XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Композиционные материалы – это искусственно-созданный неоднородный сплошной материал, который состоит из пластичной основы (матрицы), армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью и жесткостью. Основные свойства, как правило, зависят от состава компонентов, количественного соотношения и прочности связи между ними. Говоря о положительной стороне композиционных материалов, то стоит отметить, что они имеют высокую удельную прочность, жесткость и высокую износостойкость. Однако большинство таких материалов обладает анизотропией и высокой стоимостью. Композиционные материалы по своей природе можно разделить на 4 группы. Они содержат следующие компоненты:

Металлы и сплавы;

Неорганические соединения оксидов, карбидов, нитридов и др.;

Неметаллические элементы, углерода, бора и др.;

Органические соединения (эпоксидные, полиэфирные, фенольные и другие смолы).

В зависимости от структуры выделяют волокнистые и дисперсно-упрочненные композиционные материалы. Волокнистые композиционные материалы состоят из слоистой структуры, где каждый слой армирован большим числом параллельных непрерывных волокон. В дисперсно-упрочненных композиционных материалах матрица является основным элементом, несущим нагрузку, а дисперсные частицы тормозят движение в ней дислокаций.

Полимерные композиционные материалы включают вещества, состоящие из полимерной матрицы и упрочняющего наполнителя в виде волокон, дисперсных частиц или порошков. Например, стеклопластики формируют из расплавленного неорганического стекла. В углепластиках наполнителем являются углеродные волокна, которые получают из синтетических и природных волокон на основе целлюлозы. Боропластики содержат в качестве наполнителя борные волокна, при этом волокна могут быть как в виде мононитей, так и в виде жгутов. Органопластики - это композиты, в которых наполнителями служат органические синтетические, реже — природные и искусственные волокна в виде жгутов, нитей, тканей и бумаги.

На сегодняшний день довольно широкое применение композиционные материалы нашли в автомобильной, авиационной и судостроительной промышленностях. Так как композиты легко воспринимают динамические нагрузки, например вибрации или удары, то их используют в для изготовления машин, яхт, катеров. Для авиакосмической промышленности композиты выступают в виде обшивок или сотовой структуры.

Список литературы

Берлин А.А., Пахомова Л.К. Полимерные матрицы для высокопрочных армированных композитов. – Высокомолекулярные соединения. Том (А) 32, 1990, № 7

Берлин А.А. Современные полимерные композиционные материалы. – Соросовский Образовательный Журнал. 1995, № 1

Кербер М. Л., Полимерные композиционные материалы. Структура. Свойства. Технологии. — СПб.: Профессия, 2008. — 560 с.