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Avantages et inconvénients de polymère Composites

Les polymères composites sont constitués de fibres noyées dans une matrice en matière plastique élastique. La fibre fournit la force, ou le renforcement, pour le matériau composite, et la matrice fournit le support. Les matériaux composites se produisent dans la nature. Le bois est un matériau composite constitué par la cellulose naturelle comme la fibre et de la lignine en tant que matrice. Composites polymères sont légers et résistent à la chaleur et à la corrosion meilleure que les plastiques conventionnels ou des composites naturels. Ils ont d'abord été développés dans les années 1940 pour des applications militaires et aérospatiales.

  1. Fibre

    • Le verre et les fibres naturelles telles que la paille, le jute et le chanvre ont fourni renfort pour matériaux de matrice depuis les temps anciens. Les premières composites polymères développés dans les années 1940 utilisées des fibres de verre et de carbone. Bore en poudre, le nitrure de bore et polyaramide fibres tels que Kevlar sont utilisés comme renfort pour matériaux de haute performance tels que les coques d'avions. Le bore et polyaramides forment des structures moléculaires à longue chaîne qui fournissent la résistance de la fibre.

    • Matrice

      • Thermodurcis et thermoplastiques sont des matériaux de matrice. Thermodurcis sont des matières plastiques qui fixent de manière irréversible quand chimiquement durci ou vulcanisé. Des exemples sont la résine époxy et du caoutchouc vulcanisé. Ces matériaux présentent une résistance élevée à la chaleur. Thermoplastiques sont des matériaux qui se liquéfient lorsqu'il est chauffé et mis comme le verre lorsqu'il est refroidi. Celluloïds, les acryliques et les polyesters sont des exemples.

      Force




      • Les matériaux naturels sont orthotrope, ce qui signifie qu'ils sont plus forts dans une direction que l'autre. Composites polymères peuvent être fabriqués pour être isotrope - possédant une force égale dans toutes les directions - ou orthotrope. Haute résistance à la traction est le principal avantage d'un composite polymère. Fibres polyaramide sont cinq fois plus forte que l'acier sur une base poids pour poids. Leur inconvénient est qu'ils ont une faible résistance à la compression et peuvent se casser facilement.

      Poids et résilience

      • Composites de polymères sont des matériaux légers offrant un avantage pour les coques d'avions et des bicyclettes carrosserie. Véhicules utilitaires lourds et militaires utilisent des composites dans les deux systèmes de moteur et de transmission carrosserie et. Les systèmes de transport en commun dans les trains, les métros et les autobus utilisent composites pour les plafonds, les murs, les planchers et les sièges. Les composites polymères ont une haute résistance à la corrosion chimique et aux rayures. Leur résilience à l'eau de mer et la rouille est un avantage lorsqu'il est utilisé dans des bateaux ou d'autres embarcations de fabrication.

      Propriétés matérielles

      • Il ya une compréhension limitée des propriétés des matériaux de composites polymères sur un niveau micro et moléculaire. La résine doit envelopper la fibre entièrement à l'intérieur du composite. Dans le cas contraire, la résistance du matériau est réduite. Micro-mécanique les propriétés du composite à l'interface entre la résine et de la fibre sont également pas bien compris.

      Coût

      • Le coût de composites polymères peut emporter un grand nombre de leurs avantages. Les matériaux de pointe nécessitent des procédures de conception et de traitement coûteux. Personnel de l'entreprise ont besoin de formation supplémentaire pour les produire. Le processus de production peut exiger des garanties environnementales santé supplémentaire et. Propriétés particulières du matériau doivent justifier le coût de leur conception et de production.

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