Kako kompozitni materijali promiču razvoj gradova

Matrični materijali kompozitnih materijala podijeljeni su u dvije kategorije: metalni i nemetalni. Najčešće korištene metalne podloge su aluminij, magnezij, bakar, titan i njihove legure. Nemetalne podloge uglavnom uključuju sintetičku smolu, gumu, keramiku, grafit, ugljik i tako dalje. Materijali za ojačanje uglavnom uključuju staklena vlakna, ugljična vlakna, borova vlakna, aramidna vlakna, vlakna od silicij karbida, azbestna vlakna, brkove i metal.
Među kompozitnim materijalima, materijali ojačani vlaknima su najviše korišteni i najviše korišteni. Karakterizira ga mala specifična težina, velika specifična čvrstoća i specifični modul. Na primjer, kompozitni materijali od ugljičnih vlakana i epoksidne smole imaju specifičnu čvrstoću i specifični modul nekoliko puta veći od čelika i aluminijskih legura. Također imaju izvrsnu kemijsku stabilnost, smanjenje trenja, otpornost na habanje, samopodmazivanje, otpornost na toplinu, otpornost na zamor i puzanje, smanjenje buke, električnu izolaciju i druga svojstva. Kompozit grafitnog vlakna i smole može dobiti materijal s koeficijentom toplinskog širenja gotovo jednakim nuli. Druga značajka materijala ojačanih vlaknima je anizotropija, tako da se raspored vlakana može dizajnirati prema zahtjevima čvrstoće različitih dijelova dijela. Kompozitni materijal na bazi aluminija ojačan ugljičnim vlaknima i vlaknima od silicij karbida i dalje može održati dovoljnu čvrstoću i modul na 500°C. Silicij karbidna vlakna i titan kompozit ne samo da poboljšavaju toplinsku otpornost titana, već i otpornost na habanje, a mogu se koristiti kao lopatice ventilatora motora. Vlakna od silicij karbida su spojena s keramikom, a radna temperatura može doseći 1500 ℃, što je mnogo više od radne temperature (1100 ℃) lopatica turbine od super legure. Ugljik ojačan ugljičnim vlaknima, ugljik ojačan grafitnim vlaknima ili grafit ojačan grafitnim vlaknima predstavlja materijal otporan na ablaciju i koristi se u svemirskim letjelicama, raketama, projektilima i reaktorima atomske energije. Zbog svoje niske gustoće, nemetalni matrični kompozitni materijali mogu smanjiti težinu, povećati brzinu i uštedjeti energiju kada se koriste u automobilima i zrakoplovima. Kompozitna lisnata opruga izrađena od mješavine ugljičnih vlakana i staklenih vlakana ima istu krutost i nosivost kao čelična lisnata opruga koja je više od 5 puta teža.