En løst defineret komposit er en kombination af to eller flere forskellige materialer, der resulterer i et overlegent (ofte stærkere) produkt. Mennesker har skabt kompositter i tusinder af år for at bygge alt fra enkle krisecentre til detaljerede elektroniske apparater. Mens de første kompositter blev lavet af naturlige materialer som mudder og halm, dannes dagens kompositter i et laboratorium fra syntetiske stoffer. Uanset deres oprindelse er kompositter det, der har gjort livet, som vi kender det muligt.
En kort historie
Arkæologer siger, at mennesker har brugt kompositter i mindst 5.000 til 6.000 år. I det gamle Egypten blev mursten lavet af mudder og halm til at omslutte og forstærke trækonstruktioner såsom fort og monumenter. I dele af Asien, Europa, Afrika og Amerika bygger oprindelige kulturer strukturer ud fra wattle (planker eller strimler af træ) og daub (en sammensætning af mudder eller ler, halm, grus, kalk, hø og andet stoffer).
En anden avanceret civilisation, mongolerne, var også pionerer i brugen af kompositter. Fra og med 1200 A.D. begyndte de at opbygge forstærkede buer af træ, knogler og naturligt klæbemiddel, pakket med bjørkebark. Disse var langt mere magtfulde og præcise end enkle træbuer, hvilket hjalp Genghis Khans mongolske imperium med at sprede sig over Asien.
Den moderne æra med kompositter begyndte i det 20. århundrede med opfindelsen af tidlig plast såsom Bakelite og vinyl samt konstruerede træprodukter som krydsfiner. En anden vigtig komposit, Fiberglas, blev opfundet i 1935. Det var langt stærkere end tidligere kompositter, kunne støbes og formes og var ekstremt let og holdbart.
Anden verdenskrig fremskyndede opfindelsen af endnu flere råolie-afledte kompositmaterialer, hvoraf mange stadig er i brug i dag, herunder polyester. I 1960'erne blev introduktionen af endnu mere sofistikerede kompositter, såsom Kevlar og carbon fiber.
Moderne sammensatte materialer
I dag er brugen af kompositter har udviklet sig til almindeligt at inkorporere en strukturfiber og en plast, dette er kort kendt som Fiber Reinforced Plastics eller FRP. Ligesom halm giver fiberen strukturen og styrken af kompositten, mens en plastpolymer holder fiberen sammen. Almindelige typer fibre anvendt i FRP-kompositter inkluderer:
- Glasfiber
- Kulfiber
- Aramidfiber
- Borfiber
- Basaltfiber
- Naturfiber (træ, hør, hamp osv.)
I tilfælde af glasfiberhundreder af tusinder af små glasfibre samles sammen og holdes stift på plads af en plastpolymerharpiks. Almindelige plastharpikser anvendt i kompositter inkluderer:
- Epoxy
- Vinyl Ester
- polyester
- Polyurethan
- Polypropylen
Almindelige anvendelser og fordele
Det mest almindelige eksempel på en komposit er beton. Ved denne anvendelse tilvejebringer strukturel stålarmeringsmateriale styrken og stivheden til betonen, mens den hærdede cement holder armeringsjernet stille. Rebar alene ville bøje for meget, og cement alene ville let revne. Når de kombineres til dannelse af en komposit, dannes der imidlertid et ekstremt stift materiale.
Det sammensatte materiale, der oftest er forbundet med udtrykket "komposit", er fiberforstærket plast. Denne type komposit anvendes i vid udstrækning i vores daglige liv. Almindelige dagligdags anvendelser af fiberarmerede plastkompositter inkluderer:
- Aircraft
- Både og marine
- Sportsudstyr (golfskaft, tennisracket, surfbræt, hockeystokke osv.)
- Automotive komponenter
- Vindmølleblade
- Rustning
- Byggematerialer
- Vandrør
- Broer
- Værktøjshåndtag
- Stiger skinner
Moderne kompositmaterialer har en række fordele i forhold til andre materialer, såsom stål. Det vigtigste er måske, at kompositter er meget lettere i vægt. De modstår også korrosion, er fleksible og modstandsdygtige mod tænder. Dette betyder igen, at de kræver mindre vedligeholdelse og har en længere levetid end traditionelle materialer. Kompositmaterialer gør biler lettere og derfor mere brændstofeffektive, gør karosseripanser mere modstandsdygtige over for kugler og laver turbineblade, der kan modstå belastningen ved høje vindhastigheder.
Kilder
- BBC News personale. "Kevlar opfinder Stephanie Kwolek dør." BBC.com. 21. juni 2014.
- Institut for Energipersonale. "Top 9 ting, som du ikke vidste om kulfiber." Energy.gov. 29. marts 2013.
- Royal Society of Chemistry personale. "Kompositmaterialer." RSC.org.
- Wilford, John Noble. "Gendannelse af en mudder-mursten til en afdød egyptisk konge." NYTimes.com. 10. januar 2007.