Rodzaje materiałów kompozytowych

Materiał kompozytowy to taki, który składa się z dwóch lub więcej komponentów połączonych w sposób, który pozwala materiałom na zachowanie odrębności i możliwości identyfikacji. Oba składniki dodają wytrzymałości kompozytowi, a kombinacja często kompensuje słabości poszczególnych składników. Kompozyty to nie to samo co stopy, takie jak mosiądz czy brąz. Stopy powstają w taki sposób, że niemożliwe jest odróżnienie jednego składnika od drugiego. Niektóre popularne materiały kompozytowe obejmują beton, włókno szklane, cegły błotne i naturalne kompozyty, takie jak skała i drewno.

Materiały kompozytowe są zwykle klasyfikowane według rodzaju zastosowanego zbrojenia. To wzmocnienie jest osadzone w matrycy, która je łączy. Wzmocnienie służy do wzmocnienia kompozytu. Na przykład w cegle mułowej matrycą jest błoto, a wzmocnieniem jest słoma. Typowe typy kompozytów obejmują zbrojenie z włókien losowych lub włóknem krótkimi, zbrojenie z włókien ciągłych lub długimi włóknami, zbrojenie z cząstek stałych, zbrojenie płatkowe i zbrojenie wypełniaczem.

Cegły budowlane z błota są przykładami materiału kompozytowego wynalezionego przez starożytnych ludzi. Cegła uformowana tylko z błota jest mocna i odporna na ściskanie, ale ma niewielką elastyczność i może pęknąć w przypadku wygięcia. Słoma ma doskonałą wytrzymałość na rozciąganie, co oznacza, że ​​jest odporna na rozciąganie. Łącząc słomę z błotem, starożytni ludzie byli w stanie stworzyć cegły kompozytowe, które mogły pozostać elastyczne, jednocześnie utrzymując ciężar i opierając się kompresji.

Beton to materiał kompozytowy składający się z cementu, piasku, kamieni i wody. Reakcja chemiczna, która zachodzi podczas łączenia tych materiałów, sprawia, że ​​beton jest mocniejszy niż którykolwiek z jego składników. Beton jest powszechnie stosowany w budownictwie i drogownictwie. Po dodaniu do betonu zbrojonych prętów stalowych powstaje kolejny kompozyt o większej wytrzymałości i elastyczności, zwany żelbetem.

Włókno szklane składa się z maleńkich odłamków szkła połączonych żywicą i innymi komponentami. W przemyśle motoryzacyjnym włókno szklane jest ważne przy produkcji zestawów karoserii. Nadwozie samochodu składa się z różnych warstw włókna szklanego, takich jak warstwa żelkotu, warstwa tkanki, mata i tkanina. Produkt finalny to kompletny, wodoodporny, lekki i mocny body kit. Włókno szklane może być również tańszą alternatywą dla innych materiałów.

Kompozyty można łatwo znaleźć w naturze. Drewno jest przykładem kompozytu, ponieważ włókna celulozy są spajane substancją zwaną ligniną. Włókna te można znaleźć w bawełnie i niciach, ale to siła wiązania ligniny w drewnie sprawia, że ​​jest ono znacznie twardsze. Pewne rodzaje dużych skał można również uznać za naturalne kompozyty, gdy składają się z różnych mniejszych skał i minerałów.