Qu'est-ce qu'un matériau composite?

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Anonim

Un composite est créé en combinant différents matériaux pour en créer un nouveau. Un exemple rudimentaire serait de mélanger de la boue et de la paille et de les transformer en briques pour en faire des briques d’adobe. Il faut deux matériaux qui, en eux-mêmes, ne seraient généralement pas utilisés aux mêmes fins que lorsqu'ils sont combinés en un matériau composite pour la construction. Dans les métiers de la construction, le béton serait un composite légèrement plus complexe de pierre mélangée avec du ciment. Si vous ajoutez du ré-barre (des tiges d'acier robustes), il devient un composite triphasé qui ajoute à la fois force et flexibilité. En ingénierie, un ingénieur peut concevoir quelque chose soumis à certaines contraintes qui nécessitent l'utilisation d'un matériau composite (soit parce qu'un matériau conventionnel ne peut pas supporter les contraintes imposées, soit qu'il peut être trop lourd pour le but pour lequel il a été conçu).

Les composites sont polyvalents

Faites un bond en avant du ciment vers l’industrie aérospatiale. De nombreux avions à réaction et avions sont fabriqués à partir de matériaux composites plus solides et plus légers que les matériaux qui les composent. Le nouveau Boeing 787 Dreamliner, par exemple, utilisera 50% de matériaux composites, ce qui réduira son poids global de 12%. Cela est important en raison de la solidité accrue et du poids inférieur permettant à l’avion d’utiliser moins de carburant. L'un des exemples les plus connus de composite dans le monde du vol est le bombardier B-2 ou Stealth. Le corps est conçu pour détourner le radar de la détection et le corps et des parties des ailes sont recouverts d’un matériau composite absorbant le radar, le rendant ainsi pratiquement indétectable.

Écologique

De nombreux composites sont constitués de chutes ou de sous-produits de matériaux qui n'auraient pas d'autre utilisation, ou une utilisation limitée. Le bois de rebut et la poussière d'une scierie en sont un bon exemple. Les scieries vendent la sciure de bois et les déchets de bois à des entreprises qui mélangent la poussière et de petits morceaux de bois avec un liant pour produire du bois comprimé. Le bois compressé est utilisé principalement de deux manières. Sans placage, il est utilisé pour construire des pièces de mobilier qui ne sont pas visibles dans le produit fini. Il est généralement utilisé comme support de pièces pour renforcer l’intégrité structurelle. Le bois compressé avec placage peut être utilisé sur des parties de meubles visibles à l’extérieur. Le produit fini est moins cher que les meubles entièrement composés de morceaux de bois. Il existe d'autres exemples de déchets, allant de la sciure de bois à la nourriture, qui auraient été jetés à un moment donné, mais qui ont trouvé des utilisations en tant que matériau composite.

Les composites peuvent se briser sans se rompre

En d'autres termes, certains composites sont constitués de divers brins de matériau liés qui permettraient à un ou plusieurs des brins ou même des faisceaux de brins de se rompre sans porter atteinte à l'intégrité structurelle globale du matériau. Des matériaux composites avancés tels que les plastiques renforcés de fibres de carbone (PRFC) sont appliqués à de nombreuses structures d'aéronefs afin d'améliorer les performances et de gagner du poids. Le composite est composé de brins (fils) de fibres, puis mélangés, chauffés et compressés pour former une aile d’avion, son corps ou son nez. Si, pour une raison quelconque, le cisaillement du vent, par exemple, certains des brins se détachent du stress, les brins restants restent intacts. Pareil pour les paquets entiers, qui sont renforcés avec encore d'autres paquets. Il faudrait une force catastrophique pour faire échouer tous les brins de tous les faisceaux. Le PRFC est conçu intentionnellement pour de tels événements.

Autour de la maison

Vous savez que le revêtement en aluminium est devenu jaune pâle depuis que vous avez acheté votre maison en 1963 (quand le revêtement en aluminium est devenu populaire et était uniquement fait d'aluminium)? Il existe maintenant un composite qui mélange la mousse de polyuréthane à l'aluminium. N'importe quelle couleur peut être ajoutée et ne se décolore pas. Il offre l'avantage d'une meilleure isolation pour la maison, car le polyuréthane est mélangé à l'air, formant des poches d'air qui servent d'isolant.

Vert et vert

L'une des dernières utilisations des matériaux recyclés a été l'avènement du composite bois-plastique recyclé pour les produits de construction tels que les terrasses, les cadres de portes et fenêtres, les clôtures et les moulures extérieures. Les fabricants affirment que le nouveau bois-plastique est plus durable que le bois traité avec un produit de préservation et récupèrent la sciure de bois et les déchets plastiques contenant du polyéthylène haute densité (PVC).