Egenskaber af sammensatte materialer (Material Selection)

Kompositmaterialer henviser til en type fast materiale fremstillet ved at kombinere to eller flere forskellige materialer med særskilte egenskaber ved hjælp af en bestemt forarbejdningsmetode. Kompositmaterialer kan forbedre eller overvinde ulemperne ved et enkelt materiale, fuldt ud udnytte dets fordele, og opnå egenskaber og funktioner, der er vanskelige at få fra et enkelt materiale. Der findes mange typer af kompositmaterialer, som kan klassificeres på grundlag af forstærkningsfasens type og form. f.eks. partikelforstærkede kompositer, laminerede kompositer og fiberforstærkede kompositer. Baseret på ydeevne kan de opdeles i strukturelle kompositter og funktionelle kompositter. Strukturkompositter anvendes til fremstilling af strukturelle komponenter, og forskellige typer er udviklet. Blandt dem, fiberforstærkede kompositter er de mest udbredte og hurtigt udviklede. Funktionelle kompositter henviser til kompositmaterialer, der har visse fysiske funktioner eller virkninger.

(1) Høj specifik styrke og specifik Moduls

Fiber-forstærkede kompositter har den højeste specifikke styrke og specifikke modul blandt alle faste materialer. For eksempel er den specifikke styrke af kulfiber-forstærkede epoxyharpiks kompositer otte gange stål. Derfor er de særligt egnede til at fremstille højhastighedskomponenter, der kræver letvægts endnu høj styrke og stivhed.

(2) God træthedsbestand

Grænsefladen mellem matrix og de forstærkningsfibre i kompositmaterialer forhindrer effektivt udbredelse af træthedsrevner. Desuden, dividerende virkning af fibrene på matrix forårsager crack formering til at følge en mere tortuous sti, som øger materialets træthedsstyrke.

(3) Fremragende vibrationer dæmpende ydeevne

Den naturlige frekvens af strukturkomponenter er ikke kun relateret til strukturens masse og form, men også proportional med kvadratroden af materialet. Den specifikke modul. Da fiber-forstærket kompositter har et højt specifikt modul, deres naturlige frekvens er høj, som hjælper med at undgå resonans under arbejdsforhold.

(4) God høj-Temperature ydeevne

De fleste forstærkende fibre bevarer høj styrke ved forhøjede temperaturer. Når de bruges til at forstærke metaller og harpikser, kan de forbedre deres høje temperature ydeevne betydeligt. For eksempel falder den elastiske modul af aluminiumlegering betydeligt ved 400 °C, og dens styrke også falder. Men efter at være forstærket med kulfiber, kan elastisk modul forblive næsten uændret ved denne temperatur.

Ud over ovenstående egenskaber udviser kompositmaterialer også god lav friktion, korrosionsbestandighed og forarbejdning. Men de har nogle ulemper, såsom anisotropi, lavere tværgående trækstyrke, lav interlaminar forskydning, lav forlængelse, dårlig stærke effekt og høje omkostninger, som begrænser deres nuværende anvendelser. På trods af disse ulemper er kompositmaterialer en ny og enestående klasse af ingeniørmaterialer, tilbyder brede perspektiver for udvikling.