Apakah bahan komposit?
Bahan komposit ialah gabungan dua atau lebih bahan berbeza yang digabungkan untuk menghasilkan bahan baharu dengan sifat yang dipertingkatkan. Bahan ini, yang dikenali sebagai juzuk atau fasa, boleh berbeza dari segi komposisi kimia, sifat fizikal dan strukturnya. Konstituen biasanya dirujuk sebagai matriks dan tetulang.
Bahan matriks bertindak sebagai pengikat atau pelekat, memegang bahan tetulang bersama-sama. Ia menyediakan struktur, memindahkan tegasan, dan melindungi tetulang. Bahan matriks biasa termasuk polimer (seperti resin epoksi atau poliester), logam (seperti aloi aluminium atau titanium), atau seramik.
Bahan tetulang, sebaliknya, memberikan kekuatan tambahan, kekakuan atau sifat lain yang diingini kepada komposit. Tetulang biasanya dalam bentuk gentian, zarah, atau kepingan dan tertanam dalam bahan matriks. Bahan tetulang biasa termasuk gentian karbon, gentian kaca, gentian aramid atau gentian semula jadi seperti buluh atau rami.
Dengan menggabungkan bahan yang berbeza ini, komposit boleh mempamerkan sifat unggul berbanding dengan juzuk individu. Beberapa kelebihan bahan komposit termasuk nisbah kekuatan-kepada-berat yang tinggi, rintangan kakisan yang sangat baik, rintangan hentaman, kestabilan terma dan fleksibiliti reka bentuk.
Bahan komposit mendapat aplikasi dalam pelbagai industri, termasuk aeroangkasa, automotif, pembinaan, marin, peralatan sukan dan banyak lagi. Ia digunakan untuk mengeluarkan produk seperti komponen pesawat, alat ganti kereta, bot, bilah turbin angin, barangan sukan dan elemen infrastruktur, antara lain.
Apakah kelebihan menggunakan bahan komposit?
Menggunakan bahan komposit menawarkan beberapa kelebihan berbanding bahan tradisional seperti logam dan plastik. Beberapa kelebihan utama bahan komposit termasuk:
Nisbah Kekuatan-ke-Berat Tinggi: Bahan komposit terkenal dengan nisbah kekuatan-ke-beratnya yang luar biasa. Ia ringan namun mempamerkan kekuatan dan kekakuan yang tinggi, menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana pengurangan berat badan adalah penting tanpa menjejaskan integriti struktur. Kelebihan ini amat ketara dalam industri seperti aeroangkasa, automotif dan peralatan sukan.
Fleksibiliti Reka Bentuk: Bahan komposit menawarkan pereka dan jurutera kebebasan yang lebih besar dari segi bentuk, bentuk dan penyesuaian. Mereka boleh dibentuk menjadi geometri yang kompleks, membolehkan penciptaan struktur yang rumit dan cekap. Fleksibiliti ini membolehkan pengoptimuman untuk keperluan prestasi khusus, yang membawa kepada reka bentuk yang inovatif dan fungsi yang lebih baik.
Sifat Mekanikal yang Disesuaikan: Sifat mekanikal bahan komposit boleh disesuaikan untuk memenuhi keperluan aplikasi tertentu. Dengan memilih jenis gentian tetulang, bahan matriks, dan gabungannya yang berbeza, komposit yang terhasil boleh mempamerkan sifat yang diingini seperti kekuatan tegangan, kekakuan, keliatan atau rintangan hentaman.
Rintangan Kakisan: Tidak seperti logam, bahan komposit sememangnya tahan kakisan. Ia tidak berkarat atau terhakis apabila terdedah kepada kelembapan, bahan kimia atau keadaan persekitaran yang teruk. Harta ini memanjangkan jangka hayat struktur atau komponen yang diperbuat daripada komposit dengan ketara, mengurangkan kos penyelenggaraan dan penggantian.