Сложно представить себе современное материаловедение без использования композитных материалов.
Любая наукоемкая отрасль требует создания новых материалов, которые будут отвечать обновленным требованиям. Это уже совсем другие требования и если раньше можно было смириться, скажем, с большим весом готовой конструкции, то сегодня это недопустимо. Ведь каждый лишний грамм - это лишнее топливо при поездках, а значит меньшая экономичность. Это крайне негативно сказывается и на окружающей среде, которая без того страдает. Но и традиционные подходы не могут решить поставленные задачи.
Один из вариантов решения - комбинировать. Соединить несколько материалов в единую конструкцию и получить нужный диапазон свойств. Полученный таким образом материал будет называться композитным материалом.
Всё просто - композит сочетает достоинства одного материала и другого материала/других материалов. Это, иногда, касается и недостатков, но само собой, изначальная цель - добиться полезного симбиоза.
С точки зрения материаловедения композитный - это материал с управляемыми свойствами, созданный искусственно для решения определенны задач.
Отсюда и самые разные модификации таких материалов. Например, существуют армированные материалы, которые по своему смыслу напоминают железобетон. Существуют материалы с наполнителем, когда в полимерный компаунд добавляют металлическую пыль и крошку, позволяя добиться электрической проводимости у полимеров. Есть даже пористые композитные материалы, где один материал прочный и "скелетообразующий" , а второй - воздух. Так делают огнеупоры.
Подружить друг с другом можно как металлические, так и неметаллические материалы. Органические и неорганические материалы. Совместимы в той или иной форме абсолютно все группы материалов. Остается добиться хорошей адгезии или построить конструкцию таким образом, чтобы один материал не выпал из другого в процессе работы.
Стандартная конструкция любого композита - это наличие набивки и матрицы.
Матрица - это то, во что вставлены другие компоненты. Проще представить это наглядно, чем объяснить. Вспомним старый добрый железобетон. В нем есть упрочняющая металлическая арматура, а погружена она в бетон. Бетон и будет являться матрицей в данном случае.
Набивка или наполнитель - это всё то, что находится в матрице. Опять вернемся к железобетону. Металлическая арматура и будет наполнителем или набивкой.
Совершенно не обязательно, чтобы наполнитель был именно как арматура. Он может быть в виде гранул, включений, конструкции, пузырьков и любой другой формы. В случае же железобетона получится волокнистый композит. Ещё бывают дисперсноупрочненные и слоистые. Кроме того все типы материалов можно объединять в единые конструкции для получения новых свойств.
Полезно отметить, что композиты далеко не всегда выполнены по классической технологии, которая подразумевает погружение чего-то во что-то. Некоторые металлические сплавы после термической обработки или выплавки можно смело отнести к композитам.
Главный признак композитного материала - возможность прочертить строгую и однозначную границу раздела между составляющими компонентами. Опять же, в том же железобетоне граница более чем очевидная. Если сплав в результате даёт примерно такую картину, как и железобетон, то и он является композитом. Скажем, есть такое понятие, как механическая смесь в сплаве. Это такая хитрая структура, когда компоненты застыли раздельно друг от друга и видна четка граница. Получили композитный материал с новыми свойствами.
------------
Статья показалась полезной? Обязательно поддержи развитие проекта лайком и подпиской!