1
Разработка современных композитов воплотила в жизнь идею изготовления материалов с заданными или контролируемыми свойствами. Уникальная по своей простоте идея об армировании материала волокнами была положена в основу производства композитов. Разные по своим свойствам компоненты объединяются в один материал в виде податливой матрицы и жестких и прочных армирующих элементов.
2
Армирующие волокна отвечают за высокие прочностные и жесткие свойства конструкционных композитов в нужных направлениях, в то время как матрица из полимерной смолы действует как среда для передачи напряжений между соседними волокнами за счёт их адгезии, а так же защищает их от механического повреждения и агрессивного воздействия окружающей среды.
3
Из-за своей морфологии армированные композиты представляют собой анизотропные материалы, то есть их механические и физические свойства различаются в разных частях и направлениях. Но именно благодаря этому композиты можно сделать с уникальными свойствами, значительно превосходящими такие традиционные материалы, как сталь и бетон, а так же снизить вес конечного изделия или конструкции.
Возможность проектирования свойств композитов является одним из наиболее значительных преимуществ композиционных материалов по сравнению с традиционными. Например, выкладка армирующего материала позволяет адаптировать их прочности и жесткости так, чтобы «приспособить» их к действующим силам и условиям окружающей среды.
4
Для проектирования относительно тонких композитов используется классическая теория слоёв, а также были разработаны новые теории, учитывающие сквозные эффекты толщины и позволяющие рассчитывать трехмерные поля напряжений.
С развитием технологии производства композитных материалов и снижением стоимости основных компонентов, они получили широкое распространение во многих областях, где важны конкретные механические свойства, связанные с весом, физико-механическими характеристиками, атмосферостойкостью, например: ветроэнергетика, авиация, космос, железная дорога, морское судоходство, автомобилестроение, строительство и другие.
Композиты можно разделить на 3 большие группы по их назначению: потребительские, промышленные и продвинутые композиты.
Потребительские композиты
Индустрия композитов производит товары народного потребления с 1950-х годов. Как правило, потребительские композиты включают продукты, которые требуют косметической отделки, такие как лодки, транспортные средства для
транспортные средства для отдыха, рекламные конструкции, сантехника и спортивные товары. Потребительские товары составляют значительную часть рынка композитов.
Промышленные композиты
Композиты используются в разных областях промышленности, где коррозионная стойкость и производительность в неблагоприятных условиях имеют решающее значение. Как правило в этой области необходимо применение более дорогих материалов для производства, такие как изофталевые или винилэфирные смолы.
В качестве армирующего волокна почти всегда используется стекловолокно. В этом сегменте отрасли производительность материала превосходит необходимость в косметической отделке. Промышленные композитные включают в себя подземные ёмкости, трубопроводы, скрубберы, вытяжные шкафы, компоненты для очистки воды и сосуды под давлением.
Продвинутые композиты
Этот сектор промышленности характеризуется использованием высокоэффективных смол и армирования из высокопрочного волокна. Аэрокосмическая промышленность, в том числе военная и коммерческая авиация, ветроэнергетика, судостроение являются основным заказчиком современных композитных материалов.
Самолеты-невидимки и беспилотные летательные аппараты используют преимущества радиолокационной прозрачности композитов. Усовершенствованные композиты также используются для защиты от взрыва и баллистической защиты. Кроме того, они были адаптированы для использования в спортивном снаряжении, чтобы сделать его легче и прочнее.
