51吃瓜

1. Definizzjoni

Il-materjali komposti huma materjali ?odda ffurmati bl-ottimizzazzjoni u l-kombinazzjoni ta’ proprjetajiet differenti tal-komponenti tal-materjal bl-u?u ta’ tekniki avvanzati ta’ preparazzjoni tal-materjal. Id-definizzjoni ?enerali ta’ materjali komposti te?tie? li ji?u ssodisfati l-kundizzjonijiet li ?ejjin:

(i) Il-materjali komposti g?andhom ikunu artifi?jali u ddisinjati u mmanifatturati skont il-?ti?ijiet tan-nies;

(ii) Il-materjali komposti g?andhom ikunu mag?mulin minn ?ew? komponenti materjali jew aktar b’proprjetajiet kimi?i u fi?i?i differenti, ikkombinati fil-forma, proporzjon u distribuzzjoni ddisinjati, b’interfaces ?ari bejn kull komponent;

(iii) G?andha disinjabilità strutturali u tista' tintu?a g?ad-disinn tal-istruttura komposta;

(iv) Il-materjali komposti mhux biss i?ommu l-vanta??i tal-prestazzjoni ta’ kull materjal komponent, i?da wkoll jiksbu prestazzjoni komprensiva li ma tistax tinkiseb minn materjal komponent wie?ed permezz tal-komplementarjetà u l-korrelazzjoni tal-prestazzjoni ta’ kull komponent.

Il-materjali tal-matri?i ta’ materjali komposti huma maqsuma f’?ew? kategoriji: metalli?i u mhux metalli?i. Sustrati tal-metall u?ati b’mod komuni jinkludu l-aluminju, il-manje?ju, ir-ram, it-titanju, u l-ligi tag?hom. Sustrati mhux metalli?i jinkludu prin?ipalment re?ini sinteti?i, gomma, ?eramika, grafit, karbonju, e??. Il-materjali ewlenin ta’ rinfurzar jinkludu fibra tal-??ie?, fibra tal-karbonju, fibra tal-boron, fibra tal-aramid, fibra tal-karbur tas-silikon, fibra tal-asbestos, whiskers, u metalli.

2. Klassifikazzjoni

Il-materjali komposti huma ta?lita. G?andha rwol sinifikanti f’?afna oqsma, u ssostitwixxiet ?afna materjali tradizzjonali. Il-materjali komposti jinqasmu f’materjali komposti tal-metall g?al materjali komposti tal-metall, materjali mhux tal-metall g?al materjali komposti tal-metall, u materjali mhux tal-metall g?al materjali komposti mhux tal-metall skont il-kompo?izzjoni tag?hom. Skont il-karatteristi?i strutturali tag?ha, tista’ tinqasam aktar fi:

\9312; Materjali komposti rinfurzati bil-fibra. Kompo?iti diversi materjali rinfurzati bil-fibri fil-materjal tal-matri?i. B?al plastik rinfurzat bil-fibra, metalli rinfurzati bil-fibra, e??.

\9313; Materjali komposti laminati. Kompost minn materjali tal-wi?? u materjali tal-qalba bi proprjetajiet differenti. Normalment, il-materjal tal-wi?? g?andu sa??a g?olja u huwa rqiq; Il-materjal ewlieni huwa ?afif u g?andu sa??a baxxa, i?da g?andu ?ertu ebusija u ?xuna. Hija maqsuma f’?ew? tipi: sandwich solidu u sandwich tal-g?asel.

Materjali komposti ?bub fin. Iddistribwixxi b’mod uniformi parti?elli iebsin fin fil-matri?i, b?al ligi msa??a bid-dispersjoni, ?eramika tal-metall, e??.

Materjali komposti ibridi. Kompost minn ?ew? materjali ta’ fa?i ta’ rinfurzar jew aktar im?allta f’materjal ta’ fa?i ta’ matri?i wa?da. Meta mqabbel ma’ materjali komposti ta’ fa?i wa?da rinfurzata ordinarji, is-sa??a tal-impatt, is-sa??a tal-g?eja u s-sa??a tal-ksur tag?ha titjibu b’mod sinifikanti, u g?andha proprjetajiet spe?jali ta’ espansjoni termali. Divi?a f’ibridi fis-saff intern, ibridi fis-saff intern, ibridi fis-sandwi??, ibridi fis-saff intern/intersaff, u materjali komposti super ibridi.

Il-materjali komposti jistg?u jinqasmu prin?ipalment f’?ew? kategoriji: materjali komposti strutturali u materjali komposti funzjonali.

Il-materjali strutturali komposti huma materjali u?ati b?ala strutturi li j?orru t-tag?bija, li huma ba?ikament mag?mulin minn elementi ta’ rinfurzar li jistg?u jifil?u t-tag?bijiet u l-elementi tal-matri?i li jistg?u jg?aqqdu l-elementi ta’ rinfurzar f’materjal s?i? filwaqt li jittra?mettu wkoll il-forzi. It-tis?i? jinkludi diversi tipi ta’ ??ie?, ?eramika, karbonju, polimeri, metalli, kif ukoll fibri naturali, drappijiet, whiskers, folji, u parti?elli, filwaqt li l-matri?i jinkludu polimeri (re?ini), metalli, ?eramika, ??ie?, karbonju, u siment. Diversi materjali strutturali komposti jistg?u jkunu mag?mulin minn a?enti u matri?i ta’ rinforz differenti, u jissej?u wara l-matri?i u?ata, b?al materjali komposti bba?ati fuq il-polimeru (re?ina). Il-karatteristika tal-materjali strutturali komposti hija li jistg?u ji?u ddisinjati g?all-g?a?la tal-komponenti skont ir-rekwi?iti tal-istress tal-materjal waqt l-u?u, u aktar importanti, id-disinn tal-istruttura komposta jista’ jitwettaq ukoll, ji?ifieri, id-disinn tal-arran?ament ta’ rinfurzar, li jista’ ra?onevolment jissodisfa l-?ti?ijiet u jiffranka l-materjali.

Il-materjali komposti funzjonali huma ?eneralment mag?mulin minn komponenti funzjonali tal-?isem u komponenti tal-matri?i. Il-matri?i mhux biss g?andha rwol fil-formazzjoni tal-kompo?izzjoni s?i?a, i?da tista’ tipprodu?i wkoll funzjonijiet siner?isti?i jew rinforzanti. Materjali komposti funzjonali jirreferu g?al materjali komposti li jipprovdu proprjetajiet fi?i?i g?ajr proprjetajiet mekkani?i. Pere?empju, il-konduttività, is-superkonduttività, is-semikonduttur, il-manjeti?mu, il-pie?oelettriku, l-umdità, l-assorbiment, it-tra?missjoni, il-frizzjoni, l-ilqug?, ir-ritardanza tal-fjamma, ir-re?istenza g?as-s?ana, l-assorbiment tal-?oss, l-i?olazzjoni, e??. jenfasizzaw ?ert Kollettivament imsemmija b?ala materjali komposti funzjonali. Il-materjali komposti funzjonali huma prin?ipalment mag?mulin minn korpi funzjonali, korpi rinforzanti, u matri?i. Korpi funzjonali jistg?u jkunu mag?mulin minn materjal funzjonali wie?ed jew aktar. Materjali komposti multifunzjonali jista’ jkollhom funzjonijiet multipli. Sadanittant, huwa possibbli wkoll li ji?u ??enerati funzjonijiet ?odda min?abba effetti komposti. Materjali komposti multifunzjonali huma d-direzzjoni tal-i?vilupp ta’ materjali komposti funzjonali.

Il-materjali komposti jistg?u jinqasmu wkoll f’?ew? kategoriji: u?ati b’mod komuni u avvanzati.

Materjali komposti komuni b?all-??ie? tal-fibra huma mag?mulin minn rinforzi ta’ prestazzjoni baxxa b?al fibri tal-??ie? u polimeri ordinarji g?oljin (re?ini). Min?abba l-prezz baxx tieg?u, intu?a b’mod wiesa’ f’diversi oqsma b?all-bastimenti, il-vetturi, il-pajpijiet kimi?i u t-tankijiet tal-??in, l-istrutturi tal-bini, u t-tag?mir sportiv.

Materjali komposti avvanzati jirreferu g?al materjali komposti mag?mulin minn polimeri re?istenti g?as-s?ana ta’ prestazzjoni g?olja b?all-fibra tal-karbonju u l-aramid. G?alkemm g?andhom prestazzjoni e??ellenti, il-prezzijiet tag?hom huma relattivament g?oljin, l-aktar u?ati fl-industrija tad-difi?a, l-ajruspazju, makkinarju ta’ pre?i?joni, submersibbli tal-ba?ar fond, komponenti strutturali tar-robots, u tag?mir sportiv ta’ kwalità g?olja.

3. Applikazzjoni

L-oqsma ewlenin ta’ applikazzjoni ta’ materjali komposti huma:

_;Il-kamp tal-ajruspazju. Min?abba l-istabbiltà termali tajba tag?hom, sa??a spe?ifika g?olja, u ebusija, jistg?u jintu?aw materjali komposti g?all-manifattura ta’ ?wiena? u korpi ta’ quddiem tal-in?enji tal-ajru, antenni bis-satellita u l-istrutturi ta’ appo?? tag?hom, ?wiena? u qoxra ta?-?elloli solari, qoxra kbira tal-vetturi ta’ varar, qoxra tal-magna, komponenti strutturali tal-shuttle spazja

L-industrija tal-karozzi. Min?abba l-karatteristi?i spe?jali li jnaqqsu l-vibrazzjoni tal-materjali komposti, jistg?u jnaqqsu l-vibrazzjoni u l-istorbju, ikollhom re?istenza tajba g?all-g?eja, ikunu fa?li biex jissewwew wara l-?sara, u huma fa?li biex jiffurmaw b’mod ?enerali. G?alhekk, jistg?u jintu?aw g?all-manifattura ta’ korpi tal-karozzi, komponenti li j?orru t-tag?bija, xaftijiet ta’ tra?missjoni, immuntar tal-

Fl-oqsma tal-manifattura tal-kimika, tat-tessuti u tal-makkinarju. Materjal mag?mul minn fibra tal-karbonju u matri?i tar-re?ina b’re?istenza tajba g?all-korru?joni, li jista’ jintu?a g?all-manifattura ta’ tag?mir kimiku, magni tat-tessuti, magni tal-karta, kopjaturi, g?odod tal-magni b’velo?ità g?olja, strumenti ta’ pre?i?joni, e??.

\9315; Qasam mediku. Il-materjali komposti tal-fibra tal-karbonju g?andhom proprjetajiet mekkani?i e??ellenti u n-nuqqas ta’ assorbiment tar-ra??i X, u jistg?u jintu?aw g?all-manifattura ta’ magni medi?i tar-ra??i X u stents ortopedi?i. Il-materjali komposti tal-fibra tal-karbonju g?andhom ukoll bijokompatibbiltà u kompatibbiltà mad-demm, stabbiltà tajba fl-ambjenti bijolo?i?i, u jintu?aw ukoll b?ala materjali bijomedi?i. Barra minn hekk, jintu?aw ukoll materjali komposti g?all-manifattura ta’ tag?mir sportiv u b?ala materjali tal-bini.

4. Materjal kompost modifikat tal-fosfat ta?-?irkonju

F’dawn l-a ??ar snin, in-nanokompositi b’saffi ta’ polimeri/inorgani?i attiraw attenzjoni mifruxa min?abba l-proprjetajiet e??ellenti tag?hom f’diversi aspetti. B?alissa, kien hemm ?afna studji dwar in-nanokompositi ta’ materjali b’saff inorganiku b?al montmorillonite u attapulgite bil-polimeri, i?da hemm relattivament ftit ri?erka dwar in-nanokompositi tal-polimer/fosfat ta?-?irkonju.

Il-laminat α-ZrP g?andu struttura stabbli u jista’ j?omm laminat relattivament stabbli anke wara l-introduzzjoni tal-mistieden fis-saff ta’ bejn is-saffi. G?andu wkoll kapa?it à kbira ta’ skambju ta’ joni u karatteristi?i proporzjon ta’ aspett kontrollabbli u distribuzzjoni tad-daqs tal-partikuli dejqa, li jag?mluha adatta g?all-preparazzjoni ta’ nanokompositi inorgani?i polimeri?i/saffi. Biex ji?died l-ispazju bejn is-saffi tal-fosfat ta?-?irkonju, ti?i promossa d-delaminazzjoni tieg?u fil-matri?i tal-polimer, u tissa??a ? il-kompatibbiltà bejn is-saffi tal-fosfat ta?-?irkonju u l-matri?i tal-polimer, hija me?tie?a modifika organika ta’ a-ZrP. α - ZrP ?eneralment ji?i modifikat b’amini molekulari ?g?ar jew alko?oli permezz ta’ - reazzjonijiet ta’ protonazzjoni OH jew irbit ta’ idro?enu ?ewwa u barra s-saffi tag?hom, u jista’ wkoll ji?i intersalat ma’ molekuli kbar. Madankollu, min?abba l-ispazju bejn is-saffi ?g?ar, huwa diffi?li li ji?u intersalati direttament molekuli kbar, u normalment je?tie? appo?? minn qabel ta’ molekuli ?g?ar qabel ma jinbidlu ma’ molekuli kbar.

Imlu?a kwaternarji tal-ammonju b’katina twila (DMA-CMS) ?ew sintetizzati bl-u?u ta’ octadecyldimethylamine (DMA) u p-chloromethylstyrene (CMS). Imbag?ad il-fosfat ta?-?irkonju kkurat b’mod organiku kien im?allat ma’ PS biex jipprepara n-nanokompositi tal-fosfat ta?-?irkonju modifikat b’mod organiku, u l-istruttura u l-proprjetajiet tag?hom ?ew studjati.

L-anali?i XRD turi li DMA-CMS tal-mel? tal-ammonju kwaternarju b’katina twila huwa relattivament fa?li li jidda??al bejn is-saffi ta’ α - ZrP wara l-appo?? minn qabel tal-metilamina. Wara l-interkalizzazzjoni, id-distanza bejn is-saffi tal-fosfat ta?-?irkonju ti?died minn 0.8 nm g?al 4.0 nm, u l-effett tal-interkalizzazzjoni huwa sinifikanti. Il-materjal nanokompo?itorju ppreparat bl-estrazzjoni b’kamin doppju ta’ ZrP DMA-CMS modifikat fosfat ta?-?irkonju (ZrP DMA-CMS) u PS jespandi aktar l-ispazju bejn is-saffi minn 4.0 nm g?al 4.3 nm meta mqabbel ma’ ZrP DMA-CMS, b’xi polistiren jid?ol fis-saff bejn is-saffi tal-fosfat ta?-?irkonju.

Anali?i mekkanika turi li meta l-kontenut tal-fosfat ta?-?irkonju jkun ta’ 1%, is-sa??a tat-tensjoni, il-modulu elastiku, it-titwil fil-ksur, u s-sa??a tal-impatt tan-nanokompositi tal-fosfat ta?-?irkonju modifikat organiku ji?diedu b’4%, 21%, 8%, u 43%, rispettivament. I?da bi?-?ieda fil-kontenut tal-fosfat ta?-?irkonju, is-sa??a tat-tensjoni, il-modulu elastiku, it-titwil fil-ksur, u s-sa??a tal-impatt tan-nanokompositi juru xejra ’l isfel, u s-sa??a, ir-ri?idità, u l-ebusija tal-materjal jibdew jonqsu. I?-?ieda ta’ ammont xieraq ta’ ?irkonju fosfat organiku modifikat ZrP DMA-CMS g?andha ?ertu effett ta’ tis?i? u tis?i? fuq PS.