Свойства некоторых современных композиционных материалов

Однако подлинная эра современных композиционных материалов началась в 40-е годы, когда появились пластмассы, усиленные стекловолокном. Разработка же теории связывания стала формироваться только в 60-е годы. Именно тогда стали целенаправленно изучать, как нужно вкладывать новые неорганические волокнистые материалы из бора, карбида кремния, углерода, графита, оксида алюминия и т. д. в органические или металлические матрицы. Наряду с поликристаллическими нитями представляется многообещающим применение нитей монокристаллов. Искусственным путем можно вырастить монокристаллические нити длиной до 1 см и диаметром от 1 до 25 мкм, например, из оксида алюминия, карбида кремния, оксида бериллия или карбида бора. Некоторые из этих неорганических волокнистых материалов легче алюминия, но одновременно тверже лучшей стали. Канат из борсодержащих волокон толщиной 3 см смог бы выдержать полностью нагруженный четырехмоторный реактивный самолет. Кроме того, подобные вещества имеют такие термические свойства, которые до сих пор не удавалось получить ни у одного материала. Графитовые волокна, например, при 1500 С прочнее, чем сталь при комнатной температуре. [c.269]

Приведенное описание относится к дисперсным структурам глобулярного типа, в которых непрерывный каркас —носитель прочности образуется в результате сцепления отдельных частиц дисперсной фазы при превращении свободнодисперсной системы в связную. Существуют и другие типы структур, например ячеистые (в отвержденных пенах и эмульсиях), где каркас представлен непрерывными пленками твердообразной дисперсионной среды. Такие структуры, характерные для некоторых высокомолекулярных систем, могут возникать при конденсационном выделении новой фазы в смесях полимеров. Отдельного подхода к описанию механических свойств требуют и структуры с резко выраженной анизометрией частип (волокнистого типа). Вместе с тем наряду с пористыми структурами существуют и разнообразные компактные микрогетерогеншые структуры, в том числе современные композиционные материалы, а также строительный материал живой природы (древесина, кости животных и т. д.). [c.376]

Легкие композиционные материалы конструкционного назначения естественно привлекательны и для использования в вертолетах. Пока наиболее значительная область применения — это лопасти несущего и рулевого винтов, где значительное повышение сопротивления усталости по сравнению с цельнометаллическими лопастями и большая свобода при конструировании и изготовлении быстро были оценены по достоинству. Применение композитов на основе однонаправленных препрегов позволило улучшить механические и динамические характеристики ротора по сравнению с металлическими лопастями. Кроме того, они продемонстрировали более высокие значения статической и усталостной прочности. На современном уровне развития технологии композитных лопастей основным конструкционным материалом является стеклопластик (полимерный материал, армированный стекловолокном). В некоторых применениях используется углепластик (полимерный материал, армированный углеродным волокном). Иногда из них изготавливают лопасти. Европейские производители находятся впереди в разработках в этой области, и наиболее впечатляющие результаты и характеристики, продемонстрированные в процессе эксплуатации европейской техники, вполне оправдывают ожидания инженеров. Кроме того, значительно снижаются прямые эксплуатационные расходы. Одно из самых привлекательных свойств стеклопластиков — это присущая им низкая скорость распространения трещин, что придает лопастям безотказность — крупной поломке предшествует период постепенного ухудшения характеристик. [c.427]

Материалы с высокой механической прочностью состоящие, подобно клеточным стенкам более чем из одного компонента, называются композиционными материалами или композитами. Прочность таких материалов обычно выше, чем у каждого из компонентов в отдельности. Системы из матрицы, армированной волокнами, используются весьма широко, поэтому изучение их свойств составляет важный раздел как в новейшей технике, так и в биологии. Матрица композита передает приложенную к ней нагрузку волокнам, обладающим высокой прочностью на растяжение. Она же повышает сопротивление сжатию и срезывающему усилию. Примером композита может служить такой известный строительный материал, как железобетон, в котором роль матрицы играет бетон, а роль упроч-нителя - стальная арматура. Из более современных и более легких структурных материалов можно назвать, например, стеклопластики и углепластики, в которых пластиковая матрица армирована соответственно стеклянными или углеродными волокнами. К жестким композиционным материалам биологического происхождения относятся древесина, кость, хрящ и материал экзоскелета членистоногих, а к гибким - некоторые типы соединительной ткани и кожа. [c.205]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология