Lazán meghatározva a kompozit két vagy több különböző anyag kombinációja, amely kiváló (gyakran erősebb) terméket eredményez. Az emberek évezredek óta készítenek kompozíciókat, hogy mindent építsenek az egyszerű menedékektől az elektronikus eszközök kidolgozásáig. Míg az első kompozitok természetes anyagokból, például iszapból és szalmából készültek, a mai kompozitokat laboratóriumban szintetikus anyagokból készítik. A kompozitok származási helyüktől függetlenül tettek életre, amint tudjuk.
Rövid történelem
A régészek szerint az emberek legalább 5000–6000 éve használják a kompozitokat. Az ókori Egyiptomban sárból és szalmából készült téglák faszerkezetek, például erődök és műemlékek befogadására és megerősítésére. Ázsia, Európa, Afrika és az Amerika egyes részein az őslakos kultúrák építkezésből építkeznek (deszkák vagy faszalagok) és kettős (sár vagy agyag, szalma, kavics, mész, széna és egyéb keverék anyagok).
Egy másik fejlett civilizáció, a mongolok is úttörők voltak a kompozitok felhasználásában. 1200 órás körül kezdtek megerősített íjakat építeni fából, csontból és természetes ragasztóból, nyírfa kérgére csomagolva. Ezek sokkal erősebbek és pontosabbak voltak, mint az egyszerű fa íjak, amelyek elősegítették Dzsingisz kánok Mongol Birodalmának elterjedését Ázsia területén.
A kompozitok korszaka a 20. században kezdődött a korai műanyagok, például a bakelit és a vinil, valamint az olyan fatermékek, mint a rétegelt lemez, feltalálásával. Egy másik kritikus kompozitot, a Fiberglas 1935-ben fedezték fel. Sokkal erősebb, mint a korábbi kompozitok, formázható és formázható, rendkívül könnyű és tartós.
A második világháború felgyorsította a még kőolajból származó kompozit anyagok, köztük a poliészter, sok közülük még ma is használatát. Az 1960-as években még kifinomultabb kompozitokat vezettek be, mint például a Kevlar és a szénszál.
Modern kompozit anyagok
Ma a kompozitok úgy fejlődött, hogy általában beépít egy strukturális szálat és egy műanyagot, ezt röviden szálerősített műanyagnak vagy FRP-nek nevezik. A szalmához hasonlóan a szál biztosítja a kompozit szerkezetét és szilárdságát, míg egy műanyag polimer tartja a szálat együtt. Az FRP kompozitokban használt szálak általános típusai a következők:
- Üveggyapot
- Szénrost
- Aramidszál
- Bórszál
- Bazalt rost
- Természetes rost (fa, len, kender stb.)
Abban az esetben üveggyapot, apró üvegszálak százezreit összegyűjtik, és egy műanyag polimergyanta mereven tartják a helyükön. A kompozitokban használt közönséges műanyag gyanták a következők:
- Epoxy
- Vinyl-észter
- Poliészter
- Poliuretán
- polipropilén
Általános felhasználások és előnyök
A kompozitok leggyakoribb példája a beton. Ebben a felhasználásban a szerkezeti acéllemez biztosítja a beton szilárdságát és merevségét, miközben a kikeményített cement az armatúrát helyben tartja. A hézag önmagában túl sokat hajlít, és a cement önmagában is könnyen repedhet. Ha összetett anyagot képeznek, akkor rendkívül merev anyag alakul ki.
A kompozit anyag, amelyet a "kompozit" kifejezéshez leggyakrabban társítanak, a szálerősítésű műanyag. Ezt a fajta kompozitot széles körben használják mindennapi életünk során. A szálakkal erősített műanyag kompozitok mindennapi használatához a következők tartoznak:
- Repülőgép
- Csónakok és tengeri
- Sportfelszerelés (golftengelyek, teniszütő, szörfdeszka, jégkorong-botok stb.)
- Autóipari alkatrészek
- Szélturbina pengék
- Test páncél
- Építőanyagok
- Vízipipa
- Bridges
- Szerszám fogantyúk
- Létra sínek
A modern kompozit anyagoknak számos előnye van a többi anyaghoz, például acélhoz képest. Talán a legfontosabb, hogy a kompozitok sokkal könnyebbek. Ezenkívül ellenállnak a korróziónak, rugalmasak és hornyokkal szembeni ellenállóak. Ez viszont azt jelenti, hogy kevesebb karbantartást igényelnek és hosszabb élettartamúak, mint a hagyományos anyagoknál. A kompozit anyagok könnyebbé teszik az autókat, és ezért üzemanyag-takarékosabbak, a páncélokat ellenállóbbá teszik a golyókkal szemben, és turbinalapátokká teszik a nagy szélsebesség hatását.
források
- A BBC News munkatársai. "Meghal a Kevlar feltaláló, Stephanie Kwolek." BBC.com. 2014. június 21.
- Energiaügyi Minisztérium munkatársai. "A 9 legfontosabb dolog, amit még nem tudtak a szénszálról." Energy.gov. 2013. március 29.
- A Kémiai Királyi Társaság munkatársai. "Kompozit anyagok." RSC.org.
- Wilford, John Noble. "A sár-tégla tisztelegésének visszaállítása távozó egyiptomi királynak." NYTimes.com. 2007. január 10.