Autor:
Peter Berry
Data Utworzenia:
17 Lipiec 2021
Data Aktualizacji:
13 Móc 2024
Zawartość
Plikmateriały kompozytowe to te, które składają się z dwóch lub więcej różnych pierwiastków lub substancji, których połączenie nadaje powstałej materii wspólne właściwości jej składników, to znaczy właściwości dwóch pierwotnych substancji w tym samym czasie.
Pozwala to na konkretny dobór komponentów w celu uzyskania materiałów o niezwykłych właściwościach w zakresie sztywności, lekkości, wytrzymałości, przewodzenie energii elektrycznej, odporność na korozję itp.
Większość materiałów kompozytowych jest sztucznie stworzone przez człowiekachociaż niektóre mogą pojawiać się w naturze, produkt ewolucji żywe stworzenia. W wielu przypadkach są to materiały wiążące, które czerpią korzyści z chemicznego oddziaływania ich składników.
W ogólnych warunkach, materiały kompozytowe charakteryzują się:
- Składają się z dwóch lub więcej fizycznie rozróżnialnych, ale mechanicznie oddzielnych elementów.
- Pokaż kilka chemicznie różnych faz (pierwiastków), nierozpuszczalnych między sobą, a także oddzielonych fazą pośrednią lub fazą pośrednią.
- Posiada wysoką synergię, to znaczy jej właściwości mechaniczne przewyższają prostą sumę właściwości jej składników oddzielnie.
- Odróżnij od materiałów wielofazowych, takich jak stopy metali, w których możliwa jest zmiana obecnych faz poprzez zmianę termiczną (ciepło).
- Posiada środek wzmacniający (faza dodana) i matrycę (faza wzmocniona).
Rodzaje materiałów kompozytowych
Można wyróżnić następujące rodzaje materiałów kompozytowych:
- Kompozyty do zbrojenia cząsteczkami. Rozproszone w bardziej miękkiej matrycy i plastycznyskładniki z twardego i kruchego materiału są rozproszone dyskretnie i równomiernie.
- Kompozyty utwardzane dyspersyjnie. Przedstawiają cząsteczki wzmacniające o bardzo małych rozmiarach, rozproszone w macierzy bazowej.
- Materiały kompozytowe wzmocnione włóknami. Materiały te zwykle zawierają włókna odporne na rozciąganie w matrycy zwykle wykonanej z żywicy, która otacza włókna, przenosząc obciążenie z zerwanych włókien na nienaruszone i uzyskując szczególną odporność.
- Strukturalne materiały kompozytowe. Wykonane zarówno z materiałów prostych, jak i kompozytowych, zwykle warstwowych (warstwowych), takich jak te używane w budownictwie, aby połączyć właściwości obu materiałów w tej samej ścianie.
Może Ci służyć: Przykłady materiałów naturalnych i sztucznych
Przykłady materiałów kompozytowych
- Metaloceramika. Będąc połączeniem ceramiki i metalu, zostały zaprojektowane tak, aby wytrzymać wysokie temperatury i ścieranie, podobnie jak ceramika, ale cieszą się ciągliwością metali. Zwykle matrycą tych materiałów jest metal (nikiel, molibden, kobalt), a faza zbrojenia to węglowodany materiały ogniotrwałe (tlenki, albuminy, borki) typowe dla ceramiki. Pozwala to na wytwarzanie narzędzi skrawających, które łączą wytrzymałość ze stalą nierdzewną i mają dłuższą żywotność., zwłaszcza nowe rozwiązania oparte na tytanie i kobalcie.
- Masa perłowa. To jest przykład materiału kompozytowego pochodzenia naturalnego, bez udziału człowieka. Jest to twarda, biała substancja organiczno-nieorganiczna z opalizującymi refleksami, która tworzy wewnętrzną warstwę muszli wielu mięczaków, np. Macicy perłowej. W rzeczywistości zwierzęta te mogą wydzielać tę mieszaninę węglanu wapnia i biopolimerów, aby naprawić swoje skorupy lub obejmować zanieczyszczenia lub czynniki mikrobiologiczne, które wnikają w nie, dając w ten sposób początek perłom..
- Sklejka. Zwany także multilaminatem, sklejka, sklejka lub sklejka, Jest to płyta z cienkich arkuszy drewna sklejonych ze sobą włóknami w orientacji poprzecznej, przy użyciu żywic syntetycznych, ciśnienia i ciepła. Jest pokryty kwasem siarkowym po przetworzeniu, aby był bezwonny, który zawiera polimery i benzenów i jest szczególnie przydatny w budownictwie.
- Cegła suszona na słońcu. Cegły niewypalane nazywane są więc, czyli wypełnieniami budowlanymi, wykonanymi z gliny i piasku lub innych mas mułu, zmieszanych ze słomą i wysuszonych na słońcu. Stosowano je od czasów starożytnych do wykonywania ścian i prymitywnych konstrukcji, najczęściej w postaci cegieł (prostokątnych). Pomimo tego, że jest doskonały izolator termiczny, adobe pochłania dużo wilgoci poprzez kapilarność, tracąc twardość, dlatego należy go montować na wodoodpornym podłożu z kamieni lub, nowocześnie, betonu.
- Beton. Nazywany również „betonem”, jest to najczęściej używany materiał kompozytowy w czasie budowy, jest połączeniem różnych substancji: cementu, piasku, żwiru lub żwiru i wody. Dzięki tej spoinie uzyskuje się jednorodną mieszankę, która wiąże i twardnieje w ciągu kilku godzin, aż do uzyskania kamienistej konsystencji.. Większość prac inżynierskich wymaga użycia betonu.
- Płyta Oriented Strand. Nazywa się OSB (Płyta Oriented Strand w języku angielskim) to rodzaj desek z konglomeratu, ewolucja sklejki, bo zamiast łączenia kilku arkuszy drewna kilka warstw wiórów lub wiórów drewnianych zorientowanych w tym samym kierunku, uzyskując w ten sposób jednorodny materiał z żywic fenolowych lub poliuretanu, formaldehydu lub melaminy. Często dodaje się również inne dodatki poprawiające odporność na ogień, wilgoć lub odstraszające owady.
- Pykrete. Ten materiał kompozytowy składa się w 14% z trocin lub innej organicznej pulpy drzewnej, w 86% z matrycy lodowej. Jego nazwa pochodzi od jego wynalazcy, Geoffreya Pyke'a, który zaproponował go Królewskiej Brytyjskiej Marynarce Wojennej w celu wykonania trudnych do zatopienia lotniskowców. Pykrete ma twardość zbliżoną do betonu, niski wskaźnik płynięcia i ogromną odporność na naprężenia.
- Plastik wzmacniany szkłem. Znany jako GFRP (Plastik wzmocniony włóknem szklanym po angielsku), Jest to materiał kompozytowy, który tworzy matrycę z tworzywa sztucznego lub żywicy, wzmocniony włóknami szklanymi. Rezultatem jest lekki, mocny, łatwy do formowania materiał, często nazywany popularnie „włóknem szklanym”.. Znajduje szerokie zastosowanie w produkcji części, w przemyśle żeglarskim i telekomunikacyjnym, a także w budownictwie.
- Beton asfaltowy. Szeroko stosowany w brukowaniu dróg lub autostrad, asfaltobetonie Składa się z mieszanki asfaltu i różnego rodzaju kruszyw mineralnych, w celu uzyskania jednorodnej pasty bitumicznej, która po nałożeniu na gorąco utwardza i uszczelnia, stanowiąc idealny materiał do miejskich robót publicznych.
- Kość. Innym przykładem materiałów kompozytowych występujących w przyrodzie są kości zbudowane wewnątrz z wyższych zwierząt macierz kostna wzmocniona włóknami kolagenowymi, białkiem nadającym jej naturalną odporność, dzięki wapniowi, z którego mineralizowana jest jej struktura. Daje to twardy, kruchy, ale lekki przedmiot.
