1.4. Свойства некоторых современных композиционных материалов

Наиболее широкое применение в технике получили композиты, армированные высокопрочными и высокомодульными непрерывными волокнами. К ним относят полимерные композиты на основе терморе­активных (эпоксидных, полиэфирных, полиимидных и др.) и термопла­стичных связующих, армированных стеклянными (стеклопластики), углеродными (углепластики), органическими (органопластики), борны­ми (боропластики) и другими волокнами; металлические композиты на основе сплавов Al, Mg, Cu, Ti, Ni, Cr, армированных борными, углерод­ными или карбидкремниевыми волокнами, а также стальной, молибде­новой или вольфрамовой проволокой; композиты на основе углерода, армированного углеродными волокнами (углерод-углеродные материа­лы); композиты на основе керамики, армированные углеродными, карбидкремниевыми и другими жаростойкими волокнами.

Применение углеродных, стеклянных, арамидных и борных воло­кон, содержащихся в материале в количестве 50-70%, позволило соз­дать композиции (табл. 1.1) с удельной прочностью и удельным моду­лем упругости в 2-5 раз большими, чем у обычных конструкционных материалов и сплавов. Кроме того, волокнистые композиты превосходят металлы и сплавы по усталостной прочности, термостойкости, вибро­устойчивости, шумопоглощению, ударной вязкости и другим свойствам.

Таблица 1.1. Свойства некоторых композитов

* прочность при изгибе.

Среди современных композитов можно назвать металлопласты, металлополимеры, керметы и многие другие, обладающие комплексом полезных свойств, позволяющих использовать их в самых разнообраз­ных областях, вытесняя привычные более дорогостоящие и менее эко­номичные материалы. Например, замена алюминия углеродэпоксидным композитом в фюзеляже самолета позволила сократить общие про­изводственные расходы более чем на 30%.

Композиты на основе углерода (углепластики) сочетают низкую плот­ность с высокой теплопроводностью, химической стойкостью, постоянством размеров при резких перепадах температуры, а также с возрастанием проч­ности и модуля упругости при нагреве до 2000°С в инертной среде.

Грандиозные перспективы открыты перед сверхпроводящей кера­микой и совсем недавно созданным керамическим композитом с гигант­ским магнитным сопротивлением, перед новым поколением конструк­ционной керамики, получившей название синергетической из-за нели­нейного эффекта взаимодействия матрицы и наполнителя, давшего воз­можность производить керамические композиты с рекордно высокой ударной вязкостью.

Создание новых композитов приводит к появлению новых техно­логий и наоборот. Независимо от того, открываются ли новые возмож­ности или удовлетворяются возникшие потребности, область материа­ловедения и технологии композитов, без сомнения, является одним из важных факторов, влияющих на экономику.