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Titolo: Lega dura ed elettricamente conduttiva

Esistono leghe metalliche dure almeno quanto l'acciaio comune ed elettricamente conduttive almeno quanto l'alluminio?
 
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Wakinian Tanka 

 
 
 
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1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)
 

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Grazie della lunga risposta. 
Il minimo che posso fare e' chiarire l'idea che avevo in mente: realizzare dischi freni per auto elettromagnetici per recuperare l'energia cinetica, usando magneti al posto delle pasticche dei freni convenzionali. 
 
L'idea sarebbe di usare contemporaneamente i 2 tipi di freno sullo stesdo disco, per sicurezza. 
E' chiaro che i conti vanno fatti e potrebbe anche risultare che non sia necessaria una conducibilita' elettrica paragonabile ad alluminio o rame (dipende anche dallo spessore del disco e dalle dimensioni tangenziali dei magneti). Pero' le caratteristiche meccaniche dovrebbero essere circa quelle di un disco convenzionale.
 
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Wakinian Tanka

 rilevato zero, isolante puro. Su Al anodizzato 
 
Esatto, l'avevo scritto io: Al anodizzato non conduce toccandone la superficie con i puntali di un tester. Cavolo, ma puoi fare anche tu la prova!
Ciao. 
 
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Wakinian Tanka

 E' chiaro che i conti vanno fatti e potrebbe anche risultare che non sia necessaria una conducibilita' elettrica paragonabile ad alluminio o rame (dipende anche dallo spessore del disco e dalle dimensioni tangenziali dei magneti). Pero' le caratteristiche meccaniche dovrebbero essere circa quelle di un disco convenzionale.
 
ah su questo dimensionamento non saprei proprio. Il problema 
del freno non è tanto la durezza in effetti, ma la 
resistenza adeguata all'abrasione a caldo. Non saprei 
nemmeno dire quali parametri meccanici siano i più critici 
per avere una lunga durata del disco, il corretto 
coefficiente d'attrito col la pastiglia.
 
Ma nelle auto attuali come funge ? Esiste un solo disco 
dual-use o due distinti dischi uno idraulico e uno em ?
Oppure addirittura il solo disco em è considerato abbastanza 
sicuro ? Perché non capisco onestamente che vulnerabilità 
dovrebbe avere.
I magneti (permanenti) non si smagnetizzano di colpo, credo 
che sul loro magnetismo si possa contare (e cmq inserire un 
circuito di controllo della loro saturazione magnetica prima 
di partire sia banale). PEr contro un circuito idraulico può 
scoppiare. E non penso nemmeno che i freni em non siano 
abbastanza potenti : se vanno per i treni a levitazione o 
per sollevare auto, le forze magnetiche sono largamente 
sufficienti imho.
Boh ...
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 Ciao.
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In realtà la mia domanda sarbbe OT, ma visto che vi siete tanto
entusiasmati, mi vorreste spiegare come si farebbe a recuperare energia
con codesti freni?
Pensate che basti un disco conduttore?
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Elio Fabri
 

 Ma nelle auto attuali come funge ? 
 
I sistemi di recupero dell'energia di quel tipo? 
Non so nemmeno se esistono :-) 
 
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Wakinian Tanka

 energia notevole on failure etc.
 
Caspita, ma perche' allora non se ne sente parlare come materiale tecnologico, tipo per aerei? 
 
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Wakinian Tanka


La mia idea era di usarli come disco di Faraday con dei contatti striscianti nella parte radiale inferiore e superiore del disco, in corrispondenza del magnete. 
Penso che tu abbia capito. Ora mi dirai che l'effetto e' troppo piccolo perche' (infatti) non ho fatto i conti :-) 
 
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Wakinian Tanka 
 

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beh, l'F-22, l'F-35 e il Su-57 sono strafatti di compositi 
(fibra di carbonio più che minerali cmq, conta la leggerezza 
meno l'incombustibilità ... e tra l'altro per le cariche 
statiche una fibra conduttiva è meglio).
 
 
quanto all'uso, a quali componenti penseresti ? Sono 
abbastanza usati in cose strutturali (telai di bici, 
strutture anche tensili e strutture portanti leggere).
Ma ad es. in parti come le pali di turbina conviene usare 
ancora metalli monolitici e a grana cristallina 
perfettamente modulata, perché i classici compositi spesso 
sono meno refrattari come insieme.
A T molto alte non è detto né che i coefficienti di 
dilatazione rimangano compatibili (il più delle fibre si 
dilata meno del metallo base), né che la matrice rimanga 
sufficientemente solida.
Cmq in strutture di fusoliere sono usati eccome. Credo che 
anche il nuovo Airbus megagalattico userà ton di fibra di 
carbonio. Però penso che per usi a T moderate i compositi 
fibra+resina siano più facili da gestire di quelli a legante 
metallico. Anche come manifattura una cosa è creare una 
vetroresina su calco (bastano spruzzatori e un domani 
stampanti 3D che dispongano le armature), altro è creare le 
casseforme in cui colare il metallo e rispettare le 
tolleranze dimensionali. In particolare in parti snelle 
diventa molto complicato avere al contempo una sufficiente 
densità dell'armatura ed un buon riempimento con la colata, 
persino se fatta sotto vuoto a valle o in pressione a monte.
 
Infine : le resine attuali non hanno neppure tanto da 
invidiare al metallo. Dove difettano in tenacia, guadagnano 
in forza d'adesione alla fibra.
L'adesione alla fibra nei classici compositi metallo/fibra 
limita abbastanza le combinazioni utili.
Ad es. immaginerei che l'affinità di Al e fibra di carbonio 
sia molto modesta. Questo è male per la frattura resiliente, 
perché riduce il cosiddetto "lavoro di pull-out".
 
Invece le resine epoxy (o anche poliuretaniche) hanno una 
buona affinità, in particolare per armature di bocca più 
buona come il kevlar e altre arammidi. E restando in 
aeronautica, la matrice in resina è ancora PIU' leggera di 
quella in alluminio.
 
Cmq boh bisognerebbe fare qualche ricerca ulteriore per 
vedere l'attuale penetrazione dei compositi di metallo armato.


 Penso che tu abbia capito. Ora mi dirai che l'effetto e' troppo piccolo perche' (infatti) non ho fatto i conti :-)
 
penso che voglia dire che per pescare corrente e recuperarla 
servirebbero delle bobine rotanti avvolte su un rotore e 
orientate in modo che vari il flusso concatenato, e non un 
mero disco monolitico (in cui le correnti indotte si 
chiudono dentro il disco e scaldano soltanto).
 
Frenare frena : abbiamo a scuola un pendolo in rame che 
passa a sfioro tra le espansioni polari di un magnete a "C" 
tipo elettrocalamita, che in una sola passata prende una 
frenata da paura.
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Anche dopi parli di compositi in generale, ma io parlavo di /quel/ composito che hai menzionato: fibra di Al203 in matrice di Al. (Oppure AlN in matrice di Al. Oppure TiN in matrice di Ti. Insomma metallo-composto di quel metallo). 
 
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Wakinian Tanka

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https://en.wikipedia.org/wiki/Metal_matrix_composite
 
 
vedi ad es. applications.
 
Nota (mia) la pagina non distingue l'armatura continua o 
discontinua, sicché accorpa nella stessa categoria (tutta 
basata sulla MATRIX continua) sia le armature fibrose, sia 
le guarniture con cristalli sfusi (ad es. Vidia o SiC in 
matrice di cobalto per punte e coltelli di fresa).
 
Imho questa classificazione relativamente chimica è 
meccanicamente inconsistente però, e tendo a considerare 
come profondamente distinte le dispersioni di fibre continue 
(isotrope o anisotrope) dalle dispersioni di cristalli 
granulari. La prima categoria vede l'armatura (vera e 
propria) contribuire al modulo elastico e all'energia 
assorbita nelle deformazioni e lacerazioni.
La seconda categoria vede la fase dispersa contribuire 
"solo" alla durezza superficiale e alla resistenza 
all'abrasione dinamica (anzi conferisce potere abrasivo).
 
Anche le matrici scelte sono diverse : nel primo caso si 
possono anche usare metalli teneri, basso fondenti e ben 
colabili, nelle seconde è la matrice a fornire praticamente 
tutta la coesione (da cui la scelta ad es. del cobalto per 
le punte, che è estremamente resistente di suo).
 
Cmq boh non ho eccessiva voglia di approfondire. Hai provato 
a cercare la vecchia "saffil" ?
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 paura.
Certo (è un appareccho ben noto, e ce ne sono altri, per es. un
magnete cilindrico (al neodimio) che scende lentissimo in un tubo
conduttore di diametro poco superiore.
Il problema dei freni e.m. è che producono un'accelerazione proporz.
alla velocità del veicolo, quindi sono violenti ad alta velocità, ma
pessimi quando il veicolo va piano.
Immagino che a questo ci siano rimedi possibili: quello che ho detto è
vero se come carico metti una resistenza costante.
Con l'elettronica si può fare di tutto...
Però non ho nessuna informazione circa soluzioni pratiche, né come
semplici freni, né tanto meno come recupero d'energia.
 
Ho un ricordo di quando andavo all'università, a Roma.
C'erano delle nuove vetture, usate sulla "circolare rossa" (esterna)
che avevano appunto un freno eletromagnetico.
Credo che non facesse altro che staccare il motore elettrico dalla
linea e chiuderlo su un robusto carico.
Quando possibile mi mettevo vicino al conducente per vedere come
manovrava :-)
Purtroppo però non ricordo altro.
 
 
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Elio Fabri
 

 
Con quel nome trovo solo le fibre di allumina, non il composito. 
 
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Wakinian Tanka

 
 
 
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 Wakinian Tanka
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 dure nel senso di "resistente alla penetrazione statica"
 
A me era vento in mente Bossi, a te Rosy Bindi...