matrixkomposit

Matrixkomposit är en typ av material där en kontinuerlig matris binder samman en eller flera förstärkningar för att bilda ett sammanhängande, högeffektivt material. Förstärkningen bär huvuddelen av lasterna och ger styvhet, medan matrisen överför laster till förstärkningen, skyddar den mot miljöpåverkan och ger form och skadehantering. Egenskaperna beror på valet av matris, förstärkning och deras gränssnitt.

Det finns tre huvudkategorier: polymermatrixkomposit (PMC), metallmatrixkomposit (MMC) och keramisk matrixkomposit (CMC). PMC använder polymerer som matris (t.ex. epoxy, polyester) och förstärkningar som kolfiber eller glasfiber. MMC har metallmatriser (t.ex. aluminium, magnesium) med keramisk eller fiberförstärkning. CMCs matris är keramisk (t.ex. SiC, Al2O3) med keramiska eller kolbaserade förstärkningar.

Egenskaperna är ofta anisotropa och styrs av förstärkningens orientering och fiberhalt. Fördelar inkluderar hög viktspecifik styvhet och styrka, god termisk resistens och designflexibilitet. Begränsningar innefattar högre kostnader, mer komplex bearbetning och utmaningar med återvinning, särskilt för PMCs och CMCs. Gränssnittet mellan matris och förstärkning påverkar lasthantiering och tuktning av sprickor samt temperatur- och miljöegenskaper.

Tillverkning sker genom olika tekniker beroende på typ, till exempel laminatbyggnad, resinfiltration med RTM eller VARTM, samt pultrusion för PMCs. MMC:s kräver infiltrations- eller smältbearbetningsprocesser och ofta hög temperatur. Användningsområden inkluderar flyg- och fordonsindustri, vindkraft, sportutrustning och elektronikhöljen där hög styrka, låg vikt och korrosionsbeständighet efterfrågas.