Mi az összetett anyag?

Tartalomjegyzék:

Anonim

Egy összetett anyagot úgy alakítanak ki, hogy különböző anyagokat egyesítenek egy új létrehozásához. A kezdeti példa az iszap és a szalma összekeverése, és tégla alakúvá alakítása, hogy az adobe téglákat készítsen. Két olyan anyagot vesz igénybe, amelyek önmagukban általában nem használhatók fel ugyanazon célra, mint amikor összetett anyagként épülnek. Az építőiparban a beton egy kicsit bonyolultabb összetételű kőből, amelyet cementgel kevertek. Ha újracsatornát (erős acélrudakat) ad, akkor háromfázisú kompozit lesz, amely erősít és erősíti a szilárdságot. A mérnöki tervezés során egy mérnök olyan dolgokat tervezhet, amelyek bizonyos feszültségek alatt állnak, ami egy összetett anyag használatát igényli (akár azért, mert a hagyományos anyag nem képes megfelelni a stresszigénynek, vagy túl nehéz lehet a tervezett célra).

A kompozitok sokoldalúak

Hozzon kvantitatív ugrást a cementből a repülőgépiparra. Sok fúvókák és repülőgépek összetett anyagokból készülnek, amelyek erősebbek és könnyebbek, mint a gyártott anyagok. Az új Boeing 787 Dreamliner például 50 százalékos kompozit anyagot használ, és össztömege 12 százalékkal csökken. Ez azért fontos, mert a hozzáadott erő és az alacsonyabb súly lehetővé teszi, hogy a gép kevesebb üzemanyagot használjon. Az egyik legismertebb példája a repülő világában lévő kompozitnak a B-2 vagy a Stealth Bomber. A testet úgy tervezték, hogy távolítsa el a radart a detektálástól, és a test és a szárnyak részeit egy radarelnyelő kompozit anyag borítja, ami gyakorlatilag nem érzékelhető a radarra.

Környezetbarát

Számos kompozit olyan anyagból készült maradékból vagy melléktermékből készül, amelyeknek nincs más, vagy korlátozott felhasználása. Jó példa erre a fűrészüzemből származó hulladék és a por. A malmok eladják a fűrészporokat és a fahulladékokat azoknak a vállalatoknak, amelyek összekeverik a por és a kis fűrészáruk kötőanyaggal a sűrített fa előállításához. A sűrített fát elsősorban kétféleképpen használják. Furnér nélkül használják a bútorok olyan részeinek építésére, amelyek nem láthatók a késztermékben. Általában a darabok hordozására használják, hogy strukturális integritást hozzanak létre. A tömörített fa furnérral használható olyan bútorrészekre, amelyek kifelé láthatóak. A késztermék olcsóbb, mint a teljes darabból készült bútor. Vannak más példák is, amelyek a fűrészportól az élelmiszerig terjednek, és amelyek egy időben eldobtak volna, de összetett anyagként használják fel őket.

A kompozitok törés nélkül eltörhetnek

Más szavakkal, egyes kompozitok olyan anyagokból állnak, amelyek különböző kötésű szálakból állnak, amelyek lehetővé teszik, hogy egy vagy több szál vagy akár szálköteg is meghibásodjon anélkül, hogy aláásná az anyag teljes szerkezeti integritását. A fejlett kompozit anyagokat, mint például a szénszál erősítésű műanyagokat (CFRP) számos repülőgép-szerkezetben alkalmazzák a teljesítmény javítása és a tömeg megtakarítása érdekében. A kompozit kötegelt szálak szálaiból (húrokból) áll, majd összekeverik, melegítik és összenyomják, ami lehet egy repülőgép vagy annak teste vagy orrának szárnya. Ha valamilyen oknál fogva például a szélcsúszás egyes szálak a stressztől fognak, a többi szál érintetlen marad. Ugyanaz a teljes köteg esetében, amelyet még más kötegekkel erősítettek meg. Katasztrofális erő lenne, ha az összes köteg minden kötegét meghiúsítaná. A CFRP-t szándékosan csak ilyen eseményekre tervezték.

Az otthon körül

Tudjátok, hogy az alumínium iparvágány, amely 1963-ban először megvásárolta a házat, halványsárga színű lett (amikor az alumínium iparvágány népszerűvé vált, és valójában csak alumíniumból készült)? Most már van egy kompozit, amely összekeveri a poliuretán habot az alumíniummal. Bármilyen szín is hozzáadható, és nem fakul. A lakás nagyobb szigetelést kínál, mivel a poliuretán levegővel keveredik, és levegő zsebeket képez, amelyek segítik a szigetelést.

Green és Going Greener

Az újrahasznosított anyagok egyik legutóbbi felhasználása az újrahasznosított fa-műanyag kompozitok megjelenése az építési termékek, például a fedélzet, az ajtó és az ablakkeretek, a kerítések és a külső díszlécek számára. A gyártók azt állítják, hogy az új fa-műanyag tartósabb, mint a tartósítószerrel kezelt fűrészáru, és visszanyerik a nagy sűrűségű polietilént (PVC) tartalmazó fűrészporot és műanyaghulladékot.