КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ Развитие всех отраслей промышленности, а также задача повышения качества выпускаемых изделий потребовали создания новых конструкционных материалов. Многие другие отрасли нуждаются в материалах, характеризующихся высокими прочностью, термостойкостью и жаропрочностью, малой плотностью, теплопроводностью и электропроводимостью, диэлектрическими, магнитными и другими специальными физическими свойствами. Объединение различных ценных свойств отдельных материалов позволило создать единое целое - композицию. Современное материаловедение уже добилось значительных успехов в исследовании и разработке композиционных материалов (КМ). На современном этапе понятие композиционного материала должно удовлетворять следующим критериям: композиция должна представлять собой объемное сочетание хотя бы двух химически разнородных материалов с четкой границей раздела между этими компонентами (фазами) и характеризоваться свойствами, которых не имеет никакой из ее компонентов в отдельности. Композицию получают путем введения в основной материал (матрицу) определенного количества другого материала, который добавляется в целях получения специальных свойств. КМ может состоять из двух, трех и более компонентов. Размеры частиц входящих компонентов могут колебаться в широких пределах - от сотых долей микрометра или нанометров (для порошковых наполнителей) до нескольких миллиметров (при использовании волокнистых наполнителей).
Наглядным подтверждением широкого применения КМ является использование углепластиков в авиации (рис.). Отличие большинства КМ от традиционных материалов в том, что процесс по лучения КМ технологически совмещается с процессом изготовления изделия. Проектирование изделия из КМ начинается с конструирования самого материала - выбора его компонентов и назначения оптимальных технологических процессов производства. Особенность создания конструкций из КМ в отличие от конструкций из традиционных материалов заключается в том, что конструирование материала, разработка технологического процесса изготовления и проектирование самой конструкции - это единый взаимосвязанный процесс. Физико-механические свойства КМ в зависимости от концентрации компонентов, их геометрических параметров и ориентации, а также технологии изготовления могут меняться в очень широких пределах. Тем самым открывается возможность специального создания (конструирования) материала с заданными свойствами для определенного изделия.
Все КМ условно можно классифицировать по следующим признакам: материалу композиции, типу арматуры и ее ориентации, способу получения композиции и изделий из них, по назначению. В зависимости от материала матрицы КМ можно разделить на следующие ос новные группы: композиции с металлической матрицей - металлические компо зиционные материалы (МКМ), с полимерной - полимерные композиционные материалы (ПКМ), с резиновой - резиновые композиционные материалы (РКМ) и с керамической - керамические композиционные материалы (ККМ). В последнее время находят широкое применение так называемые гибридные КМ, т.е. содержащие в своем составе три или более компонентов. Конструктор, проектируя изделие из КМ, армирующие волокна (например, из углерода, бора и др.) помещает в оболочку из металлической проволоки, сетки, фольги и т.п. Такие "полуфабрикаты" характеризуются высокой технологичностью при изготовлении изделий из волокнистых КМ. Помимо рассмотренных возможны и другие сочетания компонентов в композиции. По способу получения: полимерные и резиновые КМ - литье и прессование, металлические КМ - литье и деформирование (спекание, прессование, штамповка, ковка на молотах и др). По назначению КМ разделяют на общеконструкционные, термостойкие, пористые, фрикционные и антифрикционные и т.д.