Kompozit Malzemeler Şehirlerin Gelişimini Nasıl Destekler?

Kompozit malzemelerin matris malzemeleri iki kategoriye ayrılır: metal ve metal olmayan. Yaygın olarak kullanılan metal substratlar alüminyum, magnezyum, bakır, titanyum ve bunların alaşımlarıdır. Metalik olmayan substratlar esas olarak sentetik reçine, kauçuk, seramik, grafit, karbon ve benzerlerini içerir. Takviye malzemeleri esas olarak cam elyafı, karbon elyafı, bor elyafı, aramid elyafı, silisyum karbür elyafı, asbest elyafı, bıyık ve metali içerir.
Kompozit malzemeler arasında fiber takviyeli malzemeler en yaygın olarak kullanılan ve en çok kullanılanlardır. Küçük özgül ağırlık, büyük özgül güç ve özgül modül ile karakterizedir. Örneğin, karbon fiber ve epoksi reçine kompozit malzemeler, çelik ve alüminyum alaşımlarından birkaç kat daha büyük spesifik mukavemete ve spesifik modüle sahiptir. Ayrıca mükemmel kimyasal stabilite, sürtünme azaltma, aşınma direnci, kendi kendini yağlama, ısı direnci, yorulma direnci ve Sürünme, gürültü azaltma, elektrik yalıtımı ve diğer özelliklere sahiptirler. Grafit elyaf ve reçinenin bileşimi, neredeyse sıfıra eşit bir termal genleşme katsayısına sahip bir malzeme elde edebilir. Fiber takviyeli malzemelerin bir başka özelliği de anizotropidir, bu nedenle fiber düzenlemesi, parçanın farklı bölümlerinin mukavemet gereksinimlerine göre tasarlanabilir. Karbon fiber ve silisyum karbür fiber ile güçlendirilmiş alüminyum bazlı kompozit malzeme, 500°C'de hala yeterli gücü ve modülü koruyabilir. Silisyum karbür elyaf ve titanyum kompozit, sadece titanyumun ısı direncini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda aşınma direncini de arttırır ve motor fan kanatları olarak kullanılabilir. Silisyum karbür elyaf seramikle birleştirilir ve servis sıcaklığı, süper alaşım türbin kanatlarının servis sıcaklığından (1100 ℃) çok daha yüksek olan 1500 ℃'ye ulaşabilir. Karbon fiber takviyeli karbon, grafit lif takviyeli karbon veya grafit lif takviyeli grafit, ablasyona dayanıklı malzeme oluşturur ve uzay araçlarında, roketlerde, füzelerde ve atom enerjisi reaktörlerinde kullanılmıştır. Düşük yoğunluğu nedeniyle, metal olmayan matris kompozit malzemeler otomobillerde ve uçaklarda kullanıldığında ağırlığı azaltabilir, hızı artırabilir ve enerji tasarrufu sağlayabilir. Karbon fiber ve cam elyaf karışımından oluşan kompozit yaprak yay, 5 kattan daha ağır olan çelik yaprak yay ile aynı sertliğe ve yük taşıma kapasitesine sahiptir.