Произходът на композитите е далеч в историята. Най-често срещаният изкуствен композит е комбинацията от слама и кал за направа на тухли за строителство. Друг пример е бетонът, който съчетава цимент и чакъл. По-новите композити използват полимери като смола или матрица, за да държат сместа заедно и различни влакна като подсилващ материал. Тези полимерни композити са подобрили работата на много съвременни продукти.
матрица
Целта на матрицата е да свърже влакната на армировката заедно, така че напреженията да се разпределят в материала. Матрицата на смолата също образува твърда повърхност, която предпазва укрепващия материал от повреда. Материалите от полимерна матрица са два вида: термореактивни и термопластични. Термореактивната матрица се създава чрез необратимо химично втвърдяващо действие на смолата, за да се образува аморфна смес. Термореактивите имат висока температурна устойчивост, добра устойчивост на разтворители и висока стабилност на размерите.
Термопластите се образуват чрез нагряване до температурата на процеса и образуване на продукта в желаната форма. Те имат много висок вискозитет, което ги прави по-трудни за производство. Термопластите имат по-голяма устойчивост на напукване и повреди от удар в сравнение с термореактивни композити.
влакна
Ролята на усилването на влакната е да придаде сила и твърдост на комбинирания материал. Армировката се предлага в три форми: частици, непрекъснато влакно и прекъснати влакна. Ранните материали за подсилване бяха слама, коноп и стъкло. През 40-те години на миналия век производителите започнаха да комбинират въглеродни и стъклени влакна с полимерни пластмаси, за да направят силен композит, който да се използва за корпуси на самолети.
сила
Значително предимство на полимерните композити е тяхното високо съотношение на якост на опън и тегло. Композитите с полиарамидни влакна са пет пъти по-здрави от стоманата на лири за фунт. Влакната в тези композити могат да бъдат подредени по време на производствения процес в многопосочен модел, който разпръсква напреженията в материала. Тези материали обаче имат ниска якост на натиск, което означава, че могат да се счупят лесно при внезапни, остри сили. Готовият полимерен композит ще има гладка повърхност, което ще направи полезно да се намали аеродинамичното съпротивление в самолета.
еластичност
Полимерните композити имат отлична устойчивост на химическа корозия, надраскване, ръжда и морска вода. Тези характеристики доведоха до приложения в корпуси на самолети, части за велосипеди, военни превозни средства, влакове и лодки. Поради издръжливостта си на износване, евтините композити са намерили употреба в седалки, стени и подове в автобуси и подлези.
Разходи
Първостепенният недостатък е цената на полимерните композити и формирането им в полезни продукти. Полимерните композити се произвеждат чрез труден процес, известен като монтаж, който забавя производствените нива, правейки продуктите по-евтини за високи производствени обеми. Съвременните полимерни композити също са скъпи за производство. Тези усъвършенствани формули изискват по-скъпо обучение за труд и по-сложни екологични и здравни съображения.
Полимерните композитни материали продължават да се развиват през годините с по-евтини производствени процеси и по-добри формулировки с по-добри характеристики на якост и издръжливост. Тъй като учените научават повече за връзките между смолите и усилващите материали, приложенията на полимерните композити ще продължат да намират повече приложения в ежедневните продукти. По-силните и по-леки композитни материали ще намерят своето място в по-икономични приложения в транспорта, лодки и други продукти, които преди това не бяха счетени за възможни.
