•Yapısal Temel: Matris ve Takviye İşbirliği
Kompozit malzeme, önemli ölçüde farklı fiziksel veya kimyasal özelliklere sahip iki veya daha fazla bileşen malzemeden yapılan ve birleştirildiğinde öncekinden farklı özelliklere sahip olan bir malzeme olarak tanımlanmaktadır. Her kompozitte genellikle iki tip madde bulunur: matris ve takviye malzemesi. Bu malzemeler birbirlerinden farklı fiziksel özelliklere sahiptir ve bir araya getirilmeleri ile oluşan kompozit malzeme her ikisinden farklı özelliklere kavuşur. General olarak takviye malzemesi taşıyıcı görev üstlenir ve etrafında bulunan matris faz onu bir arada tutmaya ve desteklemeye yarar. Takviye, matris takviyeyi çevrelediği ve göreceli konumlarını koruduğu için matristen destek almaktadır. Takviyeler olağanüstü fiziksel ve mekanik özelliklerini kazandırdıkça matrisin özellikleri iyileştirilmektedir. Mekanik özellikler, birliktelik ile ayrı ayrı bileşen malzemelerden kullanılamaz hale gelmektedir.
Malzeme Çeşitliliği ve Tercih Nedenleri
Tipik tasarlanmış kompozit malzemeler betonarme ve duvarcılık, kontrplak gibi kompozit ahşap, lif takviyeli polimer veya cam elyafı gibi güçlendirilmiş plastikler, serematik matris kompozitler ve metal matris kompozitler gibi çeşitli kategorileri içerir. Yeni malzemenin tercih edilmesinin çeşitli nedenleri vardır. Tipik örnekler, yaygın malzemelerle karşılaştırıldığında daha ucuz, daha hafif, daha güçlü veya daha dayanıklı olan malzemeleri içermektedir. En gelişmiş örnekler, zorlu ortamlarda uzay araçları ve uçaklar üzerinde rutin olarak performans göstermektedir.
Üretim Maliyeti Parametreleri
Tasarlanmış kompozitleri şekillendirmek için biçimlendirilmesi gerekmektedir. Takviye, kalıp yüzeyine veya kalıp boşluğuna yerleştirilir. Bundan önce veya sonra, matris donatıya eklenebilir. Matris, parça şeklini zorunlu olarak ayarlayan bir erime olayına maruz kalmaktadır. Bu erime olayı, bir termoplastik polimer matris kompoziti için erimiş durumdan katılaşma veya bir termoset polimer matrisi için kimyasal polimerizasyon gibi matris yapısına bağlı olarak çeşitli şekillerde gerçekleşebilir. Son ürün tasarımının gerekliliklerine göre, çeşitli kalıplama yöntemleri kullanılabilir. Seçilen matrisin ve takviyenin doğası, metodolojiyi etkileyen anahtar faktörlerdir. Yapılacak brüt malzeme miktarı bir diğer ana faktördür. Hızlı ve otomatik üretim teknolojisine yönelik yüksek sermaye yatırımlarını desteklemek için büyük miktarlar kullanılabilir. Daha ucuz sermaye yatırımları ancak buna bağlı olarak daha yavaş bir oranda daha yüksek işçilik alet masrafları ve küçük üretim miktarlarına yardımcı olur.
Beton: En Yaygın Kompozit
Günümüzde en çok kullanılan kompozitlerden biri betondur. Çimento ve kumdan meydana gelen malzeme matris çelik çubuklar ile desteklenir. Beton, en yaygın yapay kompozit malzemedir ve tipik olarak bir çimento matrisi ile tutulan gevşek taşlardan (agrega) oluşmaktadır. Beton, ucuz bir malzemedir ve oldukça büyük bir basınç kuvveti altında bile sıkışmaz veya parçalanmaz. Bununla birlikte, beton çekme yüküne dayanamaz. Bu nedenle, betona gerilme direnme yeteneği kazandırmak için, yüksek gerilme kuvvetlerine dayanabilen çelik çubuklar genellikle betonarme oluşturmak için betona eklenmektedir. Beton aynı zamanda kompozit bir malzemedir ve dünyada diğer tüm sentetik malzemelerden daha fazla kullanılmaktadır. 2006 yılı itibarıyla, her yıl yaklaşık 7,5 milyar metreküp beton üretiliyor; bu, dünyadaki her insan için bir metreküpten fazladır.
Ürün Çeşitliliği
Fiber takviyeli kompozit malzemeler, hafif olması gereken yüksek performanslı ürünlerde (genellikle yüksek maliyetlerine rağmen) popülerlik kazanmıştır. Örnek olarak havacılık bileşenleri, tekne ve kürek gövdeleri, bisiklet gövdeleri ve yarış arabası gövdeleri verilebilir. Kanatlar ve gövde dahil Boeing 787 ve Airbus A350 yapıları büyük ölçüde kompozitlerden oluşmaktadır. Rüzgâr türbinlerinin 50 m uzunluğunda büyüyen boyutlardaki kanatları birkaç yıldan beri kompozit olarak üretilmektedir.
Bu açıklama Vikipedi kaynaklarından uyarlanmıştır ve şu lisans altında sunulur: CC BY-SA 4.0.
