Преимущества и недостатки композитных материалов

Составляющими элементами композитных материалов могут быть самые различные  - это черные и цветные металлы и сплавы на их основе, полимеры, керамические и многие другие материалы. Кроме классических КМ, существуют также и поликомпонентные, которые в свою очередь подразделяются на типы: полиматричные, представляют собой материал, в состав которого входит несколько видов связующих; гибридные, которые включают в себя несколько наполнителей. Как известно, главной задачей матрицы является обеспечение нерушимости материала и устойчивости к воздействию внешних факторов, а наполнители отвечают за механические свойства всего материала в целом.

Довольно часто при создании композиционных материалов одновременно создается и готовое изделие. В каждом отдельном случае  это может быть как преимуществом, так и недостатком.

КМ всегда создается для реализации конкретных задач, следовательно, он не может вместить в себя все возможные достоинства. Как говорится «где-то находишь, где-то теряешь». Т.е. при проектировании композитного материала разработчик может придать ему определенные характеристики, которые в значительной степени будут превосходить по аналогичным параметрам традиционные материалы, но в то же время уступать по другим. Это значит, что нельзя создать какой-то один универсальный материал, и инженер-проектировщик должен заранее знать, в каких условиях будет эксплуатироваться его изделие, выполнить все необходимые подсчеты и лишь за тем выбрать оптимальный состав.

Основные преимущества, которые можно обеспечить использованием КМ:

1. довольно высокая прочность;
2. значительная жесткость;
3. малый удельный вес;
4. сопротивление «старению материала»;
5. значительно меньшая подверженность износу.

Композитные материалы обладают также и рядом недостатков:

1. анизотропия – одни и те же свойства могут в десятки раз различаться в зависимости от направления внешнего воздействия (вдоль волокон или поперек);
2. большой удельный объем;
3. гигроскопичность; так как КМ неоднородны по определению, то они имеют свойство впитывать влагу;
4. токсичность; при изготовлении и эксплуатации данные материалы способны выделять вредные для здоровья человека пары;
5. высокая цена; это объясняется тем, что при производстве композитных материалов довольно часто используется дорогостоящее оборудование, что отражается на их себестоимости.