複合の理由(Why Composites)

利点

複合は次で使用することができます:

  • 高い剛性、または、強度-質量比が求められるとき
  • 高い耐疲労応力、耐腐食性、耐脆性、耐衝撃性、耐クリープ性が必要とされるとき
  • 低い気温と湿度係数の上昇による厳しい環境状態下

高い剛性、または、強度-質量比は、多種多様なアプリケーションで使用するために複合材を魅力的にします。例えば、複合材は飛行機の全体の質量を減少させるために使用されます。初期の材料コストは高くなりますが、運用時の燃料コストを著しく減少させます。

例えば、それらの低温での引っ張り係数は、大きい温度変化が起こる宇宙での人工衛星で使用することに魅力的です。

アプリケーション

複合材は、航空機や自動車部品から、生物医学の移植と娯楽製品にまで及ぶ多くのアプリケーションで利用されます。以下のリストはいくつかの例です:

  • 航空機部品 - エンジン カウリング、外部翼、胴体を覆う皮膜、前脚格納部のドア、他の物が格納される尾部コーン
  • スペースシャトル部品- スリーブ、通気孔ライン、胴体
  • ヘリコプター - 回転翼(グラファイト エポキシ複合材)
  • 自動車 - カーボンファイバー複合材、または、ファイバーグラス複合材のボディ
  • ボート - 船体(木、またはケブラー)
  • 生物医学産業 - 移植材料
  • 娯楽製品 - 自転車フレーム、ラケット、スキー、ゴルフクラブシャフト

制限(Limitations)

  • (層内と層間の)損傷検出が困難。これは、高額な非破壊検査、または構造ヘルスモニタリングシステムを必要とします。
  • 通常、異方性材料のため、材料定数を定義するのが困難。
  • 金属に比較して、同じ応力に対する耐破壊強さが低い。