Avantages et inconvénients des composites polymères
Contenu
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 matières plastiques ou composites conventionnels naturels. Ils ont d`abord été mis au point dans les années 1940 pour des applications militaires et de l`aérospatiale.
Fibre
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Verre et fibres naturelles telles que la paille, le jute et le chanvre ont fourni des renforts pour matériaux de matrice depuis les temps anciens. Les premiers composites polymères développés dans les années 1940 utilise des fibres de verre et de carbone. poudre de bore, le nitrure de bore et des fibres polyaramides tels que le Kevlar sont utilisés comme renforcement pour des matériaux de haute performance tels que des coques d`avions. Le bore et les polyaramides forment des structures moléculaires à longue chaîne qui fournissent la résistance de la fibre.
Matrice
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Thermodurcissables et thermoplastiques sont des matériaux de matrice. Thermodurcis sont des matières plastiques qui fixent de manière irréversible lorsque chimiquement durcie ou vulcanisée. Des exemples sont la résine époxy et du caoutchouc vulcanisé. Ces matériaux ont une résistance à la chaleur. Les thermoplastiques sont des matériaux qui se liquéfient quand il est chauffé et fixé 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 un sens qu`un autre. composites polymères peuvent être fabriqués de façon à être isotrope - possédant une force égale dans toutes les directions - ou orthotrope. résistance élevée à la traction est le principal avantage d`un composite polymère. les fibres de polyaramide sont cinq fois plus fort 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.
Le poids et la résilience
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les composites de polymères sont des matériaux légers qui fournissent un avantage pour les coques d`avions et de carrosserie de bicyclette. véhicules militaires lourds et produits utilisent des composites dans les deux carrosseries et de moteurs et systèmes de transmission. Les systèmes de transport en commun dans les trains, les métros et les bus utilisent des composites pour les plafonds, les murs, les planchers et les sièges. composites polymères présentent une résistance élevée à la corrosion chimique et aux rayures. Leur résistance à l`eau de mer et la rouille est un avantage lorsqu`il est utilisé dans des bateaux ou autres fabrication artisanale marine.
Propriétés matérielles
Il y a une compréhension limitée des propriétés du matériau de composites de polymère à 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. sont également pas bien compris micromécaniques les propriétés à l`interface entre la résine et les fibres du composite.
Coût
Le coût des composites polymères peut l`emporter beaucoup de leurs avantages. Les matériaux de pointe nécessitent des procédures de conception et de traitement coûteux. le personnel de l`entreprise ont besoin de formation supplémentaire pour les produire. Le processus de production peut exiger des garanties santé et l`environnement supplémentaire. propriétés particulières du matériau doivent justifier le coût de leur conception et de la production.