Page 163 - 130

162

Перспективний напрямок створення високоміцних композиційних
матеріалів - армування матеріалів ниткоподібними кристалами ("вусами"), які
внаслідок малого діаметра практично позбавлені дефектів, які є в великих
кристалах і володіють великою міцністю, найбільший практичний інтерес
представляють кристали Аl 2О 3 , BeO, SiC, B 4C, Si 3N 4, AlN і графіту діаметром
1-30мкм і довжиною 0,3-15 мм.
Розглянемо деякі композиційні матеріали на основі різних матриць і
наповнювачів. Одними з перших були одержані компози ційні матеріали з
полімерною матрицею. До них відносяться гума і ебоніт. При виготовленні
гуми, поряд з іншими компонентами, які добавляються до каучука, як
наповнювачі використовують сажу, яка різко підвищує міцність (в 5-10 разів)
гуми. Замість сажі іноді використовують т. зв. білу сажу (гідрофобізований
силіцій оксид). Якщо гума володіє еластичними властивостями, то ебоніт −
твердий матеріал високої міцності. Матриця ебоніту представляє собою сильно
завулканізований сирий каучук, а як наповнювач застосовують сажу, пил
антрациту або ебоніту.
Волокнисті матеріали для армування полімерів використовують для
виготовлення склопластиків. Скляне волокно одержують продавлюванням
розплавленої скломаси через фільєри (тонкі отвори), при розділенні її
струменя перегрітою парою, стисненим повітрям, під дією відцентрових
сил, тощо. В залежності від призначення, одержують скляне волокно з
товщиною ниток від 0,2 до 50 мкм. В склопластиках скловолокном
армують звичайно епоксидні і поліестерні смоли, з якими забезпечується
задовільна адгезія. Міцність цього матеріалу при значній його легкості
досягає міцності сталі. Із склопластиків виготовляють труби, блоки,
деталі для автомобілів, літаків, контейнери, вагони, тощо.
Велику увагу привертають волокна на основі вуглецю (вугілля, графіт).
Вони володіють добрими технологічними властивостями, високою міцністю,
при невеликій густині можуть бути одержані дуже тонкими. Вуглецеві волокна
дешеві і доступні, й у даний час ними наповнюють матриці різної природи.
В металічних композиційних матеріалах, як наповнювачі,
використовують порошки і волокна різного походження. Поширення одержали
волокна із оксидів алюмінію, бору, силіцій карбіду і ін. Застосовуються часто
механічні методи одержання металічних волокон, які полягають в протягуванні
дроту, нарізанні металічних ошурків. Волокна легкоплавких металів одержують
із їх розплавів методами фонтанування, розпилення стисненим повітрям і ін. В
останні роки навчилися одержувати ниткоподібні кристали ("вуса") які
володіють міцністю, що наближається до теоретичної, а також полікристалічні
нитки, які надають матеріалам ряд нових властивостей.
Основна складність у виробництві металічних композиційних матеріалів
полягає в тому, що необхідно забезпечити рівномірний розподіл порошку або
волокон в об'ємі матриці.
Із композиційних матеріалів на мінеральній основі перспективними є
склокристалічні матеріали – ситали. Їх одержують частковою або повною
кристалізацією скла при наявності каталізатора кристалізації. Сировиною для