1.2 Композиты вчера, сегодня и завтра

То, что сегодня наука, – завтра техника.

(Эдвард Теллер, американский физик)

Оказывается, история применения композитов уходит в древние века. Ещё в Древнем Египте люди, строящие здания, укрепляли глину соломой при изготовлении кирпичей. А жители древнего города Вавилона, воздвигая стены жилищ, армировали глину тростником [7].

Композиционные материалы и сейчас широко используются в строительстве. Например, железобетон. Конструкцию из бетона, внутри которого проложена металлическая арматура, можно найти почти в каждом здании.

За последний век люди значительно расширили сферу применения композиционных материалов. Сейчас композиты используют при изготовлении спортинвентаря, корпусов и деталей ракет, самолетов и автомобилей, в стоматологии, в оборудовании атомных электростанций, а также во многих других областях высокотехнологичной промышленности.  Например, истребитель Т-50 – рекордсмен среди российских истребителей по числу деталей из композитов: около 70% его площади сделано из углепластика. Другой пример – Боинг 787. Большая часть его конструкции содержит композитные материалы, и благодаря лёгким материалам он потребляет на 20% меньше топлива по сравнению с самолётами такого же размера и грузоподъёмности [3].

При этом возможности использования композитов постоянно расширяются. Используя их удивительные свойства, инженеры и учёные получают всё новые, более сложные материалы, позволяющие реализовать конструкции, казавшиеся раньше невозможными. В “Росатоме” идёт разработка композиционных материалов для ядерных реакторов и ожидается, что они позволят обеспечить надёжную работу в самых экстремальных условиях [8, 111].

Благодаря их свойствам композиты уже называют материалом будущего [6]. “Завтра” для композитов – это дальнейшее совершенствование и внедрение в жизнь людей композиционных материалов с датчиками, сенсорами, с обратной связью, то есть интеллектуальных материалов.

Итак, можно сделать вывод, что использование композитов – очень перспективное направление в науке, которое будет иметь всё большее практическое значение в будущем. Поэтому исследования и разработки в этой области актуальны и совершенно необходимы.

2 Изготовление композита и экспериментальное исследование его прочностных свойств

2.1 Изготовление композиционного материала дома

Самое интересное, что некоторые композиты можно создать и дома.

К примеру, поделку из папье-маше, самого настоящего композиционного материала, легко сделать из бумаги и клея ПВА.

Из древесных опилок, размолотых в пыль, и клея можно самим приготовить “жидкое дерево” – пасту, которой можно замазать пробоину в ламинате или паркетной доске, и которая, затвердев, приобретёт свойства прочного, влагостойкого древесно-полимерного композита.

Я же решил изготовить композитные трубочки. Для этого вырезал из обычной офисной бумаги две полоски шириной 10 см и длиной 21 см. Затем начал наматывать бумагу на обычный круглый карандаш, постоянно смазывая бумагу клеем ПВА. Так, одна за другой, получились трубки из бумаги, насквозь пропитанной клеем. Оставил их высыхать в течение 1 часа.

Итак, я создал композиционный материал и одновременно поделку из него (трубку), наглядно убедившись в том, что при создании композитов одновременно конструируется и материал, и изделие. В моём композиционном материале связующим стал клей ПВА, а арматурой – волокна бумаги.