ما هي المواد المركبة؟

composite materials (1) تعريف المواد المركبة (يوليو 2024)

composite materials (1) تعريف المواد المركبة (يوليو 2024)

جدول المحتويات:

Anonim

يتم إنشاء مركب من خلال الجمع بين مواد مختلفة لإنشاء واحدة جديدة. مثالًا أوليًا سيكون خلط الطين والقش وتشكيله على شكل لبنة لصنع الطوب اللبن. يحتاج الأمر إلى مادتين لا يستخدمان في حد ذاتها عادة لنفس الغرض كما هما عندما يتم دمجهما في مادة مركبة للبناء. في تجارة البناء ، تكون الخرسانة عبارة عن مركب أكثر تعقيدًا قليلاً من الحجر الممزوج بالأسمنت. إذا قمت بإضافة re-bar (قضبان فولاذية قوية) ، فإنه يصبح مركب ثلاثي الأطوار يضيف قوة ومرونة على حد سواء. في الهندسة ، قد يقوم مهندس بتصميم شيء تحت ضغوط معينة تتطلب استخدام مادة مركبة (إما لأن المواد التقليدية لا يمكنها تلبية متطلبات الإجهاد أو قد تكون ثقيلة للغاية بالنسبة للغرض الذي صُمم من أجله).

المركبات هي متعددة الاستعمالات

جعل قفزة نوعية من الاسمنت لصناعة الطيران. العديد من الطائرات والطائرات مصنوعة من مواد مركبة أقوى وأخف من المواد التي صنعت منها. ستستخدم طائرة بوينغ 787 دريملاينر الجديدة ، على سبيل المثال ، 50 في المائة من المواد المركبة ، مع خفض وزنها الإجمالي بنسبة 12 في المائة. هذا أمر مهم بسبب القوة المضافة والوزن الأقل يسمح للطائرة باستخدام وقود أقل. واحدة من أفضل الأمثلة المعروفة لمركب في عالم الطيران هي القاذفة B-2 أو الشبح. تم تصميم الجسم لتحويل انبعاث الرادار بعيدًا عن الكشف ويتم تغطية الجسم وأجزاء الأجنحة في مادة مركبة تمتص الرادار ، مما يجعلها غير قابلة للكشف عمليا عن الرادار.

صديق للبيئة

تصنع العديد من المركبات من القصاصات أو المنتجات الثانوية للمواد التي لن يكون لها استخدام آخر أو محدود. خردة الخشب والغبار من المنشرة مثال جيد واحد. تقوم المطاحن ببيع خردة الخشب ونشارة الخشب إلى الشركات التي تجمع الغبار وقطع صغيرة من الخشب مع عامل ربط لإنتاج الخشب المضغوط. يستخدم الخشب المضغوط في المقام الأول بطريقتين. بدون قشرة ، يتم استخدامه لبناء أجزاء من الأثاث غير المرئية في المنتج النهائي. وعادة ما يستخدم لدعم قطع لإضافة التكامل الهيكلي. يمكن استخدام الخشب المضغوط مع القشرة على أجزاء من الأثاث الظاهرة ظاهريًا. المنتج النهائي أقل تكلفة من الأثاث المصنوع بالكامل من قطع الخشب الكاملة. هناك أمثلة أخرى للخردة ، من نشارة الخشب إلى الطعام ، والتي كان يمكن التخلص منها في وقت ما ، لكنها وجدت استخدامات كمواد مركبة.

المواد المركبة يمكن أن تحطم بدون كسر

بعبارة أخرى ، تتكون بعض المركبات من خيوط متماسكة مختلفة من المواد التي تسمح لواحد أو أكثر من خيوط أو حتى حزم من السلالات بالفشل دون تقويض السلامة الهيكلية الإجمالية للمادة. يتم تطبيق المواد المركبة المتقدمة مثل البلاستيك المقوى بألياف الكربون (CFRP) على العديد من هياكل الطائرات لتحسين الأداء وتوفير الوزن. يتكون المركب من خيوط (خيوط) من الألياف المجمعة ثم يتم خلطها وتسخينها وضغطها إلى ما قد يكون جناحًا على طائرة أو جسمها أو أنفها. إذا كان هناك أي سبب لقص الرياح ، على سبيل المثال ، فإن بعض السلاسل تتسلل من الضغط ، تبقى السواحل الباقية سليمة. نفس الحزم الكاملة ، والتي يتم تعزيزها بحزم أخرى. سوف يتطلب الأمر قوة كارثية لإخفاق كل الخيوط في كل الحزم. تم تصميم CFRP عن قصد لمجرد مثل هذه الأحداث.

حول المنزل

أنت تعرف أن الألومنيوم انحياز الذي تلاشى إلى أصفر باهت منذ أن اشتريت منزلك لأول مرة في عام 1963 (عندما أصبح الألومنيوم انحياز شعبية وصنعت حقا من الألمنيوم فقط)؟ يوجد الآن مركب يمزج رغوة البولي يوريثان مع الألمنيوم. يمكن إضافة أي لون ولن تتلاشى. إنه يوفر فائدة عزل أكبر للمنزل لأن البولي يوريثين يخلط بالهواء ، مما يشكل جيوب هوائية تساعد في العزل.

الأخضر والذهاب أكثر خضرة

واحدة من أحدث استخدامات المواد المعاد تدويرها هي ظهور مركب الخشب والبلاستيك المعاد تدويره لبناء منتجات مثل التزيين ، إطارات الأبواب والنوافذ ، المبارزة والقوالب الخارجية. ويدعي المصنعون أن الخشب البلاستيكي الجديد أكثر دواما من الخشب المعالج بالمواد الحافظة ، واستعادة غبار المنشار والنفايات البلاستيكية التي تشمل البولي إيثيلين عالي الكثافة (PVC).