Классификация композитов

В композитах армирующие элементы соединены изотропной полимерной, металлической или другими видами матрицы, которая обеспечивает монолитность материала, фиксируем форму изделия, способствует совместной работе волокон и перераспределяет нагрузку при разрушении части волокон. Тип матриц определят также метод изготовления конструкции. По типу матрицы КМ подразделяют на следующие группы:

· полимерные композиционные материалы;

· металлические композиционные материалы;

· керамические композиционные материалы;

· углерод-углеродные композиционные материалы.

Важнейшее преимущество композитов – возможность создания из них элементов конструкции с заранее заданными свойствами, наиболее полно соответствующими характеру и условиям работы. Многообразие волокон и матричных материалов, а также схем армирования, используемых при создании композитных конструкций, позволяет направленно регулировать прочность, жесткость, уровень рабочих температур и другие свойства путем подбора состава, изменения соотношения компонентов и макроструктуры композита.

По конструктивному признаку волокнистые материалы различают в зависимости от типа арматуры и ее ориентации в матрице (рис. 1.2.1).

Рис.1.2.1. Классификация композитов по конструктивному признаку

а – хаотически армированные (1 – короткие волокна, 2 –непрерывные волокна); б – одномерно армированные (1 – однонаправленные непрерывные, 2 – однонаправленные короткие); в – двумерно армированные (1 – непрерывные нити, 2 – ткани); г - пространственно армированные (1 – три семейства нитей, 2 – n семейств нитей)

В результате совмещения различными технологическими способами армирующих элементов с матрицей образуется комплекс свойств композита, не только отражающий исходные характеристики его компонентов, но и включающий свойства, которыми изолированные компоненты не обладают.

Важным требованием при создании волокнистых композитов является совместимость материалов волокна и матрицы. При этом совместимыми считают компоненты, на границе которых возможно достижение прочной связи, близкой к прочности матрицы, при условиях, обеспечивающих сохранение исходных свойств компонентов.