Il MUSAM-LAB è un laboratorio sperimentale diretto dal Prof. Dr. Ing. Marco Paggi. È complementare alle strutture di modellazione e calcolo dell'unità di ricerca MUSAM - Multi-scale Analysis of Materials.
Il laboratorio è situato nell'ex Officina Aromataria del Convento di San Francesco (XIII secolo) ed è finanziariamente supportato dallo Starting Grant IDEAS CA2PVM del Consiglio Europeo della Ricerca.
La ricerca è dedicata alla sperimentazione termomeccanica di materiali e superfici eterogenee e indaga i complessi meccanismi che si svolgono a diverse scale di osservazione. Di seguito è riportato un elenco della strumentazione a disposizione del laboratorio e delle sue applicazioni
Strumenti
- Profilometometro confocale-interferometrico 3D (LEICA, DCM 3D)
Profilometro ottico senza contatto basato su metodi confocali e interferometrici con risoluzione verticale che va da pochi nanometri fino a diversi millimetri. È in grado di gestire superfici molto ruvide ma anche super-lisce. Le applicazioni riguardano la caratterizzazione morfologica di superfici e interfacce su più scale, analisi di rivestimenti, bagnabilità. I dati misurati sulla superficie possono essere trattati con un software di ricerca sviluppato internamente per l'analisi statistica e frattale della rugosità e per la simulazione della risposta di contatto di superfici ruvide (predizione dell'area di contatto reale vs. carico, rigidità del contatto e conduttanza termica del contatto, risposta d'attrito).
- Microscopio elettronico a scansione (ZEISS, EVO MA15)
Microscopio elettronico a scansione con rilevatori per elettroni secondari e retrodiffusi che consentono una risoluzione massima di 3 nm e una regolazione automatica della pressione da 10 a 400 Pa, per lavorare con campioni metallici e non metallici senza necessità di metallizzazione. Il microscopio può essere utilizzato per visualizzare microstrutture, difetti e incrinature per qualsiasi tipo di materiale (metalli, ceramica, carta, polimeri, ecc.) Con risoluzioni diverse.
- Modulo per test micromeccanico (DEBEN, 5000S)
Modulo di trazione/compressione per forze fino a 5 kN specificamente progettato per eseguire test meccanici all'interno della camera SEM (microscopio elettronico a scansione) per consentire l'osservazione in tempo reale dell'evoluzione della microstruttura dei materiali. È anche possibile testare campioni di osso di cane con buchi o senza buchi, nonché campioni di test compatti. Le immagini SEM acquisite durante i test sperimentali in situ possono essere elaborate secondo la tecnica delle correlazione dell'immagine digitale e confrontate con le simulazioni numeriche, (vedi sotto).
- Strumento di prova universale con camera termostatica (Zwick / Roell, Z010TH)
Strumento di prova universale per prove di trazione, prove di compressione e prove di flessione a tre punti su travi dentate per la caratterizzazione meccanica delle fratture. Sono disponibili due celle di carico da 1 kN e 10 kN. Le prove possono essere eseguite all'interno di una camera termostatica nel campo di temperatura da -30° C a 250° C.
- Sistema per la tecnica di correlazione di spostamento 3D (Correlated Solutions, VIC3D)
Sistema per la misura di spostamento e deformazione che utilizza la tecnica di correlazione di spostamento in 3D. Può essere usato insieme alla macchina di prova universale come estensimetro virtuale e per la correlazione di immagini digitali 3D o 2D a 30 Hz. Il software può anche essere utilizzato per elaborare le immagini acquisite durante i test meccanici all'interno del SEM.
- Termocamera (FLIR, T640bx)
Termocamera IR con risoluzione 640x480 pixel per prove termoelastiche in laboratorio e per ispezione in loco di punti caldi nei moduli fotovoltaici e nei circuiti elettrici.
- Fotocamera per test di elettroluminescenza (PCO, 1300 Solar)Fotocamera IR specifica per l'esecuzione di test di elettroluminescenza in laboratorio. Questo tipo di telecamera IR è in grado di rilevare microcracks nei moduli fotovoltaici.
Composta da ingegneri, fisici e matematici, il laboratorio si propone di studiare deformazione, frattura, fatica, contatto e integrità strutturale di materiali e strutture eterogenei con metodi computazionali e sperimentali multiscala e multifisici.
