logowanie

Co to są materiały kompozytowe? Zalety kompozytów

tagi tematyczne kompozyty
Kompozyty są coraz powszechniej stosowane w budownictwie i artykułach codziennego użytku. Czym jednak jest materiał kompozytowy? Dowiedz się, jakie są zalety kompozytów i dlaczego się je stosuje.

Włókno węglowe - jeden z najpopularniejszych materiałów zbrojących kompozyty Fot.: brett jordan, CC BY 2.0, flickr.com

Kompozyty to materiały złożone z co najmniej dwóch komponentów, w których składniki nie rozpuszczają się w sobie i nie łączą się w inne elementy, natomiast oddziałują wspólnie.

Materiał kompozytowy składa się z dwóch elementów: osnowy (zwanej także matrycą lub matrixem) oraz wypełniacza (zbrojenia). Produkt taki jest zewnętrznie jednorodny, jednak można w nim bez większych trudności rozdzielić części składowe (w odróżnieniu od np. stopów metali).

Badania nad kompozytami to kwestia ostatnich kilkudziesięciu lat, jednak ludzie intuicyjnie stosowali je znacznie wcześniej. W starożytnym Rzymie korzystano już z betonu, natomiast na Bliskim Wschodzie już 800 lat p.n.e. spotykano cegły gliniane wzmacniane słomą, która zapobiegała propagacji pęknięć. Obecnie stosuje się materiały znacznie bardziej złożone i zaawansowane technologicznie jednak idea jest podobna – połączyć zalety różnych materiałów w jednym.

Zbrojenie kompozytu

Zbrojenie kompozytu, nazywane także wypełniaczem, to element od którego zależą właściwości całego tworzywa. Są to włókna (w postaci ciągłej, ale też maty czy tkaniny) lub cząstki. W zależności od tego, jakie cechy chcemy nadać kompozytowi, dobieramy odpowiednie zbrojenie. Jeżeli chcemy stworzyć materiał o dobrych właściwościach wytrzymałościowych, będziemy bazować głównie na włóknach  - zwykle węglowych i szklanych. Właściwości kompozytu można poprawiać także używając cząstek metalicznych lub ceramicznych. Jeżeli celem jest minimalizacja kosztów – wówczas użyć można innych surowców, np. pochodzenie naturalnego.

Osnowa kompozytu

Osnowa kompozytu ma za zadanie spajać zbrojenie i nadawać elementowi pożądany kształt. Musi odpowiednio zwilżać wypełnienie i wypełniać formę. W tej roli bardzo dobrze sprawdzają się żywice epoksydowe i polimery, jednak choć są najczęściej stosowane, to nie jedyny rodzaj kompozytów. Spotyka się także materiały o osnowie ceramicznej (np. Al2O3 lub Si3N4) bądź metalicznej. Matryca nie przenosi obciążeń, jedynie przekazuje je na zbrojenie.

Zalety kompozytów

• Zmniejszenie masy produktu

• Zwiększenie sztywności i/lub wytrzymałości właściwej

• Zwiększenie odporności na pękanie

• Duża swoboda projektowania

• Obniżenie kosztów produkcji krótkich serii

Zastosowanie kompozytów

Materiały kompozytowe dzięki wysokiej wytrzymałości właściwej (odniesionej do gęstości) z powodzeniem wprowadzane są w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym. W nowoczesnych samochodach coraz większe moduły tworzone są z kompozytów, wzmacnianych głównie włóknami i tkaninami. Coraz częściej spotyka się także zbrojenie budynków wykonane za pomocą prętów kompozytowych. Spektrum zastosowań tego rodzaju materiałów jest coraz szersze i można spotkać je nawet w codziennym życiu – np. bardzo często ślizg dziecięcej zjeżdżalni wykonany jest z włókna szklanego.

Źródło: redakcja

Partnerzy serwisu

To dzięki tym firmom możemy realizować Wasze potrzeby i zainteresowania

border_left border_right