Kompositmaterial

Michael ska köpa ett nytt tält. Det här har tältstänger av aluminium, och det här har stänger av glasfiber. Hmm ... Michael vet att aluminium är en lätt metall, men vad är glasfiber för något? Glasfiber är ett material som består av extremt tunna trådar av glas, omgivna av en polymer.

De två materialen har helt olika fysikaliska och kemiska egenskaper. Glastrådarna är hårda och styva, men väldigt spröda, medan polymerer vanligtvis är mjuka och böjliga. När glastrådarna och polymeren kombineras, håller polymeren ihop glastrådarna. Polymeren gör materialet flexibelt och lätt, och enkelt att forma som man vill. Glastrådarna förstärker polymeren, och gör materialet styvare och starkare.

Materialet som de bildar – glasfiber – har kvar egenskaper som styrka, styvhet, elasticitet och låg vikt, medan andra egenskaper som sprödhet eliminerats. Det är därför glasfiber ofta används för att tillverka inte bara tältstänger, utan även bildelar, flygplansdelar och mycket mer. Glasfiber är ett exempel på ett kompositmaterial. Kompositmaterial, eller kompositer, är blandningar av två eller flera olika material. Minst ett av materialen är i form av fibrer, flagor eller stänger, som är ingjutna i ett annat material – en matris.

Matrisen håller ihop fibrerna, och fibrerna fungerar som förstärkning för matrisen. Materialen har inte löst sig i varandra, och de har inte bildat en kemisk förening. De förblir åtskilda ämnen, och behåller sina ursprungliga egenskaper. Andra vanliga exempel på kompositmaterial är betong armerad med stålstänger, kolfiberförstärkt plast, och plywood. Även om kompositer kan vara tekniskt avancerade, är kompositmaterial ingen modern uppfinning; människor tillverkade dem redan på forntiden! Arkeologer har hittat uråldriga murstenar av gyttja och lera förstärkta med växtdelar, som gräs eller halm.

Växtfibrerna ingjutna i matrisen av lera gjorde de här murstenarna starkare, så att de kunde bära upp större tyngd än murstenar som bara bestod av lera. Många kompositmaterial är framtagna och tillverkade av människor, men inte alla. Ditt skelett är ett exempel på en naturlig komposit! Benen består av långa proteinfibrer – kollagen, i en matris av hårda kristaller av kalciumhaltiga mineraler. Kristallerna gör dina ben hårda och styva – men spröda, medan kollagenet gör dem mer elastiska och tåliga.

Tillsammans gör de benen tillräckligt styva för att hålla upp din kropp, och tillräckligt elastiska för att inte brytas av så lätt. Kompositer är kombinationer av två eller flera material. Vart och ett av materialen behåller sina ursprungliga egenskaper. Tillsammans gör de egenskaperna att kompositmaterialet är bättre lämpat för en viss uppgift än vad beståndsdelarna skulle vara var för sig.