Какво е композитен материал?

Съдържание:

Anonim

Създава се композит чрез комбиниране на различни материали за създаване на нов. Един елементарен пример би бил смесването на кал и слама и формирането му в тухлена форма за изработване на кирпичени тухли. Отнема два материала, които сами по себе си не биха били използвани за същата цел, както когато са комбинирани в композитен материал за изграждане. В строителството, бетонът би бил малко по-сложен композит от камък, смесен с цимент. Ако добавите re-bar (силни стоманени пръти), той се превръща в трифазен композит, който добавя сила и гъвкавост. В инженерството, инженерът може да проектира нещо, което е под определени напрежения, които изискват употребата на материал, който е композитен (или защото конвенционалният материал не може да отговори на изискванията на стреса или може да бъде твърде тежък за целта, за която е проектиран).

Композитите са гъвкави

Направете квантов скок от цимента към аерокосмическата индустрия. Много струи и самолети са изработени от композитни материали по-силни и по-леки от материалите, от които са направени. Новият Boeing 787 Dreamliner например ще използва 50% композитни материали, като намали общото си тегло с 12%. Това е значително, защото на допълнителна здравина и по-ниско тегло позволява на самолета да използва по-малко гориво. Един от най-известните примери за композит в света на летенето е B-2 или Stealth Bomber. Тялото е конструирано така, че да отклонява радара от откриването и тялото и частите на крилата са покрити с радарно поглъщащ композитен материал, което го прави практически неоткриваем за радара.

Природосъобразен

Много композитни материали са направени от отпадъци или вторични продукти от материали, които не биха имали друга или ограничена употреба. Скрапът и прахта от дъскорезницата са един добър пример. Мелниците продават дървените стърготини и дървените отпадъци на фирми, които смесват прах и малки парчета дървен материал със свързващо вещество, за да произвеждат сгъстена дървесина. Сгъстеното дърво се използва предимно по два начина. Без фурнир, той се използва за изграждане на части от мебели, които не се виждат в крайния продукт. Обикновено се използва за поддържане на парчета, за да се придаде структурна цялост. Сгънатото дърво с фурнир може да се използва върху части от мебелите, които са видими навън. Готовият продукт е по-евтин от мебелите, изработени изцяло от цели парчета дървен материал. Има и други примери за отпадъци, от дървени стърготини до храна, които по едно време биха били изхвърлени, но са намерили употреби като композитен материал.

Композитите могат да се счупят без прекъсване

С други думи, някои композити се състоят от различни свързващи нишки от материал, които биха позволили една или повече нишки или дори снопчета от нишки да се провалят, без да се подкопава цялостната структурна цялост на материала. Усъвършенствани композитни материали като усилени с въглеродни влакна пластмаси (CFRP) се прилагат към много конструкции на въздухоплавателни средства, за да се подобри производителността и да се спести тегло. Композитът се състои от нишки (струни) от свързани влакна и след това се смесват, нагряват и компресират в крило на самолет или тяло или нос. Ако по някаква причина, например, при срязване на вятъра, някои от нишките се извадят от напрежението, останалите нишки остават непокътнати. Същото важи и за цели пакети, които са подсилени с още други пакети. Щеше да е необходима катастрофална сила, за да се провалят всички нишки във всички снопове. CFRP е предназначен умишлено за такива събития.

Около дома

Знаете, че алуминиевият сайдинг, който е избледнял до бледожълт, откакто за първи път купихте къщата си през 1963 г. (когато алуминиевият сайдинг стана популярен и наистина е направен само от алуминий)? Сега има композит, който смесва полиуретанова пяна с алуминия. Всеки цвят може да бъде добавен и няма да избледнее. Той предлага предимството на по-голяма изолация за дома, тъй като полиуретанът се смесва с въздух, образувайки въздушни джобове, които помагат да служат като изолация.

Зелени и по-зелени

Една от най-новите приложения за рециклирани материали е появата на рециклиран дърво-пластмасов композит за строителни продукти като настилки, рамки за врати и прозорци, огради и външни корнизи. Производителите твърдят, че новата дървесна пластмаса е по-издръжлива от обработения с консерванти дървен материал, и възстановяват праха и отпадъчните пластмаси, които включват полиетилен с висока плътност (PVC).