Kuidas komposiitmaterjalid edendavad linnade arengut

Komposiitmaterjalide maatriksmaterjalid jagunevad kahte kategooriasse: metallist ja mittemetallist. Tavaliselt kasutatavad metallsubstraadid on alumiinium, magneesium, vask, titaan ja nende sulamid. Mittemetallilised substraadid hõlmavad peamiselt sünteetilist vaiku, kummi, keraamikat, grafiiti, süsinikku ja nii edasi. Tugevdusmaterjalide hulka kuuluvad peamiselt klaaskiud, süsinikkiud, boorkiud, aramiidkiud, ränikarbiidkiud, asbestkiud, vurrud ja metall.
Komposiitmaterjalidest on kiudtugevdatud materjalid enim kasutatud ja enim kasutatud. Seda iseloomustab väike erikaal, suur eritugevus ja erimoodul. Näiteks süsinikkiust ja epoksüvaigust komposiitmaterjalidel on eritugevus ja erimoodul mitu korda suurem kui terasel ja alumiiniumisulamitel. Neil on ka suurepärane keemiline stabiilsus, hõõrdumise vähendamine, kulumiskindlus, isemäärimine, kuumakindlus, väsimuskindlus ja roome, mürasummutus, elektriisolatsioon ja muud omadused. Grafiitkiu ja vaigu komposiit võib saada materjali, mille soojuspaisumistegur on peaaegu võrdne nulliga. Kiudtugevdatud materjalide teine ​​omadus on anisotroopsus, nii et kiudude paigutust saab kujundada vastavalt detaili erinevate osade tugevusnõuetele. Süsinikkiu ja ränikarbiidkiuga tugevdatud alumiiniumipõhine komposiitmaterjal suudab säilitada piisava tugevuse ja mooduli 500 °C juures. Ränikarbiidi kiud ja titaankomposiit ei paranda mitte ainult titaani kuumakindlust, vaid ka kulumiskindlust ning neid saab kasutada mootori ventilaatori labadena. Ränikarbiidkiud on kombineeritud keraamikaga ja töötemperatuur võib ulatuda 1500 ℃-ni, mis on palju kõrgem kui supersulamist turbiinilabade töötemperatuur (1100 ℃). Süsinikkiuga tugevdatud süsinik, grafiitkiuga tugevdatud süsinik või grafiitkiuga tugevdatud grafiit on ablatsioonikindel materjal ja seda on kasutatud kosmoseaparaatides, rakettides, rakettides ja aatomienergia reaktorites. Madala tiheduse tõttu võivad mittemetallist maatrikskomposiitmaterjalid vähendada kaalu, suurendada kiirust ja säästa energiat, kui neid kasutatakse autodes ja lennukites. Süsinikkiu ja klaaskiu segust valmistatud komposiitlehtvedrul on sama jäikus ja kandevõime kui terasest lehtvedrul, mis on üle 5 korra raskem.