Тема 3: «Композиционные материалы»

Композиционные материалы (композиты) - многокомпонентные материалы, состоящие как правило из пластичной основы (матрицы) армированными наполнителями, обладающими высокой прочностью, жесткостью и т.д.

Сочетание разнородных веществ приводит к созданию нового материала, свойство которого количественно и качественно отличаются от свойств каждого из его составляющих. Варьируя состав матрицы и наполнителя, их соотношение, ориентацию наполнителя, получают широкий спектр материалов с требуемым набором свойств. Многие композиты превосходят традиционные материалы и сплавы по своим механическим свойствам и в то же время они легче, позволяет как уменьшить массу конструкции, так и улучшить механические свойства.

Компонентами композитов являются самые разнообразные материалы - металлы, керамика, стекла, пластмасса, углерод и т.д. Известно многокомпонентные композиты - полиматричные (сочетание несколько матриц) или гибридные (включают разные наполнители).

Наполнитель определяет прочность, жесткость и деформируемость материала, а матрица обеспечивает монолитность, передачу напряжения в наполнителя и стойкость к различным внешним воздействиям.

Структура композиционных материалов.

По структуре композиты делятся на несколько основных классов:

· Волокнистые (либо волокна, либо нитевидные кристаллы). Ориентация и концентрация волокон позволяет варьировать свойства материалов. Анизотрапия свойств - различие свойств в разных направлениях.

· Слоистые (матрица и наполнитель расположены слоями).

· Упрочненные частицами (более 1 мкм, 20-25% по объему).

· Дисперсно упрочненные (от 0,01-0,1 мкм, от 1-15% по объему).

· Нанокомпозит (от 10-100 нм).