مادة مركبة

تم اقتراح تقسيم هذه المقالة إلى مقالات بعنوان صب الأوتوكلاف ، وصب نقل الراتينج ، وصب كيس الضغط ، وصب نقل الراتينج الخفيف . ( مناقشة ) ( نوفمبر 2020 )

المادة المركبة (وتسمى أيضًا مادة مركبة أو مختصرة إلى مركب ، وهو الاسم الشائع) هي مادة يتم إنتاجها من مادتين مكونتين أو أكثر. ^[1] تتمتع هذه المواد المكونة بخصائص كيميائية أو فيزيائية مختلفة بشكل ملحوظ ويتم دمجها لإنشاء مادة ذات خصائص مختلفة عن العناصر الفردية. داخل الهيكل النهائي، تظل العناصر الفردية منفصلة ومتميزة، مما يميز المركبات عن المخاليط والمحاليل الصلبة . تسمى المواد المركبة ذات أكثر من طبقة مميزة بالصفائح المركبة .

تشمل المواد المركبة الهندسية النموذجية ما يلي :

• الخرسانة المسلحة والبناء
• الخشب المركب مثل الخشب الرقائقي
• المواد البلاستيكية المقواة ، مثل البوليمر المقوى بالألياف أو الألياف الزجاجية
• مركبات المصفوفة الخزفية ( مصفوفات سيراميكية ومعدنية مركبة )
• مركبات المصفوفة المعدنية ^[2]
• وغيرها من المواد المركبة المتقدمة

هناك أسباب مختلفة يمكن من خلالها تفضيل المواد الجديدة. ومن الأمثلة النموذجية المواد الأقل تكلفة والأخف وزناً والأقوى أو الأكثر متانة عند مقارنتها بالمواد الشائعة، فضلاً عن المواد المركبة المستوحاة من الحيوانات والمصادر الطبيعية ذات البصمة الكربونية المنخفضة. ^[3]

في الآونة الأخيرة، بدأ الباحثون أيضًا في تضمين الاستشعار والتشغيل والحوسبة والاتصال بشكل نشط في المواد المركبة، ^[4] والتي تُعرف باسم المواد الروبوتية . ^[5]

تُستخدم المواد المركبة عمومًا في المباني والجسور والهياكل مثل هياكل القوارب وألواح حمامات السباحة وهياكل سيارات السباق وكبائن الاستحمام وأحواض الاستحمام وخزانات التخزين والجرانيت المقلد ومصارف وطاولات الرخام الصناعي . [ ^{6] [7]} كما يتم استخدامها بشكل متزايد في تطبيقات السيارات العامة. ^[8]

يتم تنفيذ النماذج الأكثر تقدمًا بشكل روتيني على المركبات الفضائية والطائرات في البيئات الصعبة.

كانت أقدم المواد المركبة تُصنع من القش والطين معًا لتشكيل الطوب المستخدم في تشييد المباني . وقد تم توثيق صناعة الطوب القديمة من خلال رسومات المقابر المصرية . ^[9]

يعد الطين والطين من أقدم المواد المركبة، إذ يعود تاريخه إلى أكثر من 6000 عام. ^[10] كما تعد الخرسانة مادة مركبة، وتستخدم أكثر من أي مادة صناعية أخرى في العالم. واعتبارًا من عام 2009 ^[تحديث]، يتم تصنيع حوالي 7.5 مليار متر مكعب من الخرسانة سنويًا ^[11]

• تنتج النباتات الخشبية ، سواء الخشب الحقيقي من الأشجار أو النباتات مثل النخيل والخيزران ، مواد مركبة طبيعية استخدمها البشر في عصور ما قبل التاريخ ولا تزال تستخدم على نطاق واسع في البناء والسقالات .
• الخشب الرقائقي ، 3400 قبل الميلاد، ^[12] بواسطة بلاد ما بين النهرين القديمة؛ لصق الخشب بزوايا مختلفة يعطي خصائص أفضل من الخشب الطبيعي.
• يعود تاريخ الكارتوناج ، وهي طبقات من الكتان أو البردي المنقوعة في الجص، إلى الفترة الانتقالية الأولى في مصر حوالي 2181-2055 قبل الميلاد ^[12] وكانت تستخدم في أقنعة الموت .
• لقد تم استخدام الطوب الطيني أو الجدران الطينية (باستخدام الطين مع القش أو الحصى كمادة رابطة) لآلاف السنين. ^[13]
• وصف فيتروفيوس الخرسانة ، وكتب حوالي عام 25 قبل الميلاد في كتابه "عشرة كتب عن الهندسة المعمارية" ، وميز بين أنواع المواد الخام المناسبة لإعداد ملاط ​​الجير . بالنسبة لملاط الهياكل ، أوصى بالبوزولانا ، وهي رمال بركانية من أسرّة تشبه الرمل في بوزولي ذات لون بني مصفر رمادي بالقرب من نابولي وبني محمر في روما . حدد فيتروفيوس نسبة جزء واحد من الجير إلى ثلاثة أجزاء من البوزولانا للأسمنت المستخدم في المباني ونسبة 1:2 من الجير إلى بولفيس بوتيولانوس للأعمال تحت الماء، وهي نفس النسبة المختلطة اليوم للخرسانة المستخدمة في البحر. ^{[14] أنتجت} أحجار الأسمنت الطبيعية ، بعد الحرق، أسمنتًا يستخدم في الخرسانة من عصور ما بعد الرومان حتى القرن العشرين، مع بعض الخصائص المتفوقة على أسمنت بورتلاند المصنع .
• تم استخدام الورق المعجن ، وهو عبارة عن مركب من الورق والغراء، منذ مئات السنين. ^[15]
• كان أول بلاستيك مقوى بالألياف الصناعية عبارة عن مزيج من الألياف الزجاجية والباكليت ، وقد تم تصنيعه في عام 1935 بواسطة آل سيميسون وآرثر دي ليتل في شركة أوينز كورنينج ^[16]
• أحد أكثر المركبات شيوعًا ومعروفًا هو الألياف الزجاجية ، حيث يتم تضمين ألياف زجاجية صغيرة داخل مادة بوليمرية (عادةً ما تكون إيبوكسي أو بوليستر). الألياف الزجاجية قوية نسبيًا وصلبة (ولكنها أيضًا هشة)، في حين أن البوليمر قابل للسحب (ولكنه أيضًا ضعيف ومرن). وبالتالي فإن الألياف الزجاجية الناتجة صلبة وقوية ومرنة وقابلة للسحب نسبيًا. ^[17]
• القوس المركب
• مدفع جلدي ، مدفع خشبي

الخرسانة هي المادة المركبة الاصطناعية الأكثر شيوعًا على الإطلاق وتتكون عادةً من أحجار مفكوكة (ركام) مثبتة بمصفوفة من الأسمنت . الخرسانة مادة غير مكلفة ولن تنضغط أو تتحطم حتى تحت قوة ضغط كبيرة جدًا. ^[18] ومع ذلك، لا يمكن للخرسانة أن تتحمل الأحمال الشد ^[19] (أي إذا تم تمديدها فسوف تنكسر بسرعة). لذلك، لإعطاء الخرسانة القدرة على مقاومة التمدد، غالبًا ما تتم إضافة قضبان فولاذية، يمكنها مقاومة قوى التمدد (الشد)، إلى الخرسانة لتشكيل الخرسانة المسلحة . ^[20]

تشمل البوليمرات المقواة بالألياف البوليمرات المقواة بألياف الكربون والبلاستيك المقوى بالزجاج . إذا تم تصنيفها حسب المصفوفة، فهناك مركبات ترموبلاستيكية ، أو مركبات ترموبلاستيكية قصيرة الألياف ، أو مركبات ترموبلاستيكية طويلة الألياف ، أو مركبات ترموبلاستيكية طويلة الألياف . هناك العديد من المركبات الحرارية الصلبة ، بما في ذلك الألواح المركبة الورقية . عادةً ما تتضمن العديد من أنظمة مصفوفات البوليمرات الحرارية الصلبة المتقدمة ألياف الأراميد وألياف الكربون في مصفوفة راتنج إيبوكسي . ^{[21] [22]}

مركبات البوليمر المتذكرة للشكل هي مركبات عالية الأداء، تم تركيبها باستخدام تعزيزات الألياف أو الأقمشة وراتنج البوليمر المتذكر للشكل كمصفوفة. نظرًا لاستخدام راتنج البوليمر المتذكر للشكل كمصفوفة، فإن هذه المركبات لديها القدرة على التلاعب بسهولة في تكوينات مختلفة عندما يتم تسخينها فوق درجات حرارة تنشيطها وستظهر قوة وصلابة عالية في درجات حرارة منخفضة. يمكن أيضًا إعادة تسخينها وإعادة تشكيلها بشكل متكرر دون فقدان خصائصها المادية. هذه المركبات مثالية لتطبيقات مثل الهياكل خفيفة الوزن والصلبة والقابلة للنشر؛ التصنيع السريع؛ والتعزيز الديناميكي. ^{[23] [24]}

المركبات عالية الضغط هي نوع آخر من المركبات عالية الأداء المصممة للأداء في بيئة تشوه عالية وغالبًا ما تستخدم في الأنظمة القابلة للنشر حيث يكون الانحناء الهيكلي مفيدًا. ^{[ بحاجة لمصدر ]} على الرغم من أن المركبات عالية الضغط تظهر العديد من أوجه التشابه مع البوليمرات ذات الذاكرة الشكلية، إلا أن أداءها يعتمد عمومًا على تخطيط الألياف بدلاً من محتوى الراتينج في المصفوفة. ^[25]

يمكن أن تستخدم المركبات أيضًا أليافًا معدنية تعزز معادن أخرى، كما هو الحال في مركبات المصفوفة المعدنية (MMC) ^[26] أو مركبات المصفوفة الخزفية (CMC)، ^[27] والتي تشمل العظام ( هيدروكسي أباتيت معزز بألياف الكولاجين )، والسيراميك (السيراميك والمعادن)، والخرسانة . تم بناء مركبات المصفوفة الخزفية في المقام الأول لمقاومة الكسر ، وليس للقوة. تتضمن فئة أخرى من المواد المركبة مركب النسيج المنسوج المكون من خيوط مربوطة طوليًا وعرضيًا. مركبات النسيج المنسوج مرنة كما هي في شكل قماش.

تشتمل المركبات العضوية المكونة من مصفوفة/مجمعات سيراميك على الخرسانة الإسفلتية ، والخرسانة البوليمرية ، والأسفلت المصطكي ، والهجين الأسطواني المصطكي، والمركبات السنية ، والرغوة التركيبية ، والصدف . ^[28] درع تشوبهام هو نوع خاص من الدروع المركبة المستخدمة في التطبيقات العسكرية. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

بالإضافة إلى ذلك، يمكن صياغة المواد المركبة بالحرارة البلاستيكية باستخدام مساحيق معدنية محددة مما ينتج عنه مواد تتراوح كثافتها من 2 جم/سم ³ إلى 11 جم/سم ³ (نفس كثافة الرصاص). الاسم الأكثر شيوعًا لهذا النوع من المواد هو "مركب الجاذبية العالية" (HGC)، على الرغم من استخدام "بديل الرصاص" أيضًا. يمكن استخدام هذه المواد بدلاً من المواد التقليدية مثل الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس والبرونز والنحاس والرصاص وحتى التنغستن في تطبيقات الترجيح والموازنة (على سبيل المثال، تعديل مركز ثقل مضرب التنس ) وتخميد الاهتزازات والحماية من الإشعاع. تُعد المركبات عالية الكثافة خيارًا قابلاً للتطبيق اقتصاديًا عندما تُعتبر بعض المواد خطرة ومحظورة (مثل الرصاص) أو عندما تكون تكاليف العمليات الثانوية (مثل التصنيع أو التشطيب أو الطلاء) عاملاً. ^[29]

كانت هناك العديد من الدراسات التي تشير إلى أن تداخل صفائح البوليمر المقواة بألياف الكربون الصلبة والهشة القائمة على الإيبوكسي مع صفائح البلاستيك الحراري المرنة يمكن أن يساعد في صنع مركبات شديدة الصلابة تظهر مقاومة أفضل للصدمات. ^[30] جانب آخر مثير للاهتمام لهذه المركبات المتداخلة هو أنها قادرة على امتلاك سلوك ذاكرة الشكل دون الحاجة إلى أي بوليمرات ذاكرة الشكل أو سبائك ذاكرة الشكل مثل طبقات البلسا المتداخلة بالغراء الساخن، ^[31] طبقات الألومنيوم المتداخلة مع بوليمرات الأكريليك أو بولي فينيل كلوريد ^[32] وصفائح البوليمر المقواة بألياف الكربون المتداخلة مع البوليسترين . ^[33]

المركب ذو البنية الساندويتشية هو فئة خاصة من المواد المركبة التي يتم تصنيعها عن طريق ربط جلدين رقيقين ولكن صلبين بنواة خفيفة الوزن ولكنها سميكة. تكون مادة اللب عادةً مادة منخفضة القوة، ولكن سمكها الأعلى يوفر للمركب الساندويتش صلابة انحناء عالية مع كثافة منخفضة بشكل عام . ^{[34] [35]}

الخشب مركب طبيعي يتكون من ألياف السليلوز في مصفوفة من اللجنين والهيميسليلوز . ^{[36] يشمل} الخشب الهندسي مجموعة كبيرة ومتنوعة من المنتجات المختلفة مثل لوح ألياف الخشب والخشب الرقائقي ولوح الخيوط الموجهة والخشب البلاستيكي المركب (ألياف الخشب المعاد تدويرها في مصفوفة البولي إيثيلين) والبيكريت ( نشارة الخشب في مصفوفة الجليد) والورق أو المنسوجات المشرب بالبلاستيك أو المصفح والأربوريت والفورميكا (البلاستيك) والميكارتا . تستخدم المركبات الرقائقية الهندسية الأخرى، مثل الماليت ، قلبًا مركزيًا من خشب البلسا ذي الحبوب النهائية ، الملتصق بجلود السطح من سبيكة خفيفة أو GRP. تولد هذه المواد مواد خفيفة الوزن وعالية الصلابة. ^[37]

تحتوي المركبات الجسيمية على جسيمات كمواد حشو موزعة في المصفوفة، والتي قد تكون غير معدنية، مثل الزجاج والإيبوكسي. يعتبر إطار السيارة مثالاً على المركبات الجسيمية. ^[38]

تم الإبلاغ عن مركبات بوليمرية متقدمة مطلية بالكربون الشبيه بالماس (DLC) ^[39] حيث يعمل الطلاء على زيادة كراهية السطح للماء وصلابته ومقاومته للتآكل.

المركبات المغناطيسية الحديدية، بما في ذلك تلك التي تحتوي على مصفوفة بوليمرية تتكون، على سبيل المثال، من حشو نانوي بلوري من مساحيق أساسها الحديد ومصفوفة بوليمرية. يمكن استخدام المساحيق غير المتبلورة والنانوية البلورية التي يتم الحصول عليها، على سبيل المثال، من الزجاج المعدني. يتيح استخدامها الحصول على مركبات نانوية مغناطيسية حديدية ذات خصائص مغناطيسية متحكم فيها. ^[40]

اكتسبت المواد المركبة المقواة بالألياف شعبية (على الرغم من تكلفتها العالية عمومًا) في المنتجات عالية الأداء التي يجب أن تكون خفيفة الوزن، ولكنها قوية بما يكفي لتحمل ظروف التحميل القاسية مثل مكونات الطيران ( الذيل والأجنحة وجسم الطائرة والمراوح ) وهياكل القوارب والزوارق الشراعية وإطارات الدراجات وهياكل سيارات السباق . تشمل الاستخدامات الأخرى قضبان الصيد وخزانات التخزين وألواح حمامات السباحة ومضارب البيسبول . تتكون هياكل طائرات بوينج 787 وإيرباص إيه 350 بما في ذلك الأجنحة وجسم الطائرة إلى حد كبير من المواد المركبة. ^[41] أصبحت المواد المركبة أيضًا أكثر شيوعًا في مجال جراحة العظام ، ^[42] وهي أكثر مواد عصا الهوكي شيوعًا.

يُعد المركب الكربوني مادة أساسية في مركبات الإطلاق والدروع الحرارية لمرحلة إعادة دخول المركبات الفضائية اليوم . ويُستخدم على نطاق واسع في ركائز الألواح الشمسية وعاكسات الهوائيات وأذرع المركبات الفضائية. ويُستخدم أيضًا في محولات الحمولة والهياكل بين المراحل والدروع الحرارية لمركبات الإطلاق . وعلاوة على ذلك، تستخدم أنظمة فرامل الأقراص في الطائرات وسيارات السباق مادة الكربون/الكربون ، كما تم تقديم المادة المركبة مع ألياف الكربون ومصفوفة كربيد السيليكون في المركبات الفاخرة والسيارات الرياضية .

في عام 2006، تم تقديم لوحة حمام سباحة مركبة مقواة بالألياف لحمامات السباحة الأرضية، السكنية والتجارية، كبديل غير قابل للتآكل للفولاذ المجلفن.

في عام 2007، قدمت شركة TPI Composites Inc وArmor Holdings Inc مركبة همفي عسكرية مركبة بالكامل ، وهي أول مركبة عسكرية مركبة بالكامل . باستخدام المركبات، أصبحت المركبة أخف وزنًا، مما يسمح بحمولات أعلى. ^[43] في عام 2008، تم دمج ألياف الكربون و DuPont Kevlar (أقوى بخمس مرات من الفولاذ) مع راتنجات صلبة محسنة لصنع علب نقل عسكرية بواسطة شركة ECS Composites مما أدى إلى إنشاء علب أخف بنسبة 30 بالمائة ذات قوة عالية.

يتم الآن تصنيع الأنابيب والتجهيزات لأغراض مختلفة مثل نقل مياه الشرب ومكافحة الحرائق والري ومياه البحر والمياه المحلاة والنفايات الكيميائية والصناعية ومياه الصرف الصحي من البلاستيك المقوى بالزجاج.

توفر المواد المركبة المستخدمة في الهياكل الشدية لتطبيقات الواجهات ميزة كونها شفافة. يسمح القماش الأساسي المنسوج مع الطلاء المناسب بنقل الضوء بشكل أفضل. يوفر هذا مستوى مريحًا للغاية من الإضاءة مقارنة بالسطوع الكامل للخارج. ^[44]

يتم تصنيع أجنحة توربينات الرياح بأحجام متزايدة تصل إلى حوالي 50 مترًا من المواد المركبة منذ عدة سنوات. ^[45]

يركض الأشخاص الذين بترت ساقهم السفلية على أقدام صناعية تشبه الزنبرك مصنوعة من الكربون بنفس سرعة الرياضيين غير المبتورين. ^[46]

في الوقت الحاضر، تُصنع أسطوانات الغاز عالية الضغط التي يبلغ حجمها عادة حوالي 7-9 لتر × ضغط 300 بار لرجال الإطفاء من مركبات الكربون. تشتمل الأسطوانات من النوع 4 على المعدن فقط كرأس يحمل الخيط لربط الصمام.

في 5 سبتمبر 2019، كشفت شركة HMD Global عن هاتفي Nokia 6.2 و Nokia 7.2 اللذين يزعم أنهما يستخدمان مركب البوليمر للإطارات. ^[47]

يتم إنشاء المواد المركبة من مواد فردية. تُعرف هذه المواد الفردية باسم المواد المكونة، وهناك فئتان رئيسيتان منها. الأولى هي المصفوفة ( المادة الرابطة ) والثانية التعزيز . ^[48] هناك حاجة إلى جزء من كل نوع على الأقل. يتلقى التعزيز الدعم من المصفوفة حيث تحيط المصفوفة بالتعزيز وتحافظ على مواقعه النسبية. تتحسن خصائص المصفوفة حيث تمنح التعزيزات خصائصها الفيزيائية والميكانيكية الاستثنائية. تصبح الخصائص الميكانيكية غير متوفرة من المواد المكونة الفردية عن طريق التآزر. في الوقت نفسه، يتلقى مصمم المنتج أو الهيكل خيارات لاختيار مزيج مثالي من مجموعة متنوعة من المصفوفة ومواد التعزيز.

لتشكيل المركبات الهندسية، يجب تشكيلها. يتم وضع التعزيز على سطح القالب أو في تجويف القالب . قبل أو بعد ذلك، يمكن إدخال المصفوفة في التعزيز. تخضع المصفوفة لحدث دمج يحدد شكل القطعة بالضرورة. يمكن أن يحدث حدث الدمج هذا بعدة طرق، اعتمادًا على طبيعة المصفوفة، مثل التصلب من الحالة المنصهرة لمركب مصفوفة بوليمر ترموبلاستيكي أو البلمرة الكيميائية لمصفوفة بوليمر ترموستيك .

وفقًا لمتطلبات تصميم المنتج النهائي، يمكن استخدام طرق مختلفة للتشكيل. تعد طبيعة المصفوفة والتسليح المختارين من العوامل الرئيسية التي تؤثر على المنهجية. تعد الكمية الإجمالية للمواد المراد تصنيعها عاملًا رئيسيًا آخر. لدعم الاستثمارات الرأسمالية العالية لتكنولوجيا التصنيع السريعة والآلية، يمكن استخدام كميات هائلة. تساعد الاستثمارات الرأسمالية الأرخص ولكن تكاليف العمالة والأدوات الأعلى بمعدل أبطأ على كميات الإنتاج الصغيرة.

تستخدم العديد من المركبات المنتجة تجاريًا مادة مصفوفة بوليمرية تسمى غالبًا محلول راتنج. هناك العديد من البوليمرات المختلفة المتاحة اعتمادًا على المكونات الخام الأولية. هناك عدة فئات عريضة، ولكل منها العديد من الاختلافات. الأكثر شيوعًا هي المعروفة باسم البوليستر وإستر الفينيل والإيبوكسي والفينول والبولي إيميد والبولي أميد والبولي بروبيلين و PEEK وغيرها. غالبًا ما تكون مواد التعزيز عبارة عن ألياف ولكنها أيضًا عبارة عن معادن مطحونة بشكل شائع. تم تطوير الطرق المختلفة الموضحة أدناه لتقليل محتوى الراتنج في المنتج النهائي، أو زيادة محتوى الألياف. كقاعدة عامة، ينتج عن التسريب الفراغي منتج يحتوي على 60٪ راتنج و 40٪ ألياف، بينما يعطي التسريب الفراغي منتجًا نهائيًا يحتوي على 40٪ راتنج و 60٪ ألياف. تعتمد قوة المنتج بشكل كبير على هذه النسبة.

يعتقد مارتن هوبي ولوسيان أ. لوسيا أن الخشب عبارة عن مركب طبيعي من ألياف السليلوز في مصفوفة من اللجنين . ^{[49] [50]}

تتضمن العديد من تصميمات الطبقات المركبة أيضًا المعالجة المشتركة أو المعالجة اللاحقة للمادة المسبقة التشريب مع العديد من الوسائط الأخرى، مثل الرغوة أو قرص العسل. يُعرف هذا عمومًا باسم هيكل الساندويتش . هذا هو تصميم أكثر عمومية لإنتاج أغطية الأبواب أو القبب الرادارية أو الأجزاء غير الهيكلية.

تُستخدم الرغوات ذات البنية الخلوية المفتوحة والمغلقة مثل رغاوي كلوريد البولي فينيل أو البولي يوريثين أو البولي إيثيلين أو البوليسترين أو خشب البلسا أو الرغوات التركيبية أو أقراص العسل بشكل عام كمواد أساسية. يمكن أيضًا استخدام الرغوة المعدنية ذات الخلايا المفتوحة والمغلقة كمواد أساسية. في الآونة الأخيرة، تم أيضًا استخدام هياكل الجرافين ثلاثية الأبعاد (وتسمى أيضًا رغوة الجرافين) كهياكل أساسية. قدمت مراجعة حديثة أجراها Khurram و Xu et al. ملخصًا لأحدث التقنيات المستخدمة في تصنيع البنية ثلاثية الأبعاد للجرافين، وأمثلة على استخدام هذه الهياكل الشبيهة بالرغوة كنواة لمركبات البوليمر الخاصة بها. ^[51]

على الرغم من أن المرحلتين متكافئتان كيميائيًا، يمكن وصف البوليمرات شبه البلورية كميًا ونوعيًا كمواد مركبة. يتمتع الجزء البلوري بمعامل مرونة أعلى ويوفر تعزيزًا للمرحلة الأقل صلابة وغير المتبلورة. يمكن أن تتراوح المواد البوليمرية من 0٪ إلى 100٪ ^[52] من حيث التبلور أو الكسر الحجمي اعتمادًا على البنية الجزيئية والتاريخ الحراري. يمكن استخدام تقنيات معالجة مختلفة لتغيير نسبة التبلور في هذه المواد وبالتالي الخصائص الميكانيكية لهذه المواد كما هو موضح في قسم الخصائص الفيزيائية. يُرى هذا التأثير في مجموعة متنوعة من الأماكن من البلاستيك الصناعي مثل أكياس التسوق المصنوعة من البولي إيثيلين إلى العناكب التي يمكن أن تنتج حريرًا بخصائص ميكانيكية مختلفة. ^[53] في كثير من الحالات، تتصرف هذه المواد مثل مركبات الجسيمات ذات البلورات المنتشرة عشوائيًا والمعروفة باسم الكريات. ومع ذلك، يمكن أيضًا تصميمها لتكون متباينة الخواص وتعمل بشكل أكبر مثل المركبات المقواة بالألياف. ^[54] في حالة حرير العنكبوت، يمكن أن تعتمد خصائص المادة حتى على حجم البلورات، بغض النظر عن الكسر الحجمي. ^[55] ومن عجيب المفارقات أن المواد البوليمرية المكونة من مكون واحد هي من بين أكثر المواد المركبة القابلة للضبط سهولةً على الإطلاق.

عادةً، تتضمن عملية تصنيع المواد المركبة ترطيب أو خلط أو تشبع التعزيزات بالمصفوفة. ثم يتم تحريض المصفوفة على الارتباط معًا (بالحرارة أو تفاعل كيميائي) في بنية صلبة. عادةً، تتم العملية في قالب تشكيل مفتوح أو مغلق. ومع ذلك، فإن ترتيب وطرق إدخال المكونات تتغير بشكل كبير. يتم تصنيع المواد المركبة من خلال مجموعة متنوعة من الأساليب، بما في ذلك وضع الألياف المتقدم (وضع الألياف الآلي)، ^[56] عملية رش الألياف الزجاجية ، ^[57] لف الخيوط ، ^[58] عملية لانكسيد ، ^[59] وضع الألياف المخصصة ، ^[60] التغليف ، ^[61] والتثبيت على شكل حرف Z. [ ^62]

يتم دمج المواد المقواة والمواد المصفوفة وضغطها ومعالجتها (معالجتها) داخل قالب للخضوع لحدث الالتحام. يتم تحديد شكل الجزء بشكل أساسي بعد حدث الالتحام. ومع ذلك، في ظل ظروف عملية معينة، يمكن أن يتشوه. حدث الالتحام لمادة مصفوفة بوليمرية حرارية صلبة هو تفاعل معالجة ناتج عن إمكانية زيادة الحرارة أو التفاعل الكيميائي مثل بيروكسيد عضوي. حدث الالتحام لمادة مصفوفة بوليمرية حرارية بلاستيكية هو تصلب من الحالة المنصهرة. حدث الالتحام لمادة مصفوفة معدنية مثل رقائق التيتانيوم هو الاندماج عند ضغط مرتفع ودرجة حرارة قريبة من نقطة الانصهار.

من المناسب في العديد من طرق التشكيل أن نشير إلى قطعة قالب واحدة على أنها قالب "سفلي" وقطعة قالب أخرى على أنها قالب "علوي". لا يشير السفلي والعلوي إلى تكوين القالب في الفضاء، بل إلى الوجوه المختلفة للوحة المصبوبة. يوجد دائمًا قالب سفلي، وأحيانًا قالب علوي في هذه الاتفاقية. يبدأ تصنيع الأجزاء بوضع المواد على القالب السفلي. القالب السفلي والقالب العلوي هما أوصاف أكثر عمومية من المصطلحات الأكثر شيوعًا وتحديدًا مثل الجانب الذكري، والجانب الأنثوي، والجانب أ، والجانب ب، وجانب الأداة، والوعاء، والقبعة، والعمود، وما إلى ذلك. يستخدم التصنيع المستمر تسمية مختلفة.

عادةً ما يُشار إلى المنتج المصبوب باسم لوحة. ويمكن الإشارة إليه باسم الصب لبعض الأشكال الهندسية ومجموعات المواد. ويمكن الإشارة إليه باسم ملف تعريف لبعض العمليات المستمرة. بعض العمليات هي صب الأوتوكلاف ، ^[63] صب الأكياس المفرغة ، ^[64] صب الأكياس المضغوطة ، ^[65] صب نقل الراتينج ، ^[66] وصب نقل الراتينج الخفيف . ^[67]

تشمل الأنواع الأخرى من التصنيع الصب ، ^[68] والصب بالطرد المركزي، ^[69] والتضفير (على قالب ) ، والصب المستمر ، ^[70] ولف الخيوط ، ^[71] وقولبة الضغط، ^[72] وقولبة النقل ، وقولبة البثق ، ^[73] وتشكيل الانزلاق . ^[74] هناك أيضًا قدرات تشكيل بما في ذلك لف الخيوط باستخدام الحاسب الآلي ، والتسريب الفراغي، والوضع الرطب، وقولبة الضغط ، وقولبة البلاستيك الحراري ، على سبيل المثال لا الحصر. كما أن ممارسة أفران المعالجة وكبائن الطلاء مطلوبة أيضًا لبعض المشاريع.

كما أن تشطيب الأجزاء المركبة أمر بالغ الأهمية في التصميم النهائي. وتتضمن العديد من هذه التشطيبات طلاءات مقاومة للتآكل بفعل المطر أو طلاءات البولي يوريثين.

يشار إلى القالب وإضافات القالب باسم "الأدوات". يمكن بناء القالب/الأدوات من مواد مختلفة. تشمل مواد الأدوات الألومنيوم وألياف الكربون والإنفار والنيكل والمطاط السيليكوني المقوى والصلب . يعتمد اختيار مواد الأدوات عادةً على، ولكن ليس على سبيل الحصر، معامل التمدد الحراري والعدد المتوقع من الدورات وتسامح المنتج النهائي وحالة السطح المرغوبة أو المتوقعة وطريقة المعالجة ودرجة حرارة انتقال الزجاج للمادة التي يتم صبها وطريقة الصب والمصفوفة والتكلفة واعتبارات أخرى مختلفة.

عادةً، لا تكون الخواص الفيزيائية للمركب متجانسة الخواص (مستقلة عن اتجاه القوة المطبقة) في الطبيعة. ولكنها عادةً ما تكون متباينة الخواص (تختلف حسب اتجاه القوة المطبقة أو الحمل). على سبيل المثال، عادةً ما تعتمد صلابة اللوحة المركبة على اتجاه القوى المطبقة و/أو العزوم. تكون قوة المركب محدودة بظروف تحميل، كما هو موضح في الرسم البياني على اليمين.

إذا تم محاذاة كل من الألياف والمصفوفة بالتوازي مع اتجاه التحميل، فإن تشوه كلتا المرحلتين سيكون هو نفسه (على افتراض عدم وجود انفصال عند واجهة الألياف والمصفوفة). يوفر شرط تساوي الإجهاد هذا الحد الأعلى لقوة المركب، ويتم تحديده بواسطة قاعدة المخاليط :

${\displaystyle E_{C}=\مجموع _{i=1}V_{i}E_{i}}$

حيث E _C هو معامل يونغ المركب الفعال ، و V _i و E _i هما الكسر الحجمي ومعامل يونغ، على التوالي، للمراحل المركبة.

على سبيل المثال، مادة مركبة مكونة من طورين α وβ كما هو موضح في الشكل الموجود على اليمين تحت معامل الانفعال المتساوي، سيكون معامل يونج على النحو التالي: حيث V _α وV _β هما الكسور الحجمية لكل طور على التوالي. يمكن استنتاج ذلك من خلال النظر في أنه في حالة الانفعال المتساوي، بافتراض أن المركب له مقطع عرضي موحد، فإن الإجهاد على المركب هو متوسط ​​مرجح بين الطورين، يتم إعطاء الإجهادات في الطورين الفرديين بواسطة قانون هوك، يعطي الجمع بين هذه المعادلات أن الإجهاد الكلي في المركب هو ثم يمكن إظهار أن$${\displaystyle E_{C}=V_{\alpha }E_{\alpha }+V_{\beta }E_{\beta }}$$$${\displaystyle \epsilon _{C}=\epsilon _{\alpha }=\epsilon _{\beta }=\epsilon }$$$${\displaystyle \sigma _{C}=\sigma _{\alpha }V_{\alpha }+\sigma _{\beta }V_{\beta }}$$$${\displaystyle \sigma _{\beta }=E_{\beta }\epsilon }$$$${\displaystyle \sigma _{\alpha }=E_{\alpha }\epsilon }$$$${\displaystyle \sigma _{C}=E_{\alpha }V_{\alpha }\epsilon +E_{\beta }V_{\beta }\epsilon =(E_{\alpha }V_{\alpha }+E_{ \beta }V_{\beta })\epsilon }$$$${\displaystyle E_{C}=(E_{\alpha }V_{\alpha }+E_{\beta }V_{\beta })}$$

يتم تحديد الحد الأدنى من خلال حالة الإجهاد المتساوي، حيث يتم توجيه الألياف والمصفوفة بشكل عمودي على اتجاه التحميل: والآن تصبح الضغوط متوسطًا مرجحًا إعادة كتابة قانون هوك للمراحل الفردية وهذا يؤدي إلى من تعريف قانون هوك ، وبشكل عام، $${\displaystyle \sigma _{C}=\sigma _{\alpha }=\sigma _{\beta }=\sigma }$$$${\displaystyle \epsilon _{C}=\epsilon _{\alpha }V_{\alpha }+\epsilon _{\beta }V_{\beta }}$$$${\displaystyle \epsilon _{\beta }={\frac {\sigma }{E_{\beta }}}}$$$${\displaystyle \epsilon _{\alpha }={\frac {\sigma }{E_{\alpha }}}}$$$${\displaystyle \epsilon _{c}=V_{\beta }{\frac {\sigma }{\epsilon _{\beta }}}+V_{\alpha }{\frac {\sigma }{\epsilon _{\alpha }}}=({\frac {V_{\alpha }}{\epsilon _{\alpha }}}+{\frac {V_{\beta }}{\epsilon _{\beta }}})\sigma }$$$${\displaystyle {\frac {1}{E_{C}}}={\frac {V_{\alpha }}{E_{\alpha }}}+{\frac {V_{\beta }}{E_{\ بيتا }}}}$$

${\displaystyle {\frac {1}{E_{C}}}=\sum _{i=1}{\frac {V_{i}}{E_{i}}}}$

باتباع المثال أعلاه، إذا كان لدينا مادة مركبة مكونة من طورين α وβ في ظل ظروف تساوي الإجهاد كما هو موضح في الشكل الموجود على اليمين، فإن معامل يونج للتكوين سيكون: تعني حالة تساوي الإجهاد أنه تحت الحمل المطبق، تتعرض كلتا الطورين لنفس الإجهاد ولكنهما ستشعران بإجهاد مختلف. وبالمقارنة، تحت ظروف تساوي الإجهاد، ستشعر كلتا الطورين بنفس الإجهاد ولكن الإجهادات ستختلف بين كل طور. يمكن كتابة معادلة معممة لأي حالة تحميل بين تساوي الإجهاد وتساوي الإجهاد على النحو التالي: ^[76]$${\displaystyle E_{C}=(E_{\alpha }E_{\beta })/(V_{\alpha }E_{\beta }+V_{\beta }E_{\alpha })}$$

${\displaystyle (X_{c})^{n}=V_{m}(X_{m})^{n}+V_{r}(X_{r})^{n}}$

حيث X هي خاصية مادية مثل معامل المرونة أو الإجهاد، و c و m و r تمثل خصائص المواد المركبة والمصفوفة والمواد المقواة على التوالي، و n هي قيمة بين 1 و -1.

يمكن تعميم المعادلة أعلاه بشكل أكبر من نظام مركب من مرحلتين إلى نظام مكون من مكون m:

${\displaystyle (X_{c})^{n}=\مجموع _{i=1}^{m}V_{i}(X_{i})^{n}}$

على الرغم من أن صلابة المركب تصل إلى أقصى حد لها عندما يتم محاذاة الألياف مع اتجاه التحميل، فإن احتمالية كسر الشد في الألياف تكون كذلك، على افتراض أن قوة الشد تتجاوز قوة المصفوفة. عندما يكون للألياف بعض زاوية التوجيه الخاطئ θ، فمن الممكن حدوث عدة أوضاع كسر. بالنسبة للقيم الصغيرة لـ θ، يزداد الإجهاد المطلوب لبدء الكسر بعامل (cos θ) ^-2 بسبب زيادة مساحة المقطع العرضي ( A cos θ) للألياف وانخفاض القوة ( F/ cos θ) التي تتعرض لها الألياف، مما يؤدي إلى قوة شد مركبة σ _موازية / cos ² θ حيث σ _موازية هي قوة الشد للمركب مع محاذاة الألياف موازية للقوة المطبقة.

تؤدي الزوايا المتوسطة للتوجيه الخاطئ θ إلى فشل قص المصفوفة. مرة أخرى يتم تعديل مساحة المقطع العرضي ولكن نظرًا لأن إجهاد القص هو الآن القوة الدافعة للفشل فإن مساحة المصفوفة الموازية للألياف هي موضع اهتمام، حيث تزداد بعامل 1/sin θ. وبالمثل، تقل القوة الموازية لهذه المنطقة مرة أخرى ( F/ cos θ) مما يؤدي إلى قوة شد إجمالية تبلغ τ _my / sin θ cos θ حيث τ _my هي قوة قص المصفوفة.

أخيرًا، بالنسبة للقيم الكبيرة لـ θ (بالقرب من π/2)، فإن فشل المصفوفة العرضية هو الأكثر احتمالية للحدوث، حيث لم تعد الألياف تحمل غالبية الحمل. ومع ذلك، ستكون قوة الشد أكبر من الاتجاه العمودي البحت، حيث ستنخفض القوة العمودية على الألياف بعامل 1/sin θ وتنخفض المساحة بعامل 1/sin θ مما ينتج عنه قوة شد مركبة σ _perp / sin ² θ حيث σ _perp هي قوة الشد للمركب مع محاذاة الألياف بشكل عمودي على القوة المطبقة. ^[77]

يتم تشكيل أغلب المركبات التجارية باستخدام تشتت عشوائي وتوجيه لألياف التقوية، وفي هذه الحالة سوف يقع معامل يونج للمركبات بين حدود تساوي الإجهاد وتساوي الإجهاد. ومع ذلك، في التطبيقات حيث يتم تصميم نسبة القوة إلى الوزن لتكون عالية قدر الإمكان (مثل صناعة الطيران)، قد يتم التحكم في محاذاة الألياف بشكل صارم.

تعتمد صلابة اللوحة أيضًا على تصميم اللوحة. على سبيل المثال، التعزيزات الليفية والمصفوفة المستخدمة، وطريقة بناء اللوحة، والحرارة الصلبة مقابل الحرارة البلاستيكية، ونوع النسيج.

على النقيض من المواد المركبة، تمتلك المواد المتجانسة (على سبيل المثال، الألومنيوم أو الفولاذ)، في الأشكال المشغولة القياسية، نفس الصلابة عادةً على الرغم من التوجه الاتجاهي للقوى و/أو العزوم المطبقة. يمكن وصف العلاقة بين القوى/العزوم والانفعالات/الانحناءات لمادة متجانسة الخواص بخصائص المادة التالية: معامل يونغ، ومعامل القص ، ونسبة بواسون ، في علاقات رياضية بسيطة نسبيًا. بالنسبة للمادة المتباينة الخواص، فهي تحتاج إلى رياضيات موتر من الدرجة الثانية وما يصل إلى 21 ثابتًا لخصائص المادة. بالنسبة للحالة الخاصة للخواص المتجانسة المتعامدة، توجد ثلاثة ثوابت مميزة لخصائص المادة لكل من معامل يونغ ومعامل القص ونسبة بواسون - ما مجموعه 9 ثوابت للتعبير عن العلاقة بين القوى/العزوم والانفعالات/الانحناءات.

تتضمن التقنيات التي تستفيد من خصائص المواد المتباينة الخواص وصلات التجويف واللسان (في المركبات الطبيعية مثل الخشب) ومفاصل pi في المركبات الاصطناعية.

بشكل عام، تعمل تقوية الجسيمات على تقوية المواد المركبة بدرجة أقل من تقوية الألياف . وهي تستخدم لتعزيز صلابة المواد المركبة مع زيادة القوة والصلابة . وبسبب خصائصها الميكانيكية ، يتم استخدامها في التطبيقات التي تتطلب مقاومة التآكل . على سبيل المثال ، يمكن زيادة صلابة الأسمنت عن طريق تقوية جزيئات الحصى بشكل كبير. تعد تقوية الجسيمات طريقة مفيدة للغاية لضبط الخصائص الميكانيكية للمواد حيث أنها سهلة التنفيذ للغاية مع انخفاض تكلفتها. ^{[78] [79] [80] [81]}

يمكن التعبير عن معامل المرونة للمركبات المقواة بالجسيمات على النحو التالي:

${\displaystyle E_{c}=V_{m}E_{m}+K_{c}V_{p}E_{p}}$

حيث E هو معامل المرونة ، وV هو كسر الحجم . تشير المؤشرات السفلية c وp وm إلى المركب والجسيم والمصفوفة على التوالي. يمكن إيجاد ثابت تجريبيًا. ${\displaystyle K_{c}}$

وبالمثل، يمكن التعبير عن قوة الشد للمركبات المقواة بالجسيمات على النحو التالي،

${\displaystyle (TS)_{c}=V_{m}(TS)_{m}+K_{s}V_{p}(TS)_{p}}$

حيث TS هي قوة الشد ، و هو ثابت (لا يساوي ) يمكن إيجاده تجريبيا. ${\displaystyle K_{s}}$${\displaystyle K_{c}}$

بشكل عام، يتم تنفيذ التعزيز المستمر للألياف عن طريق دمج الألياف كمرحلة قوية في مرحلة ضعيفة، مصفوفة. والسبب وراء شعبية استخدام الألياف هو أنه يمكن الحصول على مواد ذات قوة غير عادية في شكل أليافها. وعادةً ما تظهر الألياف غير المعدنية نسبة عالية جدًا من القوة إلى الكثافة مقارنة بالألياف المعدنية بسبب الطبيعة التساهمية لروابطها . وأشهر مثال على ذلك هو ألياف الكربون التي لها العديد من التطبيقات التي تمتد من معدات الرياضة إلى معدات الحماية إلى صناعات الفضاء . ^{[82] [83]}

يمكن التعبير عن الضغط على المركب من حيث الكسر الحجمي للألياف والمصفوفة.

${\displaystyle \sigma _{c}=V_{f}\sigma _{f}+V_{m}\sigma _{m}}$

حيث يمثل الإجهاد، وV يمثل كسر الحجم . تشير الأرقام السفلية c وf وm إلى المركب والألياف والمصفوفة على التوالي. ${\displaystyle \sigma }$

على الرغم من أنه لا يمكن تحديد سلوك الإجهاد والانفعال للمركبات الليفية إلا عن طريق الاختبار، إلا أن هناك اتجاهًا متوقعًا، ثلاث مراحل لمنحنى الإجهاد والانفعال . المرحلة الأولى هي منطقة منحنى الإجهاد والانفعال حيث يتم تشوه كل من الألياف والمصفوفة بشكل مرن . يمكن التعبير عن هذه المنطقة المرنة خطيًا بالشكل التالي. ^[82]

${\displaystyle \sigma _{c}-E_{c}\epsilon _{c}=\epsilon _{c}(V_{f}E_{f}+V_{m}E_{m})}$

حيث يمثل الإجهاد، يمثل الانفعال، E يمثل معامل المرونة ، وV يمثل الكسر الحجمي . تشير الرموز السفلية c وf وm إلى المركب والألياف والمصفوفة على التوالي. ${\displaystyle \sigma }$${\displaystyle \epsilon }$

بعد اجتياز المنطقة المرنة لكل من الألياف والمصفوفة، يمكن ملاحظة المنطقة الثانية لمنحنى الإجهاد والانفعال. في المنطقة الثانية، لا تزال الألياف مشوهة مرنًا بينما تكون المصفوفة مشوهة بلاستيكيًا لأن المصفوفة هي الطور الضعيف. يمكن تحديد معامل المرونة اللحظي باستخدام ميل منحنى الإجهاد والانفعال في المنطقة الثانية. يمكن التعبير عن العلاقة بين الإجهاد والانفعال على النحو التالي،

${\displaystyle \sigma _{c}=V_{f}E_{f}\epsilon _{c}+V_{m}\sigma _{m}(\epsilon _{c})}$

حيث يمثل الإجهاد، يمثل الانفعال، E هو معامل المرونة ، وV هو كسر الحجم . تشير الرموز السفلية c وf وm إلى المركب والألياف والمصفوفة على التوالي. لإيجاد معامل المرونة في المنطقة الثانية، يمكن استخدام المشتق لهذه المعادلة لأن ميل المنحنى يساوي معامل المرونة. ${\displaystyle \sigma }$${\displaystyle \epsilon }$

${\displaystyle E_{c}'={\f{d\sigma _{c}}{d\epsilon _{c}}}=V_{f}E_{f}+V_{m}\left({\f{d\sigma _{c}}{d\epsilon _{c}}}\right)}$

في معظم الحالات يمكن افتراض ذلك لأن المصطلح الثاني أقل بكثير من المصطلح الأول. ^[82]${\displaystyle E_{c}'=V_{f}E_{f}}$

في الواقع، لا يعيد المشتق للإجهاد بالنسبة للانفعال دائمًا معامل المرونة بسبب التفاعل الرابط بين الألياف والمصفوفة. يمكن أن تؤدي قوة التفاعل بين هاتين المرحلتين إلى تغييرات في الخصائص الميكانيكية للمركب. إن توافق الألياف والمصفوفة هو مقياس للإجهاد الداخلي . ^[82]

تتعرض الألياف عالية القوة المرتبطة تساهميًا (مثل ألياف الكربون ) لتشوه مرن في الغالب قبل الكسر حيث يمكن أن يحدث التشوه البلاستيكي بسبب حركة الخلع . في حين أن الألياف المعدنية لديها مساحة أكبر للتشوه البلاستيكي، لذلك تظهر مركباتها مرحلة ثالثة حيث يتشوه كل من الألياف والمصفوفة بلاستيكيًا. للألياف المعدنية العديد من التطبيقات للعمل في درجات حرارة منخفضة للغاية وهي إحدى مزايا المركبات ذات الألياف المعدنية مقارنة بالألياف غير المعدنية. يمكن التعبير عن الإجهاد في هذه المنطقة من منحنى الإجهاد والانفعال على النحو التالي،

${\displaystyle \sigma _{c}(\epsilon _{c})=V_{f}\sigma _{f}\epsilon _{c}+V_{m}\sigma _{m}(\epsilon _{c})}$

حيث يكون الإجهاد، هو الانفعال، E هو معامل المرونة ، وV هو الكسر الحجمي . تشير الرموز السفلية c وf وm إلى المركب والألياف والمصفوفة على التوالي. وهي لإجهادات تدفق الألياف والمصفوفة على التوالي. بعد المنطقة الثالثة مباشرة، يُظهر المركب انكماشًا . يحدث انكماش المركب بين انكماش الألياف والمصفوفة تمامًا مثل الخصائص الميكانيكية الأخرى للمركبات. يتأخر انكماش الطور الضعيف بسبب الطور القوي. تعتمد كمية التأخير على الكسر الحجمي للطور القوي. ^[82]${\displaystyle \sigma }$${\displaystyle \epsilon }$${\displaystyle \sigma _{f}(\epsilon _{c})}$${\displaystyle \sigma _{m}(\epsilon _{c})}$

وبالتالي، يمكن التعبير عن قوة الشد للمركب من حيث الكسر الحجمي . ^[82]

${\displaystyle (T.S.)_{c}=V_{f}(T.S.)_{f}+V_{m}\sigma _{m}(\epsilon _{m})}$

حيث TS هي قوة الشد ، و هو الإجهاد، و هو الانفعال، و E هي معامل المرونة ، و V هي الكسر الحجمي . تشير الرموز c و f و m إلى المركب والألياف والمصفوفة على التوالي. يمكن التعبير عن قوة الشد المركبة على النحو التالي ${\displaystyle \sigma }$${\displaystyle \epsilon }$

${\displaystyle (T.S.)_{c}=V_{m}(T.S.)_{m}}$لأن يكون أقل من أو يساوي (القيمة الحرجة التعسفية لكسر الحجم)${\displaystyle V_{f}}$${\displaystyle V_{c}}$

${\displaystyle (T.S.)_{c}=V_{f}(T.S.)_{f}+V_{m}(\sigma _{m})}$لأن أكبر من أو يساوي${\displaystyle V_{f}}$${\displaystyle V_{c}}$

يمكن التعبير عن القيمة الحرجة لكسر الحجم على النحو التالي:

${\displaystyle V_{c}={\frac {[(T.S.)_{m}-\sigma _{m}(\epsilon _{f})]}{[(T.S.)_{f}+(T.S.)_{m}-\sigma _{m}(\epsilon _{f})]}}}$

ومن الواضح أن قوة الشد المركبة يمكن أن تكون أعلى من المصفوفة إذا كانت أكبر من . ${\displaystyle (T.S.)_{c}}$${\displaystyle (T.S.)_{m}}$

وبالتالي، يمكن التعبير عن الحد الأدنى لحجم الألياف على النحو التالي:

${\displaystyle V_{c}={\frac {[(T.S.)_{m}-\sigma _{m}(\epsilon _{f})]}{[(T.S.)_{f}-\sigma _{m}(\epsilon _{f})]}}}$

على الرغم من أن هذه القيمة الدنيا منخفضة جدًا في الممارسة العملية، فمن المهم جدًا معرفتها نظرًا لأن سبب دمج الألياف المستمرة هو تحسين الخصائص الميكانيكية للمواد/المركبات، وهذه القيمة لكسر الحجم هي عتبة هذا التحسين. ^[82]

إن التغير في الزاوية بين الإجهاد المطبق واتجاه الألياف سيؤثر على الخواص الميكانيكية للمركبات المقواة بالألياف، وخاصة قوة الشد. ويمكن استخدام هذه الزاوية، للتنبؤ بآلية الكسر بالشد السائدة. ${\displaystyle \theta }$

عند الزوايا الصغيرة، تكون آلية الكسر السائدة هي نفسها كما هو الحال مع محاذاة الألياف بسبب الحمل، الكسر بالشد. يتم تقليل القوة المؤثرة على طول الألياف بعامل من الدوران. . تزداد المساحة المؤثرة التي تتعرض فيها الألياف للقوة بعامل من الدوران. . مع الأخذ في الاعتبار قوة الشد الفعالة لتكون وقوة الشد المتوافقة . ^[82]${\displaystyle \theta \approx 0^{\circ }}$${\displaystyle \cos \theta }$${\displaystyle F_{\mbox{res}}=F\cos \theta }$${\displaystyle \cos \theta }$${\displaystyle A_{\mbox{res}}=A_{0}/\cos \theta }$${\displaystyle ({\mbox{T.S.}})_{\mbox{c}}=F_{\mbox{res}}/A_{\mbox{res}}}$ ${\displaystyle \sigma _{\parallel }^{*}=F/A}$

${\displaystyle ({\mbox{T.S.}})_{\mbox{c}}\;({\mbox{longitudinal fracture}})={\frac {\sigma _{\parallel }^{*}}{\cos ^{2}\theta }}}$

عند زوايا معتدلة، تتعرض المادة لفشل القص. يتم تقليل اتجاه القوة الفعالة فيما يتعلق بالاتجاه المحاذي. . المساحة المحددة التي تعمل عليها القوة هي . تعتمد قوة الشد الناتجة على قوة قص المصفوفة، . ^[82]${\displaystyle \theta \approx 45^{\circ }}$${\displaystyle F_{\mbox{res}}=F\cos \theta }$${\displaystyle A_{\mbox{res}}=A_{m}/\sin \theta }$${\displaystyle \tau _{m}}$

${\displaystyle ({\mbox{T.S.}})_{\mbox{c}}\;({\mbox{shear failure}})={\frac {\tau _{m}}{\sin {\theta }\cos {\theta }}}}$

عند الزوايا المتطرفة، فإن الوضع السائد للفشل هو الكسر الشد في المصفوفة في الاتجاه العمودي. وكما هو الحال في حالة الإجهاد المتساوي للمواد المركبة ذات الطبقات، فإن القوة في هذا الاتجاه أقل من القوة في الاتجاه المحاذي. تعمل المساحات والقوى الفعالة بشكل عمودي على الاتجاه المحاذي بحيث يتناسب كلاهما مع . تكون قوة الشد المحلولة متناسبة مع القوة العرضية، . ^[82]${\displaystyle \theta \approx 90^{\circ }}$${\displaystyle \sin \theta }$${\displaystyle \sigma _{\perp }^{*}}$

${\displaystyle ({\mbox{T.S.}})_{\mbox{c}}\;({\mbox{transverse fracture}})={\frac {\sigma _{\perp }^{*}}{\sin ^{2}\theta }}}$

يمكن حساب الزوايا الحرجة التي تتغير منها آلية الكسر السائدة على النحو التالي:

${\displaystyle \theta _{c_{1}}=\tan ^{-1}\left({\frac {\tau _{m}}{\sigma _{\parallel }^{*}}}\right)}$

${\displaystyle \theta _{c_{2}}=\tan ^{-1}\left({\frac {\sigma _{\perp }^{*}}{\tau _{m}}}\right)}$

حيث هي الزاوية الحرجة بين الكسر الطولي وفشل القص، و هي الزاوية الحرجة بين فشل القص والكسر العرضي. ^[82]${\displaystyle \theta _{c_{1}}}$${\displaystyle \theta _{c_{2}}}$

من خلال تجاهل تأثيرات الطول، يكون هذا النموذج أكثر دقة للألياف المستمرة ولا يلتقط بشكل فعال العلاقة بين القوة والتوجيه للمركبات المقواة بالألياف القصيرة. علاوة على ذلك، لا تشهد معظم الأنظمة الواقعية القيم القصوى المحلية المتوقعة عند الزوايا الحرجة. ^{[84] [85] [86] [87]} يوفر معيار تساي هيل وصفًا أكثر اكتمالاً لقوة الشد للمركبات الليفية كدالة لزاوية التوجيه من خلال ربط إجهادات الخضوع المساهمة: ، ، و . ^{[88] [82]}${\displaystyle \sigma _{\parallel }^{*}}$${\displaystyle \sigma _{\perp }^{*}}$${\displaystyle \tau _{m}}$

${\displaystyle ({\mbox{T.S.}})_{\mbox{c}}\;({\mbox{Tsai-Hill}})={\bigg [}{\frac {\cos ^{4}\theta }{({\sigma _{\parallel }^{*}})^{2}}}+\cos ^{2}\theta \sin ^{2}\theta \left({\frac {1}{({\tau _{m}})^{2}}}-{\frac {1}{({\sigma _{\parallel }^{*}})^{2}}}\right)+{\frac {\sin ^{4}\theta }{({\sigma _{\perp }^{*}})^{2}}}{\bigg ]}^{-1/2}}$

يمكن إزالة التباين في قوة الشد للمركبات المقواة بالألياف عن طريق توجيه اتجاهات الألياف بشكل عشوائي داخل المادة. وهذا يضحي بالقوة القصوى في الاتجاه المنسق من أجل مادة مقواة بشكل متساوي الخواص بشكل عام.

${\displaystyle E_{c}=KV_{f}E_{f}+V_{m}E_{m}}$

حيث K هو عامل تعزيز تم تحديده تجريبيًا؛ مشابه لمعادلة تعزيز الجسيمات. بالنسبة للألياف ذات التوجهات الموزعة عشوائيًا في المستوى، ، وبالنسبة للتوزيع العشوائي في الأبعاد الثلاثية، . ^[82]${\displaystyle K\approx 0.38}$${\displaystyle K\approx 0.20}$

بالنسبة للتطبيق الحقيقي، فإن معظم المركبات عبارة عن مواد متباينة الخواص أو مواد متعامدة الخواص . مطلوب موتر الإجهاد ثلاثي الأبعاد لتحليل الإجهاد والانفعال. يمكن كتابة الصلابة والمرونة على النحو التالي ^[89]

${\displaystyle {\begin{bmatrix}\sigma _{1}\\\sigma _{2}\\\sigma _{3}\\\sigma _{4}\\\sigma _{5}\\\sigma _{6}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}C_{11}&C_{12}&C_{13}&C_{14}&C_{15}&C_{16}\\C_{12}&C_{22}&C_{23}&C_{24}&C_{25}&C_{26}\\C_{13}&C_{23}&C_{33}&C_{34}&C_{35}&C_{36}\\C_{14}&C_{24}&C_{34}&C_{44}&C_{45}&C_{46}\\C_{15}&C_{25}&C_{35}&C_{45}&C_{55}&C_{56}\\C_{16}&C_{26}&C_{36}&C_{46}&C_{56}&C_{66}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\varepsilon _{1}\\\varepsilon _{2}\\\varepsilon _{3}\\\varepsilon _{4}\\\varepsilon _{5}\\\varepsilon _{6}\end{bmatrix}}}$و${\displaystyle {\begin{bmatrix}\varepsilon _{1}\\\varepsilon _{2}\\\varepsilon _{3}\\\varepsilon _{4}\\\varepsilon _{5}\\\varepsilon _{6}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}S_{11}&S_{12}&S_{13}&S_{14}&S_{15}&S_{16}\\S_{12}&S_{22}&S_{23}&S_{24}&S_{25}&S_{26}\\S_{13}&S_{23}&S_{33}&S_{34}&S_{35}&S_{36}\\S_{14}&S_{24}&S_{34}&S_{44}&S_{45}&S_{46}\\S_{15}&S_{25}&S_{35}&S_{45}&S_{55}&S_{56}\\S_{16}&S_{26}&S_{36}&S_{46}&S_{56}&S_{66}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\sigma _{1}\\\sigma _{2}\\\sigma _{3}\\\sigma _{4}\\\sigma _{5}\\\sigma _{6}\end{bmatrix}}}$

من أجل تبسيط اتجاه الإجهاد ثلاثي الأبعاد، يتم تطبيق افتراض الإجهاد المستوي بأن الإجهاد خارج المستوى والانفعال خارج المستوى غير مهمين أو صفريين. أي و . ^[90]${\displaystyle \sigma _{3}=\sigma _{4}=\sigma _{5}=0}$${\displaystyle \varepsilon _{4}=\varepsilon _{5}=0}$

${\displaystyle {\begin{bmatrix}\varepsilon _{1}\\\varepsilon _{2}\\\varepsilon _{3}\\\varepsilon _{4}\\\varepsilon _{5}\\\varepsilon _{6}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}{\tfrac {1}{E_{\rm {1}}}}&-{\tfrac {\nu _{\rm {21}}}{E_{\rm {2}}}}&-{\tfrac {\nu _{\rm {31}}}{E_{\rm {3}}}}&0&0&0\\-{\tfrac {\nu _{\rm {12}}}{E_{\rm {1}}}}&{\tfrac {1}{E_{\rm {2}}}}&-{\tfrac {\nu _{\rm {32}}}{E_{\rm {3}}}}&0&0&0\\-{\tfrac {\nu _{\rm {13}}}{E_{\rm {1}}}}&-{\tfrac {\nu _{\rm {23}}}{E_{\rm {2}}}}&{\tfrac {1}{E_{\rm {3}}}}&0&0&0\\0&0&0&{\tfrac {1}{G_{\rm {23}}}}&0&0\\0&0&0&0&{\tfrac {1}{G_{\rm {31}}}}&0\\0&0&0&0&0&{\tfrac {1}{G_{\rm {12}}}}\\\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\sigma _{1}\\\sigma _{2}\\\sigma _{3}\\\sigma _{4}\\\sigma _{5}\\\sigma _{6}\end{bmatrix}}}$

يمكن تقليل مصفوفة الصلابة ومصفوفة الامتثال إلى

${\displaystyle {\begin{bmatrix}\sigma _{1}\\\sigma _{2}\\\sigma _{6}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}{\tfrac {E_{\rm {1}}}{1-{\nu _{\rm {12}}}{\nu _{\rm {21}}}}}&{\tfrac {E_{\rm {2}}{\nu _{\rm {12}}}}{1-{\nu _{\rm {12}}}{\nu _{\rm {21}}}}}&0\\{\tfrac {E_{\rm {2}}{\nu _{\rm {12}}}}{1-{\nu _{\rm {12}}}{\nu _{\rm {21}}}}}&{\tfrac {E_{\rm {2}}}{1-{\nu _{\rm {12}}}{\nu _{\rm {21}}}}}&0\\0&0&G_{\rm {12}}\\\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\varepsilon _{1}\\\varepsilon _{2}\\\varepsilon _{6}\end{bmatrix}}}$و${\displaystyle {\begin{bmatrix}\varepsilon _{1}\\\varepsilon _{2}\\\varepsilon _{6}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}{\tfrac {1}{E_{\rm {1}}}}&-{\tfrac {\nu _{\rm {21}}}{E_{\rm {2}}}}&0\\-{\tfrac {\nu _{\rm {12}}}{E_{\rm {1}}}}&{\tfrac {1}{E_{\rm {2}}}}&0\\0&0&{\tfrac {1}{G_{\rm {12}}}}\\\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\sigma _{1}\\\sigma _{2}\\\sigma _{6}\end{bmatrix}}}$

بالنسبة للمركبات المقواة بالألياف، يؤثر اتجاه الألياف في المادة على الخصائص المتباينة للهيكل. من تقنية التوصيف أي اختبار الشد، تم قياس خصائص المادة بناءً على نظام إحداثيات العينة (1-2). تعبر الموتر أعلاه عن علاقة الإجهاد والانفعال في نظام إحداثيات (1-2). في حين أن خصائص المادة المعروفة موجودة في نظام الإحداثيات الرئيسي (xy) للمادة. يساعد تحويل الموتر بين نظامي إحداثيات في تحديد خصائص المادة للعينة المختبرة. مصفوفة التحويل مع دوران الدرجة هي ^[90]${\displaystyle \theta }$

${\displaystyle T(\theta )_{\epsilon }={\begin{bmatrix}\cos ^{2}\theta &\sin ^{2}\theta &\cos \theta \sin \theta \\sin^{2}\theta &\cos ^{2}\theta &-\cos \theta \sin \theta \\-2\cos \theta \sin \theta &2\cos \theta \sin \theta &\cos ^{2}\theta -\sin ^{2}\theta \end{bmatrix}}}$من أجل من أجل${\displaystyle {\begin{bmatrix}{\acute {\epsilon }}\end{bmatrix}}=T(\theta )_{\epsilon }{\begin{bmatrix}\epsilon \end{bmatrix}}}$${\displaystyle T(\theta )_{\sigma }={\begin{bmatrix}\cos ^{2}\theta &\sin ^{2}\theta &2\cos \theta \sin \theta \\sin^{2}\theta &\cos ^{2}\theta &-2\cos \theta \sin \theta \\-\cos \theta \sin \theta &\cos \theta \sin \theta &\cos ^{2}\theta -\sin ^{2}\theta \end{bmatrix}}}$${\displaystyle {\begin{bmatrix}{\acute {\sigma }}\end{bmatrix}}=T(\theta )_{\sigma }{\begin{bmatrix}\sigma \end{bmatrix}}}$

أكثر أنواع الألياف شيوعًا المستخدمة في الصناعة هي الألياف الزجاجية وألياف الكربون والكيفلار نظرًا لسهولة إنتاجها وتوافرها. من المهم جدًا معرفة خصائصها الميكانيكية، لذلك يُعطى جدول خصائصها الميكانيكية أدناه لمقارنتها بالفولاذ S97 . [ 91 ^{] [92] [93] [94]} زاوية اتجاه الألياف مهمة جدًا بسبب تباين مركبات الألياف (يرجى الاطلاع على قسم "الخصائص الفيزيائية" للحصول على شرح أكثر تفصيلاً). يمكن اختبار الخصائص الميكانيكية للمركبات باستخدام طرق الاختبار الميكانيكية القياسية عن طريق وضع العينات بزوايا مختلفة (الزوايا القياسية هي 0 درجة و45 درجة و90 درجة) فيما يتعلق باتجاه الألياف داخل المركبات. بشكل عام، يجعل المحاذاة المحورية 0° المركبات مقاومة للانحناء الطولي والتوتر/الضغط المحوري، ويُستخدم محاذاة الطوق 90° للحصول على مقاومة للضغط الداخلي/الخارجي، و± 45° هو الخيار المثالي للحصول على مقاومة ضد الالتواء الخالص. ^[95]

الألياف عند 0 درجة (UD)، 0/90 درجة (قماش) إلى محور التحميل، جافة، درجة حرارة الغرفة، V _f = 60% (UD)، 50% (قماش) الألياف / راتنج الإيبوكسي (مُعالَج عند 120 درجة مئوية) ^[96]

	رمز	الوحدات	معيار ألياف الكربون قماش	معامل مرونة مرتفع ألياف الكربون قماش	زجاج الكتروني نسيج الألياف الزجاجية	كيفلر قماش	معيار أحادي الاتجاه ألياف الكربون قماش	معامل مرونة مرتفع أحادي الاتجاه ألياف الكربون قماش	زجاج الكتروني أحادي الاتجاه نسيج الألياف الزجاجية	كيفلر قماش أحادي الاتجاه	فُولاَذ س97
معامل يونج 0°	ه1	المعدل التراكمي	70	85	25	30	135	175	40	75	207
معامل يونج 90 درجة	هـ2	المعدل التراكمي	70	85	25	30	10	8	8	6	207
معامل القص في المستوى	مجموعة 12	المعدل التراكمي	5	5	4	5	5	5	4	2	80
نسبة بواسون الكبرى	الإصدار 12		0.10	0.10	0.20	0.20	0.30	0.30	0.25	0.34	-
قوة الشد القصوى 0°	إكس تي	ميجا باسكال	600	350	440	480	1500	1000	1000	1300	990
قوة الضغط القصوى 0°	إكس سي	ميجا باسكال	570	150	425	190	1200	850	600	280	-
قوة الشد القصوى 90 درجة	يو تي	ميجا باسكال	600	350	440	480	50	40	30	30	-
قوة التحمل القصوى 90 درجة	واي سي	ميجا باسكال	570	150	425	190	250	200	110	140	-
قوة القص القصوى في المستوى.	س	ميجا باسكال	90	35	40	50	70	60	40	60	-
أقصى شد 0°	خارجي	%	0.85	0.40	1.75	1.60	1.05	0.55	2.50	1.70	-
أقصى إجهاد 0°	استثناء	%	0.80	0.15	1.70	0.60	0.85	0.45	1.50	0.35	-
أقصى شد 90 درجة	اييت	%	0.85	0.40	1.75	1.60	0.50	0.50	0.35	0.50	-
أقصى ضغط 90 درجة	ايك	%	0.80	0.15	1.70	0.60	2.50	2.50	1.35	2.30	-
إجهاد القص الأقصى في المستوى	إس	%	1.80	0.70	1.00	1.00	1.40	1.20	1.00	3.00	-
كثافة		جرام/سم مكعب	1.60	1.60	1.90	1.40	1.60	1.60	1.90	1.40	-

الألياف عند ±45 درجة لمحور التحميل، جافة، درجة حرارة الغرفة، Vf = 60% (UD)، 50% (قماش) ^[96]

	رمز	الوحدات	معيار ألياف الكربون	معامل مرونة مرتفع ألياف الكربون	زجاج الكتروني الألياف الزجاجية	معيار ألياف الكربون قماش	زجاج الكتروني نسيج الألياف الزجاجية	فُولاَذ	ال
معامل طولي	ه1	المعدل التراكمي	17	17	12.3	19.1	12.2	207	72
معامل العرض	هـ2	المعدل التراكمي	17	17	12.3	19.1	12.2	207	72
معامل القص في المستوى	مجموعة 12	المعدل التراكمي	33	47	11	30	8	80	25
نسبة بواسون	الإصدار 12		.77	.83	.53	.74	.53
قوة الشد	إكس تي	ميجا باسكال	110	110	90	120	120	990	460
قوة الضغط	إكس سي	ميجا باسكال	110	110	90	120	120	990	460
قوة القص في المستوى	س	ميجا باسكال	260	210	100	310	150
معامل التمدد الحراري	ألفا 1	سلالة/ك	2.15 هـ-6	0.9 إي-6	12 إي-6	4.9 إي-6	10 إي-6	11 إي-6	23 إي-6
معامل الرطوبة	بيتا 1	سلالة/ك	3.22 هـ-4	2.49 هـ-4	6.9 هـ-4

يوضح هذا الجدول إحدى أهم ميزات وخصائص المواد المركبة من الألياف مقارنة بالمعادن، وهي القوة النوعية والصلابة النوعية. على الرغم من أن الفولاذ وسبائك الألومنيوم لهما قوة وصلابة مماثلة للمواد المركبة من الألياف، إلا أن القوة النوعية والصلابة للمركبات أعلى بحوالي 100% من الفولاذ وسبائك الألومنيوم .

مقارنة التكلفة والقوة النوعية والصلابة النوعية ^[97]

	مركب ألياف الكربون (درجة الطيران)	مركب ألياف الكربون (الدرجة التجارية)	مركب الألياف الزجاجية	ألومنيوم 6061 T-6	فُولاَذ، خفيف
التكلفة $/رطل	20 دولارًا – 250 دولارًا أو أكثر	5 دولارات – 20 دولارًا	1.50 دولار – 3.00 دولار	3 دولار	0.30 دولار
القوة (رطل/بوصة مربعة)	90,000 – 200,000	50,000 – 90,000	20,000 – 35,000	35000	60,000
الصلابة (رطل/بوصة مربعة)	10 × 10 6 - 50 × 10 6	8 × 10 6 – 10 × 10 6	1 × 10 6 – 1.5 × 10 6	10 × 10 6	30 × 10 6
الكثافة (رطل/بوصة مكعبة)	0.050	0.050	0.055	0.10	0.30
القوة النوعية	1.8 × 10 6 – 4 × 10 6	1 × 10 6 – 1.8 ×${\displaystyle 10^{6}}$	363,640–636,360	350,000	200000
صلابة محددة	200 × 10 6 – 1000 × 10 6	160 × 10 6 -200 × 10 6	18 × 10 6 -27 × 10 6	100 × 10 6	100 × 10 6

يمكن أن تؤدي الصدمة أو تأثير السرعات المتفاوتة أو الضغوط الدورية المتكررة إلى انفصال الصفيحة عند الواجهة بين طبقتين، وهي الحالة المعروفة باسم التقشر . ^{[98] [99]} يمكن أن تنفصل الألياف الفردية عن المصفوفة، على سبيل المثال، سحب الألياف .

يمكن أن تفشل المواد المركبة على المستوى المجهري أو الكلي . يمكن أن تحدث حالات فشل الضغط على المستوى الكلي أو على مستوى كل ألياف التسليح الفردية في حالة انبعاج الضغط. يمكن أن تكون حالات فشل الشد عبارة عن حالات فشل مقطعية صافية للجزء أو تدهور المركب على المستوى المجهري حيث تفشل طبقة أو أكثر في المركب في شد المصفوفة أو فشل الرابطة بين المصفوفة والألياف.

بعض المركبات هشة ولا تمتلك قوة احتياطية كافية بعد بداية الانهيار بينما قد يكون للبعض الآخر تشوهات كبيرة وقدرة احتياطية على امتصاص الطاقة بعد بداية التلف. إن التمييز بين الألياف والمصفوفات المتاحة والمخاليط التي يمكن صنعها من المخاليط تترك مجموعة واسعة جدًا من الخصائص التي يمكن تصميمها في بنية مركبة. حدث الفشل الأكثر شهرة لمركب مصفوفة سيراميك هشة عندما انكسر بلاط مركب الكربون والكربون على الحافة الأمامية لجناح مكوك الفضاء كولومبيا عندما اصطدم أثناء الإقلاع. أدى ذلك إلى تفكك المركبة الكارثي عندما أعادت دخول الغلاف الجوي للأرض في 1 فبراير 2003.

تمتلك المواد المركبة قوة تحمل ضعيفة نسبيًا مقارنة بالمعادن.

يتم اختبار المركبات قبل وبعد البناء للمساعدة في التنبؤ بالأعطال ومنعها. قد يعتمد اختبار ما قبل البناء على تحليل العناصر المحدودة (FEA) لتحليل طبقة تلو الأخرى للأسطح المنحنية والتنبؤ بالتجعد والانضغاط والتجويف للمركبات. ^{[100] [101] [102] [103]} يمكن اختبار المواد أثناء التصنيع وبعد البناء من خلال طرق غير مدمرة مختلفة بما في ذلك الموجات فوق الصوتية والتصوير الحراري والتصوير المقطعي والتصوير بالأشعة السينية، ^[104] وفحص الرابطة بالليزر لاختبار عدم التدمير لسلامة قوة الرابطة النسبية في منطقة موضعية.

• مركبات ثلاثية الأبعاد
• لوحة مركبة من الألومنيوم
• رابطة مصنعي المركبات الأمريكية
• تسلل الأبخرة الكيميائية
• صفائح مركبة
• مركب محاذي غير متصل
• الجرانيت الايبوكسي
• مادة هجينة
• عملية التجهيز
• مركب نانوي
• البايكريت
• قاعدة الخلطات
• المركبات القياسية
• مادة ذكية
• المواد والهياكل الذكية
• الفراغ (المركبات)

• مركز تصميم وتصنيع المركبات
• دورة تعليم عن بعد في البوليمرات والمركبات
• قاعدة بيانات المواد المركبة OptiDAT مؤرشفة في 2013-11-04 على موقع Wayback Machine