Matrismaterialen

Matrismaterialen zijn de matrixfasen in samengestelde materialen. De matrix is de continue bindende fase die de versterkingscomponenten (zoals vezels of korrels) omsluit. Ze verdeelt de belasting tussen de versterking, geeft het materiaal zijn vorm en beschermt de versterking tegen omgevingsinvloeden. Samen met de versterkingsfase bepaalt de matrix de werking en prestaties van het kompositie.

Typen matrismaterialen omvatten polymeren (waaronder thermoharde harsen zoals epoxy en fenolische harsen; thermoplasten zoals PEEK en polypropyleen), metalen matrices (aluminium, magnesium, titaanlegeringen of staal), en keramische matrices (bijvoorbeeld alumina en siliconcarbide). Polymeer-matrixcomposieten komen het meest voor vanwege kosten en verwerkbaarheid; metalen matrices worden toegepast bij hoge temperatuur en sterkte-eisen; keramische matrices bieden uitstekende hardheid en slijtvastheid onder extreme omstandigheden.

Eigenschappen en ontwerp richten zich op stijfheid, sterkte, taaiheid, temperatuurbestendigheid en vochtopname, evenals de interfaciale hechting tussen matrix en versterking. De matrix beïnvloedt hoe belastingen worden overgedragen naar de versterking en hoe de faalwijze zich ontwikkelt. Taaiheid en duurzaamheid kunnen worden verbeterd door selectieve toevoegingen, ontwerp van de interfacie en verwerkingstechnieken.

Verwerking en productie variëren per type matrix. Polymer-matrixcomposites worden vaak vervaardigd via lay-up, resin infusion of filament winding; metalen matrices via giet- of smeltprocessen; keramische matrices via sinteren of hot pressing. Door deze kenmerken zijn matrismaterialen breed inzetbaar in onder meer luchtvaart, automobiele sector, windenergie, sportartikelen en elektronica.