Kas ir kompozītmateriāls?

Satura rādītājs:

Anonim

Kompozīts tiek izveidots, apvienojot dažādus materiālus, lai izveidotu jaunu. Sākotnējais piemērs būtu dubļu un salmu sajaukšana un tā veidošana ķieģeļu formā, lai padarītu Adobe ķieģeļus. Tas aizņem divus materiālus, kurus paši par sevi parasti neizmantos tādam pašam mērķim kā tie ir apvienoti kompozītmateriālā celtniecībai. Būvdarbos betons būtu nedaudz sarežģītāks no cementa sajaukta akmens. Ja pievienosiet stieņus (spēcīgus tērauda stieņus), tas kļūst par trīsfāžu kompozītu, kas palielina spēku un elastību. Inženierzinātnēs inženieris var izstrādāt kaut ko, kas ir saskaņā ar noteiktām spriedzēm, kas prasa izmantot materiālu, kas ir salikts (vai nu tāpēc, ka parastais materiāls nespēj apmierināt stresa prasības, vai arī tas varētu būt pārāk smags tam mērķim, kāds tas ir paredzēts).

Kompozīti ir daudzpusīgi

Padarīt kvantitatīvu lēcienu no cementa uz kosmosa rūpniecību. Daudzas sprauslas un lidmašīnas ir izgatavotas no kompozītmateriāliem, kas ir spēcīgāki un vieglāki nekā no tiem izgatavotie materiāli. Piemēram, jaunais Boeing 787 Dreamliner izmantos 50 procentus kompozītmateriālu, samazinot kopējo svaru par 12 procentiem. Tas ir nozīmīgi, pateicoties pievienotajai stiprībai, un zemāks svars ļauj lidmašīnai izmantot mazāk degvielas. Viens no pazīstamākajiem kompozīta piemēriem lidojošajā pasaulē ir B-2 vai Stealth Bomber. Korpuss ir konstruēts tā, lai novirzītu radaru prom no uztveršanas, un korpuss un spārnu daļas ir pārklātas ar radara absorbējošu kompozītmateriālu, padarot to praktiski nenosakāmu ar radaru.

Videi draudzīgs

Daudzi kompozīti ir izgatavoti no materiālu lūžņiem vai blakusproduktiem, kuriem nav cita vai ierobežota izmantošana. Viens labs piemērs ir kokmateriālu lūžņi un putekļi no kokzāģētavas. Dzirnavas pārdod zāģu skaidas un koksnes lūžņus uzņēmumiem, kas sajauc putekļus un mazos zāģmateriālus ar saistvielu, lai ražotu saspiestu koksni. Saspiestā koksne tiek izmantota galvenokārt divos veidos. Bez finiera tas tiek izmantots mēbeļu daļu izgatavošanai, kas nav redzami galaproduktā. To parasti izmanto gabalu atbalstam, lai pievienotu strukturālo integritāti. Kompresētu koksni ar finieri var izmantot uz ārpuses redzamām mēbeļu daļām. Gatavais produkts ir lētāks nekā mēbeles, kas izgatavotas tikai no veseliem kokmateriālu gabaliem. Ir arī citi piemēri, piemēram, no zāģu skaidām līdz ēdienam, kas vienā reizē būtu izmesti, bet ir atraduši lietojumu kā kompozītmateriālu.

Kompozīti var izjaukt bez pārrāvuma

Citiem vārdiem sakot, daži kompozīti sastāv no dažādām saistītām materiāla daļām, kas ļautu viena vai vairākiem virzieniem vai pat saišķiem neizdoties, neapdraudot materiāla vispārējo strukturālo integritāti. Lai uzlabotu veiktspēju un ietaupītu svaru, daudzās lidmašīnu konstrukcijās tiek izmantoti uzlaboti kompozītmateriāli, piemēram, ar oglekļa šķiedru pastiprināti plastmasas materiāli (CFRP). Kompozīts sastāv no šķiedru šķiedrām (stīgām) un pēc tam sajauc, sasilda un saspiež tā, kas varētu būt spārns gaisa kuģī vai tā korpusā vai degunā. Ja kāda iemesla dēļ, piemēram, vēja šķēres, dažas no siksnām slēpjas no stresa, pārējās dzīslas paliek neskartas. Tas pats attiecas uz visiem saišķiem, kas ir pastiprināti ar vēl citiem saišķiem. Būtu vajadzīgs katastrofāls spēks, lai visas saišķas visās paketēs neizdotos. CFRP ir tīši izstrādāts tikai šādiem notikumiem.

Ap māju

Jūs zināt, ka alumīnija apšuvums, kas ir izbalējis līdz gaiši dzeltenai, kopš 1963. gadā pirmo reizi iegādājāties savu māju (kad alumīnija apšuvums kļuva populārs un tiešām bija izgatavots no tikai alumīnija)? Tagad ir kompozīts, kas sajauc poliuretāna putas ar alumīniju. Jebkura krāsa var tikt pievienota, un tā neizbalē. Tā piedāvā labāku mājokļa izolāciju, jo poliuretāns ir sajaukts ar gaisu, veidojot gaisa kabatas, kas kalpo kā izolācija.

Zaļš un zaļāks

Viens no jaunākajiem otrreizējās pārstrādes materiālu izmantošanas veidiem ir pārstrādāta koka-plastmasas kompozītmateriālu izstrāde, kas paredzēta būvizstrādājumiem, piemēram, ieklāšanas, durvju un logu rāmjiem, žogiem un ārējām līstēm. Ražotāji apgalvo, ka jaunais koksnes-plastmasas ir izturīgāks nekā ar konservantu apstrādāts zāģmateriāls, un atgūst zāģu putekļus un plastmasas atkritumus, kas ietver augsta blīvuma polietilēnu (PVC).