Композиционные материалы. Композиционные материалы (КМ) — сложные материалы, состоящие из 2-х или более компонентов (дискретных элементов и связующей их матрицы) и обладающие

Композиционные материалы (КМ) — сложные материалы, состоящие из 2-х или более компонентов (дискретных элементов и связующей их матрицы) и обладающие специфическими свойствами, отличными от суммарных свойств составляющих их компонентов. Дискретные элементы могут выполнять пас­сивную роль — служить наполнителем, либо активную — использоваться как армирующие (упрочняющие) элементы. Инертные наполнители чаще всего ис­пользуются для снижения стоимости композита, для заполнения объема. Ак­тивные наполнители применяются для модификации механических либо функ­циональных свойств (прочность, окраска, электропроводность и т. п.).

Композиционные материалы (композиты) состоят из химически разнородных компонентов, нерастворимых друг в друге и связанных между собой в результате адгезии. Основой композитов является пластическая матрица, которая связывает наполнители, определяет форму изделия, его монолитность, теплофизические, электро- и радиотехнические свойства, герметичность, химическую стойкость, а также распределение напряжений между наполнителями.

Нельзя сказать, что КМ являются изобретением человека. В природе можно найти множество примеров КМ, которые в качестве конструкционных матери­алов, из которых «построены» живые организмы, обеспечивают решение про­блемы обеспечения необходимого комплекса механических свойств. Примеры: стебли растений, древесина, кости животных и человека и т. д.

Требования к компонентам — не должны растворяться или иным способом поглощать друг друга. Должны быть хорошо совместимы.

Свойства КМ нельзя определить только по свойствам их компонентов, без учета их взаимодействия.

Армирующие компоненты могут представлять собой волокна, порошки, мик­росферы, кристаллы и «усы» из органических, неорганических, металлических материалов или керамики.

Классификация — обычно по виду структурных элементов: упрочненные частицами, волокнистые, скелетные (каркасные);

Волокнистые КМ:

- однонаправленные с непрерывными волокнами;

- с измельченными (короткими) волокнами;

- армированные непрерывными волокнами,

Волокно — элемент материала относительно короткой длины и очень ма­лого поперечного сечения. «Усы» (нитевидные кристаллы) — очень короткие волокна, обычно из монокристаллов.

Наиболее распространенные связующие для армированных пластиков, ко­торые преобладают в общем объеме производства композитов — полимеры: полиэфиры, фенолы, эпоксидные компаунды, силиконы, алкиды, меламины, полиамиды, фторуглеродные соединения, полипропилен, полиэтилен, полистирол и т. п.

Связующие часто делят на термопласты (способные размягчаться и затвердевать при изменении температуры) и реактопласты или термореактив­ные смолы (в которых при нагревании происходят необратимые структурные и химические превращения). Наибольшее распространение получили терморе­активные связующие.