אנליזות חומרים מרוכבים: על ההבדלים והיתרונות שלהם

היכרות עם המאפיינים השונים של חומרים מרוכבים יכולה לסייע לדעת כיצד מבצעים עבורם ניתוחים ואנליזות. במאמר הבא נרחיב על הבדלים בין סוגי החומרים ונבין למה בכלל צריך לנתח אותם.

חומרים מרוכבים בנויים משני חומרים טהורים או יותר. בנוסף, אלו חומרים שאותם בונים מחומרים שונים בעלי תכונות כימיות ופיזיקליות נפרדות. עם זאת, החומרים השונים מאוחדים יחד כדי ליצור את החומר המרוכב ובמטרה להפוך אותו ליעיל יותר עם תכונות שיכולות לעזור להשיג מטרות שונות. בנוסף, חשוב לדעת שהחומר החדש שאותו יוצרים הוא בעצמו בעל תכונות שונות מאלו שיש לכל אחד מהחומרים בנפרד.

על רקע האמור לעיל אפשר להבין לא רק את החשיבות של חומרים מרוכבים, אלא גם את המשמעות של הניתוחים והאנליזות שאפשר לבצע עבורם. ללא אנליזות חומרים מרוכבים לא ניתן לקבל אינדיקציה טובה להתאמה שלהם לאופי הפרויקט או לעמידות בפני בלאי ושחיקה. עוד קודם לכן, מטרת האנליזות היא לספק מידע אמין על התכונות של החומר החדש – אחרי שיצרו אותו מאיחוד ושילוב בין שני חומרים טהורים אחרים.

היתרונות של אנליזות חומרים מרוכבים

התכונות של חומרים מרוכבים הן איחוד של חלק מהתכונות של כל אחד מהחומרים שהרכיבו אותם במקור. זה אומר שבתוך החומר המרוכב המרכיבים אכן מעורבבים, אבל זה קורה בצורה גסה בלבד. התוצאה היא שגם כאשר מסתכלים על החומר הסופי והחדש, רואים את הרכיבים שמהם הוא בנוי. מצד שני, זה גם מה שעלול לגרום את הסיכון עבור מי שמוותר על האפשרות של אנליזה מסודרת.

הנה למשל כמה יתרונות שאותם ניתן להשיג בעזרת אנליזות חומרים מרוכבים:

א. בדיקת התכונות של החומר המרוכב – מטרת העל של האנליזה היא לברר מהן התכונות של החומר המרוכב. את זה עושים כמעט בכל תהליך שבו מערבבים בין חומרים טהורים שונים, אך כמובן שצריך גם להביא בחשבון את ניסיון העבר עם חומרים דומים.

ב. זיהוי הבדלים בין סוגים שונים של חומרים – אנליזה מקיפה, מסודרת ומנומקת מסייעת לזהות את ההבדלים בין סוגים שונים של חומרים. כך ניתן לראות בצורה מדעית את ההבדל בין עץ שמשלב בין סיב כלשהו עם חומר דבק לבין פיברגלס או סיבי פחמן. בכל מקרה, הזיהוי של ההבדלים חוסך הוצאות ואנרגיה בענפי תעשייה והוא מסייע לקדם את השימוש בסוגים שונים של חומרים מרוכבים.

ג. בחינת התנהגות – הבעיה היא שהיכרות עם התכונות של חומרים מרוכבים ואפילו זיהוי ההבדלים ביניהם לא מספיק. אם רוצים לדעת מה אפשר או אי אפשר לעשות עם חומרים כאלה, צריך לבחון את ההתנהגות שלהם. כאן נכנסים לתמונה היתרונות של אנליזות מפורטות שכוללות בחינת התנהגות של חומרים מרוכבים, תוך כדי ייצור ותחת עומסים.

איך מבצעים אנליזות חומרים מרוכבים?

מבחינה טכנית, הדרך הכי נוחה לבצע אנליזות של חומרים מרוכבים היא באמצעות תוכנות מחשב. יש כיום סוגים שונים של תוכנות מחשב והן מאפשרות לבחון כל חומר לגופו על מנת לבדוק את התכונות שלו, להשוות אותו לחומרים שכבר עברו את תהליך ההרכב והערבוב ולבחון את ההתנהגות שלו בתנאים סטטיים או דינאמיים.

לשם השוואה, תוכנות אחרות שהמטרה שלהן היא לבחון חומרים מרוכבים עוסקות בניתוחי חוזק ומעבר חום. גם כאן השאיפה היא לנצל את יתרונות המחשב, אך הדגש הוא על טכניקת האלמנטים הסופיים. מאחורי הקלעים, יש חברות שמאפשרות לבצע ניתוח חומרים מרוכבים בפיקוח אנשי מקצוע בשר ודם. כך למעשה משלבים בין היתרונות ומשיגים תוצאות עוד יותר אמינות.