Mikä on komposiittimateriaali?

Sisällysluettelo:

Anonim

Komposiitti luodaan yhdistämällä eri materiaaleja uuden luomiseksi. Alkeellinen esimerkki olisi mudan ja oljen sekoittaminen ja sen muodostaminen tiilimuotoon, jotta valmistettaisiin Adobe-tiiliä. Se vie kaksi materiaalia, joita ei yleensä käytetä samaan tarkoitukseen kuin ne yhdistetään rakennusmateriaaliksi. Rakennusliiketoiminnassa betoni olisi hieman monimutkaisempi sementin kanssa sekoitettu kivi. Jos lisäät tangon (vahvat terästangot), siitä tulee kolmivaiheinen komposiitti, joka lisää sekä lujuutta että joustavuutta. Konetekniikassa insinööri voi suunnitella jotakin sellaista, joka vaatii tiettyjä painotuksia, jotka vaativat yhdistelmämateriaalin käyttöä (joko siksi, että tavanomainen materiaali ei pysty vastaamaan stressin vaatimuksiin tai voisi olla liian raskas sille tarkoitukselle, jota se on suunniteltu).

Komposiitit ovat monipuolisia

Tee harppaus sementistä ilmailuteollisuudelle. Monet suihkukoneet ja lentokoneet on valmistettu komposiittimateriaaleista, jotka ovat vahvempia ja kevyempiä kuin niistä valmistetut materiaalit. Esimerkiksi uusi Boeing 787 Dreamliner käyttää 50 prosenttia komposiittimateriaaleja, pudottamalla kokonaispainonsa 12 prosentilla. Tämä on merkittävää lisävoiman takia ja pienempi paino mahdollistaa lentokoneen käytön vähemmän polttoainetta. Yksi tunnetuimpia esimerkkejä komposiitista lentävässä maailmassa on B-2 tai Stealth Bomber. Runko on suunniteltu siten, että se ohjaa tutkaa poissa havaitsemisesta ja kehon osat ja siipien osat peitetään tutkaa absorboivalla komposiittimateriaalilla, mikä tekee siitä käytännöllisesti katsoen havaitsemattoman tutka.

Ympäristöystävällinen

Monet komposiitit on valmistettu materiaalien romuista tai sivutuotteista, joilla ei olisi toista tai rajoitettua käyttöä. Yksi hyvä esimerkki on sahan romutuspuu ja pöly. Tehtaat myyvät sahanpurun ja puun romut yrityksille, jotka sekoittavat pölyä ja pieniä puutavaraa sitovalla aineella puristetun puun tuottamiseksi. Puristettua puuta käytetään pääasiassa kahdella tavalla. Ilman viilua sitä käytetään sellaisten huonekalujen osien rakentamiseen, jotka eivät ole näkyvissä lopputuotteessa. Sitä käytetään yleensä kappaleiden tukemiseen rakenteellisen eheyden lisäämiseksi. Puristettua puuta, jossa on viilu, voidaan käyttää ulospäin näkyvien huonekalujen osiin. Valmiit tuote on halvempi kuin huonekalut, jotka on valmistettu kokonaan kokonaisista sahatavaroista. On olemassa muita esimerkkejä romuista, sahanpurusta ruoan, joka kerralla olisi heitetty pois, mutta jotka ovat löytäneet käyttötarkoituksia komposiittimateriaalina.

Komposiitit voivat rikkoa katkeamatta

Toisin sanoen jotkut komposiitit koostuvat erilaisista sidottuista materiaalisäikeistä, jotka mahdollistaisivat yhden tai useamman säikeiden tai jopa säikeiden kimppuun epäonnistumatta materiaalin kokonaisrakenteen eheyttä. Monissa ilma-alusten rakenteissa käytetään kehittyneitä komposiittimateriaaleja, kuten hiilikuituvahvisteisia muoveja (CFRP) suorituskyvyn parantamiseksi ja painon säästämiseksi. Komposiitti koostuu sidottujen kuitujen säikeistä (jousista) ja sitten sekoitetaan, kuumennetaan ja puristetaan siihen, mikä voisi olla lentokoneen tai sen rungon tai nenän siipi. Jos jostakin syystä esimerkiksi tuulen leikkaaminen joistakin säikeistä napsahtaa stressistä, loput säikeet pysyvät ehjinä. Sama koskee koko nippuja, jotka on vahvistettu vielä muilla nippuilla. Kaikkien nippujen kaikki säikeet epäonnistuisivat katastrofaalisesti. CFRP on suunniteltu tarkoituksellisesti juuri tällaisiin tapahtumiin.

Kotona

Tiedätkö, että alumiininen sivuraide, joka on haalistunut vaaleankeltaiseksi, kun ostit talosi ensimmäisen kerran vuonna 1963 (kun alumiininen sivuraide oli suosittu ja todella valmistettu vain alumiinista)? Nyt on komposiitti, joka sekoittaa polyuretaanivaahtoa alumiinin kanssa. Kaikki värit voidaan lisätä ja se ei haalistu. Se tarjoaa kodin parempaa eristystä, koska polyuretaani sekoitetaan ilmaan, jolloin muodostuu ilmataskuja, jotka auttavat eristämään.

Green ja Going Greener

Yksi kierrätysmateriaalien uusimmista käyttötarkoituksista on ollut kierrätyspuu-muovikomposiitin syntyminen rakennustuotteille, kuten terasseille, ovi- ja ikkunakehyksille, aidoille ja ulkorakenteille. Valmistajat väittävät, että uusi puu-muovi on kestävämpi kuin säilöntäaineella käsitelty sahatavara, ja talteen sahan pölyä ja muovia, jotka sisältävät korkean tiheyden polyeteeniä (PVC).