Σύνθετα υλικά

Περιεχόμενο

• Τύποι σύνθετων υλικών
• Παραδείγματα σύνθετων υλικών

οσύνθετα υλικά είναι εκείνα που αποτελούνται από δύο ή περισσότερα διαφορετικά στοιχεία ή ουσίες, ο συνδυασμός των οποίων δίνει στην προκύπτουσα ύλη τα κοινά χαρακτηριστικά των συστατικών της, δηλαδή εκείνα των δύο αρχικών ουσιών ταυτόχρονα.

Αυτό επιτρέπει μια συγκεκριμένη επιλογή συστατικών για την απόκτηση υλικών προικισμένων με ασυνήθιστα χαρακτηριστικά όσον αφορά την ακαμψία, την ελαφρότητα, την αντίσταση, αγωγιμότητα ηλεκτρικής ενέργειας, αντοχή στη διάβρωση κ.λπ.

Τα περισσότερα σύνθετα υλικά είναι δημιουργήθηκε τεχνητά από τον άνθρωπο, αν και μερικά μπορεί να εμφανίζονται στη φύση, προϊόν της εξέλιξης του ζωντανά πλάσματα. Και σε πολλές περιπτώσεις είναι συνδετικά υλικά που ωφελούνται από τη χημική αλληλεπίδραση των συστατικών τους.

Σε γενικούς όρους, τα σύνθετα υλικά χαρακτηρίζονται από:

• Αποτελείται από δύο ή περισσότερα φυσικά διακριτά αλλά μηχανικά διαχωρίσιμα στοιχεία.
• Δείξτε διάφορες χημικά διαφορετικές φάσεις (στοιχεία), αδιάλυτες μεταξύ τους και επίσης διαχωρισμένες με μια ενδιάμεση φάση ή διεπαφή.
• Διαθέτει υψηλή συνέργεια, δηλαδή, οι μηχανικές του ιδιότητες είναι ανώτερες από το απλό άθροισμα αυτών των συστατικών του ξεχωριστά.
• Ξεχωρίστε από πολυφασικά υλικά, όπως κράματα μετάλλων, στα οποία είναι δυνατόν να αλλάξετε τις φάσεις που υπάρχουν με θερμική διακύμανση (θερμότητα).
• Διαθέστε έναν ενισχυτικό παράγοντα (μια προστιθέμενη φάση) και μια μήτρα (ενισχυμένη φάση).

Τύποι σύνθετων υλικών

Μπορούν να αναγνωριστούν οι ακόλουθοι τύποι σύνθετων υλικών:

• Σύνθετα Ενίσχυσης Σωματιδίων. Διασκορπίζεται σε μαλακότερη μήτρα και ελατός, τα συστατικά ενός σκληρού και εύθραυστου υλικού διασκορπίζονται διακριτικά και ομοιόμορφα.
• Σύνθετα σκληρυμένα με διασπορά. Παρουσιάζουν ενισχυτικά σωματίδια πολύ λεπτών μεγεθών, διασκορπισμένα στη βασική μήτρα.
• Σύνθετα υλικά ενισχυμένα με ίνες. Αυτά τα υλικά περιέχουν συνήθως ανθεκτικές σε εφελκυσμό ίνες σε μια μήτρα που συνήθως κατασκευάζεται από ρητίνη που περιβάλλει τις ίνες, μεταφέροντας το φορτίο από τις σπασμένες ίνες στις άθικτες και αποκτώντας ιδιαίτερη αντίσταση.
• Δομικά σύνθετα υλικά. Αποτελείται από απλά και σύνθετα υλικά, συνήθως με στρωτή (σάντουιτς) τρόπο, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή, για να συνδυάσει τις ιδιότητες και των δύο υλικών στον ίδιο τοίχο.

Μπορεί να σας εξυπηρετήσει: Παραδείγματα φυσικών και τεχνητών υλικών

Παραδείγματα σύνθετων υλικών

1. Cermet. Συνδυασμός κεραμικών και μετάλλων, σχεδιάστηκαν για να αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες και να αντέχουν στην τριβή, όπως τα κεραμικά, αλλά απολαμβάνουν την ευλυγισία των μετάλλων. Συνήθως η μήτρα αυτών των υλικών είναι μέταλλο (νικέλιο, μολυβδαίνιο, κοβάλτιο) και η φάση ενίσχυσης είναι υδατάνθρακες πυρίμαχα (οξείδια, αλβουμίνη, βορίδια) τυπικά κεραμικά. Αυτό επιτρέπει την κατασκευή εργαλείων κοπής που συνδυάζουν ανθεκτικότητα με ανοξείδωτο ατσάλι και έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής., ειδικά οι νέες εξελίξεις με βάση το τιτάνιο και το κοβάλτιο.
2. Μαργαρόρριζα. Αυτό είναι ένα παράδειγμα σύνθετου υλικού φυσικής προέλευσης, χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση. Είναι μια σκληρή, λευκή οργανική-ανόργανη ουσία με ιριδίζουσες αντανακλάσεις, η οποία σχηματίζει το εσωτερικό στρώμα του κελύφους πολλών μαλακίων, όπως η μητέρα του μαργαριταριού. Στην πραγματικότητα, αυτά τα ζώα μπορούν να εκκρίνουν αυτό το μείγμα ανθρακικού ασβεστίου και βιοπολυμερών για να επιδιορθώσουν τα κελύφη τους ή να συμπεριλάβουν ακαθαρσίες ή μικροβιακούς παράγοντες που το διαπερνούν, δημιουργώντας έτσι μαργαριτάρια..
3. Κόντρα πλακέ. Ονομάζεται επίσης πολυστρωματικό, κόντρα πλακέ, κόντρα πλακέ ή κόντρα πλακέ, είναι ένα χαρτόνι λεπτών φύλλων ξύλου κολλημένο το ένα στο άλλο με τις ίνες τους σε εγκάρσιο προσανατολισμό, χρησιμοποιώντας συνθετικές ρητίνες, πίεση και θερμότητα. Επικαλύπτεται με θειικό οξύ μετά την επεξεργασία για να είναι άοσμο, το οποίο περιέχει πολυμερή και βενζόλια και είναι ιδιαίτερα χρήσιμο στην κατασκευή.
4. Πλίθα. Ως εκ τούτου, τα μη πυρκαγμένα τούβλα ονομάζονται γέμισμα για κατασκευή, κατασκευασμένα από πηλό και άμμο ή άλλες μάζες λάσπης, αναμειγνύονται με άχυρο και στεγνώνουν στον ήλιο. Έχουν χρησιμοποιηθεί από τα αρχαία χρόνια για την κατασκευή τοίχων και στοιχειωδών κατασκευών, συνήθως με τη μορφή τούβλων (ορθογώνια). Παρά το γεγονός ότι είναι εξαιρετικό θερμικός μονωτής, το adobe απορροφά πολλή υγρασία με τριχοειδή, χάνοντας τη σκληρότητά του, οπότε πρέπει να εγκατασταθεί σε υδατοαπωθητική βάση από πέτρες ή, μοντέρνα, από σκυρόδεμα.
5. Σκυρόδεμα. Ονομάζεται επίσης «σκυρόδεμα», είναι το σύνθετο υλικό που χρησιμοποιείται περισσότερο ταυτόχρονα στην κατασκευή, Είναι μια ένωση διαφόρων ουσιών: τσιμέντο, άμμος, χαλίκι ή χαλίκι και νερό. Με αυτήν την άρθρωση, λαμβάνεται ένα ομοιογενές μείγμα που σκληραίνει και σκληραίνει σε λίγες ώρες έως ότου επιτευχθεί μια πετρώδης συνοχή.. Τα περισσότερα έργα πολιτικού μηχανικού περιλαμβάνουν τη χρήση σκυροδέματος.
6. Προσανατολισμένος πίνακας σκέλους. Ονομάζεται OSB (Προσανατολισμένος πίνακας σκέλους στα Αγγλικά), είναι ένας τύπος σανίδων από συγκροτήματα, μια εξέλιξη του κόντρα πλακέ, επειδή αντί να ενώνονται πολλά φύλλα ξύλου, γίνεται με Διάφορα στρώματα ξυρίσματος ή τσιπ ξύλου όλα προσανατολισμένα προς την ίδια κατεύθυνση, λαμβάνοντας έτσι ένα ομοιογενές υλικό από φαινολικές ρητίνες ή πολυουρεθάνη, φορμαλδεΰδη ή μελαμίνη. Συχνά, άλλα πρόσθετα ενσωματώνονται επίσης για να βελτιώσουν την αντοχή στη φωτιά, την υγρασία ή να απωθήσουν τα έντομα.
7. Pykrete. Αυτό το σύνθετο υλικό κατασκευάζεται με πριονίδι 14% ή κάποιο άλλο οργανικό ξυλοπολτό, σε μήτρα πάγου 86%. Το όνομά του προέρχεται από τον εφευρέτη του, Geoffrey Pyke, ο οποίος το πρότεινε στο Βασιλικό Ναυτικό του Βασιλείου να δημιουργήσει αεροσκάφη αεροσκαφών που είναι δύσκολο να βυθιστούν. Το Pykrete έχει σκληρότητα κοντά στο σκυρόδεμα, χαμηλό δείκτη τήξης και τεράστια αντίσταση στις εντάσεις.
8. Πλαστικό ενισχυμένο με γυαλί. Γνωστό ως GFRP (Ενισχυμένο πλαστικό από γυαλί Στα Αγγλικά), Είναι ένα σύνθετο υλικό που σχηματίζει μια μήτρα από πλαστικό ή ρητίνη, ενισχυμένη με ίνες γυαλιού. Το αποτέλεσμα είναι ένα ελαφρύ, ισχυρό, εύκολο στη χύτευση υλικό, που συχνά ονομάζεται "fiberglass".. Χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή ανταλλακτικών, στη ναυτική και τη βιομηχανία τηλεπικοινωνιών, καθώς και στον κατασκευαστικό τομέα.
9. Άσφαλτο σκυρόδεμα. Χρησιμοποιείται ευρέως σε πλακόστρωτους δρόμους ή αυτοκινητόδρομους, σε άσφαλτο Αποτελείται από ένα μείγμα ασφάλτου και ορυκτών αδρανών διαφόρων ειδών, για να αποκτήσει μια ομοιόμορφη και ασφαλτική πάστα που, όταν εφαρμόζεται ζεστό, σκληραίνει και στεγανοποιεί, αποτελεί ιδανικό υλικό για αστικά δημόσια έργα.
10. Οστό. Ένα άλλο παράδειγμα σύνθετων υλικών στη φύση είναι τα οστά, τα οποία αποτελούνται μέσα σε ανώτερα ζώα από μια μήτρα οστού ενισχυμένη από ίνες κολλαγόνου, μια πρωτεΐνη που της δίνει τη φυσική της αντίσταση, χάρη στο ασβέστιο από το οποίο μεταλλοποιείται η δομή του. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα σκληρό, εύθραυστο, αλλά ελαφρύ αντικείμενο.