Samsetningarefni

Samsetningarefni eru efni sem byggjast á tveimur eða fleiri þáttum sem eru sameinuð til að ná eiginleikum sem hvor þáttur myndi ekki búa yfir einangrað. Helstu megininntakið í samsetningarefnum er matrix (grunnefni sem bindur þáttana) og reinforcement (styrkjandi þáttur) sem veitir tog- og þrístyrk, hörku og mátunahlut. Algengustu tegundirnar eru polymer matrix composites (PMC), til dæmis glasfibra í pólýmer-matrix (GFRP) og koltrefja í pólýmer-matrix (CFRP); málm-matrix composites (MMC) og keramík-matrix composites (CMC).

Tegundir og eiginleikar: PMC eru algengust og fjölhæf; trefjarnar veita háan styrk og stífleika í léttum kerfum, oft með góða tæringarþol. MMC samþætta málmmatrix með trefjum eða agnum til að auka hitaþol og há-an togstyrk. CMC auka slitþol og hitaþol enn frekar en PMC, en eru oft dýrari og flóknari í framleiðslu. Eiginleikar samsetningarefna eru oft anisotropic, þýtt að eiginleikar breytast eftir stefnu í þættinum.

Framleiðsla: Framleiðsla felur í sér að breiða, móta eða smyrja matrixið og festa reinforcement. Algengar aðferðir eru lögun (layup) með bindis efni, resin transfer molding (RTM), autóklávų með þrýstingi, þræðing (filament winding) og sintring fyrir MMC og CMC. Endurvinnsla og endurnotkun eru áskoranir vegna annars konar efnisfasta og bindiefna.

Notkun: Samsetningarefni eru notuð þar sem há styrkur til þyngd og lágt þyngdarálag er lykilatriði, t.d. í geimferð, bílaiðnaði, vindmyllum, íþróttafatnaði og byggingarverkfræði. Takmarkanir fela í sér háskalegar framleiðslu- og endurvinnslukostnað, viðhald og getur reynst flókið við viðgerð. Þróun snýr að bættri endurvinnslu, endurnýjanlegum matrix-efnum og þyngdarminni lausnum.