komposiittimateriaalin

Komposiittimateriaali on yhdistelmä kahdesta tai useammasta materiaalista, joiden tarkoituksena on tuottaa ominaisuuksia, joita yksittäiset komponentit eivät tarjoa. Yleisimmät koostumukset muodostuvat matriisista ja vahvistuksesta, jotka yhdessä kestävät kuormituksia ja ympäristörasituksia tavalla, jota perinteiset materiaalit eivät yllä.

Matriisi on sideaine, joka pitää vahvistuksen paikoillaan ja siirtää kuormat sen välillä. Se voi olla polymeeri, kerami tai metalli. Vahvistus on tyypillisesti kuitua tai hiukkasia, kuten lasikuitu, hiilikuitu tai keraaminen vahvistus, ja se antaa komposiitille suuria lujuuksia sekä jäykkyyttä. Ominaisuudet voivat olla erittäin suunnattuja: ne riippuvat vahvistuksen suunnasta (anisotropia) sekä matriisin ja vahvistuksen välisestä vuorovaikutuksesta.

Tyypillisiä komposiittityyppejä ovat polymer matrix composites (PMC), metallin matriisikomposiitit (MMC) ja keraanimatrixkomposiitit (CMC). PMC:t ovat yleisimpiä ilmailu- ja urheiluvälineissä; MMC:t tarjoavat hyviä lämpö- ja kulutuskestävyyksiä; CMC:t kestävät korkeita lämpötiloja ja kulutusta.

Valmistustapoja ovat käsin laminaatio, kalanderointi, filament winding, pultrusio ja ruiskuvalutekniikat kuten resin transfer molding. Komposiittimateriaalien etuja ovat korkea vahvuus-keveys-suhde, hyvä korroosionkestävyys sekä muokattavuus, mutta kierrätys ja korjaus voivat olla haasteita. Sovelluksia ovat lento-, auto-, urheilu- ja rakennusteollisuus sekä tuulivoima.