Kako kompozitni materijali promovišu razvoj gradova

Matrični materijali kompozitnih materijala podeljeni su u dve kategorije: metalni i nemetalni. Najčešće korišćene metalne podloge su aluminijum, magnezijum, bakar, titanijum i njihove legure. Nemetalne podloge uglavnom uključuju sintetičku smolu, gumu, keramiku, grafit, ugljenik i tako dalje. Materijali za ojačavanje uglavnom uključuju staklena vlakna, ugljenična vlakna, borova vlakna, aramidna vlakna, silicijum-karbidna vlakna, azbestna vlakna, brkove i metal.
Među kompozitnim materijalima, materijali ojačani vlaknima su najviše korišćeni i najkorišćeniji. Karakteriše ga mala specifična težina, velika specifična čvrstoća i specifični modul. Na primer, kompozitni materijali od ugljeničnih vlakana i epoksidne smole imaju specifičnu snagu i specifični modul nekoliko puta veći od čelika i legura aluminijuma. Takođe imaju odličnu hemijsku stabilnost, smanjenje trenja, otpornost na habanje, samopodmazivanje, otpornost na toplotu, otpornost na zamor i puzanje, smanjenje buke, električnu izolaciju i druga svojstva. Kompozit grafitnog vlakna i smole može dobiti materijal sa koeficijentom toplotnog širenja skoro jednakim nuli. Još jedna karakteristika materijala ojačanih vlaknima je anizotropija, tako da se raspored vlakana može dizajnirati prema zahtevima čvrstoće različitih delova dela. Kompozitni materijal na bazi aluminijuma ojačan karbonskim vlaknima i silicijum karbidnim vlaknima i dalje može održati dovoljnu čvrstoću i modul na 500°C. Silicijum karbidna vlakna i kompozit od titanijuma ne samo da poboljšavaju otpornost na toplotu titanijuma, već i otpornost na habanje i mogu se koristiti kao lopatice ventilatora motora. Vlakna od silicijum karbida su kombinovana sa keramikom, a radna temperatura može da dostigne 1500 ℃, što je mnogo više od radne temperature (1100 ℃) lopatica turbine od super legure. Ugljenik ojačan karbonskim vlaknima, ugljenik ojačan grafitnim vlaknima ili grafit ojačan grafitnim vlaknima predstavljaju materijal otporan na ablaciju i korišćen je u svemirskim letelicama, raketama, projektilima i reaktorima atomske energije. Zbog svoje male gustine, nemetalni matrični kompozitni materijali mogu smanjiti težinu, povećati brzinu i uštedeti energiju kada se koriste u automobilima i avionima. Kompozitna lisnata opruga napravljena od mešavine ugljeničnih vlakana i staklenih vlakana ima istu krutost i nosivost kao čelična lisnata opruga koja je više od 5 puta teža.