Лошо дефиниран, композитът е комбинация от два или повече различни материала, което води до превъзходен (често по-здрав) продукт. Хората създават композити от хиляди години, за да построят всичко - от прости приюти до сложни електронни устройства. Докато първите композити са направени от естествени материали като кал и слама, днешните композити са създадени в лаборатория от синтетични вещества. Независимо от произхода си, композитите са това, което направи живота, доколкото знаем, че е възможен.
Кратка история
Археолозите твърдят, че хората използват композити от поне 5000 до 6000 години. В древен Египет, тухли, направени от кал и слама, за да обграждат и подсилват дървени конструкции като крепости и паметници. В някои части на Азия, Европа, Африка и Америка, местните култури изграждат структури от вата (дъски или ивици от дърво) и мазилка (състав от кал или глина, слама, чакъл, вар, сено и други вещества).
Друга напреднала цивилизация, монголите, също са били пионери в използването на композити. Започвайки около 1200 г. след н.е., те започват да строят подсилени лъкове от дърво, кости и естествено лепило, обвити с брезова кора. Това бяха далеч по-мощни и точни от обикновените дървени лъкове, помагащи на Монголската империя на Чингис Хан да се разпространи из Азия.
Модерната ера на композитите започва през 20 век с изобретяването на ранни пластмаси като бакелит и винил, както и на инженерни изделия от дърво като шперплат. Друг решаващ състав, Fiberglas, е изобретен през 1935г. Той беше далеч по-здрав от по-ранните композити, можеше да се формова и оформи и беше изключително лек и издръжлив.
Втората световна война ускори изобретяването на още по-петролни композитни материали, много от които и до днес се използват, включително полиестер. През 60-те години на миналия век се въвеждат още по-сложни композити, като кевлар и въглеродни влакна.
Модерни композитни материали
Днес използването на композити е еволюирал, за да включва обикновено структурно влакно и пластмаса, това е известно като фибро армирана пластмаса или FRP за кратко. Подобно на сламата, влакното осигурява структурата и здравината на композита, докато пластмасовият полимер държи влакното заедно. Общите видове влакна, използвани в FRP композитите, включват:
- стъклопласт
- Въглеродни влакна
- Арамидни влакна
- Борни влакна
- Базалтово влакно
- Естествени влакна (дърво, лен, коноп и др.)
В случай че стъклопласт, стотици хиляди мънички стъклени влакна се събират заедно и се държат неподвижно на място от пластмасова полимерна смола. Обикновените пластмасови смоли, използвани в композитите, включват:
- епоксидна
- Винил естер
- полиестер
- полиуретан
- полипропилен
Чести ползи и ползи
Най-често срещаният пример за композит е бетон. При тази употреба конструкцията от стоманена арматура осигурява здравината и твърдостта на бетона, докато втвърденият цимент държи арматурата неподвижна. Самата арматура би се огъвала прекалено много, а циментът сам би се спукал лесно. Въпреки това, когато се комбинира за образуване на композит, се създава изключително твърд материал.
Композитният материал, който най-често се свързва с термина "композит", е фиброусилена пластмаса. Този тип композит се използва широко през нашето ежедневие. Честите ежедневни употреби на подсилени с фибри пластмасови композити включват:
- самолет
- Лодки и морски
- Спортно оборудване (шахти за голф, ракети за тенис, сърф, хокейни пръчки и др.)
- Автомобилни компоненти
- Остриета на вятърните турбини
- Броня
- Строителни материали
- Водопроводни тръби
- мостове
- Дръжки за инструменти
- Релси за стълба
Съвременните композитни материали имат редица предимства пред други материали като стоманата. Може би най-важното е, че композитите са много по-леки на тегло. Те също са устойчиви на корозия, гъвкави са и са устойчиви на вдлъбнатина. Това от своя страна означава, че те изискват по-малко поддръжка и имат по-дълъг живот от традиционните материали. Композитните материали правят автомобилите по-леки и следователно по-икономични, правят бронята на тялото по-устойчива на куршуми и правят перките на турбината, които могат да издържат на стреса от високите скорости на вятъра.
Източници
- Служители на BBC News. „Умреният Кевлар Стефани Квалек умира.“ BBC.com. 21 юни 2014 г.
- Персонал на енергетиката. „Топ 9 неща, които не знаехте за въглеродните влакна.“ Energy.gov. 29 март 2013 г.
- Персонал на Кралското дружество на химията. "Композитни материали." RSC.org.
- Уилфорд, Джон Ноубъл. "Възстановяване на кал с керемида на заминал египетски цар." NYTimes.com. 10 януари 2007 г.