Samengestelde materialen zijn geavanceerde materialen die worden gevormd door middel van kunstmatige samengestelde processen twee of meer bestanddelen met verschillende fysische en chemische Het gebruik van een materiaal als matrix (bv. hars, metaal of keramisch), terwijl het andere functioneert als versterkingsfase (bv. vezel of deeltjes).

Het fundamentele concept achter samengestelde materialen is de voordelige eigenschappen van afzonderlijke onderdelen te combineren en de respectieve tekortkomingen van hun onderdelen te Dit synergistische effect staat de resulterende compositie in staat om superficiele prestaties te vertonen die de oorspronkelijke materialen alleen niet kunnen bereiken.

Voornaamste toepassingsgebieden van samengestelde materialen

1. Ruimtevaart (de meest geavanceerde en eisende toepassingen)
De luchtvaartsector was tot de eerste die op grootschaal samengestelde materialen gebruikt, waardoor de belangrijke waarde ervan aantonen.
2, militaire vliegtuigen: bijvoorbeeld zijn de Amerikaanse F-22 en F-35 gevechtvliegtuigen samengestelde materialen die meer dan 30% van hun structuurgewicht vertegenwoordigen. Deze materialen worden gebruikt in primaire lastdrende onderdelen zoals vleugels, rompen en starten, waardoor bijdragen tot een aanzienlijke gewichtvermindering, verbeterde stealth-capaciteit en verbeterde maneuverbaarheid.
3, Burgerluchtvaart: Boeing 787 Dreamliner en Airbus A350 gebruiken samengestelde materialen voor meer dan 50% van hun structuuronderdelen. De belangrijkste delen zoals de rompvleugels zijn gebouwd uit koolstofvezelcomposieten. Dit leidt tot aanzienlijke gewichtsbesparingen (vermindering van het brandstofverbruik met meer dan 20%), bestand tegen metaalvermoeidheid en corrosie en tot een vermindering van het totale aantal vereiste onderdelen.

Vervoerssector

1, Automotive-industrie: Carroscomponenten: Samengestelde materialen worden gebruikt in kappen, daken, deuren, bumpers en andere carroscomponenten om lichte gewicht te bereiken, waardoor brandstof of elektriciteitsverbruik wordt verminderd.

2, structurele onderdelen: de BMW i3 en i8 series gebruiken koolstofveselversterkte passagierkabinen, waardoor een uitzonderlijk licht ontwerp wordt bereikt en de structurele integriteit behouden.

3, Functionele onderdelen: bladveren, aantreveneren, wielen en batterijen (met name voor elektrische voertuigen) profiteren van de hoge sterkte-gewichtsverhouding van composites.

4, spoorvervoer: hogesnelheidtreinen bevatten composietmaterialen in onderdelen zoals de locomotive-neusconel, lichaampanelen, interieurpanelen, zitplaatsen en sanitaire faciliteiten. Deze materialen helpen het gewicht van het voertuig te verminderen, het energieverbruik te verminderen en de geluids- en warmteisolatie te

5, Scheepsbouw: van kleine yachten en zeelbooten tot grote patrouillebatten en mijnweepers is glasvezel versterkt plastic (FRP) een hoofdmateriaal geworden in de scheepsbouw vanwege zijn weerstand tegen zeewetcorrosie, niet-magnetische eigenschappen en gemakkelijker van het gietvermogen.

Nieuwe gebieden voor energie en milieubescherming
1, Windkracht: Windturbineblemen vormen een van de meest succesvolle toepassingen van samengestelde materialen. Grote bladen (meer dan 80 meter lengte) zijn voornamelijk gemaakt van glasvezels of koolstofvezels, waarvan uitzonderlijke sterkte, stijheid en vermoeidheidsbestandheid vereisen.

2, fotovoltaïcs: zonnepaneelbackbladen en ondersteunstructuren worden vaak vervaardigd uit samengestelde materialen om langdurige duurzaamheid en weerbestandheid onder buitenomstandigheden te waarborgen.

3, hogedrukvaten: gascilinders voor het opslaan van compristreerd aardgas (CNG) en waterstof (H₂) hebben gewoonlijk een aluminium- of polymeer- binnenvleer die met koolstof of glazvezel zijn verpakt. Dit ontwerp combineert licht gewicht en hoge sterkte, waardoor hogedrukgassen veilig kunnen worden beschermd.

Sport- en vrijetijdsproducten

Dit is een van de meest herkenbare toepassingsgebieden voor samengestelde materialen voor het grote publiek. Het gebruik ervan heeft de prestaties van sportapparatuur aanzienlijk verbeterd.

Rakketten: Tennis- en badmintonraketten profiteren van koolstofveselcomposieten, die een superieure elasticiteit en schokabsorptie bieden.

Watersport: Surfborden, kayaks, paddlebords en zeilmassen worden gewoonlijk gemaakt van samengestelde materialen vanwege hun lichte en duurzame eigenschappen.

Fijwielen: High-end fietsramen zijn gewoonlijk gebouwd uit koolstofvezelcomposieten, waardoor optimale licht- en stijfheid

Bouwtechniek en infrastructuur
1, Structuurversterking: koolstofvezelplaten of platen worden breed gebruikt voor het arteren en repareren van betonstructuurconstructies zoals bruggen, gebouwen en tunnels. Deze materialen bieden hoge sterkte, gemakkelijkheid van installatie en minimale impact op de structuurafmetingen.

2, Bouwmaterialen: Samengestelde materialen worden gebruikt om dekoratieve panelen, skylichten, koeltoren, watertanks (bv. FRP-tanks) en voorbeeldbadkamers te vervaardigen.

3, innovatieve structuren: samengestelde materialen worden vaak gebruikt bij de bouw van grote bouwdaken en membraanstructuren.

4, Elektronica en elektrische toepassingen
Drukte circuitplaten (PCB's): het substratiemateriaal (bv. FR-4) is een samengesteld van glasvezelweefsel en epoxyhars, waarbij uitstekende isolatie en mechanische sterkte biedt.

Samengestelde materialen dienen als "skelet" en "spier" van de moderne industrie. De breedte en diepte van de toepassing ervan zullen de traject van de toekomstige technologische en maatschappelijke ontwikkeling blijven vormen.