Co to jest materiał kompozytowy?

Spisu treści:

Anonim

Kompozyt powstaje przez połączenie różnych materiałów w celu stworzenia nowego. Podstawowym przykładem byłoby zmieszanie błota ze słomą i uformowanie go w ceglany kształt w celu wytworzenia cegieł adobe. Wymaga dwóch materiałów, które same w sobie nie byłyby zwykle wykorzystywane do tego samego celu, jak w przypadku połączenia w materiał kompozytowy do budowy. W branży budowlanej beton byłby nieco bardziej złożonym kompozytem z kamienia zmieszanego z cementem. Jeśli dodasz ponownie pręty (silne stalowe pręty), stanie się on trójfazowym kompozytem, ​​który doda zarówno siły, jak i elastyczności. W inżynierii inżynier może zaprojektować coś, co jest pod pewnymi naprężeniami, które wymagają zastosowania materiału, który jest kompozytem (albo dlatego, że konwencjonalny materiał nie może sprostać wymaganiom stresu lub może być zbyt ciężki w celu, w jakim został zaprojektowany).

Kompozyty są wszechstronne

Wykonaj skok kwantowy od cementu do przemysłu lotniczego. Wiele samolotów i samolotów jest produkowanych z materiałów kompozytowych mocniejszych i lżejszych niż materiały, z których zostały wykonane. Nowy Boeing 787 Dreamliner, na przykład, użyje 50 procent materiałów kompozytowych, zmniejszając całkowitą wagę o 12 procent. Jest to istotne ze względu na zwiększoną wytrzymałość, a niższa waga pozwala samolotowi zużywać mniej paliwa. Jednym z najbardziej znanych przykładów kompozytów w świecie latającym jest B-2 lub Stealth Bomber. Ciało zostało zaprojektowane tak, aby odstraszać radar przed wykryciem, a ciało i części skrzydeł są pokryte radarem pochłaniającym materiał kompozytowy, czyniąc go praktycznie niewykrywalnym dla radaru.

Przyjazny dla środowiska

Wiele kompozytów składa się ze złomu lub produktów ubocznych z materiałów, które nie mają innego lub ograniczonego zastosowania. Złom i pył z tartaku to dobry przykład. Młyny sprzedają trociny i resztki drewna firmom, które mieszają pył i drobne kawałki tarcicy ze środkiem wiążącym do produkcji skompresowanego drewna. Sprasowane drewno stosuje się głównie na dwa sposoby. Bez forniru służy do budowy części mebli, które nie są widoczne w gotowym produkcie. Jest zwykle używany do podparcia kawałków w celu dodania integralności strukturalnej. Sprasowane drewno z okleiną można stosować na części mebli, które są widoczne na zewnątrz. Gotowy produkt jest tańszy niż meble wykonane w całości z całych kawałków drewna. Istnieją inne przykłady skrawków, od trocin po żywność, które kiedyś zostałyby wyrzucone, ale znalazły zastosowanie jako materiał kompozytowy.

Kompozyty mogą pękać bez łamania

Innymi słowy, niektóre kompozyty składają się z różnych połączonych pasm materiału, które pozwoliłyby na uszkodzenie jednego lub więcej pasm, a nawet wiązek pasm bez naruszania ogólnej integralności strukturalnej materiału. Zaawansowane materiały kompozytowe, takie jak tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami węglowymi (CFRP) są stosowane w wielu konstrukcjach samolotów w celu poprawy wydajności i zmniejszenia masy. Kompozyt składa się z pasm (wiązek) wiązanych włókien, a następnie mieszany, ogrzewany i ściskany w czymś, co może być skrzydłem samolotu, jego ciała lub nosa. Jeśli z jakiegoś powodu, na przykład, wiatr-ścinanie, niektóre nitki odrywają się od stresu, pozostałe nici pozostają nienaruszone. To samo dotyczy całych pakietów, które są wzmocnione jeszcze innymi pakietami. Potrzeba katastrofalnej siły, by spowodować uszkodzenie wszystkich pasm we wszystkich wiązkach. CFRP jest zaprojektowany celowo dla takich właśnie zdarzeń.

Wokół domu

Wiesz, że bocznica aluminiowa wyblakła do bladożółtej od czasu, kiedy po raz pierwszy kupiłeś dom w 1963 roku (kiedy aluminiowe bocznice stały się popularne i naprawdę zrobione z aluminium)? Obecnie istnieje kompozyt, który miesza piankę poliuretanową z aluminium. Można dodać dowolny kolor i nie zniknie. Oferuje większą izolację dla domu, ponieważ poliuretan jest mieszany z powietrzem, tworząc kieszenie powietrzne, które pomagają służyć jako izolacja.

Zielony i Going Greener

Jednym z najnowszych zastosowań materiałów pochodzących z recyklingu było pojawienie się recyklowanego kompozytu drewno-tworzywo sztuczne do produktów budowlanych, takich jak pokrycia dachowe, ramy drzwi i okien, ogrodzenia i listwy zewnętrzne. Producenci twierdzą, że nowe drewno-tworzywo sztuczne jest trwalsze niż drewno impregnowane konserwantem i odzyskuje trociny i odpady z tworzyw sztucznych, które obejmują polietylen o wysokiej gęstości (PVC).