Komposiittimateriaalien ominaisuudet (Material Selection)

Yhdistetyt materiaalit viittaavat eräänlaiseen kiinteään materiaaliin, joka on valmistettu yhdistämällä kaksi tai useampia erilaisia materiaaleja, joilla on erilliset ominaisuudet tietyllä käsittelymenetelmällä. Komposiittimateriaalit voivat parantaa tai voittaa haittaa yhden ainoan materiaalin, hyödyntää täysimääräisesti sen etuja, ja saavuttaa ominaisuuksia ja toimintoja, jotka on vaikea saada yhdestä aineesta. On olemassa monenlaisia komposiittimateriaaleja, jotka voidaan luokitella vahvistusvaiheen tyypin ja muodon perusteella, kuten hiukkasvahvistettuja kompositteja, laminoituja kompositteja ja kuituvahvistettuja kompositteja. Suorituksen perusteella ne voidaan jakaa rakenteellisiin kompositteihin ja toiminnallisiin kompositteihin. Rakenteellisia kompositteja käytetään rakenteellisten komponenttien valmistukseen, ja erilaisia on kehitetty. Niistä kuituvahvistetut komposiitit ovat yleisimmin käytetyt ja nopeasti kehittyvät. Funktionaaliset komposiitit tarkoittavat komposiittimateriaaleja, joilla on tiettyjä fyysisiä toimintoja tai vaikutuksia.

(1) Korkea erityinen vahvuus ja erityinen Modulus

Kuituvahvistetuilla komposieilla on suurin erityislujuus ja erityinen moduuli kaikkien kiinteiden materiaalien joukossa. Esimerkiksi hiilikuituvahvistettujen epoksihartsien komposiittien erityislujuus on kahdeksan kertaa suurempi kuin teräksen. Näin ollen ne soveltuvat erityisen nopeisiin osiin, jotka vaativat kevyitä mutta korkea lujuutta ja jäykkyyttä.

(2) Hyvä väsymyskestävyys

Matriisin Lisäksi kuitujen jakautuminen matriisin aiheuttaa halkeamien lisääntymisen seuraamaan enemmän kiduttavaa polkua. joka lisää materiaalin väsymysvoimaa.

(3) Erinomainen tärinä heikentävä suorituskyky

Rakenneosien luonnollinen taajuus ei ole ainoastaan suhteessa rakenteen massaan ja muotoon vaan myös suhteessa materiaalin neliöjuuriin. on erityinen moduuli. Koska kuituvahvistetuilla komposieilla on korkea erityinen moduuli, niiden luonnollinen taajuus on korkea, joka auttaa välttämään resonanssia työoloissa.

(4) Hyvä suorituskyky

Useimmat vahvistavat kuidut säilyvät korkealla lujuudessa. Kun niitä käytetään metallien ja hartsien vahvistamiseen, ne voivat merkittävästi parantaa korkean lämpötilan suorituskykyä. Esimerkiksi alumiiniseoksen elastinen moduuli laskee huomattavasti 400 °C:ssa, ja sen vahvuus myös vähenee. Kuitenkin, kun se on vahvistettu hiilikuidulla, elastinen moduuli voi pysyä käytännössä muuttumattomana tässä lämpötilassa.

Edellä esitettyjen ominaisuuksien lisäksi komposiittimateriaalit ovat myös hyvää matalaa kitkaa, korroosiota kestävää ja käsiteltävyyttä. Niillä on kuitenkin joitakin haittoja, kuten anisotropia, pienempi poikittainen vetolujuus. vähäinen interlaminaarin leikkauslujuus, alhainen venymä, heikko iskujen vahvuus ja korkeat kustannukset, jotka rajoittavat niiden nykyisiä sovelluksia. Näistä haitoista huolimatta komposiittimateriaalit ovat uusi ja ainutlaatuinen luokka teknisiä materiaaleja, tarjoamalla laajat kehitysnäkymät.