Матрица және талшық материалдарын талдау

Матрица материалына қойылатын талап: композиттің қызмет ету температуралар облысында жұмыс қабілетін қамтамасыз ету. Температура 2000С жоғары облыста жұмыс жасайтын композиттер дайындау үшін полимерлик матрицалар қолданылады. Бұл композиттерге жатады:

1. Шыныпластик – полиэфир шайырынан жасалған матрицадағы қысқа шыны талшықтар. Ол автомобиль, қайық, тұрмыстық аспаптардың корпустарын дайындауда қолданылады.

2. Термореактивті пластиктер – тізбектерінің арасындағы көлденен байланыстары қатаң үшөлшемді торлы молекулалық құрылыс түзетін полимерлер. Мысалы, эпоксидты шайырлар.

Жоғары температуралар үшін металл матрицаларды қолданады. Бірақ олар ауыр. Жылуға тұрақты, берік, иілгіш. Өте жоғары температуралар үшін қыш матрицаларды қолданады. Кемшілігі – иілгіш емес. Мысалы, бор силикатты шыны талшықтарынан тұрады, температура 1000 С –де беріктігін сақтайды. матрицалары 17000 С-де жұмыс істейді.

Қыш материалдарға жататын маңызды матрица – көміртекті. Ол жоғары температураға шыдайды, қатты және кеуектілігі аз. Жиі аморфты көміртек қолданылады, ал талшық ретінде – графит. Мұндай көміртек-көміртекті композит 25000С-қа дейін шыдайды және атмосферадан тыс авиация үшін перспективті. Кемшілігі – тотығу және абляция – бетінен ыстық газ ағынымен массаның әкетілуі. Оны болдырмау үшін бетіне жұқа қаптайды. Бұл материал «Шаттлдың» конструкциясында қолданылады. Техникалық аты – RCC (reasable carbon-carbon). Ол аппарат массасын азайтып, 1000 км-ге дейін ұшү ұзақтығын арттырады. Сонымен, матрица материалын таңдау ең алдымен композициялық материалдың жұмысшы температурасымен анықталады.

Барлық талшықтар (металл, қыш, полимер, көміртек) берік, бірақ шыны талшығы созылғыш, ал көміртек талшығы деформацияланбайды. Соққыға төзімді композит ретінде, мысалы оқ өтпейтін материалдарда шыны да, көміртек те сәйкес келмейді, қатандығы аздау, полимерлі талшық қолданылады. Талшық таңдаудың маңызды принципі – матрица материалымен химиялық үйлесімділігі. Синергизмді қамтамасыз ету үшін талшық материалы балқыған, бірақ қатпаған матрицаға жақсы жұғу керек. Соңдай-ақ матрицамен бірігу кезінде талшықты бұзатын химиялақ реакциялар өтпеу керек. Мысалы, полимер талшықтары металл балқымасында көмірленеді, көміртектілер тотығады. Осылайша, талшықтардың материалын таңдауда төрт критерийге қарайды: композит беріктігі, қатаңдығы, талшықтың жұғуы және оның матрица балқымасында химиялық тұрақтылығы.