KOMPOZYTY

1. Wiadomości ogólne:
Kompozyt jest to tworzywo powstałe przez połączenie różnych materiałów, z których jeden wiążący
stanowi osnowę, a inne służą jako wzmocnienie. Materiały wzmacniające mogą być w postaci
włóknistej, warstwowej lub ziarnistej. W efekcie końcowym otrzymuje się materiał, którego własności
(najczęściej mechaniczne) są niemożliwe do osiągnięcia w przypadku składników wyjściowych.
Kompozyty można klasyfikować wg rodzaju i kształtu fazy umacniającej oraz rodzaju osnowy:

−

kompozyty umacniane cząsteczkami ziarnistymi,

−

kompozyty umacniane włóknami, które mogą być ciągłe lub cięte, a w zależności od

kierunku ułożenia równoległe, nierównoległe lub mieszane,

−

kompozyty warstwowe – laminaty, gdzie osnowę stanowi żywica syntetyczna a wzmocnienie

warstwy papieru, drewna, tkanin.

2. Kompozyty włókniste:

a. rodzaje włókien:

−

metalowe: stal nierdzewna, molibden, wolfram, beryl, stopy,

−

ceramiczne: szkło, azbest, glin, tlenki tytanu, cyrkonu, krzemu,

−

pierwiastki niemetaliczne: węgiel, bor, krzem,

−

tworzywa sztuczne: nylon, kevlar,

−

węglikowe: SiC, Moc, TiC,

−

związki międzymetaliczne: Al

2

Cu, Ni

3

Nb,

−

złożone: włókna wolframowe pokryte borem, węglikami tytanu, molibdenu, krzemu lub tzw.

borsic składający się z włókna wolframowego pokrytego borem i SiC.

b. rodzaje osnowy w kompozytach włóknistych:

−

osnowa metalowa:



ze stopów lekkich stosowane jako materiały konstrukcyjne w przemyśle lotniczym i

rakietowym



z metali trudno topliwych i odpornych na korozję gazową (np. Ni-W-Cr-Al.-Ti) na łopatki

turbin gazowych

−

osnowa ceramiczna: np.: cement, gips, szkło, porcelana, tlenek glinu, tlenek uranu stosowane

w budownictwie (eternit, żelazo-beton) lub jako elementy pracujące w podwyższonych lub
wysokich temperaturach

−

osnowa polimerowa: żywice epoksydowe, poliestrowe lub fenolowo-formaldehydowe,

charakteryzują się lekkością, wytrzymałością i elastycznością

c. Kombinacje włókno-osnowa

d. metody wytwarzania kompozytów włóknistych:
Metody wytwarzania są dostosowane do specyfiki włókien i osnowy. Ważne jest aby włókna nie
pokryte materiałem osnowy nie stykały się ze sobą. W przypadku osnowy z tworzyw sztucznych
stosuje się: zalewanie włókien ciekłą żywicą, nanoszenie pędzlem, wytłaczanie, natryskiwanie. W
przypadku osnowy metalowej lub ceramicznej (gips cement): zalewanie, natryskiwanie, nasycanie
kapilarne lub infiltrację ciśnieniową. Można stosować zwalcowywanie folii z włóknami równoległymi

1

między nimi. Przez wyciskanie można otrzymać kompozyt drut stalowy-osnowa aluminiowa. Metody
specjalne (kompozyty używane np. na łopatki turbin)

e. zastosowanie kompozytów włóknistych:

−

transport, budownictwo, przemysł maszynowy, zbrojeniowy, elektrotechnika, elektronika,

przemysł spożywczy, chemiczny

−

wytwarza się z nich: płyty, profile, rury, koła zębate, osłony, kabiny, kioski, kadłuby łodzi i

statków, elementy samolotów i szybowców, rakiet formy do prasowania, pierścienie
uszczelniające, pokrycia dachowe, zbiorniki, sprzęt sportowy.

3. Kompozyty warstwowe:

−

metale z naniesioną na powierzchnię warstwę wierzchnią (poprzez natryskiwanie plazmowe,

napawanie, wtapianie laserowe, elektrolizę) mającą na celu zwiększenie odporności na
ścieranie lub korozję. Powszechne jest również platerowanie metali w celu np. zwiększenia
odporności na korozję

−

bimetale, powstające przez zwalcowanie lub platerowanie wybuchowe dwóch różnych

stopów. Można tutaj zaliczyć bimetaliczne termoregulatory, łożyska ślizgowe bimetaliczne
(napiekanie brązu na taśmę stalową), taśmy cierne (sprzęgła, hamulce)

−

laminaty typu sklejka czy płyty pilśniowe laminowane tworzywem sztucznym

−

„bezpieczne szyby” powstające przez sklejenie tafli szklanych warstwą polimeru

−

kompozyty warstwowe typu „plaster miodu”

4. Kompozyty ziarniste:

−

spieki metalowe lub ceramiczno-metalowe (węgliki spiekane, cermetale, materiały cierne,

elektryczne, styki elektryczne, węglikostale)

−

kompozyty o osnowie z tworzyw sztucznych, zawierające cząstki metalowe (teflon z brązem

na łożyska ślizgowe)

−

kompozyty o osnowie z tworzyw sztucznych z fazą niemetalową (polimer z ziarnami piasku

na formy odlewnicze)

2