Treść wykładów
Rys historyczny - rozwój idei tworzenia materiałów kompozytowych. Naturalne a sztuczne materiały złożone. Analiza pojęcia kompozytu na podstawie wielu charakterystycznych przykładów. Własności materiału złożonego w porównaniu z jego składnikami. Materiały kompozytowe jako jedna z podstawowych grup materiałów. Nawiązanie do podziału materiałów i ogólnej charakterystyki głównych grup materiałów ze wskazaniem najistotniejszych cech. Koncepcja tworzenia materiału złożonego. Cechy charakterystyczne kompozytów i wynikający z nich podstawowy podział materiałów kompozytowych, obszernie ilustrowany przykładami ( obiekty rzeczywiste + fotografie mikro i makrostruktur kompozytów). Kompozyty mikroskopowe: wzmacniane dyspersyjne, wzmacniane cząstkami. Kompozyty mikroskopowe wzmacniane włóknami. Charakterystyka fazy wzmacniającej oraz osnowy. Efekty sposobów wzmacniania materiału. Transmisja obciążenia w materiale kompozytowym. Wpływ rodzaju, udziału objętościowego. kształtu i orientacji elementów wzmacniających na własności kompozytu. Kompozyty makroskopowe. analiza typowych przykładów. Efekty zastępowania odpowiednich elementów konstrukcyjnych z materiałów klasycznych materiałami kompozytowymi. Ogólne zasady projektowania materiałów kompozytowych oraz przewidywania ich własności. Główne technologie stosowane przy otrzymywaniu materiałów kompozytowych. Metody pośrednie (np. zalewanie, nasycanie, metody przeróbki plastycznej, metalurgia proszków, osadzenie elektrolityczne itd.). Metody bezpośrednie ( np. krystalizacja kierunkowa) - techniki wytwarzania w stanie stałym, ciekłym i in situ. Najważniejsze zastosowanie kompozytów.
Ćwiczenia laboratoryjne
Materiały złożone w naturze. Analiza struktury drewna ( sosna, osika jako drewno miękkie; bambus, trawy oraz jawor, dąb jako drewno twarde) . Identyfikacja celulozy i ligniny. Analiza struktury kości ( kość cielęca, kość ptaka) - obserwacja zmienności struktury kości zależnie od jej funkcji. Identyfikacja kolagenu (osnowy) wzmocnionego włóknami hydrokryapatytu. Badanie i określanie różnych typów kompozytów ( o osnowie polimerowej, ceramicznej, metalicznej i półprzewodnikowej). Identyfikacja podstawowych typów materiałów kompozytowych: kompozyty makroskopowe, kompozyty mikroskopowe: wzmacniane dyspersyjne, wzmacniane cząstkami, wzmacniane włóknami ( obserwacje mikroskopowe przekrojów poprzecznych i wzdłużnych oraz przełomów). Analiza wpływu rodzaju włókien, ich udziału w kompozycie oraz ich ułożenie na własności kompozytu. (Obserwacje mikroskopowe - próba rozciągania). Wpływ orientacji i koncentracji włókien w kompozycie na własności kompozytu. Kompozyty uzyskiwane metodami pośrednimi (np. zalewanie, przeróbki plastycznej, metalurgii proszków). Kompozyty metalowe otrzymywane drogą krystalizacji kierunkowej stopów eutektycznych (in situ). Analiza wpływu parametrów krystalizacji na strukturę i własności kompozytu.