Zerlegbare Materialien, die häufig zu Zusammensetzungen oder genannten Zusammensetzungsmaterialien verkürzt sind, werden konstruiert, oder natürlich vorkommende Materialien von zwei oder mehr konstituierenden Materialien mit bedeutsam verschiedenen physischen oder chemischen Eigenschaften gemacht, die getrennt und verschieden an der makroskopischen oder mikroskopischen Skala innerhalb der beendeten Struktur bleiben.

Ein allgemeines Beispiel einer Zusammensetzung würde Scheibe-Bremsbeläge sein, die aus harten keramischen in der weichen Metallmatrix eingebetteten Partikeln bestehen. Ein anderes Beispiel wird in Dusche-Marktbuden und Badewannen gefunden, die aus fibreglass gemacht werden. Kunstgranit und kultiviertes Marmorbecken und Gegenspitzen werden auch weit verwendet. Die fortgeschrittensten Beispiele leisten alltäglich auf dem Raumfahrzeug in anspruchsvollen Umgebungen.

Hürde und Bewurf sind eines der ältesten künstlichen zerlegbaren Materialien an mehr als 6000 Jahren. Beton ist auch ein zerlegbares Material, und wird mehr verwendet als jedes andere künstliche Material in der Welt. Bezüglich 2006 werden ungefähr 7.5 Milliarden Kubikmeter des Betons jedes Jahr — mehr als ein Kubikmeter für jede Person auf der Erde gemacht.

Zusammensetzung

Holz ist eine natürliche Zusammensetzung von Zellulose-Fasern in einer Matrix von lignin. Die frühsten künstlichen zerlegbaren Materialien waren Stroh und Schlamm, der verbunden ist, um Ziegel zu bilden, um Aufbau zu bauen. Der alte ziegelmachende Prozess kann noch auf ägyptischen Grabstätte-Bildern im Metropolitanmuseum der Kunst gesehen werden.

Zusammensetzungen werden aus individuellen als konstituierende Materialien gekennzeichneten Materialien zusammengesetzt. Es gibt zwei Kategorien von konstituierenden Materialien: Matrix und Verstärkung. Mindestens ein Teil jedes Typs ist erforderlich. Das Matrixmaterial umgibt und unterstützt die Verstärkungsmaterialien durch das Aufrechterhalten ihrer Verhältnispositionen. Die Verstärkungen geben ihr spezielles mechanisches und physikalische Eigenschaften, um die Matrixeigenschaften zu erhöhen. Ein Synergismus erzeugt materielle von den individuellen konstituierenden Materialien nicht verfügbare Eigenschaften, während das große Angebot an der Matrix und den verstärkenden Materialien dem Entwerfer des Produktes oder der Struktur erlaubt, eine optimale Kombination zu wählen.

Konstruierte zerlegbare Materialien müssen gebildet werden, um sich zu formen. Das Matrixmaterial kann in die Verstärkung vorher eingeführt werden, oder nachdem das Verstärkungsmaterial in die Form-Höhle oder auf die Form-Oberfläche gelegt wird. Das Matrixmaterial erfährt ein melding Ereignis, nach dem die Teil-Gestalt im Wesentlichen gesetzt wird. Abhängig von Natur des Matrixmaterials kann dieses melding Ereignis auf verschiedene Weisen wie chemischer polymerization oder Festwerden vom geschmolzenen Staat vorkommen.

Eine Vielfalt, Methoden zu formen, kann gemäß den Endartikel-Designvoraussetzungen verwendet werden. Die Hauptfaktoren, die die Methodik zusammenpressen, sind die Natur der gewählten Matrix und Verstärkungsmaterialien. Ein anderer wichtiger Faktor ist die grobe Menge des zu erzeugenden Materials. Große Mengen können verwendet werden, um hohe Investitionsaufwände für den schnellen zu rechtfertigen, und haben Produktionstechnologie automatisiert. Kleine Produktionsmengen werden mit niedrigeren Investitionsaufwänden, aber höherer Arbeit und Bearbeitungskosten an einer entsprechend langsameren Rate versorgt.

Viele gewerblich erzeugte Zusammensetzungen verwenden ein Polymer-Matrixmaterial häufig hat eine Harz-Lösung genannt. Es gibt viele verschiedene abhängig von rohen Startzutaten verfügbare Polymer. Es gibt mehrere breite Kategorien, jeden mit zahlreichen Schwankungen. Die allgemeinsten sind als Polyester, Vinyl ester, Epoxydharz, phenolic, polyimide, Polyamid, Polypropylen, PIEPSEN und andere bekannt. Die Verstärkungsmaterialien sind häufig Fasern sondern auch legen allgemein Minerale nieder. Die verschiedenen Methoden, die unten beschrieben sind, sind entwickelt worden, um den Harz-Inhalt des Endproduktes zu reduzieren, oder der Faser-Inhalt wird vergrößert. Sammeln Sie als Faustregel an läuft auf ein Produkt hinaus, das 60-%-Harz und 40-%-Faser enthält, wohingegen Vakuumeinführung ein Endprodukt mit 40-%-Harz und 60-%-Faser-Inhalt gibt. Die Kraft des Produktes ist von diesem Verhältnis sehr abhängig.

Geschichte

• Holz ist eine natürliche Zusammensetzung, die prähistorisch von der Menschheit verwendet wurde und noch unglaublich weit verwendet wird
• Hürde und Bewurf sind eines der ältesten künstlichen zerlegbaren Materialien an mehr als 6000 Jahren.
• Beton wurde von Vitruvius beschrieben, ungefähr 25 v. Chr. in seinen Zehn Büchern auf der Architektur, den ausgezeichneten Typen der für die Vorbereitung von Limone-Mörsern passenden Anhäufung schreibend. Für Strukturmörser hat er pozzolana empfohlen, die vulkanische Sande von den sandmäßigen Betten von Puteoli "bräunliches gelbes Grau" in der Farbe in der Nähe von Naples und rötlich braun an Rom waren. Vitruvius gibt an, dass ein Verhältnis von 1 Teil-Limone zu 3 Teilen pozzolana dafür verwendet in Gebäuden und 1:2 Verhältnis von Limone zu pulvis Puteolanus für die Unterwasserarbeit, im Wesentlichen dasselbe Verhältnis gemischt heute für den Beton verwendet auf See zementiert.
• Papiermache, eine Zusammensetzung von Papier und Leim, ist seit Hunderten von Jahren verwendet worden
• Verstärkter Plastik der ersten künstlichen Faser war Bakelit, welche Daten bis 1907, obwohl natürliche Polymer wie Schellack es zurückdatiert

Bestandteile

Matrizen

Allgemeine Matrizen schließen Schlamm ein (Hürde, und Bewurf), Zement (Beton), Polymer (hat Faser Plastik verstärkt), Metalle und Keramik. Ungewöhnliche Matrizen wie Eis werden auch einmal als in pykecrete vorgeschlagen.

Harze

Gewöhnlich schließen allgemeinste Polymer-basierte zerlegbare Materialien, einschließlich der Glasfaser, Kohlenstoff-Faser, und Kevlar, mindestens zwei Teile, das Substrat und das Harz ein.

Polyesterharz neigt dazu, gelbliche Tönung zu haben, und ist für die meisten Hinterhof-Projekte passend. Seine Schwächen sind, dass es empfindlich UV ist und dazu neigen kann, sich mit der Zeit abzubauen, und auch so allgemein angestrichen wird, um zu helfen, es zu bewahren. Es wird häufig im Bilden von Surfbrettern und für Seeanwendungen verwendet. Sein hardener ist ein MEKP, und wird an 14 Fällen pro Unze gemischt. MEKP wird aus Methyl-Äthyl ketone Peroxyd, ein Katalysator zusammengesetzt. Wenn MEKP mit dem Harz, die resultierende chemische Reaktionsursache-Hitze gemischt wird, um sich zu entwickeln und das Harz zu heilen oder zu härten.

Harz von Vinylester neigt dazu, einen purpurfarbigen zu bläulich zur grünlichen Tönung zu haben. Dieses Harz hat niedrigere Viskosität als Polyesterharz und ist durchsichtiger. Dieses Harz wird häufig in Rechnung gestellt als, Brennstoff widerstandsfähig zu sein, aber wird im Kontakt mit Benzin schmelzen. Dieses Harz neigt dazu, mit der Zeit gegen die Degradierung widerstandsfähiger zu sein, als Polyesterharz und ist flexibler. Es verwendet denselben hardener wie Polyesterharz (an demselben Mischungsverhältnis), und die Kosten sind ungefähr dasselbe.

Epoxydharz-Harz ist fast, wenn geheilt, völlig durchsichtig. In der Raumfahrtindustrie wird Epoxydharz als ein Strukturmatrixmaterial oder als ein Strukturleim verwendet.

Harze des Gestalt-Speicherpolymers (SMP) haben unterschiedliche Seheigenschaften abhängig von ihrer Formulierung. Diese Harze können Epoxydharz-basiert sein, der für den Auto-Körper und die Außenausrüstungsreparaturen verwendet werden kann; cyanate-ester-based, die in Raumanwendungen verwendet werden; und mit Sitz in acrylate, der in sehr kalten Temperaturanwendungen, solcher bezüglich Sensoren verwendet werden kann, die anzeigen, ob sich leicht verderbliche Waren über einer bestimmten maximalen Temperatur erwärmt haben. Diese Harze sind in dieser ihrer Gestalt einzigartig kann durch die Heizung über ihrer Glasübergangstemperatur (T) wiederholt geändert werden. Wenn geheizt, werden sie flexibel und elastisch, leichte Konfiguration berücksichtigend. Sobald sie abgekühlt werden, werden sie ihre neue Gestalt aufrechterhalten. Die Harze werden zu ihren ursprünglichen Gestalten zurückkehren, wenn sie über ihrem T wiedergeheizt werden. Der Vorteil von Gestalt-Speicherpolymer-Harzen besteht darin, dass sie gestaltet und wiederholt neu geformt werden können, ohne ihre materiellen Eigenschaften zu verlieren, und diese Harze im Fabrizieren von Gestalt-Speicherzusammensetzungen verwendet werden können.

Verstärkung

Fasern

a) dauernd hat Faser-verstärkten ausgerichtet

b) diskontinuierlich hat Faser-verstärkten ausgerichtet

c) diskontinuierlich zufällig orientiert Faser-verstärkt.]]

Faserverstärkte zerlegbare Materialien können in zwei Hauptkategorien normalerweise gekennzeichnet als kurze faserverstärkte Materialien und dauernde faserverstärkte Materialien geteilt werden. Dauernde verstärkte Materialien werden häufig einen layered oder lamellierte Struktur einsetzen. Die gewebten und dauernden Faser-Stile sind in einer Vielfalt von Formen normalerweise verfügbar, mit der gegebenen Matrix (Harz) vorgesättigt werden, trockene Einrichtungsbänder verschiedener Breiten, Ebene webt, spannt Satins, geflochten und genäht an.

Die kurzen und langen Fasern werden normalerweise im Kompressionsformstück und den Platte-Formstück-Operationen verwendet. Diese kommen in der Form von Flocken, Chips und zufälligem Genossen (der auch von einer dauernden Faser gemacht werden kann, hat zufällige Mode bis zur gewünschten Dicke der Falte / angelegt Folie wird erreicht).

Formstück von Methoden

Im Allgemeinen werden die Verstärkung und Matrixmaterialien verbunden, zusammengepresst und bearbeitet, um ein melding Ereignis zu erleben. Nach dem melding Ereignis wird die Teil-Gestalt im Wesentlichen gesetzt, obwohl es unter bestimmten Prozess-Bedingungen deformieren kann. Für ein thermoset polymeres Matrixmaterial ist das melding Ereignis eine Kurieren-Reaktion, die durch die Anwendung der zusätzlichen Hitze oder chemischen Reaktionsfähigkeit wie ein organisches Peroxyd begonnen wird. Für ein thermoplastisches polymeres Matrixmaterial ist das melding Ereignis ein Festwerden vom geschmolzenen Staat. Für ein Metallmatrixmaterial wie Titan-Folie ist das melding Ereignis ein Schmelzen am Hochdruck und einer Temperatur in der Nähe vom schmelzen Punkt.

Für viele Formstück-Methoden ist es günstig, ein Form-Stück als eine "niedrigere" Form und ein anderes Form-Stück als eine "obere" Form zu kennzeichnen. Niedriger und ober beziehen sich auf die verschiedenen Gesichter der geformten Tafel, nicht die Konfiguration der Form im Raum. In dieser Tagung gibt es immer eine niedrigere Form, und manchmal eine obere Form. Teil-Aufbau beginnt durch die Verwendung von Materialien auf die niedrigere Form. Niedrigere Form und obere Form sind mehr verallgemeinerte Deskriptoren als allgemeinere und spezifische Begriffe wie Seite männlichen Geschlechts, weibliche Seite, beiseite, B-Seite, Werkzeug-Seite, Schüssel, Hut, mandrel usw. Dauernde Fertigungsverfahren verwenden eine verschiedene Nomenklatur.

Das geformte Produkt wird häufig eine Tafel genannt. Für die bestimmte Geometrie und materiellen Kombinationen kann es ein Gussteil genannt werden. Für bestimmte dauernde Prozesse kann es ein Profil genannt werden. Angewandt mit einer Druck-Rolle, einem Spray-Gerät oder manuell. Dieser Prozess wird allgemein an der Umgebungstemperatur und dem atmosphärischen Druck getan. Zwei Schwankungen des offenen Formstücks sind Handlayup und Spray.

Ein Prozess mit einer zweiseitigen Form ist untergegangen, der beide Oberflächen der Tafel gestaltet. Auf der niedrigeren Seite ist eine starre Form, und auf der oberen Seite ist eine flexible Membranen- oder Vakuumtasche. Die flexible Membran kann ein Mehrwegsilikon-Material oder ein ausgestoßener Polymer-Film sein. Dann wird Vakuum auf die Form-Höhle angewandt. Dieser Prozess kann entweder an umgebendem durchgeführt werden oder hat Temperatur mit dem umgebenden atmosphärischen Druck erhoben, der nach der Vakuumtasche handelt. Am meisten wirtschaftlicher Weg verwendet ein venturi Vakuum und Luftkompressor oder eine Vakuumpumpe.

Eine Vakuumtasche ist eine aus starkem gummigekleidetem Stoff gemachte Tasche, oder ein Polymer-Film hat gepflegt, Materialien zu verpfänden oder zu laminieren. In einigen Anwendungen schließt die Tasche das komplette Material ein, oder in anderen Anwendungen wird eine Form verwendet, um sich zu formen, ein Gesicht der Folie mit der Tasche, die einzeln ist, hat Partei ergriffen, um das Außengesicht der Folie zur Form zu siegeln. Das offene Ende wird gesiegelt, und die Luft wird aus der Tasche durch einen Nippel mit einer Vakuumpumpe gezogen. Infolgedessen wird gleichförmiger Druck, der sich einer Atmosphäre nähert, auf die Oberflächen des Gegenstands innerhalb der Tasche angewandt, Teile zusammenhaltend, während das Bindemittel heilt. Die komplette Tasche kann in einen temperaturkontrollierten Ofen, Ölbad oder Wasserbad gelegt und freundlich geheizt werden, um das Kurieren zu beschleunigen.

In kommerziellen Holzbearbeitungsmöglichkeiten werden Vakuumtaschen verwendet, um gebogene und Werkstücke in der unregelmäßigen Form zu laminieren.

Vakuumaufbauschung wird in der Zusammensetzungsindustrie ebenso weit verwendet. Kohlenstoff-Faser-Stoff und Glasfaser, zusammen mit Harzen und Epoxydharzen sind allgemeine Materialien lamelliert zusammen mit einer Vakuumtasche-Operation.

Gewöhnlich werden Polyurethan oder Vinylmaterialien verwendet, um die Tasche zu machen, die an beiden Enden allgemein offen ist. Das gibt Zugang zum Stück oder zu klebenden Stücken. Eine Plastikstange wird auf die Tasche gelegt, die dann über die Stange gefaltet wird. Ein Plastikärmel mit einer Öffnung darin, wird dann über die Stange geschnappt. Dieses Verfahren bildet ein Siegel an beiden Enden der Tasche, wenn das Vakuum bereit ist, gezogen zu werden.

Ein "Drucktiegel" wird innerhalb der Tasche für das Stück verwendet, das wird klebt, um darauf zu liegen. Der Drucktiegel hat eine Reihe der kleinen Ablagefach-Kürzung darin, um der Luft darunter zu erlauben, ausgeleert zu werden. Der Drucktiegel muss Ränder und Ecken rund gemacht haben, um das Vakuum davon abzuhalten, die Tasche zu reißen.

Wenn ein gekrümmter Teil in einer Vakuumtasche geklebt werden soll, ist es wichtig, dass die Stücke, die kleben werden, über eine fest gebaute Form gelegt werden, oder eine Luftblase unter der Form legen ließen. Diese Luftblase hat Zugang zu "freier Luft" außerhalb der Tasche. Es wird verwendet, um einen gleichen Druck unter der Form zu schaffen, es davon abhaltend, zerquetscht zu werden.

Druck-Tasche-Formstück

Dieser Prozess ist mit dem Vakuumtasche-Formstück auf genau dieselbe Weise verbunden, wie es klingt. Eine feste weibliche Form wird zusammen mit einer flexiblen männlichen Form verwendet. Die Verstärkung wird innerhalb der weiblichen Form mit gerade genug Harz gelegt, um dem Stoff zu erlauben, im Platz zu stecken (nass sammeln an). Ein gemessener Betrag von Harz wird dann unterschiedslos in die Form liberal gebürstet, und die Form wird dann zu einer Maschine festgeklammert, die die männliche flexible Form enthält. Die flexible männliche Membran wird dann mit erhitzter Druckluft oder vielleicht Dampf aufgeblasen. Die weibliche Form kann auch geheizt werden. Überharz wird zusammen mit gefangener Luft verdrängt. Dieser Prozess wird in der Produktion von zerlegbaren Helmen wegen der niedrigeren Kosten der unerfahrenen Arbeit umfassend verwendet. Die Zykluszeit für eine Helm-Tasche-Formstück-Maschine ändert sich von 20 bis 45 Minuten, aber die beendeten Schalen verlangen kein weiteres Kurieren, wenn die Formen geheizt werden.

Autoklav-Formstück

Ein Prozess mit einer zweiseitigen Form ist untergegangen, der beide Oberflächen der Tafel bildet. Auf der niedrigeren Seite ist eine starre Form, und auf der oberen Seite ist eine flexible Membran, die vom Silikon oder einem ausgestoßenen Polymer-Film wie Nylonstrümpfe gemacht ist. Verstärkungsmaterialien können manuell oder robotically gelegt werden. Sie schließen dauernde in Textilaufbauten geformte Faser-Formen ein. Meistenteils werden sie mit dem Harz in der Form von prepreg Stoffen oder Einrichtungsbändern vorgesättigt. In einigen Beispielen wird ein Harz-Film auf die niedrigere Form gelegt, und trockene Verstärkung wird oben gelegt. Die obere Form wird installiert, und Vakuum wird auf die Form-Höhle angewandt. Der Zusammenbau wird in einen Autoklav gelegt. Dieser Prozess wird allgemein sowohl am erhobenen Druck als auch an der erhobenen Temperatur durchgeführt. Der Gebrauch des Hochdrucks erleichtert einen hohen Faser-Volumen-Bruchteil und niedrigen leeren Inhalt für die maximale Strukturleistungsfähigkeit.

Harz-Übertragungsformstück (RTM)

Ein Prozess mit einer zweiseitigen Form ist untergegangen, der beide Oberflächen der Tafel bildet. Die niedrigere Seite ist eine starre Form. Die obere Seite kann eine starre oder flexible Form sein. Flexible Formen können von zerlegbaren Materialien, Silikon oder ausgestoßenen Polymer-Filmen wie Nylonstrümpfe gemacht werden. Die zwei Seiten passen zusammen, um eine Form-Höhle zu erzeugen. Das Unterscheidungsmerkmal des Harz-Übertragungsformstücks ist, dass die Verstärkungsmaterialien in diese Höhle gelegt werden und der Form-Satz vor der Einführung des Matrixmaterials geschlossen wird. Harz-Übertragungsformstück schließt zahlreiche Varianten ein, die sich in der Mechanik dessen unterscheiden, wie das Harz in die Verstärkung in der Form-Höhle eingeführt wird. Diese Schwankungen schließen alles von der Vakuumeinführung ein (für die Harz-Einführung sieh auch Bootsgebäude) zum Vakuum hat Harz-Übertragungsformstück geholfen (VARTM). Dieser Prozess kann entweder an durchgeführt werden oder hat Temperatur erhoben.

Anderer

Andere Typen des Formstücks schließen Presseformstück, Übertragungsformstück, pultrusion Formstück, das Glühfaden-Winden, das Gussteil, der Schleuderguss, das dauernde Gussteil und das Gleitformen ein. Dort bilden auch Fähigkeiten einschließlich des CNC Glühfaden-Windens, Vakuumeinführung, des nassen Liegens, Kompressionsformstücks, und thermoplastischen Formstücks, um einige zu nennen. Der Gebrauch, Öfen und Farbe-Kabinen zu heilen, ist auch für einige Projekte erforderlich.

Bearbeitung

Einige Typen von in der Herstellung von Zusammensetzungsstrukturen verwendeten Bearbeitungsmaterialien schließen invar, Stahl, Aluminium, verstärkten Silikon-Gummi, Nickel und Kohlenstoff-Faser ein. Die Auswahl am Bearbeitungsmaterial basiert normalerweise auf, aber nicht beschränkt auf, der Koeffizient der Thermalvergrößerung, die erwartete Zahl von Zyklen, Endartikel-Toleranz, gewünschter oder erforderlicher Oberflächenbedingung, Methode des Heilmittels, Glasübergangstemperatur des Materials, das wird formt, Methode, Matrix, Kosten und eine Vielfalt anderer Rücksichten formend.

Eigenschaften

Mechanik

Die physikalischen Eigenschaften von zerlegbaren Materialien sind allgemein (unabhängig der Richtung der angewandten Kraft) in der Natur nicht isotropisch, aber sind eher normalerweise anisotropic (verschieden abhängig von der Richtung der angewandten Kraft oder Last). Zum Beispiel wird die Steifkeit einer zerlegbaren Tafel häufig von der Orientierung der angewandten Kräfte und/oder Momente abhängen. Tafel-Steifkeit ist auch vom Design der Tafel abhängig. Zum Beispiel, die Faser-Verstärkung und verwendete Matrix, baut die Methode der Tafel, thermoset gegen den Thermoplast, Typ dessen, weben und Orientierung der Faser-Achse zur primären Kraft.

Im Gegensatz haben isotropische Materialien (zum Beispiel, Aluminium oder Stahl), im Standard Formen hervorgebracht, haben Sie normalerweise dieselbe Steifkeit unabhängig von der Richtungsorientierung der angewandten Kräfte und/oder Momente.

Die Beziehung zwischen Kräften/Momente und Beanspruchungen/Krümmungen für ein isotropisches Material kann mit den folgenden materiellen Eigenschaften beschrieben werden: Das Modul von Jungem, das Schubmodul und das Verhältnis von Poisson, in relativ einfachen mathematischen Beziehungen. Für das anisotropic Material verlangt es die Mathematik eines zweiten Ordnungstensor und bis zu 21 materieller Eigentumskonstanten. Für den speziellen Fall der orthogonalen Isotropie gibt es drei verschiedene materielle Eigentumskonstanten für jedes des Moduls von Jungem, Schubmoduls und des Verhältnisses von Poisson — insgesamt 9 Konstanten, um die Beziehung zwischen Kräften/Momente und Beanspruchungen/Krümmungen zu beschreiben.

Techniken, die die anisotropic Eigenschaften der Materialien ausnutzen, schließen Zapfenloch und Zinke-Gelenke (in natürlichen Zusammensetzungen wie Holz) und Pi-Gelenke in synthetischen Zusammensetzungen ein.

Misserfolg

Stoß, Einfluss oder wiederholte zyklische Betonungen können die Folie veranlassen, sich an der Schnittstelle zwischen zwei Schichten, eine Bedingung bekannt als delamination zu trennen. Individuelle Fasern können von der Matrix z.B Faser-Faltblatt trennen.

Zusammensetzungen können auf der mikroskopischen oder makroskopischen Skala scheitern. Kompressionsmisserfolge können an beiden die Makroskala oder an jeder individuellen Verstärkungsfaser in der Kompressionsknickung vorkommen. Spannungsmisserfolge können Nettoabteilungsmisserfolge des Teils oder Degradierung der Zusammensetzung an einer mikroskopischen Skala sein, wo ein oder mehr von den Schichten in der Zusammensetzung in der Spannung der Matrix oder des Misserfolgs dem Band zwischen der Matrix und den Fasern fehlen.

Einige Zusammensetzungen sind spröde und haben wenig Reservekraft außer dem anfänglichen Anfall des Misserfolgs, während andere große Deformierungen haben und Reserveenergieaufnahmefähigkeit vorbei am Anfall des Schadens haben können. Die Schwankungen in Fasern und matrices, die verfügbar sind und die Mischungen, die mit Mischungen gemacht werden können, verlassen eine sehr breite Reihe von Eigenschaften, die in eine zerlegbare Struktur entworfen werden können.

Der am besten bekannte Misserfolg einer spröden keramischen Matrixzusammensetzung ist wenn der Zusammensetzungsziegel des Kohlenstoff-Kohlenstoff auf dem Blei des Flügels von Raumfähre zerbrochenes wenn zusammengepresstes Columbia während des Take-Offs vorgekommen. Es hat zu katastrophalem Bruch des Fahrzeugs geführt, als es in die Atmosphäre der Erde am 1. Februar 2003 wiedereingegangen ist.

Im Vergleich zu Metallen haben Zusammensetzungen relativ schlechte tragende Kraft.

Prüfung

Um im Voraussagen und Verhindern von Misserfolgen zu helfen, werden Zusammensetzungen vorher und nach dem Aufbau geprüft. Vorbauprüfung kann begrenzte Element-Analyse (FEA) für Falte-für-Falte-Analyse von gekrümmten Oberflächen und das Voraussagen wrinkling, Quetschverbinden verwenden und von Zusammensetzungen Grübchen zu bekommen. Materialien können nach dem Aufbau durch mehrere nichtzerstörende Methoden einschließlich ultrasonics, Thermographie, shearography und Röntgenstrahl-Röntgenografie geprüft werden

Beispiele

Materialien

Faser-verstärkte Polymer oder FRPs schließen Holz ein (das Enthalten von Zellulose-Fasern in einem lignin und hemicellulose Matrix), Kohlenstoff-Faser hat Plastik oder CFRP, und glasverstärkten Plastik oder GRP verstärkt. Wenn klassifiziert, durch die Matrix dann gibt es thermoplastische Zusammensetzungen, kurze Faser-Thermoplaste, lange Faser-Thermoplaste oder lange Faser-verstärkte Thermoplaste. Es gibt zahlreiche thermoset Zusammensetzungen, aber fortgeschrittene Systeme vereinigen gewöhnlich aramid Faser und Kohlenstoff-Faser in einer Epoxydharz-Harz-Matrix.

Gestalt-Speicherpolymer-Zusammensetzungen sind Hochleistungszusammensetzungen, formulierte Verwenden-Faser oder Stoff-Verstärkung und Gestalt-Speicherpolymer-Harz als die Matrix. Da ein Gestalt-Speicherpolymer-Harz als die Matrix verwendet wird, sind diese Zusammensetzungen in der Lage, in verschiedene Konfigurationen leicht manipuliert zu werden, wenn sie über ihren Aktivierungstemperaturen geheizt werden und hohe Kraft und Steifkeit bei niedrigeren Temperaturen ausstellen werden. Sie können auch wiedergeheizt und wiederholt neu geformt werden, ohne ihre materiellen Eigenschaften zu verlieren. Diese Zusammensetzungen sind für Anwendungen solcher als leicht, starr, deployable Strukturen ideal; schnelle Herstellung; und dynamische Verstärkung.

Beton ist wahrscheinlich das allgemeinste künstliche zerlegbare Material von allen und besteht normalerweise aus losen Steinen mit einer Matrix von Zement gehaltene (Anhäufung). Beton ist ein sehr robustes Material, viel robuster, als Zement, jedoch konkret das dehnbare Laden nicht überleben kann. Deshalb werden Metallkabel häufig zur Spannung der Beton hinzugefügt, um Stahlbeton zu bilden.

Zusammensetzungen können auch Metallfasern verwenden, die andere Metalle, als in Metallmatrixzusammensetzungen oder MMC verstärken. Der Vorteil von Magnesium ist, dass es sich im Weltraum nicht abbaut. Keramische Matrixzusammensetzungen schließen Knochen (hydroxyapatite verstärkt mit collagen Fasern), Cermet (keramisch und metallen) und Beton ein. Keramische Matrixzusammensetzungen werden in erster Linie für die Bruch-Schwierigkeit gebaut, nicht für die Kraft.

Organische Matrix/keramische gesamte Zusammensetzungen schließen Asphaltbeton, Mastixharz-Asphalt, Mastixharz-Rolle-Hybride, syntaktischen, zerlegbaren Zahnschaum und Perlmutter ein. Rüstung von Chobham ist ein spezieller Typ der zerlegbaren in militärischen Anwendungen verwendeten Rüstung.

Zusätzlich können thermoplastische zerlegbare Materialien mit spezifischen Metallpudern formuliert werden, die auf Materialien mit einer Dichte-Reihe von 2 g/cm ³ zu 11 g/cm ³ (dieselbe Dichte wie Leitung) hinauslaufen. Der grösste Teil der gemeinsamen Bezeichnung für diesen Typ des Materials ist High Gravity Compound (HGC), obwohl Leitungsersatz auch verwendet wird. Diese Materialien können im Platz von traditionellen Materialien wie Aluminium, rostfreier Stahl, Messing, Bronze, Kupfer, Leitung und sogar Wolfram in der Gewichtung verwendet werden, (zum Beispiel balancierend, den Schwerpunkt eines Tennisschlägers modifizierend), Vibrieren-Dämpfung und Strahlenabschirmungsanwendungen. Zusammensetzungen der hohen Speicherdichte sind eine wirtschaftlich lebensfähige Auswahl, wenn bestimmte Materialien gefährlich gehalten werden und (wie Leitung) verboten werden, oder wenn sekundäre Operationskosten (wie Fertigung, das Vollenden oder der Überzug) ein Faktor sind.

Konstruiertes Holz schließt ein großes Angebot an verschiedenen Produkten wie Holzfaser-Ausschuss, Sperrholz, orientierter Ufer-Ausschuss, Holzplastikzusammensetzung (wiederverwandte Holzfaser in der Polyäthylen-Matrix), Pykrete (Sägemehl in der Eismatrix), Plastikgesättigtes oder Hartpapier oder Textilwaren, Arborite, Resopal (Plastik) und Micarta ein. Andere konstruierte Folie-Zusammensetzungen, wie Mallite, verwenden einen Hauptkern des Endkorn-Balsas, das zu Oberflächenhäuten der leichten Legierung oder GRP verpfändet ist. Diese erzeugen niedriges Gewicht, hohe Starrheitsmaterialien.

Produkte

Faserverstärkte zerlegbare Materialien haben Beliebtheit (trotz ihrer allgemein hohen Kosten) in Hochleistungsprodukten gewonnen, die leicht, noch stark genug sein müssen, um harte ladende Bedingungen wie Raumfahrtbestandteile (Schwänze, Flügel, Rümpfe, Propeller), Boot und Wriggriemen-Rümpfe, Rad-Rahmen und Rennauto-Körper zu nehmen. Anderer Gebrauch schließt Angelruten, Lagerungszisternen und Baseball-Fledermäuse ein. Die neue Struktur von Boeing 787 einschließlich der Flügel und des Rumpfs wird größtenteils Zusammensetzungen zusammengesetzt. Zerlegbare Materialien werden auch mehr im Bereich der orthopädischen Chirurgie üblich.

Kohlenstoff-Zusammensetzung ist ein Schlüsselmaterial in heutigen Boosterraketen und Hitzeschildern für die Wiedereintritt-Phase des Raumfahrzeugs. Es wird in Sonnenkollektor-Substraten, Antenne-Reflektoren und Jochen des Raumfahrzeugs weit verwendet. Es wird auch in Nutzlast-Adaptern, Zwischenbühne-Strukturen und Hitzeschildern von Boosterraketen verwendet. Außerdem verwenden Scheibenbremse-Systeme von Flugzeugen und Rennautos Material des Kohlenstoff/Kohlenstoff, und das zerlegbare Material mit Kohlenstoff-Fasern und Silikonkarbid-Matrix ist in Luxusfahrzeugen und Sportwagen eingeführt worden.

2007 wurde vollzerlegbarer militärischer Humvee von TPI Composites Inc und Armor Holdings Inc, dem ersten vollzerlegbaren militärischen Fahrzeug eingeführt. Durch das Verwenden von Zusammensetzungen ist das Fahrzeug leichter, höhere Nutzlasten erlaubend. 2008 wurden Kohlenstoff-Faser und DuPont Kevlar (fünfmal stärker als Stahl) mit erhöhten thermoset Harzen verbunden, um militärische Transitargumente durch ECS Zusammensetzungen vorzubringen, die um 30 Prozent leichtere Fälle mit der hohen Kraft schaffen.

Viele Zusammensetzung layup Designs schließen auch ein Co-Kurieren oder das Postkurieren vom prepreg mit verschiedenen anderen Medien, wie Honigwabe oder Schaum ein. Das wird einen Verbundaufbau allgemein genannt. Das ist ein allgemeinerer Layup-Prozess für die Fertigung von radomes, Türen, cowlings, oder Nichtstrukturteilen.

Das Vollenden der zerlegbaren Teile ist auch in der Konstruktion kritisch. Viele dieser Schlüsse werden Regenerosionsüberzüge oder Polyurethan-Überzüge einschließen.

Siehe auch

• Zerlegbare Aluminiumtafel
• Amerikanische Zusammensetzungshersteller-Vereinigung
• Chemische Dampf-Infiltration
• Epoxydharz-Granit
• Nanocomposites
• Hybrides Material

Weiterführende Literatur

• Handbuch von Polymer-Zusammensetzungen für Ingenieure Durch Leonard Hollaway Published 1994 Woodhead, die Veröffentlichen

Außenverbindungen

• Zusammensetzungen das Vereinigte Königreich - Die offizielle Handelsvereinigung des Vereinigten Königreichs mit einer Bibliothek der Online-Information über zerlegbare Materialien
• Zerlegbare materielle Schlüsselkonzepte
• Entfernungslernkurs in Polymern und Zusammensetzungen
• Zerlegbarer Verbundaufbau des Minardi F1 Autos
• Das Unterrichten von Unterstützungsmaterialien für die Universität des Plymouther Zusammensetzungsgrads