Содержание1. Введение.
2. Нанокомпозиты.
3. Применение композитов.
4. Пути получения композиционных материалов.
5. Заключение.ВведениеЗнакомство со свойствами многих материалов в окружающем нас мире позволяет говорить об их необычности. Если металлы со свойственной им высокой прочностью и пластичностью, или бетон с его высокой жесткостью и хрупкостью, или пластики с их низкой прочностью и податливостью являются для нас привычными материалами, то имеется значительная группа материалов, поражающая необычным сочетанием свойств разнородных материалов. Так, всем хорошо известный железобетон позволяет сооружать конструкции, выдерживающие большие изгибающие нагрузки (пролеты мостов, балки, оболочки), которые категорически противопоказаны исходному бетону, - он растрескивается при достаточно небольших изгибающих нагрузках.
Если сравнить прочность двух стержней одинакового сечения из древесины и бамбука, то можно убедиться, что бамбук приблизительно в два раза более прочен и гибок. В течение длительного времени эти его особенности использовали при изготовлении шестов для прыжков, для изготовления корабельных мачт и т.д. Необыкновенным сочетанием прочности, жесткости и легкости характеризуются кости животных и человека. Особенно высоки характеристики трубчатых костей птиц, имеющих минимальный вес. Изготовленные из любого из известных материалов подобные изделия имели бы несравненно большую массу. Наконец, изверженная вулканическая лава, обладая химическим составом достаточно хорошо известных горных пород, характеризуется очень низкой плотностью (даже менее единицы) в сочетании с достаточной прочностью и хорошими теплоизоляционными свойствами, предопределяющими возможность применения, например, в строительстве. Такие материалы, сочетающие в себе свойства, присущие порознь нескольким материалам, называются обычно композитными или композиционными материалами (КМ).
Совместная работа разнородных материалов дает эффект, равносильный созданию нового материала, свойства которого количественно и качественно отличаются от свойств каждого из его составляющих..
Действительно, история использования человеком композитных материалов насчитывает много веков, а представление о композиционных материалах заимствовано человеком у природы. Уже на ранних стадиях развития цивилизации человек использовал для строительства кирпич из глины, в которую замешивалась солома, придававшая повышенную прочность. Использование природных битумов позволило повысить водостойкость природных материалов и изготавливать суда из камыша, пропитанного битумом. Прослеживается определенная аналогия между мумификацией умерших с последующей обмоткой тела в виде кокона из полос ткани и современными технологиями обмотки корпусов ракет, между изготовлением боевых луков у кочевников с использованием нескольких слоев из дерева, рога, шелка, скрепляемых с помощью клея, и современными металло-дерево-тканевыми слоистыми конструкциями, соединяемыми отверждающимися смолами.
Можно выделить то общее, что объединяет композитные материалы независимо от их происхождения, а именно все эти материалы являются результатом объемного сочетания разнородных компонентов, один из которых пластичен (связующее, матрица), а другой обладает высокой прочностью и жесткостью (наполнитель, арматура), и при этом композиции имеют свойства, которых не имеют отдельные составляющие.
Ясно, что в качестве как первого, так и второго компонента могут выступать самые разнообразные по природе и происхождению материалы. Известны композиты на базе металлов, керамики, стекол, углерода, пластиков и других материалов. В широком смысле слова практически всякий современный материал представляет собой композицию, поскольку все материалы чрезвычайно редко применяются в чистейшем виде. Это создает определенные сложности с точки зрения использования термина - он распространяется зачастую механически на все сложные системы, содержащие несколько компонентов.
Cовременное определение композиционных материалов предполагает выполнение следующих условий.
1. Композиция должна представлять собой сочетание хотя бы двух разнородных материалов с четкой границей раздела между фазами.
2. Компоненты композиции образуют ее своим объемным сочетанием.
3. Композиция должна обладать свойствами, которых нет ни у одного из ее компонентов в отдельности. [1]Литература1. Композиционные материалы (КЕРБЕР М.Л. , 1999), ХИМИЯ
2. "Компьютерра" №25 от 05 июля 2004 года.
3. Структурный механизм поликонденсации анионов аминобензойной кислоты в межслоевом пространстве слоистой неорганической матрицы. Исупов В.П., Чупахина Л.Э., Озерова М.А. Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН (доклад)
4. Образование металлических наночастиц при термическом разложении комплексов, интеркалированных в матрицу слоистого двойного гидроксида К.А.Тарасов, В.П.Исупов, Б.Б.Бохонов, Ю.А.Гапонов, М.Р.Шарафутдинов, Б.П.Толочко,С.С.Шацкая
Институт химии твёрдого тела и механохимии СО РАН(доклад)
5. Модификация поверхностных свойств силиконовых каучуков и резино-технических изделий на их основе прививкой фторполимеров. Муйдинов М.Р. Институт проблем химической физики РАН.(доклад)
6. НАНОКОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ СИТ Б.В.Романовский, А.Л.Кустов Кафедра физической химии, Химический факультет МГУ(доклад)
7. C. P. Collier, R. J. Saykally, J. J. Shiang, S. E. Henrichs, J. R. Heath.//Reversible Tuning of Silver Quantum Dot Monolayers Through the Metal - Insulator Transition. Science, 1997, vol. 277, september 26
8. Kazuyuki Ohe and Yoshihide Naito // A New Resistor Having An Anomalously Large Positive Temperature Coefficient - Japanese Journal of Applied Physics, Vol.10, No 1, January, 1971
9. Современные композиционные материалы: Пер. с англ. / Под ред. Л. Браутмана, Р. Крока. М.: Мир, 1970. 672 с.
10. Углеродные волокна и углекомпозиты: Пер. с англ. / Под ред. Э. Фитцера. М.: Мир, 1988. 336 с.
11. Композиционные материалы. Механика и топология полимеров. Ф. Мэттьюз, Р. Роллингс. 2004г.
12. Т.И.Изаак, О.В.Бабкина, Г.М.Мокроусов //Морфология, текстура и свойства продуктов отжига пористых серебро-полиакрилатных нанокомпозитов.
|
|
