Module 5: Niet-metallische materialen: Composieten

Binnen de verschillende materiaalklassen zijn er duidelijke beperkingen in de gebruikseigenschappen van de materialen, zoals mechanische sterkte en taaiheid, fysische (bvb. densiteit) en thermische eigenschappen (bvb. maximale gebruikstemperatuur). De gebruiksgrenzen van de materialen kunnen verplaatst worden via de vervaardiging van composietmaterialen die hun beste eigenschappen combineren en tegelijkertijd nadelige aspecten (gedeeltelijk) elimineren.

In de moderne technologie worden (nieuwe) materialen ontwikkeld door het samenbrengen van materialen uit de verschillende materiaalklassen. Dat gebeurt op basis van de kennis van de wisselwerking tussen de eigenschappen van de gebruikte materialen, hun relatieve hoeveelheden in de composiet, de geometrie en de verdeling van de deelnemende fasen, relatieve oriëntatie van de verstevigende deeltjes of vezels, ...

In deze module worden de verschillende klassen composieten met elkaar vergeleken, worden de verschillende verstevigingsmechanismen toegelicht en wordt er een reeks voorbeeldberekeningen uitgevoerd. Er wordt ingegaan op het elastisch gedrag van de composieten, met bijzondere aandacht voor de breuk- en faalfenomenen die kunnen optreden. Tenslotte komen de productieprocessen voor composietmaterialen aan bod. Het geheel wordt met voorbeelden uit de praktijk toegelicht.

Structuur en gedrag van composieten

• Met deeltjes en met vezels versterkte composieten
• Vezelfase en matrixfase
• Invloed van vezellengte, -concentratie, -oriëntatie en -patroon
• Mechanisch gedrag: elastisch, plastisch, breukgedrag

Productie en verwerking van composieten

• Vezels voor composieten: soorten, productie, eigenschappen
• Typische matrixmaterialen voor composieten: soorten, productie, eigenschappen
• Voorbeeldberekeningen voor ontwerpen van composieten
• Metaal-matrix composieten
• Composieten met keramische matrix
• Schadefenomenen in composieten
• Productieprocessen voor composietmaterialen