Wat is een samengesteld materiaal?

Inhoudsopgave:

Anonim

Een composiet wordt gemaakt door verschillende materialen te combineren om een ​​nieuwe te maken. Een rudimentair voorbeeld is het mengen van modder en stro en het vormen van een baksteen om adobe-stenen te maken. Er zijn twee materialen nodig die op zichzelf niet voor hetzelfde doel worden gebruikt als wanneer ze worden gecombineerd tot een samengesteld materiaal voor de bouw. In de bouwsector zou beton een iets complexere composiet van steen zijn vermengd met cement. Als u re-bar (sterke stalen staven) toevoegt, wordt het een driefasig composiet dat zowel kracht als flexibiliteit toevoegt. In de techniek kan een ingenieur iets ontwerpen dat onder bepaalde spanningen staat, waarvoor het gebruik van een materiaal nodig is dat een composiet is (ofwel omdat conventioneel materiaal niet aan de stress-eisen kan voldoen of te zwaar kan zijn voor het doel waarvoor het is ontworpen).

Composieten zijn veelzijdig

Maak een kwantumsprong van cement naar de luchtvaartindustrie. Veel jets en vliegtuigen zijn gemaakt van composietmaterialen die sterker en lichter zijn dan de materialen waaruit ze zijn gemaakt. De nieuwe Boeing 787 Dreamliner, bijvoorbeeld, gebruikt 50 procent composietmaterialen en verlaagt het totale gewicht met 12 procent. Dat is belangrijk vanwege de extra sterkte en het lagere gewicht zorgt ervoor dat het vliegtuig minder brandstof verbruikt. Een van de bekendste voorbeelden van een composiet in de vliegende wereld is de B-2 of Stealth Bomber. Het lichaam is ontworpen om radar van detectie te weren en het lichaam en de delen van de vleugels zijn bedekt met een radarabsorberend composietmateriaal, waardoor het vrijwel niet op te sporen is voor radar.

Milieuvriendelijk

Veel composieten zijn gemaakt van restjes of bijproducten van materialen die geen ander of beperkt gebruik zouden hebben. Afvalhout en stof van een zagerij is een goed voorbeeld. De molens verkopen het zaagsel en houtresten aan bedrijven die het stof en kleine stukjes hout combineren met een bindmiddel om gecomprimeerd hout te produceren. Gecomprimeerd hout wordt hoofdzakelijk op twee manieren gebruikt. Zonder fineer wordt het gebruikt om delen van meubels te maken die niet zichtbaar zijn in het eindproduct. Het wordt meestal gebruikt voor ondersteuning van stukken om structurele integriteit toe te voegen. Gecomprimeerd hout met fineer kan worden gebruikt op delen van meubilair die naar buiten zichtbaar zijn. Het eindproduct is minder duur dan meubels die volledig uit hele stukjes hout zijn gemaakt. Er zijn nog andere voorbeelden van restjes, van zaagsel tot voedsel, die ooit zouden zijn weggegooid, maar gebruik hebben gevonden als een samengesteld materiaal.

Composieten kunnen breken zonder te breken

Met andere woorden, sommige composieten bestaan ​​uit verschillende gebonden strengen materiaal die het mogelijk maken dat één of meer van de strengen of zelfs bundels strengen falen zonder de algehele structurele integriteit van het materiaal te ondermijnen. Geavanceerde composietmaterialen zoals koolstofvezelversterkte kunststoffen (CFRP) worden op veel vliegtuigstructuren toegepast om de prestaties te verbeteren en gewicht te besparen. Het composiet bestaat uit strengen (snaren) van gebundelde vezels en vervolgens gemengd, verwarmd en samengeperst tot wat een vleugel op een vliegtuig of zijn lichaam of neus zou kunnen zijn. Als om wat voor reden dan ook, windschering bijvoorbeeld, een deel van de strengen uit de spanning snapt, blijven de resterende strengen intact. Hetzelfde geldt voor hele bundels, die zijn versterkt met nog andere bundels. Het zou een catastrofale kracht vergen om alle strengen in alle bundels te laten falen. CFRP is met opzet ontworpen voor dergelijke evenementen.

Rond het huis

U weet dat aluminium gevelbeplating die is verbleekt tot een lichtgeel sinds u uw huis voor het eerst kocht in 1963 (toen aluminium gevelbeplating populair werd en echt was gemaakt van alleen aluminium)? Er is nu een composiet dat polyurethaanschuim vermengt met het aluminium. Elke kleur kan worden toegevoegd en deze zal niet vervagen. Het biedt het voordeel van een betere isolatie voor thuis, omdat polyurethaan wordt vermengd met lucht en luchtbellen vormt die als isolatie dienen.

Groen en groener

Een van de nieuwste toepassingen voor gerecyclede materialen is de opkomst van gerecycled hout-kunststofcomposiet voor het bouwen van producten zoals terrasplanken, deur- en raamkozijnen, hekwerk en buitenbeplating. Fabrikanten beweren dat het nieuwe houtplastic duurzamer is dan hout dat met conserveermiddel is behandeld en zaagtest en afvalplastics terugwinnen die polyethyleen met hoge dichtheid (PVC) bevatten.