Что такое композитные материалы?

Затем случился бронзовый век, во время которого наши предки научились обрабатывать медь и получать бронзу. Затем начался железный век, и в это время человечество поднялось на новую ступень технического прогресса. Которая оказалась очень широкой и богатой на изобретения.

ХХ век многие учёные совершенно справедливо называют веком стали. Впрочем, появилась сталь раньше, а вот в ХХ веке процесс её получения значительно усовершенствовался. К тому же, удалось создать много сортов нержавеющей стали, весьма востребованных промышленностью.

И вот во второй половине ХХ столетия некоторые изобретатели и учёные стали задумываться о новых материалах. А всё из-за того, что существующие на тот момент современные материалы уже практически не поддавались улучшению в плане прочности и упругости.

Например, в своё время возник вопрос о создании нового авиационного крыла, направленного вперёд. Конструкторы теоретически обосновали, что такая форма позволит улучшить аэродинамику самолёта, но существовавшие на тот момент материалы (а их было довольно много!) не позволяли соорудить такое крыло с необходимым запасом прочности.

И в результате решения этой интересной задачи родился перспективный углепластик.

• Упомянутый материал представляет собой пластмассу, в которой для прочности присутствуют тончайшие углеродные волокна. Волокна, кстати, могут быть и другие — из стали, оксида алюминия, стекла, бора и других подходящих элементов.

Но углерод оказался предпочтительнее — материал этот хорошо распространён. Кроме того, углеродные волокна в три раза прочнее стальных и впятеро легче. Согласитесь, это немаловажно.

В общем, появление широко используемого нынче углепластика и позволило создать самолёт с обратной стреловидностью крыла. Примерно так и началась эпоха композитных материалов.

Учёные установили, что углеродные волокна в композитах вполне успешно сочетаются с углеродом. Такие материалы отличаются повышенной жаропрочностью, и этот факт нашёл применение при строительстве ракет, где существует воздействие высоких температур.

А ещё композитные углерод-углеродные материалы не отторгаются живыми организмами. Поэтому из них успешно изготавливают всякие протезы и имплантаты.

Из композитных материалов, известных широко, мы можем также вспомнить стеклопластики. Эти материалы обладают высокой химической стойкостью, поэтому их используют при прокладке трубопроводов, в судостроении и химической промышленности.

В основе композита применяется как пластмасса, так металл и даже керамика.

Например, есть такой материал — алор. Это сокращение от более длинного «алюминий-органопластик». Вышеупомянутый алор используется при строительстве корпусов самолётов, так как хорошо переносит нагрузки.

В композитных материалах могут также использоваться органические волокна. Они мягкие и в то же время весьма прочные. Из таких органических волокон изготавливают довольно известный и популярный кевлар. Он применяется даже в бронежилетах. А некоторые автомобилисты покупают дорогие, но весьма прочные кевларовые буксировочные канаты.

В Советском Союзе велись успешные работы по созданию композитных материалов. Например, тогда получили прочные базальтовые волокна для дальнейшего их использования в качестве бетонной арматуры.

Экономический эффект от этих базальтовых волокон получался (по прогнозам ещё советских времён) внушительным — речь шла об экономии почти 10 миллионов тонн арматурной стали в год!

В общем, композитные материалы — дело весьма перспективное и выгодное.