Классификация композиционных материалов по способу получения и ориентации арматуры в матрице

По ориентации и типу арматуры (конструкционный принцип) конструкционные композиты можно разделить на изотропные и анизотропные.

Изотропными принято считать композиционные материалы, свойства которых одинаковы в различных направлениях. К числу изотропных относят композиты с хаотично ориентированными волокнами в матрице. В таких композитах в качестве упрочняющей составляющей применяют дискретные волокна.

Анизотропные KM — материалы, свойства которых зависят от направления армирования матриц волокнистыми упрочнителями. К таким композитам относят однонаправленно- и трехмерноармированные материалы. Анизотропия KM конструкционна, и ее проектируют исходя из условий нагружения материала в изделии.

Ортотропными (ортогонально анизотропными) называют композиционные материалы с тремя взаимно перпендикулярными плоскостями симметрии свойств в элементарном (и макро-) объеме.

К таким материалам относят композиты, матрица которых армирована волокнами с продольно-поперечной укладкой.

Трансверсально изотропными принято считать композиционные материалы, имеющие плоскость изотропии и перпендикулярную к ней ось симметрии n-го порядка. К таким композитам могут быть отнесены однонаправленноармированные КМ, плоскость изотропии yz которых перпендикулярна к направлению х-укладки волокон. Однонаправленноармированные композиты имеют ориентационную укладку волокон 1:0 (отношение числа слоев волокон в продольном и поперечном направлениях укладки волокон в матрице).

Двухмерноармированные слоистые композиты отличаются взаимно перпендикулярной укладкой волокон в матрице, их обозначают 1:1, 1:2, 1:3, 3:4 и т.д. Слоистые композиты, отличающиеся «звездной» укладкой волокон в матрице, обозначают 1:1:1. Волокна в смежных слоях таких композиционных материалов разориентированы на угол 60°.

По способу получения (технологический принцип) композиционные материалы делят: 1) на получаемые методами жидкофазной технологии (пропитка армирующей составляющей композита матричными расплавами или формирование армирующей фазы непосредственно в расплавах эвтектического состава, in situ, с последующей кристаллизацией системы); 2) на производимые по твердофазным технологиям (горячее прессование, диффузионная сварка, взрывное прессование); 3) сформированные методами электрохимического, химического и парогазового осаждения компонента системы на поверхность армирующих сред и получения таким образом компактных конструкционных материалов.

По назначению (эксплуатационный принцип) композиты общеконструкционного назначения с учетом условий эксплуатации: жаропрочные и жаростойкие (облицовка каналов МГД-генераторов); высокотемпературные (Tпл < 1662 °C); сверхвысокотемпературные (Tпл > 1749 °С).

Однако предлагаемый принцип отнесения композиционных материалов к соответствующему классу, по-видимому, не может рассматриваться вне связи с температурными условиями их эксплуатации.