మిశ్రమ పదార్థం
గణనీయమైన స్థాయిలో విభిన్నమైన భౌతిక లేదా రసాయన లక్షణాలు (ధర్మాలు) గల రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పదార్థ భాగాల నుంచి తయారు చేసే సాంకేతిక పదార్థాలను మిశ్రమ పదార్థాలు (లేదా సంక్షిప్త రూపంలో మిశ్రమాలు ) అంటారు, తుది నిర్మాణం యొక్క సూక్ష్మ స్థాయిలో మాత్రం ఈ మిశ్రమ పదార్థాల లక్షణాలు వేర్వేరుగా మరియు ప్రత్యేకంగా గుర్తించవచ్చు.
కలపను లిగ్నిన్ మాతృకలో సెల్యూలోజ్ పీచుల సహజ మిశ్రమంగా చెప్పవచ్చు. భవనాల నిర్మాణానికి ఉపయోగించే ఇటుకలను గడ్డి మరియు బురదలను కలిపి తయారు చేస్తారు, వీటిని అతి పురాతన మానవజన్య మిశ్రమ పదార్థాలుగా పరిగణిస్తున్నారు; బైబిల్ సంబంధిత ఎక్సోడస్ పుస్తకం ఫారో చేత హింసించబడ్డ ఇజ్రాయెల్ దేశస్థుల గురించి వివరిస్తుంది, గడ్డి లేకుండా ఇటుకలు తయారు చేయాలని ఫారో వీరిపై ఒత్తిడి తీసుకొచ్చినట్లు ఈ పుస్తకం తెలియజేస్తుంది. మెట్రోపాలిటన్ మ్యూజియం ఆఫ్ ఆర్ట్‌లో ఉన్న ఈజిప్షియన్ సమాధి చిత్తరువుల్లో పురాతన ఇటుక-తయారీ ప్రక్రియను ఇప్పటికీ చూడవచ్చు. వీటికి అత్యంత అధునాతన ఉదాహరణలు నిత్యం తీవ్ర ఒత్తిడి పరిస్థితుల్లో అంతరిక్ష నౌకలపై నిర్వహించబడుతుంటాయి. ఉక్కు మరియు కంకరను ఉపబలంగా చేర్చిన పోర్ట్‌ల్యాండ్ సిమెంట్ లేదా ఆస్ఫాల్ట్ కాంక్రీటు రూపంలోని మిశ్రమ పదార్థాలను ఉపయోగించి రోడ్లు వేస్తారు, అతి సాధారణంగా కనిపించే వీటి యొక్క అనువర్తనాల్లో ఇది కూడా ఒకటి. మన వ్యక్తిగత పరిశుభ్రతలో భాగమైన షవర్ స్టాళ్లు మరియు బాత్ టబ్‌లు ఈ మిశ్రమ పదార్థాలతో నిర్మించబడతాయి, వీటిని సాధారణంగా ఫైబర్‌గ్లాస్‌తో తయారు చేస్తారు. మన జీవన అనుభూతులను విస్తరించేందుకు దృఢమైన ఉపరితలం, అనుకరణ గ్రానైట్, నాగరిక మార్బుల్ సింక్‌లు మరియు కౌంటర్ బల్లలను విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు.
మిశ్రమాలు సంవిధాన పదార్థాలుగా సూచించే వైయక్తిక పదార్థాలతో తయారవతాయి. సంవిధాన పదార్థాల్లో రెండు వర్గాలు ఉన్నాయి: అవి మాతృక మరియు ఉపబల పదార్థాలు. మిశ్రమ పదార్థాలు తయారు చేసేందుకు వీటిలో ఏదో ఒక రకం అవసరమవుతుంది. ఉపబల పదార్థాల సాపేక్ష స్థానాలను పట్టుకొని ఉండటం ద్వారా మాతృక పదార్థం వాటిని ఆవరించి ఉండటంతోపాటు, మద్దతు అందజేస్తుంది. ఉపబల పదార్థాలు తమ యొక్క ప్రత్యేక యాంత్రిక మరియు భౌతిక ధర్మాలను ఇవ్వడం ద్వారా మాతృక ధర్మాలను విస్తరించేందుకు ఉపయోగపడతాయి. వైయక్తిక సంవిధాన పదార్థాల నుంచి అందుబాటులో ఉండని పదార్థ ధర్మాలను ఈ సమష్టి చర్య ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఉత్పత్తి లేదా నిర్మాణం యొక్క నమూనాకర్త సర్వోత్తమ సంమిశ్రమాన్ని ఎంపిక చేసుకునేందుకు విస్తృత వైవిధ్యం కలిగిన మాతృక మరియు దృఢపడుతున్న పదార్థాలు వీలు కల్పిస్తాయి.
సాంకేతిక మిశ్రమ పదార్థాలను ఒక ఆకృతిలో రూపొందించాలి. మలిచే అచ్చు కుహరం లేదా మలిచే ప్రదేశంలో ఉపబలాన్ని ఉంచడానికి ముందు లేదా తరువాత మాతృక పదార్థాన్ని ఉపబల పదార్థానికి చేర్చవచ్చు. మాతృక పదార్థాన్ని కలిపిన తరువాత, భాగాన్ని కావాల్సిన ఆకృతిలో మలుస్తారు. మాతృక పదార్థం యొక్క లక్షణం ఆధారంగా, రసాయన అణుపుంజీకరణం లేదా ద్రవ స్థితి నుంచి ఘనీభవనం చెందించడం వంటి వివిధ మార్గాల్లో ఈ మిశ్రమ తయారీ ప్రక్రియ జరుగుతుంది.
తుది-వస్తు నమూనా అవసరాలు ఆధారంగా వివిధ రకాల మలిచే పద్ధతులను ఉపయోగిస్తారు. పరిశోధనా పద్ధతిని ప్రధానంగా ప్రభావితం చేస్తున్న అంశాలు ఏమిటంటే ఎంపిక చేసిన మాతృక మరియు ఉపబల పదార్థాల స్వభావాలు (లక్షణాలు). మరో ప్రధాన అంశం ఏమిటంటే ఉత్పత్తి చేయాల్సిన పదార్థం యొక్క స్థూల పరిమాణం. వేగవంతమైన మరియు స్వయంచాలక ఉత్పాదక సాంకేతిక పరిజ్ఞానానికి అయ్యే అధికపెట్టుబడులకు సమర్థించేందుకు భారీ పరిమాణాలను ఉపయోగించవచ్చు. చిన్న ఉత్పాదక పరిమాణాలను తక్కువ పెట్టుబడి వ్యయాలతో తయారు చేయవచ్చు, అయితే అధిక కార్మిక మరియు సాధన వ్యయాలు ఉంటాయి.
వ్యాపార ప్రాతిపదికన ఉత్పత్తి చేసే మిశ్రమాలు ఎక్కువగా ఒక పాలిమర్ మాతృక పదార్థాన్ని ఉపయోగిస్తాయి, దీనిని తరచుగా రెసిన్ ద్రావణంగా పిలుస్తారు. ప్రారంభ ముడి పదార్థాలు ఆధారంగా అనేక రకాల పాలిమర్లు అందుబాటులో ఉన్నాయి. వీటిలో అనేక విస్తృతమైన విభాగాలు ఉన్నాయి, ప్రతి విభాగంలోనూ అసంఖ్యాక వైవిధ్యాలు కనిపిస్తాయి. పాలిస్టర్, వినైల్ ఈస్టర్, ఎపోక్సీ, ఫినోలిక్, పాలీమైడ్, పాల్యమైడ్, పాలీప్రొఫైలిన్, PEEK మరియు ఇతరాలను అతి సాధారణ పదార్థాలుగా చెప్పవచ్చు. తరచుగా ఉపబల పదార్థాలుగా ఫైబర్లను (పీచు) ఉపయోగిస్తుంటారు, అయితే భూమిలో దొరికే ఖనిజాలు కూడా సాధారణ ఉపబల పదార్థాలుగా పరిగణించబడుతున్నాయి. ఈ కింద వివరించబడిన వివిధ పద్ధతులు తుది ఉత్పత్తిలో రెసిన్ శాతాన్ని తగ్గించేందుకు లేదా ఫైబర్ పదార్థ పరిమాణాన్ని పెంచేందుకు అభివృద్ధి చేశారు. ఇక్కడ బండ నియమం ఏమిటంటే, లే అప్ పద్ధతిలో సృష్టించిన ఒక ఉత్పత్తిలో 60% రెసిన్ మరియు 40% పైబర్ ఉంటుంది, ఇదిలా ఉంటే వాక్యూమ్ ఇన్‌ఫ్యూజన్ (శూన్యప్రదేశంలోకి ప్రసరింపజేయడం) పద్ధతి ద్వారా సృష్టించిన తుది ఉత్పత్తి 40% రెసిన్ మరియు 40% ఫైబర్ పదార్థం కలిగివుంటుంది. ఉత్పత్తి యొక్క బలం ఎక్కువగా ఈ నిష్పత్తిపై ఆధారపడివుంటుంది.
సాధారణంగా, ఉపబల మరియు మాతృక పదార్థాలను కలిపి, ముద్దగా చేయడం, సంవిధానం ద్వారా మిశ్రమం తయారు చేస్తారు. కొన్ని నిర్దిష్ట సంవిధాన పరిస్థితుల్లో వికృతాకారం పొందే అవకాశం ఉన్నప్పటికీ, మిశ్రమం తయారీ ప్రక్రియ తరువాత, భాగ ఆకృతిని ఏర్పాటు చేస్తారు. ఒక థర్మోసెట్ పాలీమెరిక్ మాతృక పదార్థానికి, మిశ్రమ దశ ఏమిటంటే క్యూరింగ్ చర్య, అదనపు ఉష్ణం లేదా కర్బన పెరాక్సైడ్ వంటి రసాయన చర్యాశీలతను ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ చర్యను ప్రారంభించవచ్చు. థర్మోప్లాస్టిక్ పాలీమెరిక్ మాతృక పదార్థానికి, ద్రవ స్థితి నుంచి ఘనీభవనం చెందేలా చేయడాన్ని మిశ్రమ దశగా (విలీన దశగా) చెప్పవచ్చు. టైటానియం రేకు వంటి లోహ మాతృక పదార్థానికి, అధిక పీడనం మరియు కరిగే స్థితికి దగ్గరి ఉష్ణోగ్రత వద్ద సమ్మిశ్రణం చేయడాన్ని మిశ్రమ (విలీన) దశగా చెప్పవచ్చు.
అనేక అచ్చు (మూస) పద్ధతులకు, ఒక అచ్చు భాగాన్ని "దిగువ" అచ్చుగా మరో అచ్చు భాగాన్ని "ఎగువ" అచ్చుగా సూచించడం సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది. ఎగువ మరియు దిగువ భాగాలను అచ్చు చట్రం యొక్క భిన్నమైన ముఖాలుగా సూచించవచ్చు, స్థలంలో అచ్చు యొక్క అమరికగా వీటిని పరిగణించరాదు. ఈ పద్ధతిలో, ఎప్పుడూ దిగువ అచ్చు, కొన్నిసార్లు ఎగువ అచ్చు ఉంటుంది. దిగువ అచ్చుకు పదార్థాలను పూయడం ద్వారా బాగా నిర్మాణం ప్రారంభమవుతుంది. పురుష భాగం, స్త్రీ భాగం, ఎ-వైపు, బి-వైపు, సాధనంవైపు, గిన్నె, టోపీ, మాండ్రెల్, తదితర అతి సాధారణ మరియు నిర్దిష్ట పదాల కంటే ఎగువ అచ్చు మరియు దిగువ అచ్చు అనే పదాలు బాగా సాధారణీకరించబడ్డాయి, నిరంతర ఉత్పాదక ప్రక్రియలు వివిధ పదాలను ఉపయోగిస్తాయి.
అచ్చుపోసిన ఉత్పత్తిని తరచుగా ఒక పలకగా సూచిస్తారు. నిర్దిష్ట క్షేత్రాలు మరియు పదార్థ మిశ్రమాలకు, దీనిని పోతగా సూచించవచ్చు. నిర్దిష్ట నిరంతర ప్రక్రియలకు, దీనిని అర్ధ ముఖముగా సూచిస్తారు.
పీడన పరికరం, పిచికారీ పరికరం లేదా చేతితో దీనిని పోస్తారు. ఈ ప్రక్రియను సాధారణంగా పరిసర ఉష్ణోగ్రత మరియు వాతావరణ పీడనం సమక్షంలో నిర్వహిస్తారు. బహిరంగ అచ్చులో రెండు భేదాలు ఏమిటంటే చేతితో పోతపోయడం మరియు పిచికారి-పోత.
పలక యొక్క రెండు ఉపరితలాలకు ఆకృతులు నిర్ణయించి ఉన్న ఒక రెండు-వైపుల అచ్చును ఈ ప్రక్రియలో ఉపయోగిస్తారు. దిగువవైపు దృఢమైన అచ్చు భాగం ఉంటుంది, ఎగువ భాగంలో వశ్యమైన పొర లేదా వాక్యూమ్ బ్యాగ్ (పీడనంలేని సంచి) ఉంటుంది. వశ్యమైన పొరకు పునరుపయోగించదగిన సిలికాన్ పదార్థం లేదా బహిస్సరించు పాలిమర్ పొరను ఉపయోగిస్తారు. తరువాత, అచ్చు కుహరాన్ని ఉపయోగించి పీడనం లేని ప్రదేశాన్ని సృష్టిస్తారు. ఈ ప్రక్రియను పరిసర వాతావరణ పీడనం పీడనరహిత సంచిపై పనిచేస్తుండగా పరిసర లేదా కృత్రిమ ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిర్వహిస్తారు. వెంటురి వాక్యుమ్ మరియు వాయు సంపీడకం లేదా ఒక వాక్యూమ్ పంప్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా వ్యయం తక్కువ అయ్యే అవకాశం ఉంది.
వాక్యూమ్ బ్యాగ్ మౌల్డింగ్ (పీడనరహిత సంచి అచ్చు)కు సంబంధించిన ప్రక్రియ కూడా దాని పేరును ప్రతిబింబిస్తుంది. దృఢమైన స్త్రీ అచ్చుతోపాటు, ఒక అదృఢ పురుష అచ్చును దీనిలో ఉపయోగిస్తారు. పీచులు అచ్చు ప్రదేశంలో అంటుకొని ఉండేందుకు అనుమతించే (తడి అచ్చు) తగినంత రెసిన్‌తో ఉపబలాన్ని స్త్రీ అచ్చు లోపల అమరుస్తారు. తరువాత ఉపయోగించిన రెసిన్‌ను అచ్చులోకి సరళమైన పద్ధతిలో మొత్తంగా తోముతారు, తరువాత అచ్చును పురుష అదృఢ అచ్చు కలిగివుండే ఒక యంత్రంలో అమరుస్తారు. అదృఢ (వశ్యమైన) పురుష పొరను తరువాత వేడిచేసిన సంపీడన వాయువు లేదా ఆవిరితో వ్యాకోచించేటట్లు చేస్తారు. స్త్రీ అచ్చు భాగాన్ని కూడా వేడి చేయవచ్చు. చిక్కుకుపోయిన గాలితోపాటు, అదనపు రెసిన్ కూడా బయటకు వెళ్లిపోతుంది. నైపుణ్యంలేని కార్మికులకు తక్కువ వ్యయం అవుతుంది కాబట్టి, ఈ ప్రక్రియను విస్తృతంగా మిశ్రమ హెల్మెట్‌లు తయారు చేసేందుకు ఉపయోగిస్తున్నారు. ఒక హెల్మెట్ బ్యాగ్ అచ్చు యంత్రానికి కాలచక్రం 20 నుంచి 45 నిమిషాల వరకు ఉంటుంది, అచ్చులను వేడి చేసినట్లయితే, పూర్తి చేసిన షెల్స్‌కు తదుపరి క్యూరింగ్ ఏమీ అవసరం ఉండదు.
అర్ధ ముఖం యొక్క రెండు ఉపరితలాలను ఏర్పరిచే ద్విపార్శ్వ అచ్చును ఈ ప్రక్రియలో ఉపయోగిస్తారు. దిగువవైపు దృఢమైన అచ్చు ఉంటుంది, ఎగువ భాగంలో సిలికాన్ లేదా నైలాన్ వంటి పాలిమర్ పొరతో తయారు చేయబడిన అదృఢ పొర ఉంటుంది. ఉప పదార్థాలను చేతిలో లేదా యంత్ర సాయంతో అమరుస్తారు. ఇవి వస్త్ర నిర్మాణాల్లోకి రూపం ఏర్పరచబడిన నిరంతర ఫైబర్ రూపాలను కలిగివుంటాయి. బాగా తరచుగా, ప్రెప్రెగ్ ఫాబ్రిక్స్ లేదా యూనీడైరెక్షనల్ టేప్‌ల రూపంలోని రెసిన్‌తో ముందుగా నింపబడతాయి. కొన్ని సందర్భాల్లో, రెసిన్ పొరను దిగువ అచ్చుపై అమరుస్తారు, దీనిపై పొడి ఉపబల పదార్థాన్ని ఉంచుతారు. ఎగువ అచ్చును వ్యవస్థాపన చేసి, అచ్చు కుహరంలో పీడనరహిత ప్రదేశాన్ని సృష్టిస్తారు. ఈ నిర్మాణాన్ని ఒక ఆటోక్లేవ్‌లో ఉంచుతారు. ఈ ప్రక్రియను సాధారణంగా కృత్రిమ పీడనం మరియు కృత్రిమ ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిర్వహిస్తారు. ఈ కృత్రిమ పీడనాన్ని ఉపయోగించడం వలన గరిష్ఠ నిర్మాణ సమర్థత కోసం అవసరమైన అధిక ఫైబర్ ఘనపరిమాణ భాగం మరియు తక్కువ శూన్యతా భాగం ఏర్పడతాయి.
ఈ ప్రక్రియలో పలక యొక్క రెండు ఉపరితలాలను ఏర్పాటు చేసే ఒక ద్విపార్శ్వ అచ్చును ఉపయోగిస్తారు. దిగువ భాగం దృఢమైన అచ్చుగా ఉంటుంది. ఎగువ భాగం దృఢ లేదా అదృఢ అచ్చు రూపంలో ఉండవచ్చు. వశ్యమైన (అదృఢ) అచ్చులను మిశ్రమ పదార్థాల నుంచి తయారు చేయవచ్చు, సిలికాన్ లేదా నైలాన్ వంటి బహిస్సరించు పాలిమర్ పొరలతో వీటిని తయారు చేస్తారు. ఒక అచ్చు కుహరాన్ని తయారు చేసేందుకు రెండు భాగాలను కలుపుతారు. రెసిన్ బదిలీ అచ్చు (రెసిన్ ట్రాన్స్‌ఫర్ మౌల్డింగ్) యొక్క ఒక ప్రత్యేక లక్షణం ఏమిటంటే, ఈ కుహరంలో ఉపబల పదార్థాలను అమర్చి, మాతృత పదార్థాన్ని ప్రవేశపెట్టక ముందే అచ్చు సముదాయాన్ని మూసివేస్తారు. రెసిన్ బదిలీ అచ్చు పద్ధతుల్లో అనేక రకాలు ఉన్నాయి, అచ్చు కుహరంలో ఉపబలానికి రెసిన్ చేర్చేందుకు సంబంధించిన యాంత్రిక విధానాల్లో ఇవి వైవిధ్యం కలిగివుంటాయి. ఈ వైవిధ్యాలు వాక్యూమ్ (పీడనరహిత) ప్రసరణ (రెసిన్ ప్రసరణకు బోట్ నిర్మాణాన్ని కూడా చూడండి) నుంచి వాక్యూమ్ సహాయ రెసిన్ బదిలీ అచ్చు (VARTM) వరకు ఉంటాయి. ఈ ప్రక్రియను పరిసర లేదా కృత్రిమ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద నిర్వహించవచ్చు.
ఇతర అచ్చు రకాల్లో ప్రెస్ మౌల్డింగ్, ట్రాన్స్‌ఫర్ మౌల్డింగ్, పుల్‌ట్రూషన్ మౌల్డింగ్, ఫిల్మెంట్ విండింగ్, కాస్టింగ్, సెట్రిఫ్యూగల్ కాస్టింగ్ మరియు కంటిన్యూయస్ కాస్టింగ్. CNC ఫిల్మెంట్ విండింగ్, వాక్యూమ్ ఇన్‌ఫ్యూషన్, వెట్ లే-అప్, కంప్రెషన్ మౌల్డింగ్, థర్మోప్లాస్టిక్ మౌల్డింగ్ వంటివాటిని నిర్మాణ సామర్థ్యాలకు కొన్ని ఉదాహరణలుగా చెప్పవచ్చు. కొన్ని రకాల ప్రాజెక్టులకు క్యూరింగ్ కమటాలు (ఆవములు) మరియు పెయింట్ బూత్‌లు కూడా అవసరమవతాయి.
మిశ్రమ నిర్మాణాలు తయారు చేసేందుకు ఉపయోగించే కొన్ని రకాల సాధన పదార్థాల్లో ఇన్వార్, ఉక్కు, అల్యూమినియం, ఉపబల సిలికాన్ రబ్బర్, నికెల్ మరియు కార్బన్ ఫైబర్ ఉన్నాయి. సాధన పదార్థం యొక్క ఎంపిక ఎక్కువగా ఉష్ణ వ్యాకోచ గుణకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అయితే సాధన పదార్థం ఎంపిక దీనికి మాత్రమే పరిమితమై లేదు, ఉష్ణ వ్యాకోచ గుణకంతోపాటు, చక్రాల సంఖ్య, తుది వస్తువు సహిష్ణుత, కోరుకున్న లేదా అవసరమైన ఉపరితల స్థితి, క్యూర్ పద్ధతి, అచ్చు పోస్తున్న పదార్థం యొక్క గ్లాస్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఉష్ణోగ్రత, అచ్చు పద్ధతి, మాతృక, వ్యయం మరియు ఇతర అంశాలుపై కూడా దీని ఎంపిక ఆధారపడి ఉంటుంది.
ప్రకృతిలో మిశ్రమ పదార్థాల యొక్క భౌతిక లక్షణాలు సాధారణంగా సమదైశికంగా కాకుండా (అనువర్తిత శక్తి దిశతో సంబంధం లేకుండా స్వతంత్రంగా ఉండటం), విలక్షణంగా ఉదగ్రముఖంగా ఉంటాయి (అనువర్తిత శక్తి లేదా భారం యొక్క దిశపై ఆధారపడి ఉంటాయి). ఉదాహరణకు, ఒక మిశ్రమ పలక యొక్క దృఢత్వం తరచుగా అనువర్తిత శక్తులు మరియు/లేదా కదలికల దృగ్విన్యాసంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. పలక దృఢత్వం దానిని రూపొందించేందుకు ఉపయోగించిన నమూనాపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, ఉపయోగించిన పైబర్ ఉపబలం మరియు మాతృక పదార్థం, పలకను నిర్మించేందుకు ఉపయోగించిన పద్ధతి, థర్మోసెట్/థర్మోప్లాస్టిక్, అల్లిక రకం మరియు ప్రాథమిక శక్తికి ఫైబర్ అక్షం యొక్క దృగ్విన్యాసం వంటి అంశాలపై ఆధాపడి ఉంటుంది.
దీనికి భిన్నంగా, సమదైశిక పదార్థాలు (ఉదాహరణకు, అల్యూమినియం లేదా ఉక్కు), ప్రామాణిక మలత రూపాల్లో, అనువర్తిత శక్తులు మరియు/లేదా కదలికల దిశాత్మక దృగ్విన్యాసంతో సంబంధం లేకుండా ఒకేవిధమైన దృఢత్వాన్ని కలిగివుంటాయి.
ఒక సమదైశిక పదార్థంలో శక్తులు/కదలికలు మరియు వికర్షణలు/వక్రత్వాలు మధ్య సంబంధాన్ని ఈ కింద పదార్థ లక్షణాలతో వర్ణించవచ్చు: యంగ్స్ మాడ్యులస్, షీర్ మాడ్యులస్, పాయిజన్స్ రేషియోలను ఉపయోగించి, సులభమైన గణిత సంబంధాల్లో వీటిని విశదీకరించవచ్చు. విషమ దిశాత్మక పదార్థాలకు, రెండో ఆర్డర్ టెన్సార్‌కు సంబంధించిన గణిత శాస్త్రం మరియు 21 వరకు పదార్థ లక్షణ స్థిరాంకాలు అవసరమవతాయి. ఉదగ్రకోణీయ సమదైశికత సందర్భంలో, యంగ్స్ మాడ్యులస్, షీర్ మాడ్యులస్, పాయిజన్స్ రేషియోల్లో ఒక్కోదానికి మూడు భిన్నమైన పదార్థ లక్షణ స్థిరాంకాలు ఉంటాయి-ఇక్కడ శక్తులు/కదలికలు మరియు వికర్షణలు/వక్రముల మధ్య సంబంధాన్ని వర్ణించేందుకు మొత్తం 9 స్థిరాంకాలు అవసరం అవతాయి.
విషమ దిశాత్మక లక్షణాల ద్వారా ప్రయోజనం పొందే పద్ధతుల్లో మోర్టైజ్ అండ్ టెనోన్ జాయింట్స్ (కలప వంటి సహజమైన మిశ్రమాల్లో) మరియు సింథటిక్ మిశ్రమాల్లో పై జాయింట్స్‌లు ఉన్నాయి.
ఫైబర్‌గ్లాస్, కార్బన్ ఫైబర్ మరియు కెవ్లార్ వంటి అతి సాధారణ మిశ్రమ పదార్థాలు కనీసం రెండు భాగాలు కలిగివుంటాయి, ఈ భాగాలను సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు రెసిన్ అని పిలుస్తారు.
పసుపు రంగును కలిగివుండే పాలిస్టర్ రెసిన్ ఎక్కువగా పరిసర ప్రాజెక్టులకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. UV సున్నితత్వం కలిగివుండటం దీని యొక్క బలహీనత, కాలక్రమంలో అధోకరణం చెందుతుంది, కావున సాధారణంగా దీనిని రక్షించేందుకు పూతను ఉపయోగిస్తారు. తరచుగా దీనిని సర్ఫ్‌బోర్డులు మరియు మెరైన్ అనువర్తనాలు తయారీకి ఉపయోగిస్తారు. MEKP రూపంలో ఇది దృఢంగా ఉంటుంది, దీనిని ఒక్కో ozకు 14 చుక్కల చొప్పున కలుపుతారు. MEKPని మిథైల్ ఈథైల్ కీటోన్ పెరాక్సైడ్ అనే ఉత్ప్రేరకంతో తయారు చేస్తారు. MEKPని రెసిన్‌తో కలిపినప్పుడు, జరిగే రసాయన చర్య రెసిన్ ఉష్ణోగ్రత పెరిగేందుకు మరియు క్యూర్ లేదా దృఢపడేందుకు కారణమవుతుంది.
వినైల్ఈస్టర్ రెసిన్ ఊదా నుంచి నీలి, దీని నుంచి ఆకుపచ్చ వర్ణంలోకి మారుతుంది. పాలిస్టర్ రెసిన్ కంటే ఇది తక్కువ స్నిగ్ధత (చిక్కదనం) మరియు మరింత పారదర్శకత కలిగివుంటుంది. ఈ రెసిన్ తరచుగా ఇంధన నిరోధకంగా సూచించబడుతుంది, అయితే ఇది గ్యాసోలిన్‌తో కలిసినప్పుడు కరిగిపోతుంది. పాలిస్టర్ రెసిన్‌తో పోలిస్తే, కాలక్రమంలో జరిగే అధోకరణాన్ని ఈ రెసిన్ నిరోధిస్తుంది, ఇది మరింత వశ్యత (దృఢత్వం) కలిగివుంటుంది. పాలిస్టర్ రెసిన్ మాదిరిగానే దీనిలో కూడా హార్డనర్‌ను (ధృడపరిచే పదార్థం) ఉపయోగిస్తారు (పాలిస్టర్ రెసిన్ మాదిరిగా ఒకే నిష్పత్తిలో ఉపయోగిస్తారు), దీనికయ్యే వ్యయం కూడా దాదాపుగా సమానంగా ఉంటుంది.
ఎపోక్సీ రెసిన్‌ను క్యూర్ (గట్టిపరిచినప్పుడు) చేసినప్పుడు దాదాపుగా పూర్తి పారదర్శకత కలిగివుంటుంది. ఏరోస్పేస్ పరిశ్రమలో, ఎపోక్సీని నిర్మాణ మాతృక పదార్థం లేదా నిర్మాణ జిగురుగా ఉపయోగిస్తారు.
షేప్ మెమోరీ పాలీమర్ (SMP) రెసిన్‌లు వాటి మిశ్రమం ఆధారంగా చూసేందుకు వైవిధ్యభరిత లక్షణాలు కలిగివుంటాయి. ఈ రెసిన్‌లు ఎపోక్సీ-ఆధారితంగా ఉంటాయి, వీటిని ఆటో శరీర మరియు అవుట్‌డోర్ పరికర మరమత్తులకు ఉపయోగించవచ్చు; సైనేట్-ఈస్టర్-ఆధారిత రెసిన్‌లను అంతరిక్ష అనువర్తనాల్లో ఉపయోగిస్తారు; ఎక్రిలేట్-ఆధారిత రెసిన్‌లను అతి కనిష్ఠ ఉష్ణోగ్రతల్లో పనిచేసే అనువర్తనాల్లో ఉపయోగిస్తారు, శీతోష్ణస్థితి ప్రభావిత వస్తువులు నిర్దిష్ట గరిష్ఠ ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత సమక్షంలోకి రాగానే గుర్తించేందుకు ఉపయోగించే సెన్సార్లలో వీటిని ఉపయోగిస్తారు. ఈ రెసిన్‌లు వాటి ఆకృతి విషయంలో ప్రత్యేకత కలిగివుంటాయి, వాటి గ్లాస్ ట్రాన్సిషన్ ఉష్ణోగ్రత (T"" ) కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద వేడిచేయడం ద్వారా వీటి ఆకృతిని పదేపదే మార్చవచ్చు. వేడిచేసినప్పుడు, ఇవి వశ్యత మరియు సాగే గుణాలు పొందుతాయి, ఈ లక్షణాల వలన వీటి పరికూర్పును సులభంగా మార్చవచ్చు. వాటిని శీతల పరిచిన తరువాత, అవి వాటి కొత్త ఆకృతిలోకి వస్తాయి. వాటి యొక్క T"" కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద తిరిగి వేడి చేసినప్పుడు, ఈ రెసిన్‌లు పూర్వ రూపాన్ని పొందుతాయి. షేప్ మెమోరీ పాలీమర్ రెసిన్‌లను వాటి లక్షణాలు (ధర్మాలు) ప్రభావితం కాకుండా పదేపదే వాటి ఆకృతిని మార్చే ప్రయోజనం కల్పిస్తాయి, ఈ రెసిన్‌లను ఫాబ్రికేటింగ్ షేప్ మెమోరీ మిశ్రమాల్లో ఉపయోగించవచ్చు.
ఫైబర్-ఉపబల మిశ్రమ పదార్థాలను రెండు రకాలుగా విభజించవచ్చు, వీటిని సాధారణంగా పొట్టి ఫైబర్-ఉపబల పదార్థాలు మరియు నిరంతర ఫైబర్-ఉపబల పదార్థాలుగా సూచిస్తారు. నిరంతర ఉపబల పదార్థాలు తరచుగా స్తరాలు లేదా పొరలతో కూడిన నిర్మాణాన్ని కలిగివుంటాయి. నేత మరియు నిరంతర ఫైబర్ శైలులు వివిధ రూపాల్లో అందుబాటులో ఉంటాయి, ఇచ్చిన మాతృక (రెసిన్) ముందుగా కలిపిన, పొడి, వివిధ వెడల్పులు కలిగిన ఏక-దిశాత్మక టేప్‌లు, సాదా అల్లిక, జీను సన్నపట్టు, అల్లిన మరియు కుట్టిన రూపాల్లో ఇవి అందుబాటులో ఉన్నాయి.
కురచ (పొట్టి) మరియు పొడవైన ఫైబర్‌లను సంపీడన అచ్చులో మరియు షీట్ అచ్చు కార్యకలాపాల్లో ఉపయోగిస్తారు. ఇవి రేకులు, తునకలు మరియు క్రమరహిత జతల రూపంలో అందుబాటులో ఉన్నాయి (కోరుకున్న మడత / పొర మందాన్ని సాధించేవరకు క్రమరహిత పద్ధతిలో నిరంతర ఫైబర్ పోత నుంచి కూడా వీటిని పొందవచ్చు).
అఘాతం, అభిఘాతం లేదా పదేపదే చక్రియ ఒత్తిడులు రెండు పొరల మధ్య అంతర్ముఖంలో చీలక ఏర్పడేందుకు కారణం కావొచ్చు, ఈ పరిస్థితిని పొర క్షయంగా గుర్తిస్తారు. వ్యష్టి ఫైబర్‌లు మాతృక నుంచి వేరుపడవచ్చు, ఉదాహరణకు ఫైబర్ బహిర్గతం.
మిశ్రమాలు సూక్ష్మస్థాయిలో లేదా స్థూలస్థాయిలో విఫలం అయ్యే అవకాశం ఉంది. సంపీడన వైఫల్యాలు స్థూల స్థాయిలో మరియు సంపీడన స్థాయిలో ప్రతి వ్యష్టి ఉపబల ఫైబర్ వద్ద ఎదురుకావొచ్చు. తన్యత వైఫల్యాలు సూక్ష్మస్థాయిలో భాగం లేదా అధోకరణం యొక్క నికర భాగ వైఫల్యాలుగా ఉండవచ్చు, సూక్ష్మస్థాయిలో మిశ్రమంలోని ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పొరలు మాతృక యొక్క తన్యత విషయంలో విఫలం అవతాయి లేదా మాతృక మరియు ఫైబర్ మధ్య బంధం విఫలం కావొచ్చు.
కొన్ని మిశ్రమాలు పెళుసుదనం మరియు ప్రారంభ వైఫల్య దశల వెలుపల అతి తక్కువ సంచిత బలం కలిగివుంటాయి, మిగిలిన మిశ్రమాలు భారీ అధోకరణలు మరియు నష్టం ప్రారంభ దశ తరువాత కూడా సంచిత శక్తి శోషణ సామర్థ్యాన్ని కలిగివుంటాయి. అందుబాటులో ఉన్న ఫైబర్లు మరియు మాతృకల్లో వైవిధ్యాలను ఉపయోగించి తయారు చేసే మిశ్రమాలు బాగా విస్తృత ధర్మాలు కలిగివుంటాయి, వీటి నుంచి మిశ్రమ నిర్మాణాన్ని రూపొందించవచ్చు.
కొలంబియా అంతరిక్ష నౌక రెక్క యొక్క బయటివైపు అంచున కార్బన్-కార్బన్ మిశ్రమ పలక టేకాఫ్ తీసుకునే సమయంలో విరగడంతో పెళుసు సెరామిక్ మాతృక మిశ్రమం యొక్క స్పష్టమైన వైఫల్యం బయటపడింది. 2003 ఫిబ్రవరి 1న భూమి వాతావరణంలోకి ప్రవేశించినప్పుడు, ఇది వాహనంలో తీవ్ర ప్రమాదకర పేలుడుకు కారణమైంది.
లోహాలతో పోల్చినప్పుడు, మిశ్రమాలు పేలవమైన ఆకృతి బలాన్ని కలిగివుంటాయి.
వైఫల్యాన్ని అంచనా వేయడం మరియు నిరోధించడంలో సాయం చేసేందుకు, మిశ్రమాలను నిర్మాణానికి ముందు మరియు తరువాత పరీక్షిస్తారు. నిర్మాణ-ముందు పరీక్షలో వక్ర ఉపరితలాలుకు ప్లే-బై-ప్లే విశ్లేషణకు ఫైనెట్ ఎలిమెంట్ ఎనాలసిస్ (FEA)ను ఉపయోగించవచ్చు, మిశ్రమాలు ముడతలు పడటం, సొట్టలు పడటం వంటి ప్రభావాలను అంచనావేసేందుకు దీనిని ఉపయోగిస్తారు. అనేక విధ్వంసకేతర పద్ధతుల్లో నిర్మాణం తరువాత మిశ్రమ పదార్థాలను పరీక్షించవచ్చు, ఈ పద్ధతులకు ఆల్ట్రాసోనిక్స్, థర్మోగ్రఫీ, షీరోగ్రఫీ మరియు X-రే రేడియోగ్రఫీలను ఉదాహరణలుగా చెప్పవచ్చు
ఫైబర్-ఉపబల పాలీమర్లు లేదా FRPలు కలప (లిగ్నిన్ మరియు హెమీసెల్యూలోజ్ మాతృకలో సెల్యూలోజ్ ఫైబర్‌లను కలిగివుంటుంది), కార్బన్-ఫైబర్ ఉపబల ప్లాస్టిక్ లేదా GRP. మాతృక ప్రకారం వర్గీకరణ చేసినట్లయితే, థర్మోప్లాస్టిక్ మిశ్రమ పదార్థాలు, షార్ట్ ఫైబర్ థర్మోప్లాస్టిక్స్, లాంగ్ ఫైబర్ థర్మోప్లాస్టిక్స్ లేదా లాంగ్ ఫైబర్-రీన్‌ఫోర్స్‌డ్ థర్మోప్లాస్టిక్స్ ఉన్నాయి. 
అనేక థర్మోసెట్ మిశ్రమాలు కూడా అందుబాటులో ఉన్నాయి, అయితే అధునాతన వ్యవస్థలు సాధారణంగా ఎపోక్సీ రెసిన్ మాతృకలో అరామిడ్ ఫైబర్ మరియు కార్బన్ ఫైబర్‌లను కలిగివుంటాయి.
షేప్ మెమోరీ పాలీమర్ మిశ్రమాలు (ఆకారాన్ని తిరిగి పొందగల పాలీమర్ మిశ్రమ పదార్థాలు) అధిక-పనితీరు మిశ్రమాలుగా గుర్తించబడుతున్నాయి, ఇవి ఫైబర్ లేదా ఫాబ్రిక్ ఉపబలం మరియు షేప్ మెమోరీ పాలీమర్ రెసిన్‌ను మాతృకను ఉపయోగించి తయారవతాయి. షేప్ మెమోరీ పాలీమర్ రెసిన్‌ను మాతృకగా ఉపయోగించి తయారు చేసిన మిశ్రమాలు, వివిధ రకాల అమరికల్లోకి సులభంగా మార్చగల సామర్థ్యం కలిగివుంటాయి, ఈ మిశ్రమాలను ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రతకు ఎక్కువ స్థాయిలో వేడి చేసినట్లయితే, వాటిని కావాల్సిన రూపంలోకి మార్చవచ్చు. ఇవి కనిష్ఠ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అధిక బలం మరియు దృఢత్వం కలిగివుంటాయి. తిరిగి వేడి చేయడం మరియు పునరాకృతి కల్పించడం ద్వారా ఈ పదార్థ ధర్మాల్లో ఎటువంటి మార్పు ఉండదు. తేలికపాటి, దృఢ, నియోగించే నిర్మాణాలు; త్వరిత ఉత్పాదన; మరియు శక్తివంతమైన ఉపబలం వంటి అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించేందుకు ఈ మిశ్రమాలు అనుకూలంగా ఉంటాయి.
లోహ మాతృక మిశ్రమాలు లేదా MMCలో ఇతర లోహాలకు ఉపబలంగా మిశ్రమాలు లోహ ఫైబర్‌లను కూడా ఉపయోగిస్తాయి. అంతరిక్షంలో మాగ్నిషియం అధోకరణం చెందకుండా ఉండటం వలన ప్రయోజనం సమకూరుతుంది. బోన్ (కొల్లాజెన్ ఫైబర్‌లతో హైడ్రాక్సీఅపటైట్‌కు ఉపబలంగా చేర్చబడుతుంది), సెర్మెట్ (సెరామిక్ మరియు లోహం) మరియు కాంక్రీటులను సెరామిక్ మాతృక మిశ్రమాలుగా చెప్పవచ్చు. సెరామిక్ మాతృక మిశ్రమాలను బలం కోసం కాకుండా, ప్రధానంగా దృఢత్వం కోసం నిర్మిస్తారు.
కర్బన మాతృక/సెరామిక్ సముదాయ మిశ్రమాలుగా ఆస్ఫాల్ట్ కాంక్రీటు, మాస్టిక్ ఆస్ఫాల్ట్, మాస్టిక్ రోలర్ హైబ్రిడ్, డెంటల్ కాంపోజిట్, సింటాక్టిక్ ఫోమ్ మరియు మదర్ ఆఫ్ పెరల్‌లను చెప్పవచ్చు. చోభమ్ ఆర్మౌర్‌ వంటి కాంపోజిట్ ఆర్మౌర్ యొక్క ప్రత్యేక రకాన్ని సైనిక అనువర్తనాల్లో ఉపయోగిస్తారు.
అంతేకాకుండా, 2 g/cm³ నుంచి 11 g/cm³ (సీసం మాదిరి సాంద్రత కలిగిన) వరకు సాంద్రత పరిధి కలిగిన పదార్థాల్లో ఉత్పన్నమయ్యే నిర్దిష్ట లోహ పౌడర్‌లతో థర్మోప్లాస్టిక్ మిశ్రమ పదార్థాలను తయారు చేయవచ్చు. సీసం ప్రత్యామ్నాయాన్ని కూడా ఉపయోగించినప్పటికీ, ఇటువంటి పదార్థాలను అతి సాధారణంగా హై గ్రావిటీ కాంపౌండ్ (HGC) అని పిలుస్తారు. బరువు పెంచడం, సంతులనం (ఉదాహరణకు టెన్నిస్ రాకెట్ యొక్క గురుత్వ కేంద్రాన్ని నవీకరించడం), వైబ్రేషన్ డెంపెనింగ్, రేడియేషన్ షీల్డింగ్ అనువర్తనాల్లో అల్యూమినియం, స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్, ఇత్తడి, కాంస్యం, కాపర్, సీసం మరియు టంగ్‌స్టన్ వంటి సంప్రదాయ పదార్థాలకు ప్రత్యామ్నాయంగా ఈ పదార్థాలను ఉపయోగించవచ్చు. కొన్ని పదార్థాలు ప్రమాదకరంగా మరియు నిషేధించబడినప్పుడు (సీసం వంటివి) లేదా ద్వితీయ కార్యకలాపాల వ్యయాలు (మ్యాచింగ్, ఫినిషింగ్ లేదా కోటింగ్) ప్రభావితాంశంగా ఉన్నప్పుడు అధిక సాంద్రతగల మిశ్రమాలు ఆర్థికంగా మెరుగైన ప్రత్యామ్నాయాలుగా కనిపిస్తాయి.
ఇంజనీర్డ్ వుడ్‌లో ప్లేవుడ్, ఓరియంటెడ్ స్ట్రాండ్ బోర్డ్, వుడ్ ప్లాస్టిక్ కాంపోజిట్ (పాలీఈథైలిన్ మాతృకలో రీసైకిల్డ్ వుడ్ ఫైబర్), పైక్రీట్ (మంచు మాతృకలో సాడస్ట్), ప్లాస్టిక్-కలిపిన లేదా పొర ఉన్న కాగితం లేదా వస్త్రాలు, ఆర్బోరైట్, ఫార్మికా (ప్లాస్టిక్) మరియు మికార్తా వంటి విస్తృత వైవిధ్యం గల వివిధ ఉత్పత్తులు ఉన్నాయి. మాలైట్ వంటి ఇతర ఇంజనీర్డ్ లామినేట్ మిశ్రమాలు తేలికపాటి ధాతువు లేదా GRP యొక్క ఉపరితల పొరలకు అనుబంధించబడి ఉండే బాల్సా వుడ్ తుది ధాన్యం యొక్క మధ్య భాగాన్ని ఉపయోగిస్తాయి. ఇవి తేలికపాటి, అధిక దృఢత్వం కలిగిన పదార్థాలను సృష్టిస్తాయి.
తక్కువ బరువు అవసరమైన అధిక-పనితీరు ఉత్పత్తుల్లో ఉపయోగానికి మిశ్రమ పదార్థాలు (ఇవి సాధారణంగా ఎక్కువ వ్యయంతో కూడుకొని ఉన్నప్పటికీ) బాగా ప్రాచుర్యం పొందాయి, కఠినమైన పరిస్థితుల్లోనూ పని చేసే సామర్థ్యం ఉండటంతో వీటిని ఏరోస్పేస్ భాగాలు (తోకలు, రెక్కలు, ఫ్యూజ్‌లేజ్‌లు, ప్రొపెలర్లు), పడవ మరియు స్కల్ మట్టులు, సైకిల్ చట్రాలు మరియు రేసింగ్ కారు శరీర భాగాల్లో ఉపయోగిస్తారు. ఫిషింగ్ రాడ్‌లు, స్టోరేజ్ ట్యాంకులు మరియు బాస్కెట్‌బాల్ బ్యాట్‌లు తయారు చేసేందుకు కూడా వీటిని ఉపయోగిస్తారు. కొత్త బోయింగ్ 787 నిర్మాణంలో రెక్కలు మరియు ఫ్యూజ్‌లేజ్ వంటి భాగాలను తయారు చేసేందుకు ఎక్కువగా మిశ్రమాలను ఉపయోగించారు. ఎముక సంబంధ శస్త్రచికిత్సల్లో కూడా ఇప్పుడు సాధారణంగా మిశ్రమ పదార్థాలను ఉపయోగిస్తున్నారు.
ఈరోజు ప్రయోగ వాహనాలు మరియు అంతరిక్ష నౌకల్లో కార్బన్ మిశ్రమం కీలకమైన పదార్థంగా ఉంది. సోలార్ ప్యానల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు, యాంటెన్నా రిఫ్లెక్టర్లు మరియు అంతరిక్ష నౌక యోక్స్‌లలో దీనిని విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు. ప్రయోగ వాహనాలు యొక్క పేలోడ్ అడాప్టర్లు, అంతర నిర్మాణాలు మరియు ఉష్ణ కవచాల్లో కూడా ఇది ఉపయోగించబడుతుంది.
2007లో పూర్తిగా మిశ్రమ పదార్థాలతో తయారు చేసిన మిలిటరీ హై మొబిలిటీ మల్టీ-పర్పస్ వీల్డ్ వెహికల్ (HMMWV లేదా Hummvee)ను TPI కాంపోజిట్స్ ఇంక్ మరియు ఆర్మౌర్ హౌల్డింగ్స్ ఇంక్‌లు అభివృద్ధి చేశాయి, పూర్తిగా మిశ్రమ పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన మొదటి మిలిటరీ వాహనంగా ఇది గుర్తింపు పొందింది. మిశ్రమ పదార్థాలు ఉపయోగించడం వలన వాహన బరువు చాలా వరకు తగ్గుతుంది, దీని వలన అధిక పేలోడ్ సామర్థ్యం వస్తుంది. 2008లో ECS కాంపోజిట్స్ అనే సంస్థ కార్బన్ ఫైబర్ మరియు డుపుంట్ కెవ్లార్ (ఉక్కు కంటే ఐదు రెట్లు ఎక్కువ బలమైనది)లను విస్తృతపరిచిన థర్మోసెట్ రెసిన్‌లతో కలిపి మిలిటరీ ట్రాన్సిట్ కేస్‌లను తయారు చేసింది, ఇవి అధిక దృఢత్వంతోపాటు, 30 శాతం బరువు తక్కువగా కలిగివున్నాయి.