- Responsabile: Prof. Edoardo Bemporad, Prof. Marco Sebastiani, Prof.ssa Giulia Lanzara
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Attività del Laboratorio
Il laboratorio di Scienza e Tecnologia dei Materiali del dipartimento di Ingegneria dell’Università di Roma TRE è composto da tre unità.
La prima Unità, anche storicamente, è denominata Materials Characterization; è dedicata allo sviluppo e l’impiego di metodologie integrate e multiscala per la caratterizzazione morfologica, compositiva e microstrutturale dei materiali, al fine di studiare le correlazioni nanostruttura-microstruttura-processo-proprietà-prestazione nelle applicazioni ingegneristiche, inclusi i fenomeni tribologici e corrosione mediante approcci Failure Analysis.
Si avvale di strumentazione acquisita direttamente e quella disponibile presso il laboratorio interdipartimentale di microscopia elettronica (LIME) che il gruppo ha contribuito a fondare. Tra gli strumenti acquisiti direttamente si possono citare la profilometria 3D confocale interferenziale, microscopie ottiche, misura di angolo di contatto, X-Ray Fluorescence, X-ray Diffraction a 5 assi e rivelatore 3D, un AFM, un tribometro originale brevettato e una camera in nebbia salina. Tra gli strumenti condivisi al LIME si possono citare un SEM W, un SEM FEG, un DualBeam, un TEM, un secondo AFM ad alta risoluzione, un terzo AFM per scopi didattici e infine la linea tradizionale di preparativa di campioni metallografici, non conduttivi e biologici.
La seconda Unità, denominata Surface Engineering & Nanomechanics, focalizza le sue attività sulla modellazione, produzione e caratterizzazione meccanica di rivestimenti avanzati e superfici ingegnerizzate. L’Unità ha a disposizione un impianto di deposizione MS-PVD (Magnetron Sputtering Physical Vapor Deposition) e strumenti per l’analisi delle proprietà micro e nano-meccaniche dei rivestimenti prodotti: macro e micro-durezza (Brinell, Rockwell, Vickers, Knoop, Shore), micro e nano-scratch testing, nanoindentazione (tre diversi strumenti: KLA-G200, KLA-iNano e KLA-NanoFlip per le misure in-situ all’interno di un microscopio FIB/SEM), microscopia a forza atomica (strumento condiviso al LIME).
Sono anche disponibili competenze e strumenti per la simulazione del comportamento meccanico di superficie dei rivestimenti e materiali prodotti (analitica della distribuzione degli stress di contatto, analisi agli elementi finiti del comportamento termo-meccanico, analisi agli elementi finiti degli stress residui in film sottili e rivestimenti, tecniche di Digital Image Correlation, tramite l’utilizzo del software sviluppato in-house durante il progetto europeo ISTRESS).
La terza Unità, denominata Multifuncional Materials, è dedicata alla ingegnerizzazione, realizzazione e testing di materiali dalle funzionalità multiple, conferite combinando proprietà meccaniche, elettriche, magnetiche ed elettromeccaniche di nano/micromateriali, materiali intelligenti e materiali convenzionali opportunamente interfacciati tra loro per ottenere nuove funzionalità e nuove proprietà spesso raggiungibili “on demand”.
L’Unità ha a disposizione sia una filiera produttiva che permette la realizzazione di campioni in scala multipla producendo nano/micro-fibre, nanocompositi, film piezoelettrici, materiali compositi (in fibre di vetro, kevlar e fibre di carbonio), che strumentazione atta alla caratterizzazione funzionale dei materiali, analizzandole sia singolarmente che contemporaneamente, ed anche, ove necessario, durante il processo produttivo. In particolare, i principali processi produttivi disponibili sono: nanocompositi via solution casting, estrusione di nanocompositi, elettrofilatura in modalità near-field, far field e scrittura in 2D/3D, stampa 3D, film sottili, elettroforesi, vacuum bagging e hand-layup fino ad alte temperature per la produzione di compositi fibro-rinforzati.
Completano la dotazionespettroscopia FTIR, UV-VIS, caratterizzazione ferroelettrica, caratterizzazione elettrica ed elettromeccanica, DMA con controllo di temperatura ed umidità, scanning laser vibrometer, termocamera, ultra-high speed video camera.