Kartki Miłość Modlitwy Czytelnia Źródełko Pomoc Duchowa Relaks Download Czat Opowiadania Perełki
Kompozyty - materiały przyszłości

     Wyobraźcie sobie, że mamy dwa kawałki materiału. Są to pręty, które zewnętrznie nie różnią się między sobą i przypominają swoją barwą i strukturą aluminium. Oba te pręty rozciągamy taką samą siłą. I cóż się dzieje? Jeden z prętów udało nam się rozerwać, a drugi pozostał w stanie początkowym (tzn. nie rozerwany). Aby go rozerwać, musimy przyłożyć znacznie większą siłę. Jak to wyjaśnić? Dlaczego oba pręty nie zostały rozerwane tą samą siłą?

     Odpowiecie zapewne, że nie były to pręty z tego samego materiału. I będziecie mieli całkowitą rację. Mimo iż zewnętrznie oba pręty wyglądały bardzo podobnie, różnica tkwiła w ich strukturze wewnętrznej: pierwszy pręt był bowiem wykonany z czystego aluminium, drugi zaś z materiału kompozytowego, w skrócie - kompozytu.

     Co to jest kompozyt?

     Zapewne wiecie, że rzadko stosuje się materiały w czystej postaci. Każdy ze znanych materiałów stanowi pewną mieszaninę dwu lub więcej materiałów podstawowych. Tak jest w odniesieniu do stopów metali, tworzyw sztucznych i innych materiałów. >{?      Cóż więc wyróżnia kompozyty spośród innych materiałów? Otóż kompozyty to materiały mające następujące cechy:

  1. są "mieszaniną" przynajmniej dwu materiałów różnych pod względem chemicznym,

  2. powstają w wyniku przemyślanego działania człowieka (nie występują w przyrodzie),

  3. mają właściwości, jakich nie wykazują materiały składowe,

  4. ich skład, forma i rozmieszczenie składników są "projektowane" przed wytworzeniem,

  5. są niejednorodne, jeśli spojrzeć na ich strukturę przez mikroskop (skala mikro), ale jednorodne, gdy oglądamy gołym okiem (skala makro).
     Możecie powiedzieć, że każdy materiał ma te cikhy. Ale nie będziecie mieli racji, a jeżeli to tylko częściowo. Faktycznie każdy materiał wytworzony przez człowieka ma (przynajmniej częściowo) cztery pierwsze cechy. Ale żaden, oprócz kompozytów, nie ma cechy piątej.

     Wyjaśnię to wam na przykładzie. Weźmy stop miedzi z cyną, czyli brąz. Materiał ten jest wytwarzany przez człowieka od starożytności. Ma on prawie wszystkie cechy materiału kompozytowego. Brąz jest "mieszaniną", nie występuje w przyrodzie, ma właściwości, jakich1 nie wykazują miedź i cyna; skład i forma są "projektowane" przez człowieka przed jego wytworzeniem. Nie ma on jednak cechy piątej. Oglądany gołym okiem (skala makro) jest on jednorodny. Jeżeli jednak obejrzycie go przez specjalny mikroskop o bardzo dużym powiększeniu (mikroskop metalograficzny), to zobaczycie, że jest on również jednorodny.

     Inaczej jest, gdy obejrzycie przez mikroskop kompozyt. Zobaczycie, że wystają z niego jakieś druciki zalane w materiale bqdź też szkielecik wypełniony metalem lub tworzywem sztucznym. Mogą być również cząsteczki rozmieszczone w innym materiale. W dużym uproszczeniu wygląda to jak ciasto z rodzynkami lub jak plaster miodu. Kompozyt bowiem jest złożony z osnowy i rozmieszczonego w niej składnika, zwanego komponentem umacniającym. To komponent umacniający stanowi te druciki, szkielecik bądź cząsteczki.

     Jakie materiały stosuje się do wytwarzania kompozytów?>

     Istnieje bardzo dużo materiałów, z których możemy wytwarzać kompozyty. Możliwości jest tak, dużo, że nie sposób jest przedstawić wszystkich. Dlatego też podam Wam kilka możliwych wariantów. Na przykład pokrycie skrzydła samolotu F100 wykonano z żywicy epoksydowej zbrojonej włóknami baru. Szkielet kadłuba samolotu F111 powstał z kompozytu aluminium i włókien baru. Z kolei na nadwozie samochodu Avanti użyto tworzywa sztucznego, umocnionego włóknem szklanym. Wreszcie do wytwarzania styczników elektrycznych stosuje się kompozyt miedzi wolframu. Musicie wiedzieć, że człowiek opanował dość dobrze wytwarzanie kompozytów, w których osnowa jest z tworzywa sztucznego, na przykład z żywicy epoksydowej. Kompozyty te są bardzo często stosowane jako materiał konstrukcyjny w różnych gałęziach przemysłu. Jednak przyszłość jest przed kompozytami o osnowie metalowej. Dlatego też naukowcy prowadzą intensywne badania nad tymi kompozytami, a technolodzy, opracowują metody ich wytwarzania.

     Jak wytwarza się materiały kompozytowe?

     Tak jak istnieje wiele kompozytów, tak też jest wiele możliwości ich wytwarzania. O wyborze konkretnej metody decydują takie czynniki, jak:

     - przeznaczenie produktu (na ogół nie wytwarza się kompozytów w postaci płyt, prętów, drutów, lecz w postaci gotowych części),

     - materiał osnowy i komponentu umacniającego,

     - waga i wielkość części,

     - wymagane mechaniczne własności wytwarzanego produktu.

     Aby pokazać wam, jak skomplikowane jest wytwarzanie części z materiałów kompozytowych, opiszę jedną z wielu metod.

     Na początku procesu należy przygotować włókienka metalowe o średnicy około 50 mm i długości 5 mm. Włókienka te należy oczyścić chemicznie i mechanicznie. Następnie przygotowuje się proszek osnowy. Włókienka będą stanowiły komponent umacniający, a proszek osnowę wytwarzanego kompozytu. Przygotowane składniki miesza się następnie w specjalnych urządzeniach. Tak przygotowaną mieszaninę zagęszcza się przez prasowanie w odpowiednich formach. Polega to na umieszczeniu wsadu w formie i wywieraniu nacisku z dwu stron. Nacisk wywiera się za pośrednictwem stempli. Po tych zabiegach uzyskujemy części o zaprojektowanym kształcie. Sq one jednak bardzo kruche i trzeba poddać je spiekaniu. Proces ten polega na umieszczeniu kształtek w piecu z atmosferą ochronną i wytwarzaniu ich w podwyższonej temperaturze przez ściśle określony czas. Po tym zabiegu otrzymujemy gotowe części. Nie sadźcie jednak, że przedstawiony proces jest tak prosty, jak go opisałem.

     Jest to tylko istota procesu, który praktycznie jest bardzo trudny i wymaga kontroli wielu zmiennych parametrów.

     Przyszłość przed kompozytami

     Materiały kompozytowe są już wytwarzane przez człowieka od kilku lat. Stosuje się je w wielu dziedzinach techniki, takich jak: lotnictwo, kosmonautyka, technika jądrowa i inne. Ale nie są one stosowane w takim stopniu, w jakim na to zasługują. Spowodowane to jest bardzo trudną do opanowania technologią. Dlatego też prowadzone są intensywne badania naukowe zarówno nad samymi kompozytami, jak i nad ich wytwarzaniem. A trud jest opłacalny i efekty z pewnością przekroczą oczekiwania.


Waldemar Wiśniewski


Język rosyjski kieszonkowy w podróży Język rosyjski kieszonkowy w podróży
praca zbiorowa
Bogate słownictwo ułatwi ci porozumiewanie się, strony poświęcone specyfice kraju pozwolą stawić czoła niemal każdej sytuacji. Dzięki słowniczkowi zawierającemu użyteczne wyrazy i zwroty staniesz się wytrawnym rozmówcą... » zobacz więcej


   


Wasze komentarze:
 Jl: 09.11.2012, 14:30
 nie polecam, po pierwsze jest różnica miedzy własności a właściwosci, poza tym wystepuja w przyrodzie,,, a kości? drewno?
 patryk1995: 19.03.2012, 15:22
 Ciekawie
 ht: 06.01.2012, 12:19
 Rzeczywiście: - "własności"? chyba właściwości - materiały kompozytowe nie występują w przyrodzie? Jasne
 technolog: 04.05.2011, 12:19
 bełkot. Autor nie ma pojęcia o czym pisze.
 Studentka: 24.04.2009, 17:29
 Nie wiem kim jest autor tekstu, ale ja - jako studentka Politechniki na specjalizacji silnie związanej z inżynierią materiałową - wprowadziłabym do artykułu kilka istotnych zmian - ogólnie nie polecam tego materiału jako wiarygodnego źródła informacji - a szkoda:(
 xxx: 10.01.2009, 07:42
 św. o. Pio (1887 - 1968): "Niech ci Maryja przemieni w radość wszystkie cierpienia."
 
(1)


Autor

Treść




[ Powrót ]
 
Daj plusika:
[ Strona główna ]
 Partnerzy medialni:

O stronie... | Ogłoszenia | Konkurs | Wspomóż nas | Polityka Prywatności | Reklama | Kontakt

© 2001-2017 Pomoc Duchowa
Portal tworzony w Diecezji Warszawsko-Praskiej