Қабатты композициялы материалдардың физика-химиялық қасиеттері

Заманауи металлдар физикасы олардың иілгіштігінің, беріктігінің және осы сияқты қасиеттерінің өзгеруін толығымен түсіндіргеннен кейін, жаңа материалдарды қарқынды жүйелік жасау басталды. Бұл болашақта беріктігі қазіргі қарапайым қорыптапалардан қарағанда бірнеше есе артық болатын материалдарды ойлап табуға алып келері анық. Болатты шыңдау және алюминді қорытпалардың тозуының белгілі механизмдеріне, осы белгілі механизмдердің жасалу процесстері мен құрылымдық материалдарды жасау мүмкіндіктерімен комбинацияларына үлкен назар аударылады. Құрылымдық материалдарды қолдану екі перспективті жолды ашады – талшықпен немесе дисперленген қатты бөлшектермен нығайту. Біріншіде бейорганикалық металлдық немесе органикалық полимерлі матрицаға шыңы, көміртек, бор, бериллий, болат, немесе жіп тәрізді монокристаллдардан аса жіңішке жоғары талшықтар еңгізілген. Осындай құрылымдау нәтижесінде максималды беріктік жоғарғы модульді иілгіштік пен кішкене тығыздықпен үйлестіріледі. Осындай композициялық материалдар болашақтың материалдары болады.
Композициялық материалдар – анағұрлым берік материалдардың жіп, талшық немесе үлпен тәрізді элементтері бар құрылымдық (металл немесе бейметалл) материалдар. Композициялық материалдардың мысалдары: борлы, көміртекті, шыңы талшықтармен немес олардың негізіндегі материалмен армирленген пластик; болат, бериллий талшықтарымен армирленген алюминий. Компоненттердің үлкен көлемін құрылымдау арқылы беріктіктің, ыстыққа беріктіктің, серпімділік модулінің, абразиялық беріктіктің қажетті мәндеріне ие композициялық материалдарды алуға болады, сонымен қатар қажетті магнитті, диэлектрлі, радиожұтқыш және басқа да арнайы қасиеттерге ие композицияларды жасап шығаруға болады.
Композициялық материалдар немесе композиттер деп құрылымы әрқайсысының ерекшелігін қолдануға мүмкіндік беретін бір бірінен қасиеттері бойынша қатты айырмашылыға бар компоненттерден тұратын көлемді гетерогенді жүйені атайды. Композициялық материалдардың қасиеттерінің спектрін кәдімгі материалдарды қолдану арқылы алуға болмайды. Олар осыған дейін әлі қолжетімсіз болған принципиалды жаңа құрылымдарды қолдануға мүмкіндік береді.
Композиялық материалдар құрылыс материалдарының негізгі көлемін және оларды бір-бірімен байланыстыратын жанаспалы қабат беріктігін анықтайды, сондай-ақ талшық пен оның қатты бөлшектегі құрамдық бөлігін құрайды.
Композициялық материалдардың маңызды сипатамалары – меншікті беріктік пен меншікті қаттылық , мұндағы – уақытша кедергі, Е – нормальді серпімділіктің модулі, – материал тығыздығы, g – ерікті құлаудың үдеуі. Меншікті беріктігі мен қаттылығы бойынша композициялық материалдар барлық белгілі құрылымдық қоспалардан асып түседі. (1-сурет).
Жеңіл, берік және ұзақ тұратын бұйымдар мен конструкциялар алуға мүмкіндік береді, коррозиямен электромагнитті және радиациялық сәулеленуге төзімді, жеңіл жиналады және өзгереді, яғни құрылыста техникалық төңкеріс жасауға бейімді.