Matrixkompositter

Matrixkompositter är material som består av en matriskomponent (matris) och en eller flera förstärkningar. Matrisen fungerar som bindemedel och formger strukturen, medan förstärkningen bidrar med stor styvhet och/eller styrka. Tillsammans kan de uppnå egenskaper som inte är möjliga med enbart ett konventionellt material, exempelvis hög styrka-till-vikt, förbättrad hållbarhet och god termisk stabilitet.

Vanliga matriser är polymerer (t.ex. epoxy, polyester, vinylester), metaller (t.ex. aluminium, magnesium) och keramer (t.ex. alumina, zirkon). Förstärkningar används i olika former, där de vanligaste är små glasfibrer eller kolfibrer, samt aramidfibrer. Andra alternativ är mikroskopiska eller makroskopiska partiklar och whiskers. Polymerbaserade matrixkompositter dominerar kommersiell användning, men även metalliska och keramiska matrixkompositter används i specifika applikationer där extrema temperaturer eller hårt slitage krävs.

Egenskaperna hos matrixkompositter är ofta anisotropa och höga, med god mekanisk prestanda per vikt, kombinerat med bra korrosionsbeständighet och termisk bearbetbarhet. Nackdelar kan vara kostnad, bearbetningssvårigheter och skadebenägenhet som följer av delaminering mellan matris och förstärkning.

Tillverkningstekniker inkluderar lamineringsprocesser, infusion (RTM/VARTM), filament-winding, slangtrycksbyggnation och värme/autoklavbehandling för att uppnå önskad kompositkvalité. Tillämpningar finns inom flyg- och rymd, fordonsindustrin, sportutrustning, vindkraft och byggsektorn.

Hållbarhet och återvinning är viktiga frågor. Reparation och livscykelanalys övervägs ofta vid val av material och tillverkningstekniker, och forskning pågår kring bättre återvinning och återanvändning av förstärkningar och matris.