Введення

Звичайна клеєна фанера є широко поширеним композиційним матеріалом

Композиційний матеріал (композит, КМ) - штучно створений неоднорідний суцільний матеріал, що складається з двох або більше компонентів з чіткою межею поділу між ними. У більшості композитів (за винятком шаруватих) компоненти можна розділити на матрицю і включені в неї армуючі елементи.

У композитах конструкційного призначення армуючі елементи зазвичай забезпечують необхідні механічні характеристики матеріалу (міцність, жорсткість і т.д.), а матриця (або сполучна) забезпечує спільну роботу армуючих елементів і захист їх від механічних пошкоджень і агресивної хімічної середовища.

Механічне поведінка композиції визначається співвідношенням властивостей армуючих елементів і матриці, а також міцністю зв'язку між ними.

Ефективність і працездатність матеріалу залежать від правильного вибору вихідних компонентів і технології їх поєднання, покликаної забезпечити міцний зв'язок між компонентами при збереженні їх початкових характеристик.

В результаті поєднання армуючих елементів і матриці утворюється комплекс властивостей композиції, не тільки відображає вихідні характеристики його компонентів, але і включає властивості, якими ізольовані компоненти не володіють. Зокрема, наявність кордонів розділу між армуючими елементами і матрицею істотно підвищує тріщиностійкість матеріалу, і в композиціях, на відміну від однорідних металів, підвищення статичної міцності призводить не до зниження, а, як правило, до підвищення характеристик в'язкості руйнування.

Для створення композиції використовуються найрізноманітніші армуючі наповнювачі та матриці. Це - гетинакс і текстоліт (шаруваті пластики з паперу або тканини, склеєної термореактивним клеєм), скло-і графітопласт (тканина або намотане волокно зі скла або графіту, просочені епоксидними клеями), фанера... Є матеріали, в яких тонке волокно з високоміцних сплавів залито алюмінієвої масою. Булат - один з найдавніших композиційних матеріалів. У ньому найтонші шари (іноді нитки) високовуглецевої стали "склеєні" м'яким низьковуглецевих залізом.

Останнім часом матеріалознавці експериментують з метою створити більш зручні у виробництві, а значить - і більш дешеві матеріали. Досліджуються саморастущей кристалічні структури, склеєні в єдину масу полімерним клеєм (цементи з добавками водорозчинних клеїв), композиції з термопласту з короткими армуючими волоконцами і пр.

1. Класифікація композитів

Композити зазвичай класифікуються по виду армуючого наповнювача: ^[1]

• волокнисті (армуючий компонент - волокнисті структури);
• шаруват і;
• наповнені пластики (армуючий компонент - частки)
• насипні (гомогенні),
• скелетні (початкові структури, наповнені сполучною).

2. Переваги композиційних матеріалів

Головна перевага КМ в тому, що матеріал і конструкція створюється одночасно. Варто відразу обумовити, що КМ створюються під виконання даних завдань, відповідно не можуть вміщати в себе всі можливі переваги, але, проектуючи новий композит, інженер вільний поставити йому характеристики значно перевершують характеристики традиційних матеріалів при виконанні даної мети в даному механізмі, але поступаються їм у будь-яких інших аспектах. Це означає, що КМ не може бути краще традиційного матеріалу у всьому, тобто для кожного виробу інженер проводить всі необхідні розрахунки і тільки потім вибирає оптимум між матеріалами для виробництва.

• висока питома міцність (міцність 3500 МПа)
• висока жорсткість (модуль пружності 130... 140 - 240 ГПа)
• висока зносостійкість
• висока втомна міцність
• з КМ можливо виготовити размеростабільние конструкції
• легкість

Причому, різні класи композитів можуть володіти одним або кількома перевагами. Деяких переваг неможливо домогтися одночасно.

3. Недоліки композиційних матеріалів

Більшість класів композитів (але не всі) мають недоліками:

• висока вартість
• анізотропія властивостей
• підвищена наукоємність виробництва, необхідність спеціального дорогого обладнання та сировини, а отже розвиненого промислового виробництва та наукової бази країни

4. Області застосування