Kompozitní

Kompozitní materiály, často označované jednoduše jako kompozity, jsou navrženy jako kombinace dvou či více složek s odlišnými fyzikálními či chemickými vlastnostmi. Hlavní myšlenkou je spojit matrixu (pojivo) s výztuží, aby vznikly vlastnosti nedosažitelné u jednotlivých složek. Výsledek bývá obvykle vyšší tuhost, pevnost a nižší hustota, s možností navrhnout materiál podle konkrétních požadavků.

Běžně používané typy zahrnují polymerní matrixové kompozity (fiber reinforced polymers, tedy vlákňové výztuhy jako sklo či uhlík v epoxidové či polyesterové matrici), kovové matrixové kompozity a keramické matrixové kompozity. Výztuž bývá kontinuální či diskrétní a často uspořádaná do lamel, vláken či částicové struktury.

Struktura a chování kompozitů vychází z rozdělení funkcí mezi složky: matrix drží výztuž a zajišťuje tvarovou stabilitu a ochranu, výztuž nese hlavní zatížení a poskytuje tuhost. Rozhraní mezi matrix a výztuží a jejich vzájemná vazba jsou klíčové pro přenos zatížení. Vlastnosti bývají často anisotropní a významně závisí na směru zatížení a orientaci výztuže.

Výroba zahrnuje metody jako ruční laminace, vakuová infuze pryskyřice, filament winding, vrstvení prepregů a lepení. Tvrdnutí probíhá chemickým či teplotním procesem. Mezi zátěže zpracování patří vzduchové dutiny, delaminace, vlhkost a vysoké náklady na formy a nástroje.

Použití kompozitů je široké: v leteckém a automobilovém průmyslu, sportovním vybavení, větrných turbínách a ve stavebnictví. Moderní CMC a MMC byly vyvinuty pro specifické vysokoteplotní aplikace a pro kombinaci odolnosti se zvláštními vlastnostmi.

Mezi hlavní výhody patří vysoký poměr pevnosti k hmotnosti, odolnost vůči korozi a možnost designové pružnosti. Nevýhody zahrnují vyšší náklady, složitější recyklaci, náročnější zpracování a citlivost na poškození v některých konfiguracích.