Материалы для современной медицины. Канюков В.Н - 78 стр.

     6 Композиционные материалы

       После того как современная физика металлов позволила установить
причины их пластичности, увеличение прочности, началась интенсивная сис-
тематическая разработка новых материалов. Такое развитие науки вероятно,
уже в вообразимом будущем приведет к созданию высокопрочных материалов,
в несколько раз прочнее сегодняшних сплавов. При этом большое внимание
будет уделяться уже известным механизмам закалки стали и старения алюми-
ниевых сплавов, комбинациям этих известных механизмов с процессами фор-
мирования и многочисленными возможностями создания комбинированных
материалов. Комбинированные материалы могут быть усилены (упрочнены)
либо волокнами, либо диспергированными твердыми частицами, так в неорга-
ническую металлическую или органическую полимерную матрицу вводят уп-
рочнители - тончайшие высокопрочные волокна из стекла, углерода, бора, бе-
риллия, стали или нитевидные монокристаллы (карбидов, бериллов, нитридов и
др.) и металлические проволоки, обладающие высокой прочностью и жестко-
стью. В результате такого комбинирования максимальная прочность сочетается
с высоким модулем упругости и небольшой плотностью. Именно такими мате-
риалами будущего являются композиционные материалы.
       Композиционные материалы — это искусственные материалы, полу-
чаемые сочетанием компонентов с различными свойствами. Одним из
компонентов является матрица (основа), другим - упрочнители (волокна,
частицы). В качестве матриц используют полимерные, металлические,
керамические и углеродные материалы.
       При составлении композиции эффективно используются индивидуаль-
ные свойства составляющих компонентов. Свойства композиционных материа-
лов зависят от состава компонентов, количественного соотношения и прочно-
сти связи между ними. Комбинируя объемное содержание компонентов, можно
получать композиционные материалы с требуемыми значениями прочности,
жаропрочности, модуля упругости, абразивной стойкости, а также создавать
композиции с необходимыми магнитными, диэлектрическими, радиопогло-
щающими и другими специальными свойствами. Примеры композиционных
материалов: пластик, армированный борными, углеродными, стеклянными во-
локнами, жгутами или тканями на их основе; алюминий, армированный нитями
стали, бериллия.
       Прогрессирующее вытеснение стали новыми материалами связано с их
уникальными свойствами, с физической природой тел. В кристаллических
твердых телах, в том числе в стали и во всех других металлах, присутствуют
линейные дефекты – дислокации, число которых достигает многие миллиарды
на 1 см2 сечения. Они ослабляют металл и не дают возможности существенно
повысить прочность стали, которая теоретически может достигать 10 кН/мм2. С
повышением прочности стали и алюминиевых сплавов значительно вырастают
трудности их производства и применения, усиливается чувствительность ме-
талла к концентраторам напряжений, коррозийным воздействиям, переменным
и динамическим нагрузкам. Важно так же отметить, что другая важнейшая ха-
80