiva: test Charpy vs. Izod
Charpy: Campione orizzontale, tacca lontana dal percussore
Izod: Esempio di percussore verticale con tacca rivolta verso l'interno
Riferimenti:
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