ЭТО ИНТЕРЕСНО

Композиционные материалы – это материалы, состоящие из двух или более компонентов (отдельных волокон или других армирующих составляющих и связующей их матрицы) и обладающие специфическими свойствами, отличными от суммарных свойств их составляющих компонентов. Компоненты композитов не должны растворяться или иным способом поглощать друг друга. Они должны быть хорошо совместимы. Свойства композиционных материалов нельзя определить только по свойствам компонентов, без учета их взаимодействия.

Композиционные материалы классифицируются обычно по виду армирующего наполнителя: волокнистые (армирующим компонентом служат волокнистые структуры), слоистые и наполненные пластики (армирующим компонентом являются различные частицы).

В свою очередь, наполненные пластики могут быть разделены на насыпные (гомогенные) и скелетные (начальные структуры, заполненные связующим). Армирующие компоненты могут представлять собой различные волокна, порошки, микросферы, кристаллы и «усы» из органических, неорганических, металлических материалов или керамики.

Наиболее распространены связующие, используемые в армированных пластиках: полиэфиры, эпоксиды и фенолы. Связующие могут быть разделены на термопласты (способные размягчаться и затвердевать при изменении температуры) и реактопласты, или термореактивные смолы (связующие, которые затвердевают в процессе формования изделия). В настоящее время наибольшее распространение получили термореактивные связующие.

Целью создания композиционного материала является объединение различных компонентов для получения материала с новыми заданными свойствами и характеристиками, отличными от свойств и характеристик исходных компонентов. С появлением такого рода материалов возникла возможность селективного выбора свойств композитов, необходимых для нужд каждой конкретной области применения. Композиционные материалы, оказавшиеся и экономичными, и удобными в проектировании, сегодня используются везде – от производства нано материалов до применения в космических аппаратах.

Современная промышленность композиционных материалов широко варьирует различные сочетания армирующих компонентов и связующих, выбор которых определяется как техническими параметрами, так и ценой. Большинство свойств полученных КМ оказывается более высокими, нежели свойства исходных компонентов.

Сам термин «композиционные материалы», или «композиты», появился, когда потребовалось наиболее емкое название нового класса материалов, состоящих из армирующего компонента и связующего.

Композиционный материал, армированные стеклянными нитями или тканями называется «стеклопластик».

В 1979 г. в США было произведено различных композиционных материалов, или композитов, включая наполненные пластмассы, более 3,6 млн.т, из которых более 0,9 млн.т приходится на стеклопластики.

Существенный прогресс в области композиционных материалов, и в особенности армированных пластиков, был достигнут в начале 40-х годов 20 века, когда были созданы первые высокопрочные композиты.

Еще перед второй мировой войной армированные пластики были способны конкурировать с другими конструкционными материалами. В 1941 г. в США был подписан первый правительственный контракт на создание деталей из прочесанного хлопкового волокна, пропитанного фенольной смолой. Композит отверждали под давлением 14 МПа. В 1942 г. методом прессования при низком давлении были получены композиционные материалы с использованием полиэфирных связующих. В конце второй мировой войны уже успешно применялись композиционные материалы, армированные стекловолокнами.

Дальнейшее развитие промышленности, выпускающей армированные пластики, привело к тому, что сейчас не существует области техники, где не применялись бы эти материалы. Они используются при создании авиалайнеров, судов и автомобилей, при строительстве жилья и при оборудовании производственных и складских помещений. Специфические свойства различных армированных волокнами пластиков расширили традиционные области применения полимерных материалов.

На начальных этапах развития производство армированных пластиков сдерживалось высокими ценами на сырье и относительно медленными и дорогими способами получения этих материалов. Сегодня в этой области наблюдается такой прогресс, что прирост производства в год измеряется миллиардами долларов. Кроме объемов производства, совершенствуются качественные характеристики самих армированных пластиков.

В основе дальнейшего роста объемов промышленного производства композиционных материалов лежат многолетний удачный опыт их применения и те исследования в области композиционных материалов, которые были проведены в последние десятилетия. Эффективное применение этих материалов определяет их значимость на рынках сбыта.

Использованная литература: Справочник по композиционным материалам: в 2-х кн. Кн. 1 /Под ред. Дж. Любина; пер. с англ. А.Б. Геллера. – М.: Машиностроение, 1988. – 448 с.