Веома различити материјали
Композитни материјали се разликују од конвенционалних материјала по томе што композитни делови садрже две различите компоненте - влакна и матричне материјале (најчешће полимерне смоле) - који остају одвојени када се комбинују, али у интеракцији формирају нови материјал чија својства се не могу предвидети једноставним додавањем особина његових компоненте.
У ствари, једна од главних предности комбинације влакна/смоле је њена комплементарност. Танка стаклена влакна, на пример, имају релативно високу затезну чврстоћу, али се лако оштећују. Насупрот томе, већина полимерних смола има слабу затезну чврстоћу, али су веома чврсте и савитљиве. Међутим, када се комбинују влакна и смола, они могу надокнадити међусобне слабости, стварајући материјал који је далеко кориснији од било које појединачне компоненте.
Структурна својства композита углавном потичу од арматуре влакнима. Комерцијални композити за велика тржишта, као што су аутомобилски делови, бродови, роба широке потрошње и индустријски делови отпорни на корозију, обично се праве од дисконтинуалних, насумично оријентисаних фибергласа или континуалних, али неоријентисаних облика влакана.
Првобитно развијени за тржиште војног ваздухопловства, напредни композити, који имају боље перформансе од традиционалних конструкцијских метала, сада се налазе у комуникационим сателитима, авионима, спортској роби, транспорту, тешкој индустрији и енергетском сектору за истраживање нафте и гаса и изградњу ветротурбина.
Композити високих перформанси добијају своје структурне карактеристике од континуираних, оријентисаних материјала за ојачање влакнима високе чврстоће -- најчешће од угљеничних влакана, арилполиамидних влакана или стаклених влакана -- у матрици која побољшава обрадивост и побољшава механичка својства као што су крутост и хемијска отпорност.
Оријентација влакана се може контролисати, што је фактор који може побољшати перформансе у било којој примени. На пример, у композитним осовинама за голф палице, влакна од бора и угљеника су оријентисана под различитим угловима унутар композитне осовине, способна да у потпуности искористе своје карактеристике чврстоће и крутости и издрже оптерећења обртног момента и вишеструке силе савијања, компресије и затезања.
Стаклена влакна
Велика већина влакана која се користе у индустрији композита су стаклена. Фиберглас је најстарији и најчешћи материјал за ојачање који се користи у већини апликација на крајњем тржишту (са авиоиндустријом која је важан изузетак) за замену тежих металних компоненти.
Фиберглас је тежи и мање крут од карбонских влакана, следећег најчешћег материјала за ојачање, али је отпорнији на ударце и има веће издужење при ломљењу (односно, растеже се у већој мери пре лома). Може се добити широк спектар карактеристика и нивоа перформанси у зависности од врсте стакла, пречника филамента, хемије премаза (која се назива "димензионирање") и облика влакана.
Стаклени филаменти се испоручују у облику снопова који се називају нити, који су скуп непрекидних стаклених филамената.
Ровинг је обично сноп неуплетених нити омотаних попут конца око великог калема. Једнострани ровинг се састоји од непрекидног низа више стаклених филамената који се протежу дуж дужине. Ровинг са више крајева садржи дугачке, али не потпуно непрекидне нити које се додају или испуштају у поређаном распореду током намотавања. Предиво је скуп праменова уплетених заједно.
Влакна високих перформанси
Угљенична влакна – далеко најчешће коришћена влакна у апликацијама високих перформанси – направљена су од различитих система прекурсора, укључујући полиакрилонитрил (ПАН), рајон и асфалт. Прекурсорска влакна се хемијски третирају, загревају и растежу, а затим карбонизирају да би се произвела влакна високе чврстоће. Прво карбонско влакно високих перформанси на тржишту направљено је од рајонских прекурсора.
Данас су полиакрилонитрилна влакна и влакна на бази асфалта заменила вештачка влакна у већини примена. Карбонска влакна на бази пан-а су најсвестранија. Они нуде невероватан спектар својстава, укључујући одличну снагу и високу крутост. Асфалтна влакна су направљена од битумена од нафте или катрана од угља и имају високу до екстремно високу крутост и низак до негативног аксијалног коефицијента топлотног ширења (ЦТЕ). Њихове ЦТЕ карактеристике су посебно корисне у апликацијама свемирских летелица које захтевају управљање топлотом, као што су кућишта електронских инструмената.
Иако су јача од стаклених или арамидних влакана, карбонска влакна не само да су мање отпорна на ударце, већ и подлежу галванској корозији када дођу у контакт са металом. Произвођачи превазилазе последњи проблем коришћењем заштитних материјала или слојева вела (обично стаклопластике/епоксида) током процеса ламината.
Основни облик влакана угљеничних влакана високих перформанси је непрекидни сноп влакана који се назива сноп филамента. Сноп карбонских влакана састоји се од хиљада непрекидних, неуплетених филамената, број филамената представљен бројем праћеним "К", што значи помножено са 1,000 (на пример, 12К значи да је број филамената 12,000). Гроздови се могу директно користити у процесима као што су намотавање филамента или пултрусионо обликовање или се могу претворити у једносмерне траке, тканине и друге ојачане облике.
