48. Что представляет собой композиционный материал? Из каких двух основных компонент он состоит? Чего можно добиться комбинируя объемное содержание компонентов?

Композиционный материал (КМ) – это материал, состоящий из двух и более разнородных фаз и обладающий характеристиками, не присущими исходным компонентам. Композиты это материалы конструкции. Они конструируются из двух, трех или более материалов, обладающих различными свойствами и достаточно соединенных друг с другом, чтобы обеспечивать работу полученной системы, как единого целого.

Композит представляет собой неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, среди которых можно выделить армирующие элементы, обеспечивающие необходимые механические характеристики материала и матрицу (или связующее, т.е. наполнитель), обеспечивающую совместную работу армирующих элементов.

Комбинируя объемное содержание компонентов, можно, в зависимости от назначения, получать композитные материалы с требуемыми значениями прочности, жаропрочности, модуля упругости, абразивной стойкости, а также создавать композитные материалы с необходимыми магнитными, диэлектрическими, радиопоглощающими и другими специальными свойствами.

49. Какими свойствами, достоинствами и недостатками характеризуются современные композиционные материалы и в каких отраслях промышленности они находят применение?

КМ легки, прочны, надежны и, нередко, технологичны. КМ очень устойчивы к внешним воздействиям, они идеально подходят для использования там, где необходима устойчивость к высоким температурам, коррозии или большим нагрузкам. Композитные материалы (КМ) с успехом заменяют такие традиционные материалы, как металлы, кирпич, бетон и дерево, стекло, зачастую снижая удельные издержки производства конечной продукции. Существует целый ряд наполнителей КМ – смол (к примеру, винилэфирные), позволяющие получить КМ стойкие к различным агрессивным средам, в том числе и к воздействию концентрированных кислот и щелочей. Композиты обладают высокими механическими свойствами. Используя некоторые смолы и определенные виды армирующих материалов, можно получать полимерные КМ по своим удельным прочностным характеристикам свойствам превосходящими некоторые сплавы цветных металлов и стали и даже металлокомпозиты. Кроме того, композитные материалы зачастую обладают презентабельным внешним видом и высокими теплоизоляционные свойствами.

В структуре мирового потребления композитных материалов наибольшую долю занимает автомобилестроение (включая все виды наземного транспорта) – 31,5%. Почти 21% приходится на строительство, 10% - различные товары широкого спроса, 9,7% на электронику, 6,7% композитов применяется в авиации и космонавтике, 5,2 %– в производстве морских судов, 5,8% на антикоррозийные покрытия.

50. Какие прогрессивные композитные материалы используют в автомобилестроении. В чем их достоинства и недостатки по сравнению с традиционными материалами, используемыми в автомобилях?

Прогрессивные КМ – полимеры, преимущественно усиленные углеродным или стеклянным волокнами. Они представляют из себя наиболее логическую замену стали в деталях из за своего значительного снижения веса (современные инновационные технологии позволяют снизить вес на 60% по сравнении с традиционно используемой сталью).

К очевидным плюсам композитных кузовов можно отнести: устойчивость к воздействию окружающей среды (вода, камни, песок, дорожная соль). Он обладает высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, что позволяет им не выгорать на солнце. Кроме того, КМ лучше противостоят ударам камней, гравия, вылетающих из-под колес автомобиля.

На минусы использования композитных деталей часто указывают, сравнивая их с металлическими аналогами. Железные кузова после аварии можно восстановить вытянуть, выстучать и т.п. Хотя, при этом авто в некоторой степени кузов авто теряет свои первоначальные характеристики: снижается жесткость, коррозионная стойкость и т.п. В случае с композитным кузовом после его повреждения замене, скорее всего, подлежит он целиком. Но, с другой стороны, незначительные огрехи в случаях, когда образуются небольшие трещинки, на пластиковых панелях устранять гораздо проще и значит - дешевле. Для этих нужд о необходимы лишь стеклоткань (или углеродные волокна) и эпоксидная смола.