Dlaczego kompozyty?

Zalety

Kompozyty można stosować:

  • Gdy wymagana jest wysoka sztywność lub stosunek wytrzymałości do ciężaru.
  • Gdy wymagana jest wysoka wytrzymałość zmęczeniowa, odporność na korozję, odporność na pękanie, uderzenia i pełzanie.
  • W trudnych warunkach środowiskowych ze względu na niskie współczynniki rozszerzalności cieplnej i wilgotnościowej.

Wysoka sztywność i stosunek wytrzymałości do ciężaru sprawiają, że kompozyty chętnie są wykorzystywane w wielu różnych zastosowaniach. Kompozyty są na przykład stosowane w samolotach, głównie ze względu na ogólne zmniejszenie masy. Początkowe koszta materiałowe są wysokie, jednakże następuje znaczna redukcja kosztów paliwa w trakcie eksploatacji.

Dzięki niskiemu współczynnikowi rozszerzalności cieplnej, są one chętnie stosowane w satelitach kosmicznych, gdzie mamy do czynienia z ogromnymi zmianami temperatur.

Zastosowania

Kompozyty są wykorzystywane w wielu zastosowaniach, począwszy od części lotniczych i samochodowych, a skończywszy na implantach biomedycznych i produktach rekreacyjnych. Poniżej podano kilka niektóre przykłady:

  • Podzespoły lotnicze - osłony silników, powłoki skrzydeł, powłoki kadłuba, klapy podwozia przedniego, stożki ogonowe itp.
  • Podzespoły promów kosmicznych - tuleje, przewody wentylacyjne, kadłuby.
  • Helikoptery - łopaty wirników (kompozyty grafitowo-epoksydowe).
  • Samochody - karoserie wykonane z kompozytów włókien węglowych lub szklanych.
  • Łodzie - kadłuby (drewno lub kevlar).
  • Przemysł biomedyczny - materiały implantów.
  • Produkty rekreacyjne - ramy rowerów, rakiety, narty i kije golfowe.

Ograniczenia

  • Trudności w wykrywaniu uszkodzeń (wewnątrzwarstwowych i międzywarstwowych). Wymaga to stosowania drogich, nieniszczących technik badawczych lub systemów monitorowania integralności strukturalnej.
  • Trudności w ustalaniu stałych materiałowych, ponieważ są one zwykle ortotropowe.
  • Niska odporność na pękanie w porównaniu z metalami o tej samej wytrzymałości.