• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Materiał kompozytowy

    Przeczytaj także...
    Lotnictwo – ogół zagadnień związanych z wszelkiego rodzaju statkami powietrznymi, pojazdami zdolnymi do samodzielnego lotu w powietrzu.Bakelit – najstarsze syntetyczne tworzywo sztuczne (fenolowo-formaldehydowe tworzywa sztuczne). Technologia produkcji bakelitu została wynaleziona przez Leo Hendrika Baekelanda na początku XX wieku (1907-1909).
    Laminaty – rodzaj kompozytów: tworzywa powstające z połączenia dwóch materiałów o różnych właściwościach mechanicznych, fizycznych i technologicznych, w których składnik wzmacniający (tzw. zbrojenie) jest układany w postaci warstw (łac. lamina – cienka blaszka, płytka – stąd nazwa laminatów), między którymi znajduje się wypełnienie, pełniące rolę lepiszcza. Warstwy wzmocnienia mogą być w postaci włókien ciągłych ułożonych jednokierunkowo (tzw. rovingu), tkanin lub mat z włókna ciętego. Laminat, ze względu na swoją strukturę, ma dobrą wytrzymałość w kierunku włókien, ale bardzo słabą wytrzymałość w kierunku prostopadłym do warstw. Typowym naturalnym laminatem jest drewno, w którym wytrzymałe i sprężyste, choć wiotkie włókna celulozowe są spajane w sztywne i odporne tworzywo przez tzw. ligninę (drzewnik) o wiele mniej wytrzymałą mechanicznie od celulozy.
    Tkanina z włókna węglowego, często stosowanego jako komponent konstrukcyjny kompozytów
    Porównanie włosa ludzkiego (jasny) i pojedynczej nici włókna węglowego
    Przykładowy schemat materiału kompozytowego

    Materiał kompozytowy, kompozytmateriał o strukturze niejednorodnej, złożony z dwóch lub więcej komponentów (faz) o różnych właściwościach. Właściwości kompozytów nigdy nie są sumą czy średnią właściwości jego składników. Najczęściej jeden z komponentów stanowi lepiszcze, które gwarantuje jego spójność, twardość i elastyczność, a drugi, tzw. komponent konstrukcyjny zapewnia odporność na ściskanie/rozciąganie.

    Implant, wszczep – to ciało obce wszczepiane do organizmu w celu odtworzenia naturalnej funkcji lub estetyki uszkodzonego organu. Najczęściej stosowane są implanty zastępujące tkanki twarde.Polietery − grupa organicznych związków chemicznych, oligomery lub polimery zbudowane główne z łańcuchów zawierających wiązania eterowe (C-O-C). Polietery mogą być zarówno otwartołańcuchowe jak i cykliczne.

    Wiele kompozytów wykazuje anizotropię różnych właściwości fizycznych. Nie muszą to być wyłącznie własności mechaniczne, np. polaroid to przykład kompozytu, który osiągnął sukces komercyjny dzięki jego szczególnym anizotropowym własnościom elektrooptycznym.

    Jednymi z najczęściej stosowanych komponentów konstrukcyjnych są silne włókna takie jak włókno szklane, kwarc, azbest, kevlar czy włókna węglowe dając materiałowi dużą odporność na rozciąganie. Do najczęściej stosowanych lepiszczy zaliczają się żywice syntetyczne oparte na poliestrach, polieterach (epoksydach), poliuretanach i żywicach silikonowych.

    Niemetale – pierwiastki chemiczne lub regeneryczne, które nie wykazują żadnych właściwości metalicznych. Inaczej niż w przypadku metali, nie można podać jednoznacznych cech wszystkich niemetali, gdyż są one bardzo zróżnicowane.Stop metali (dawniej także: aliaż) – tworzywo o właściwościach metalicznych, w którego strukturze metal jest osnową, a poza nim występuje co najmniej jeden dodatkowy składnik, zwany dodatkiem stopowym. Dodatki są wprowadzane w celu poprawienia wytrzymałościowych właściwości materiału. Zwykle pogarszają plastyczność, przewodnictwo elektryczne, przewodnictwo cieplne. Często zmniejszają również odporność na korozję.

    Materiały kompozytowe znane są ludzkości od tysięcy lat, np. tradycyjna, chińska laka, służąca do wyrobu naczyń i mebli otrzymywana przez przesycanie wielu cienkich warstw papieru i tkanin żywicznym „samoutwardzalnym” sokiem z sumaka rhus, była stosowana od co najmniej V w. p.n.e. Równie starym i powszechnie stosowanym od wieków kompozytem jest drewniana sklejka.

    Poliuretany (PUR lub PU) – polimery powstające w wyniku addycyjnej polimeryzacji, wielofunkcyjnych izocyjanianów do amin i alkoholi. Cechą wyróżniającą poliuretany od innych polimerów jest występowanie w ich głównych łańcuchach ugrupowania uretanowego [−O−CO−NH−]. Z formalnego punktu widzenia, poliuretany są estrowo-amidowymi pochodnymi kwasu węglowegoII wojna światowa – największy konflikt zbrojny w historii świata, trwający od 1 września 1939 do 2 września 1945 roku (w Europie do 8 maja 1945), obejmujący zasięgiem działań wojennych prawie całą Europę, wschodnią i południowo-wschodnią Azję, północną Afrykę, część Bliskiego Wschodu i wszystkie oceany. Niektóre epizody wojny rozgrywały się nawet w Arktyce i Ameryce Północnej. Poza większością państw europejskich i ich koloniami, brały w niej udział państwa Ameryki Północnej i Ameryki Południowej oraz Azji. Głównymi stronami konfliktu były państwa Osi i państwa koalicji antyhitlerowskiej (alianci). W wojnie uczestniczyło 1,7 mld ludzi, w tym 110 mln z bronią. Według różnych szacunków zginęło w niej od 50 do 78 milionów ludzi.

    Kompozyty mają zastosowanie jako materiały konstrukcyjne w wielu dziedzinach techniki, m.in. w budownictwie (np. beton, żelbet), w technice lotniczej i astronautyce (np. elementy samolotów, rakiet, sztucznych satelitów), w przemyśle środków transportu kołowego i szynowego (np. resory i zderzaki samochodowe, okładziny hamulcowe), w produkcji części maszyn, urządzeń i wyrobów sprzętu sportowego (np. łodzie, narty, tyczki, oszczepy).

    Stan skupienia materii – podstawowa forma, w jakiej występuje substancja, określająca jej podstawowe właściwości fizyczne. Właściwości substancji wynikają z układu oraz zachowania cząsteczek tworzących daną substancję. Bardziej precyzyjnym określeniem form występowania substancji jest faza materii.Właściwość fizyczna – cecha substancji, z wyłączeniem właściwości chemicznych, czyli ujawniających się w reakcjach chemicznych.

    Współczesny rozwój materiałów kompozytowych zaczął się jednak dopiero po opanowaniu procesu produkcji żywic syntetycznych, stanowiącym podstawę produkcji laminatów. Jednym z pierwszych kompozytów opartych na tych żywicach był bakelit, pierwszy przedstawiciel fenoplastów. Gwałtowny rozwój materiałów kompozytowych w trakcie i po II wojnie światowej był też związany z rosnącym zapotrzebowaniem przemysłu lotniczego, kosmicznego i motoryzacyjnego na lekkie i wytrzymałe materiały, którymi dałoby się zastąpić stal i inne metale. Obecnie, kompozyty stosuje w wielu technologiach – począwszy od implantów stosowanych w medycynie po tanie materiały konstrukcyjne stosowane w budownictwie.

    Nanotechnologia – ogólna nazwa całego zestawu technik i sposobów tworzenia rozmaitych struktur o rozmiarach nanometrycznych, czyli na poziomie pojedynczych atomów i cząsteczek. Rozmiary nanometryczne nie są jednoznacznie zdefiniowane. Powszechnie znany przedział 1,5 - 100 nm nie znajduje potwierdzenia praktycznego. Obecnie uważa się iż granice rozmiarów nanometrycznych leżą tam, gdzie rozmiar struktury koreluje z właściwościami fizycznymi materiału.Kevlar (PPTA, poli(tereftalano-1,4-fenylodiamid) lub poli(p-fenylotereftalanoamid), -[-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n- ) − polimer z grupy poliamidów, a dokładniej aramidów, z którego przędzie się włókna sztuczne o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie.

    Rodzaje kompozytów[]

    Ceramiczno-stalowa płyta izolacyjna
  • kompozyty strukturalne – w których występują ciągłe struktury komponentów konstrukcyjnych – warstwy (np. sklejka), pręty (np. żelbet) lub regularne struktury trójwymiarowe np. przypominające plaster miodu,
  • laminaty – które składają się z włókien zatopionych w lepiszczach – w zależności od sposobu uporządkowania włókien rozróżnia się taśmy kompozytowe – włókna ułożone w jednym kierunku – maty kompozytowe – w dwóch prostopadłych kierunkach – lub nieuporządkowane np. pykret,
  • mikrokompozyty i nanokompozyty – w których regularna struktura dwóch lub więcej składników jest zorganizowana już na poziomie nadcząsteczkowym – tego rodzaju kompozyty występują w organizmach naturalnych – np. drewno – jest rodzajem mikrokompozytu, w skład którego wchodzą zorganizowane w skręcone pęczki włókna celulozowe, „sklejone” ligniną – współcześnie próby sztucznego otrzymywania tego rodzaju kompozytów są prowadzone w ramach badań nanotechnologicznych,
  • stopy strukturalne – które są rodzajem stopów metali, metali z niemetalami, polimerów między sobą oraz polimerów z metalami i niemetalami o bardzo regularnej mikrostrukturze – przykładem tego rodzaju kompozytu jest stal damasceńska i duraluminium.
  • Kompozyty w stomatologii[]

    Materiały złożone (kompozytowe) znalazły szerokie zastosowanie w stomatologii. Można je podzielić na:

    Materiał - słowo wieloznaczne. W najbardziej ogólnym sensie jest to surowiec w postaci pierwotnej lub częściowo przetworzony, z którego wytwarza się różne produkty. W języku potocznym nazwą tą określa się tkaniny.Sklejka (potocznie dykta, z niem. Dickte) – materiał kompozytowy sklejony z krzyżujących się cienkich warstw drewna (obłogów). Zwykle składa się z nieparzystej liczby warstw. Sklejki wytwarza się z różnych gatunków drewna. Najczęściej z brzozy, olchy, sosny, rzadziej z buku lub z drzew egzotycznych. Wewnętrzne warstwy sklejki często są z innego, tańszego gatunku niż zewnętrzne.
  • kompozyty makrocząsteczkowe
  • kompozyty mikrocząsteczkowe
  • kompozyty hybrydowe
  • Do zalet kompozytów można zaliczyć:

  • kontrast na zdjęciu rtg
  • doskonałość barwy
  • odporność na zgniatanie
  • adhezję do szkliwa
  • Przypisy

    1. Brandt A.M, Kajfasz S., Kompozyty betonowe siatko-fibro-polimerobetony, IPPT PAN Warszawa 1981
    2. Materiały kompozytowe stosowane w stomatologii – dentysta.eu.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Lignina (drzewnik) – jeden z podstawowych składników drewna (obok celulozy i hemiceluloz), w którym występuje w ilości ok. 20%. Jest substancją lepiszczową, powodującą zwartość struktury komórek drewna. Nadaje drewnu wytrzymałość na ściskanie i utrzymuje jego sztywność. Eliminacja ligniny (fachowo zwana delignifikacją), poprzez dodatek związków sodu (ługu warzelnego – związku silnie alkalicznego), z drewna prowadzi do zmiękczenia substancji drzewnej, co jest procesem niezbędnym podczas produkcji papieru.
    Stal – stop żelaza z węglem, plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie, o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,10%, co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie (dla stali stopowych zawartość węgla może być dużo wyższa). Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych zawartościach węgla, cementyt występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.
    Żywice silikonowe to rodzaj materiału silikonowego, który zawiera oligosiloksany o ogólnym wzorze: RnSiXmOy, gdzie R to grupa alkilowa, zwykle metylowa lub fenylowa. Natomiast X to grupa funkcyjna, zwykle H, OH, Cl lub OR. Grupy te mogą ulegać dalszej kondensacji aby w rezultacie utworzyć gęsto usieciowane, nierozpuszczalne sieci polisiloksanowe.
    Fenoplasty – tworzywa sztuczne na bazie żywic otrzymywanych w wyniku polimeryzacji fenolu i formaldehydu. Pierwsza metoda utwardzenia żywicy formaldehydowej dająca zastosowanie przemysłowe do wyrobu tworzyw sztucznych została opracowana w latach 1907-1908 przez Leo Hendrika Baekelanda. Wydarzenie to stało się jednocześnie narodzinami przemysłu syntetycznych tworzyw sztucznych, czyli tworzyw, do produkcji których używa się składników otrzymanych również na drodze syntetycznej, a nie pochodzenia naturalnego. Pierwotnie tworzywa te były nazywane od nazwiska wynalazcy bakelitem, choć sam bakelit to tylko jedna z odmian tego typu tworzyw.
    Pojęcia Chiny używa się w odniesieniu do krainy historycznej, obejmując wówczas całokształt chińskiej historii i kultury (zobacz: historia Chin), lub w węższym znaczeniu, w odniesieniu do Chińskiej Republiki Ludowej.
    Azbest – określenie pewnych grup mineralnych mających postać włókien o stosunku długości do średnicy włókna co najmniej 100:1.
    Mikrostruktura - subtelna, nadcząsteczkowa struktura materii, występująca w wielu ciałach stałych, mieszaninach i ciekłych kryształach.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.024 sek.