Композитные материалы представляют собой металлические и неметаллические матрицы (основы) с заданным распределением в них упрочнителей (волокон, дисперсных частиц и др.); при этом композитные материалы позволяют эффективно использовать индивидуальные свойства составляющих композиции. По характеру структуры композитные материалы подразделяются на волокнистые, упрочнённые непрерывными волокнами и нитевидными кристаллами, дисперсноупрочнённые композиционные материалы, полученные путём введения в металлическую матрицу дисперсных частиц упрочнителей, слоистые композитные материалы, созданные путем прессования или прокатки разнородных материалов. Сплавы с направленной кристаллизацией эвтектических структур также представляют собой композитные материалы. Комбинируя объемное содержание компонентов, можно, в зависимости от назначения, получать композитные материалы с требуемыми значениями прочности, жаропрочности, модуля упругости, абразивной стойкости, а также создавать композитные материалы с необходимыми магнитными, диэлектрическими, радиопоглощающими и другими специальными свойствами. Композитные материалы своим прообразом имеют широко известный железобетон, представляющий собой сочетание бетона, работающего на сжатие, и стальной арматуры, работающей на растяжение.

Важнейшими технологическими методами изготовления композитных материалов являются: пропитка армирующих волокон матричным материалом; формование в пресс-форме лент упрочнителя и матрицы, получаемых намоткой; холодное прессование обоих компонентов с последующим спеканием; электрохимическое нанесение покрытий на волокна с последующим прессованием; осаждение матрицы плазменным напылением на упрочнитель с последующим обжатием; пакетная диффузионная сварка монослойных лент компонентов; совместная прокатка армирующих элементов с матрицей и другие. Композитные материалы в конструкциях, требующих наибольшего упрочнения, характеризуются расположением армирующих волокон по направлению приложенной нагрузки.

Разрабатываются композитные материалы со специальными свойствами, например радиопрозрачные и радиопоглощающие материалы, композитные материалы для тепловой защиты орбитальных космических аппаратов, композитные материалы с малым коэффициентом линейного термического расширения и высоким удельным модулем упругости и другие. Области применения композитных материалов многочисленны: кроме авиационно-космической, ракетной и других специальных отраслей техники, композитные материалы успешно применяются в строительстве и жилищно-коммунальном хозяйстве, в энергетическом турбостроении, в автомобильной промышленности – для деталей двигателей и кузовов автомашин; в машиностроении – для корпусов и деталей машин; в химической промышленности – для автоклавов, цистерн, аппаратов сернокислотного производства, ёмкостей для хранения и перевозки нефтепродуктов, в железнодорожном строительстве и в быту.

Для создания композиции используются самые разные армирующие наполнители и матрицы. Это – гетинакс и текстолит (слоистые пластики из бумаги или ткани, склеенной термореактивным клеем), стекло - и графитопласт (ткань или намотанное волокно из стекла или графита, пропитанные эпоксидными клеями), фанера. Есть материалы, в которых тонкое волокно из высокопрочных сплавов залито алюминиевой массой. Булат один из древнейших композиционных материалов. В нём тончайшие слои (иногда нити) высокоуглеродистой стали «склеены» мягким низко углеродным железом. B последнее время материаловеды экспериментируют с целью создать более удобные в производстве, а значит и более дешёвые материалы. Исследуются саморастущие кристаллические структуры, склеенные в единую массу полимерным клеем (цементы с добавками водорастворимых клеев), композиции из термопласта с короткими армирующими волоконцами.

Композиты обычно классифицируются по виду армирующего наполнителя: волокнистые (армирующий компонент волокнистые структуры); слоистые; наполненные пластики (армирующий компонент частицы) насыпные (гомогенные), скелетные (начальные структуры, наполненные связующим). Также композиты иногда классифицируют по материалу матрицы: композиты с полимерной матрицей, композиты с керамической матрицей, композиты с металлической матрицей, композиты оксид-оксид.

1 - смеситель СГК-100; 2 - конвейер ленточный; 3 – вертикальный смеситель;4 - пневмотранспортная установка СО-126; 5 - бак водного раствора пенообразователя;6 - насос; 7 - пеногенератор; 8, 10 – бункера исходных материалов;9 - весовой дозатор; 11 -ленточный транспортёр. Технологическая схема производства композитного пенобетона.

Исходные материалы в заданном соотношении подаются в смеситель (I), где производится первая стадия механо-химической активации. Активированная смесь ленточным конвейером (2) подаётся в вертикальный смеситель (3) для второй стадии активации. Из бака (5) водный раствор пенообразователя подаётся в пеногенератор для приготовления низкократной пены, которая поступает в смеситель (3) и перемешивается с исходными материалами до получения однородной, мелкопористой композитной массы. Композитная масса поступает в пневмотранспортную установку (4) для заливки в формы или в опалубку. Изделия поступают на проветриваемый склад готовой продукции и хранятся при положительной температуре..

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!