用于建筑,工程和其他類似應(yīng)用的復(fù)合材料是通過將兩種或多種材料組合在一起而形成的,以使各成分仍可區(qū)分且未完全混合。一個(gè)例子是混凝土,其使用水泥作為結(jié)合材料以及諸如礫石之類的骨料作為增強(qiáng)材料。在許多情況下,由于涉及三個(gè)元素,混凝土將鋼筋用作第二種鋼筋,使其成為三相復(fù)合材料。
為了節(jié)省資金或出于生態(tài)原因,建筑商通常選擇復(fù)合材料,例如這種復(fù)合磚。
這種類型的材料利用了其不同元素的不同強(qiáng)度和能力。例如,對(duì)于泥漿和稻草磚,泥漿是一種極好的粘結(jié)材料,但它經(jīng)不起壓縮和作用力。另一方面,秸稈能夠很好地承受壓縮而不會(huì)碎裂或破裂,因此它可增強(qiáng)泥漿的粘合作用。數(shù)千年來,人類一直在創(chuàng)造復(fù)合材料來制造更堅(jiān)固,更輕的物體。
大多數(shù)復(fù)合材料使用兩種成分:粘合劑或基質(zhì)和增強(qiáng)材料。增強(qiáng)材料更堅(jiān)固,更硬,形成一種主干,而基體則將增強(qiáng)材料保持在固定位置。粘合劑也保護(hù)增強(qiáng)材料,該增強(qiáng)材料可能是脆的或易碎的,例如在長(zhǎng)玻璃纖維與塑料結(jié)合使用以制造玻璃纖維的情況下。通常,復(fù)合材料具有出色的可壓縮性和良好的拉伸強(qiáng)度,使其在各種情況下都具有通用性。
從天井到飛機(jī),建造任何東西的工程師都會(huì)著眼于他們的建造所承受的獨(dú)特壓力。溫度,外力以及水或化學(xué)腐蝕的極端變化都在需求評(píng)估中得到考慮。例如,在制造飛機(jī)時(shí),工程師需要輕巧,堅(jiān)固的材料,這些材料可以在飛機(jī)表面進(jìn)行絕緣和保護(hù)乘客。如果飛機(jī)外殼上出現(xiàn)小裂紋,則由純金屬制成的飛機(jī)可能會(huì)發(fā)生災(zāi)難性的故障。另一方面,一種集成增強(qiáng)材料(例如玻璃纖維,石墨和其他混合材料)將更堅(jiān)固,并且在涉及湍流的情況下在應(yīng)力點(diǎn)處破裂的可能性較小。
許多復(fù)合材料制成層狀或?qū)訝?,并在塑料或其他類似的粘合劑層之間夾有編織纖維增強(qiáng)材料。這些材料具有可模壓的優(yōu)點(diǎn),例如在玻璃纖維船的船體中。復(fù)合材料已經(jīng)使許多行業(yè)發(fā)生了革命性變化,特別是航空工業(yè),其中更高質(zhì)量的材料的發(fā)展使公司能夠制造更大,更好的飛機(jī)。
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