нагрузки. И только, начиная с
определенного критического содержания волокон в композиции, они
принимают на себя роль прочного скелета, а матрица лишь передает
напряжения от одного волокна к другому.
Волокна не обязательно должны
быть непрерывными. Существует понятие критической длины волокон. Если она
не меньше определенной величины, то композиционный материал лишь
незначительно уступает по прочности композиции с непрерывными
волокнами.
При создании композиционных
материалов возникает много других проблем чисто научного характера, но
главная трудность — технологическая. Мы не будем сейчас обсуждать
вопросы стоимости композиционных материалов, производительности
агрегатов, выращивающих «усы» и тонкие волокна для армирования, сложности
при их соединении с матрицей и т. д. Скажем лишь, что хотя некоторые виды
композиций уже давно используются в технике, и применение этих материалов
постоянно расширяется, все же их следует считать пока материалами
будущего. По прогнозам специалистов композиционные материалы составят
серьезную конкуренцию сталям и другим металлическим сплавам в различных
областях машиностроения лишь к концу нашего столетия.
Закончим этот раздел и всю книгу
двумя таблицами, иллюстрирующими возможности материалов будущего, и
небольшим комментарием к ним. Отнесемся к табл. 2 со вниманием, она
позволяет сделать ряд важных выводов.
Во-первых, сталь даже в виде
очень тонкой проволоки оказывается в удельном выражении самым
непрочным (ац/д) и самым нежестким
{Е/й) материалом
из перечисленных. В больших сечениях хорошая конструкционная
сталь при том же удельном весе имеет ств ж 103 МПа,
а ультравысокопрочная — св те (2 -т- 2,5) -103 МПа,
следовательно, ав/й для стальных
изделий с площадью сечения несколько квадратных миллиметров и более
составит лишь 20—30 км.
Во-вторых, отпущенный природой
резерв прочности сталей использован в большей мере, чем у неметаллов. Ведь
модуль упругости бора, углерода вдвое выше, чем у стали, а достигнутая
пока прочность (од) — такая же. Если в качестве армирующих
волокон в будущем можно будет использовать «усы» этих
материалов, то их преимущество еще более возрастет.
На-
