Армирующие материалы в основном добавляют жесткости и препятствуют образованию трещин. Они усиливают механические свойства матрицы и, в большинстве случаев, тверже, прочнее и жестче, чем матрица. Арматуру можно разделить на четыре категории: волокна, частицы, наполнители и хлопья.
Хлопья имеют форму плоских пластинок и чаще двумерную геометрию с прочностью и жесткостью в двух направлениях. Они могут образовывать эффективный композитный материал, будучи подвешенными в стекле или пластике. Они уложены параллельно друг другу, что в результате дает более высокую плотность, чем в концепциях упаковки волокон.
Типичные хлопьевидные материалы — слюда, алюминий и серебро. Хлопья слюды, внедренные в стеклообразную матрицу, представляют собой композиты, их можно легко обрабатывать на станке и использовать в электротехнике. Алюминиевые чешуйки используются в красках и других покрытиях, в которых они ориентируются параллельно поверхности покрытия. Серебряные чешуйки используются там, где требуется хорошая проводимость.
Наполнители — это частицы или порошки, добавляемые к материалу для изменения и улучшения физических и механических свойств композитов.
Они также используются для снижения расхода более дорогого связующего материала. В частности, наполнители используются для изменения или улучшения таких свойств, как теплопроводность, удельное электрическое сопротивление, трение, износостойкость и огнестойкость. Типичными наполнителями являются карбонат кальция, оксид алюминия, известь (также известная как оксид кальция), коллоидный диоксид кремния, обработанные глины и полые стеклянные шарики.
Частицы, используемые в композитах, могут быть мелкими (<0,25 мкм), полыми сферами, кубиками, пластинками или углеродными нанотрубками. В каждом случае частицы обеспечивают желаемые свойства материала, а матрица действует как связующая среда, необходимая для структурных применений.
Расположение материалов в виде частиц может быть случайным или с предпочтительной ориентацией. Как правило, частицы не очень эффективны для повышения прочности и сопротивления разрушению. Типичными материалами для частиц являются свинец, медь, вольфрам, молибден и хром.
Наконец, волокно — это веревка или струна, используемые в качестве компонента композитных материалов, соотношение размеров которых (длина / диаметр) очень велико (> 100). Поперечное сечение может быть круглым, квадратным или шестиугольным.
Используемые волокна в композите включают следующее:
1. Стекловолокно, которое состоит в основном из диоксида кремния и модифицирующих элементов оксида металла и производится путем механической вытяжки расплавленного стекла через небольшое отверстие. Они получили широкое распространение благодаря невысокой стоимости и высокой коррозионной стойкости. Стекловолокно можно использовать в удилищах, резервуарах для хранения и деталях самолетов;
2. Арамидное волокно, у которого более высокая удельная прочность, более пластичен, чем углерод. Примеры промышленного использования: доспехи, защитная одежда и спортивные товары;
3. Углеродное волокно, которое часто получают из окисленного полиакрилонитрила или карбонизированных полимеров пиролиза. Оно может иметь модуль упругости до 950 ГПа при низкой плотности. Его диаметр обычно составляет от 5 до 8 мкм, что меньше человеческого волоса (50 мкм);
4. Борное волокно, которое имеет высокую жесткость, прочность на сжатие и большой диаметр (0,05-0,2 мм) по сравнению с другими типами волокон. Композиты с борными волокнами широко применяются в аэрокосмических конструкциях; и
5. Карбид кремния волокно, которое используется в высокотемпературных композитах с металлической и керамической матрицей (CMC) из-за его превосходной стойкости к окислению, высокого модуля упругости и прочности в высокотемпературной атмосфере.