Композиционные материалы с неметаллической матрицей (НКМ)

В качестве неметаллических матриц используют полимерные, углеродные и керамические материалы. Из полимерных матриц наибольшее распространение получили эпоксидная, фенолоформальдегидная и полиимидная. Угольные матрицы коксованные или пироуглеродные получают из синтетических полимеров, подвергнутых пиролизу. Матрица связывает композицию, придавая ей форму. Упрочнителями служат волокна: стеклянные, углеродные, борные, органические, на основе нитевидных кристаллов (оксидов, карбидов, боридов, нитридов и др.), а также металлические (проволоки), обладающие высокой прочностью и жёсткостью.

Свойства НКМ зависят от состава компонентов, их сочетания, количественного соотношения и прочности связи между ними. Армирующие материалы могут быть в виде волокон, жгутов, нитей, лент, многослойных тканей.

По виду упрочнителя НКМ классифицируют на стекловолокниты, карбоволокниты, бороволокниты и органоволокниты.

Стекловолокниты – это НКМ, состоящие из синтетической смолы, являющейся связующим, и стекловолокнистого упрочнителя. Прочность стекловолокна резко возрастает с уменьшением его диаметра.

В стеклотекстолитах применяют в качестве наполнителя стеклянные ткани.

Применяются в различных отраслях техники: несущие детали летательных аппаратов, кузова и кабины автомашин, корпуса лодок и т.д.

Карбоволокниты (углепласты) представляют собой НКМ, состоящие из полимерного связующего и упрочнотелей в виде углеродных волокон. Связующими служат синтетические полимеры (полимерные карбоволокниты); синтетические полимеры, подвергнутые пиролизу (коксованные карбоволокни-ты); пиролитический углерод (пироуглеродные карбоволокниты).

Карбоволокниты отличаются высоким статическим и динамическим сопротивлением усталости; водо- и химически стойкие.

Карбостекловолокниты содержат наряду с угольными стеклянные волокна, что удешевляет материал.

Бороволокниты представляют собой НКМ из полимерного связующего и упрочнителя – борных волокон. В качестве матриц используют эпоксидные и полиимидные связующие. Обладают высокой выносливостью, стойки к воздействию радиации, воды, органических растворителей и горючесмазочных материалов. Применяют в авиационной и космической технике.

Органоволокниты – это НКМ, состоящие из полимерного связующего, армированного синтетическим волокном. В комбинированных материалах наряду с синтетическими волокнами применяют минеральные (стеклянные, карбоволокна и бороволокна). Такие материалы обладают большей прочностью и жёсткостью. Органоволокниты применяют в качестве изоляционного и конструкционного материала в электро- и радиопромышленности, в авиастроении и др.