Kompozity - COLY

Prejsť na obsah

Hlavná ponuka:


Typický a pravdepodobne najdynamickejšie sa rozvíjajúcou skupinou nových materiálů sú polyméry a kompozitá na ich báze. Polymérne materiály, laické označenie živice a plasty či umelé hmoty, sa v masovej miere začali využívať v 50. rokoch. Ak však do živice či plastu pridáme výstuž vo forme vláken, ktoré majú vysokú tuhosť, pevnosť a teplotnú stabilitu, získame úplne novú skupinu materiálov kombinujúcich mechanické vlastnosti výstuže s ľahkosťou spracovania polymérov. Táto skupina materiálov sa nazýva vláknové polymérne kompozitá či vláknové kompozitá s polymérnymi matricami alebo všeobecne

LAMINÁTY.

     To čím sú zaujímavé  je množstvo veľmi výhodných vlastností, akými sú predovšetkým nízka hustota v porovnaní s oceľou či hliníkom, veľmi široký interval pevností a tuhostí v porovnaní s tradičnými materiálmi. Veľkou prednosťou je i nekorozivnosť, odolnosť proti opotrebeniu, minimálna tepelná vodivosť, elektroizolačné vlastnosti, prakticky nulový útlm elektromagnetických vĺn a vysoký útlm zvukových vĺn. Ďalšími atraktívnymi výhodami ponúkanými kompozitami sú prednosti ekonomické a výrobne spracovateľské.

V praxi je treba okrem výhod starostlivo zvážiť i prípadné nevýhody kompozitov. Niektoré z nich nie sú skutočnými nevýhodami, skôr vyjadrujú významnú odlišnosť od tradičných materiálov. Medzi také „nevýhody“ patrí i fakt, že vo vetšine prípadov je kompozitní materiál vyrábaný v jednom kroku s konečným produktom, čo je u tradičnej konštrukčnej ocele veľmi ľahké a podstatne to zjednodušuje optimalizáciu a spoľahlivosť konštrukčných postupov.  
Plasty, ktoré majú vetšinu týchto atribútov, boli v dôsledku svojich obmedzených mechanických vlastností doposiaľ použiteľné len tam, kde netvorili nosnú časť konštrukcie. Polymérne kompozitá sa svojim spektrom vlastností vyrovnajú tradičným materiálom a sú teda použiteľné i pri výrobe nosných prvkov. Najväčšieho rozšírenia dosiahli kompozitá, v ktorých sú pojivom organické živice a výstuhami sú rôzne typy keramických/anorganických vláken.
Aj tie najjednoduchšie kompozitá, ako je polyesterová živica vystužená sklenenými ručne kladenými vláknami a rohožami, ponúkajú nízku mernú hmotnosť, vysokú pevnosť pri statickom i dynamickom namáhaní a vynikajúcu odolnosť voči pôsobeniu korozívneho prostredia, nízku tepelnú vodivosť, elektrickú nevodivosť a zanedbateľný útlm elektromagnetického žiarenia.
Predtým, než konštruktéri a projektanti príjmu vláknové kompozitá (keďže je vetšina výstuže vo forme sklenených vláken, používa sa označení GRP, z anglického „glass reinforced plastics“, obecnejšie je označenie FRC z anglického „fiber reinforced composites“).
            Tvarová variabilita ponúkaná kompozitami nie je v  mnoho prípadoch za použitia tradičných materiálov (oceľ, hliník, atd.) vôbec možná. Výnimkou sú aplikácie, kedy GRP poskytujú súbor vlastností tradičným materiálom nedostupné:
- vynikajúcu odolnosť proti korózii v širokom spektre agresívnych prostredí
- nízka merná hmotnosť (4x  ľahšie než oceľ)
- ľahká údržba
- vysoká tvarová komplexnosť relatívne ľahko dosiahnuteľná
- vynikajúce tepelné a elektrické izolačné vlastnosti
- zanedbateľné straty elektromagnetického žiarenia (kryty telekomunikačných a radarových antén)
- ľahké prefarbenie v objemu, možná priesvitnosť, ľahké úpravy povrchu
- malý odpor prúdenia tekutín (pri aplikáciách v trubkách).

V porovnaní s klasickou mäkkou oceľou majú jednoduché GRP polyester/sklo vyššiu pevnosť a nižší modul pružnosti.

Chovanie sa kompozitných dielcov je v rôznych smeroch rôzne a rôzna je aj odolnosť proti rôznym typom namáhania (tlak, ťah, šmyk). Tento typ problémov vyžaduje od konštruktéra často netradičné riešenia. Je potrebné koordinovať v bežnej praxi doposiaľ veľmi autonómne činnosti - konštrukcia, výber materiálu, technológiu výroby materiálu s technológiou montáže výrobku.

Lom vláknových kompozitov má, z hľadiska ich úbytkovej nosnej schopnosti, krehký charakter bez plastických deformácií, takže vetšina FRC majú vyššiu húževnatosť v porovnaní s kovmi. Pre ilustráciu je možné uviesť porovnanie schopností cestných zvodidiel vyrobených z oceli a z GRP. Pri rázovom namáhaní absorbovalo kompozitné zvodidlo do lomu o 80% mechanickej energie viac než oceľové.

      

 
Návrat na obsah | Návrat do hlavnej ponuky