Области применения
Недостатки композиционных материалов
Преимущества композиционных материалов
Слоистые композиционные материалы
К слоистым композиционным материалам относятся такие материалы, у которых входящие в композицию элементы выполнены в виде слоев.
Современные слоистые композиты составляются из природных материалов металлов, сплавов, пластических масс, керамики, искусственных волокон и т.д. В развитие слоистых композиционных материалов большую роль сыграло изобретение и внедрение синтетических полимеров( смол): реактопластов, термопластов.
Конкретная конструкция слоистого композита зависит от целей, которые ставит перед сбой разработчик. Некоторые слоистые композиты состоят из одинаковых повторяющихся слоев, другие – составляются из совершенно разных. Этим композитам присуща высокая изгибная прочность. Слоистые композиты существуют как в виде плотных листов, панелей, так и в виде изделий сложных геометрических форм.
Главное преимущество КМ в том, что материал и конструкция создается одновременно. Стоит сразу оговорить, что КМ создаются под выполнение данных задач, соответственно не могут вмещать в себя все возможные преимущества, но, проектируя новый композит, инженер волен задать ему характеристики, значительно превосходящие характеристики традиционных материалов при выполнении данной цели в данном механизме, но уступающие им в каких-либо других аспектах. Это значит, что КМ не может быть лучше традиционного материала во всём, то есть для каждого изделия инженер проводит все необходимые расчёты и только потом выбирает оптимум между материалами для производства.
- высокая удельная прочность (прочность 3500 МПа)
- высокая жёсткость (модуль упругости 130…140 - 240 ГПа)
- высокая износостойкость
- высокая усталостная прочность
- из КМ возможно изготовить размеростабильные конструкции
- легкость
Причём, разные классы композитов могут обладать одним или несколькими преимуществами. Некоторых преимуществ невозможно добиться одновременно.
Большинство классов композитов (но не все) обладают недостатками:
- высокая стоимость
- анизотропия свойств
- повышенная наукоёмкость производства, необходимость специального дорогостоящего оборудования и сырья, а, следовательно, развитого промышленного производства и научной базы страны
Товары широкого потребления.
Примеры:
- Железобетон — один из старейших и простейших композиционных материалов
- Удилища для рыбной ловли из стеклопластика и углепластика
- Лодки из стеклопластика
- Автомобильные покрышки
- Металлокомпозиты
Машиностроение.
В машиностроении композиционные материалы широко применяются для создания защитных покрытий на поверхностях трения, а также для изготовления различных деталей двигателей внутреннего сгорания (поршни, шатуны).