עיקרי טכנולוגיה

בניית חומר מורכב

בניית חומר מורכב
בניית חומר מורכב

וידאו: חומרים מרוכבים מסיבי פחמן - מאופניים ועד מטוס 2024, מאי

וידאו: חומרים מרוכבים מסיבי פחמן - מאופניים ועד מטוס 2024, מאי
Anonim

חומר מורכב, המכונה גם מורכב, חומר מוצק שמתבטא כששני חומרים שונים או יותר, שלכל אחד מהם מאפיינים משלו, משולבים ליצירת חומר חדש שתכונותיו עדיפות על תכונות המרכיבים המקוריים ביישום ספציפי. המונח קומפוזיט מתייחס באופן ספציפי יותר לחומר מבני (כמו פלסטיק) שבתוכו מוטבע חומר סיבי (כמו סיליקון קרביד).

מדעי חומרים: מרוכבים

בעוד שהתפתחויות במתכות השפיעו על תכנון המנוע, קיימת מגמה הולכת וגוברת ליישום חומרים מרוכבים

להלן טיפול קצר בחומרים מורכבים. לטיפול מלא ראו מדעי החומרים.

התכונות המופלאות של מרוכבים מושגות על ידי הטמעת סיבים של חומר אחד במטריקס מארח של אחר. בעוד שהערך המבני של צרור סיבים נמוך, ניתן לרתום את חוזקם של סיבים בודדים אם הם משובצים במטריקס המשמש דבק, קושר את הסיבים יחד ומשאיל את המוצקות לחומר. הסיבים הנוקשים מקנים כוח מבני למורכב, ואילו המטריצה ​​מגנה על הסיבים מפני לחץ וסביבה נזק פיזי ומקנה להם יציבות תרמית. שילוב הסיבים-מטריקס גם מקטין את הפוטנציאל לשבר מוחלט; אם סיב אחד נכשל, הסדק עשוי לא להתרחב לסיבים אחרים, ואילו סדק שמתחיל בחומר מונוליטי (או יחיד) בדרך כלל ממשיך להתפשט עד שהחומר נכשל.

מרבית המרכיבים הקונבנציונליים דומים לדיקט בכך שהם בנויים בשכבות דקות, שכל אחד מהם מחוזק על ידי סיבים ארוכים המונחים בכיוון אחד. חומרים כאלה מציגים חוזק מוגבר רק בכיוון הסיבים. כדי לייצר קומפוזיציות חזקות לכל עבר, הסיבים נארגים למבנה תלת ממדי בו הם שוכבים לאורך שלושה צירים בניצב.

המרכיב המבני של מרוכב עשוי להיות מורכב מסיבים העשויים זכוכית או פחמן-גרפיט, "קציצות" קצרות יותר עשויות מסיליקון קרביד או תחמוצת אלומיניום, או חוטי טונגסטן בורון ארוכים יותר. חומר המטריקס יכול להיות שרף אפוקסי או פלסטיק אחר, אלומיניום או מתכת אחרת, או קרמיקה כמו סיליקון ניטריד. פלסטיק מחוזק פיברגלס הוא המרכיב הידוע ביותר ומצא יישום נרחב הן במוצרי בית והן במוצרים תעשייתיים. מרוכבים הם השימושיים ביותר בתעשיית החלל והחלל, אולם, כאשר הנוקשות שלהם, הקלילות ועמידות החום הופכים אותם לחומרים הנבחרים בחיזוק פחי המנוע, הכנפיים, הדלתות וכלי הטיס. חומרים מרוכבים משמשים גם במחבטים וציוד ספורט אחר, בכלי חיתוך ובחלקים מסוימים במנועי רכב.