Композиционные материалы

Содержание 
Введение…………………………………………………………..………3 
 
Глава 1. Композиционные материалы 
 
1.1 Связующие материалы композитов……………………….………7 
 
1.1.1 Полимеры и их свойства…………………………………………...7 
 
1.1.2 Смолы и их свойства……………………………………………...10 
 
1.1.3 Металлические матрицы и их свойства………………………….16 
 
1.2 Армирующие волокна композитов……………………………....18 
 
1.2.1 Стекловолокно и его свойства……………………………………18 
 
1.2.2 Стеклонаполненные термопласты и их свойства……………….19 
 
1.2.3 Высокосилекаты, кварц и их свойства…………………………..21 
 
1.2.4 Другие волокна композитов и их свойства……………………...22 
 
Вывод…………………………………………………………………….25 
 
^ Глава 2. Технология производства 
 
2.1 Технологии производства полиэфирных смол и изделий из них..26 
 
2.2 Основы технологии изготовления металлической матрицы……..29 
 
2.3 Производство стекловолокон……………………………….……...30 
 
2.4 Технология производства Стеклонаполненных термопластов…..32 
 
2.5 Изготовление многонаправленных структур……………………...33 
 
Вывод…………………………………………………………………….35 
 
Заключение………………………………………………………………36 
 
Список используемой литературы……………………………………..37 
 
 
Введение 
 
Актуальность 
 
После того как современная физика металлов подробно разъяснила нам причины их пластичности, прочности и ее увеличения, началась интенсивная систематическая разработка новых материалов. Это приведет, вероятно, уже в вообразимом будущем к созданию материалов с прочностью, во много раз превышающей ее значения у обычных сегодня сплавов. При этом большое внимание будет уделяться уже известным механизмам закалки стали и старения алюминиевых сплавов, комбинациям этих известных механизмов с процессами формирования и многочисленными возможностями создания комбинированных материалов. Два перспективных пути открывают комбинированные материалы, усиленные либо волокнами, либо диспергированными твердыми частицами. У первых в неорганическую металлическую или органическую полимерную матрицу введены тончайшие высокопрочные волокна из стекла, углерода, бора, бериллия, стали или нитевидные монокристаллы. В результате такого комбинирования максимальная прочность сочетается с высоким модулем упругости и небольшой плотностью. Именно такими материалами будущего являются композиционные материалы.  
^ Объект исследования: Композиционные материалы 
 
Предмет: Технология производства композиционных материалов 
 
Цель: Изучить композиционные материалы их свойства и технологию производства  
 
Задачи: 1) Рассмотреть композиционные материалы и их свойства; 
 
2) Рассмотреть технологию производства композиционных материалов. 
 
^ История появления и развитие практики применения композиционных материалов в технике 
 
Первые высокопрочные КМ были созданы в начале 40-х годов. Это были армированные пластики. К началу второй мировой войны были созданы КМ, механические свойства которых конкурировали со свойствами традиционных материалов. Приближение войны стимулировало развитие исследований в области производства новых перспективных материалов, которыми являлись КМ. К началу войны в США уже началось промышленное производство деталей из композита, представлявшего собой хлопковое полотно, пропитанное фенольной смолой. Технологический процесс включал в себя отверждение под низким давлением. Через несколько лет уже появились КМ, армированные стекловолокнами. Поначалу КМ применялись для усиления отдельных узлов конструкции самолетов в качестве облицовочных материалов. Позднее широкое применение нашли сотовые и сэндвичевые конструкции из стекловолоконных КМ. 
 
Активное применение КМ в авиастроении началось в середине 50-х годов ХХ-го века. Тогда же началось исследование возможностей применения при производстве КМ высокопрочных волокон на основе углерода и бора, а также промышленное производство этих волокон. Через 20 лет применение КМ в авиастроении стало обычным явлением. 
В настоящее время КМ применяются практически во всех областях техники. Они используются при производстве автомобилей, судов, самолетов, ракет, при строительстве зданий и сооружений, в качестве отделочных материалов, при изготовлении различных приборов и приспособлений, в медицине, спорте и т.д. Расширяются области применения углеродных, графитовых, борных, стальных волокон и усов. В качестве матриц помимо полимеров применяют металлы и керамики. 
Глава 1.  
 
Композиционные материалы 
^ Композиционные материалы (КМ) — сложные материалы, состоящие из 2-х или более компонентов (дискретных элементов и связующей их матрицы) и обладающие специфическими свойствами, отличными от суммарных свойств составляющих их компонентов. Дискретные элементы могут выполнять пассивную роль — служить наполнителем, либо активную — использоваться как армирующие (упрочняющие) элементы. Инертные наполнители чаще всего используются для снижения стоимости композита, для заполнения объема. Активные наполнители применяются для модификации механических либо функциональных свойств (прочность, окраска, электропроводность и т. п.). 
Композиционные материалы (композиты) состоят из химически разнородных компонентов, нерастворимых друг в друге и связанных между собой в результате адгезии. Основой композитов является пластическая матрица, которая связывает наполнители, определяет форму изделия, его монолитность, теплофизические, электро- и радиотехнические свойства, герметичность, химическую стойкость, а также распределение напряжений между наполнителями. 
Нельзя сказать, что КМ являются изобретением человека. В природе можно найти множество примеров КМ, которые в качестве конструкционных материалов, из которых «построены» живые организмы, обеспечивают решение проблемы обеспечения необходимого комплекса механических свойств. Примеры: стебли растений, древесина, кости животных и человека и т. д. 
 
Требования к компонентам — не должны растворяться или иным способом поглощать друг друга. Должны быть хорошо совместимы. 
 
Свойства КМ нельзя определить только по свойствам их компонентов, без учета их взаимодействия. 
 
Армирующие компоненты могут представлять собой волокна, порошки, микросферы, кристаллы и «усы» из органических, неорганических, металлических материалов или керамики. 
Классификация — обычно по виду структурных элементов: упрочненные частицами, волокнистые, скелетные (каркасные); 
 
Волокнистые КМ: 
 
- однонаправленные с непрерывными волокнами; 
 
- с измельченными (короткими) волокнами; 
 
- армированные непрерывными волокнами,  
 
Волокно — элемент материала относительно короткой длины и очень малого поперечного сечения. «Усы» (нитевидные кристаллы) — очень короткие волокна, обычно из монокристаллов. 
Наиболее распространенные связующие для армированных пластиков, которые преобладают в общем объеме производства композитов — полимеры: полиэфиры, фенолы, эпоксидные компаунды, силиконы, алкиды, меламины, полиамиды, фторуглеродные соединения, полипропилен, полиэтилен, полистирол и т. п. 
Связующие часто делят на термопласты (способные размягчаться и затвердевать при изменении температуры) и реактопласты или термореактивные смолы (в которых при нагревании происходят необратимые структурные и химические превращения). Наибольшее распространение получили термореактивные связующие. 
1.1 Связующие материалы композитов 
 
1.1.1 Полимеры и их свойства 
 
Общие характеристики 
 
Характерной особенностью всех высокомолекулярных соединений (полимеров) является то, что они состоят из макромолекул — гигантских (по меркам молекулярных представлений) молекул, образовавшихся в результате химического соединения большого количества исходных молекул-мономеров. Исходные молекулы могут быть как однотипными (гополимер), так и разнотипными (сополимер). Молекулы высокомолекулярных соединений содержат большое количество (сотни и тысячи) атомов, связанных в определенной последовательности в одну цепь. Практически все полимеры имеют повторяющиеся элементы в своей структуре. 
 
Свойства высокомолекулярных соединений зависят от химического строения, молекулярного веса, структуры цепи, взаимного расположения молекул и других факторов. Несмотря на разнообразие свойств, полимеры обладают и общими характерными признаками, среди которых можно отметить следующие: 
 
- достаточно высокие механические свойства; 
 
- тугоплавкость и нелетучесть (в большинстве случаев); 
 
- плохая растворимость.  
^ По способу получения полимеры подразделяют на полимеризационные и поликонденсационные. 
 
Процесс полимеризации есть реакция взаимодействия многих молекул мономера и соединения их в большую молекулу полимера, имеющего тот же элементарный состав, что и исходный мономер. Для реакции полимеризации характерным является то, что при ней не выделяются какие-либо побочные продукты.  
 
^ Процесс поликонденсации представляет собой реакцию соединения большого числа молекул двух или нескольких разных мономеров с выделением побочных продуктов реакции (вода, спирт и др.). Состав элементарного звена полимера, получающегося в результате реакции, отличается от состава исходных мономеров. 
 
Одним из наиболее употребительных способов классификации полимеров является их разделение по отношению к воздействию тепла: выделяют термопластичные, термостабильные и термореактивные полимеры. 
 
Термопластичные соединения при нагревании проявляют возрастающую пластичность, могут переходить в вязко-текучее состояние. При последующем охлаждении вновь возвращаются в твердое упругое состояние. Такой процесс может повторяться многократно. Термопластичными обычно являются полимеры с линейной или разветвленной структурами макромолекул, 
 
характеризующихся слабым межмолекулярным взаимодействием. 
 
Термореактивные соединения при нагревании легко переходят в вязко-текучее состояние, но при длительном воздействии повышенной температуры превращаются в твердую стеклообразную или резиноподобную массу. Возврата пластичных свойств после такого превращения уже не происходит. Это объясняется тем, что данный класс полимеров при нагревании испытывает химические превращения, вследствие которых материал приобретает сетчатую или пространственную структуру макромолекул. Подобные свойства характерны для смол. 
 
Термостабильные соединения слабо реагируют на изменение температуры. Их физические свойства мало изменяются вплоть до терморазрушения. Такое поведение характерно для полимеров с сетчатой и пространственной структурами макромолекул, а также для некоторых материалов, имеющих линейную высокоориентированную полярную структуру. 
^ Физико-механические свойства полимеров 
 
Физико-механические свойства полимеров опреледяются не только их химическим составом, но и физическим состоянием. Полимеры могут находиться в аморфном или частично кристаллическом состоянии. В случае аморфного состояния упорядоченное строение наблюдается только на расстояниях, сравнимых с размерами звеньев цепи. Под кристалличностью понимается упорядоченное расположение макромолекул. Для кристаллических полимеров порядок в расположении молекул наблюдается на расстояниях во много раз превышающих размеры звеньев цепи полимера. 
Обычно для полимеров характерно смешанное состояние, когда часть объема находится в кристаллическом состоянии, а часть — в аморфном. Принято считать, что полимер находится в кристаллическом состоянии, если это состояние имеет 60 и более процентов его объема. Степень кристалличности зависит от условий, в которых полимер находится (температура, влажность, механическое нагружение и т. п.). 
Даже в кристаллическом состоянии полимеры по своим деформационным свойствам отличаются от низкомолекулярных соединений, например, металлов. Возрастание деформаций приводит к тому, что макромолекулы вытягиваются вдоль направления деформирования. Ориентированные полимеры характеризуются анизотропией физико-механических свойств и возрастанием прочности по сравнению с полимерами в разориентированном кристаллическом состоянии. Ориентированное состояние может быть зафиксировано путем «вытягивания» полимера при повышенной температуре и последующего охлаждения в деформированном состоянии. 
 
 
^ 1.1.2 Смолы и их свойства 
 
Полиэфирные смолы содержат несколько компонентов: смола, инициатор, наполнитель и активатор. Смола служит основой, активатор повышает ее химическую активность, инициатор запускает химическую реакцию, в результате которой смола отвердевает. При отверждении идет образование прочной пространственной структуры, реакция отверждения проходит с выделением теплоты, что способствует более полному протеканию процесса. В качестве наполнителя чаще всего используются стекловолокна. 
 
Свойства полиэфирных смол достаточно разнообразны, стоимость их невысока. Разнообразие свойств и доступность смол являются причиной их широкого применения. Из наполненных полиэфирных смол изготавливают детали судов, самолетов, автомобилей, строительные панели, корпуса маломерных судов, спортинвентарь и многое другое. 
 
Механические свойства полиэфирных смол варьируются в широких пределах вследствие различий в технологиях их изготовления и свойств используемых компонентов. 
 
Помимо армирующих элементов в полиэфирные смолы часто вводят другие наполнители. Одна из основных причин для этого — желание снизить стоимость готовых изделий. Кроме этого, наполнители позволяют влиять на параметры процесса отверждения, способствуют снижению степени усадки и вероятности образования трещин при отверждении, повышают качество поверхностей. Наиболее распространенные наполнители — глины и карбонаты. Маесовая доля наполнителя колеблется в пределах 10-70 % (чаще всего — 20-30 %). 
 
Могут применяться и другие виды наполнителей — красители и пигменты (слабо влияют на механические характеристики, позволяют управлять временными характеристиками процесса отверждения), ингибиторы горения (повышают огнестойкость), поглотители УФ-излучения и др. 
Основные достоинства армированных полиэфирных смол: 
 
- удельная прочность выше, чем у многих других материалов; 
 
- низкая стоимость сырья и производства, простые технологии; 
 
- возможность изготовления крупногабаритных изделий сложной формы, что упрощает конструирование и сборку изделий. 
При использовании полиэфирных смол для изготовления композитов необходимо учитывать ряд факторов, среди которых можно выделить следующие: 
 
- зависимость механических характеристик композита от содержания и ориентации армирующих элементов (стекловолокна), а также наличия некоторых наполнителей; 
 
- проблемы, связанные с усталостью материала, устойчивостью к истиранию, воздействию растворителей и химикатов, способностью некоторых типов армирующих наполнителей (стекловолоконные жгуты) впитывать влагу и др. 
^ Типы ненасыщенных полиэфирных смол 
 
Проявляемые ненасыщенными полиэфирными смолами типичные свойства служат основой для выделения среди них нескольких основных типов. 
^ Полиэфирные смолы общего назначения 
 
Этот тип смол обычно применяется для изготовления изделий и элементов конструкций бытового назначения либо слабонагруженных конструкционных элементов. Смолы ипользуются в основном в чистом виде, без армирования. Примеры применения: емкости для жидкостей, стойки, поддоны и т. п. 
 
^ Эластичные полиэфирные смолы 
 
Такие смолы отличаются большей эластичностью и меньшей жесткостью по сравнению со смолами общего назначения. Эти смолы обычно используются в качестве добавок к другим типам смол для снижения их хрупкости и жесткости, а также облегчения обработки. Находят применение при изготовлении декоративных изделий, пуговиц и т. п. 
^ Смолы на основе диэфиров винилкарбоновых кислот (ДВК) 
 
Данный вид смол очень похож на полиэфирные смолы. Основная цепь макромолекул таких смол состоит из эпоксидных, полиэфирных либо полиурета-новых сегментов. Отличие от полиэфирных смол заключается в химическом составе концевых элементов макромолекул. Вид этих элементов влияет на физические свойства и области применения смол. Характерной особенностью смол является зависимость их свойств от величины эпоксидных блоков, входящих в состав макромолекул — чем больше молекулярная масса таких блоков, тем выше прочность и эластичность смолы, но тем ниже ее теплостойкость и устойчивость к действию растворителей. Типичные значения механических характеристик смол на основе ДВК. 
 
Смолы обладают высокой реакционной способностью, поэтому для их отверждения удобно использовать методы облучения.  
 
ДВК-смолы эффективно отверждаются при радиационном облучении, облучении электронными пучками и другими источниками излучения. Часто используется отверждение под действием УФ-излучения, время отверждения при этом может быть очень малым — порядка 0,1 сек. Преимущества отверждения под действием излучения по сравнению с термическими методами: высокая энергетическая эффективность, снижение (или полное исключение) испарения компонентов, высокая производительность процесса, отверждение при комнатной температуре, низкая стоимость оборудования. 
 
^ Упругие полиэфирные смолы 
 
Полиэфирные смолы этого типа отличаются большей жесткостью по сравнению с эластичными смолами. Используются при изготовлении изделий, испытывающих ударные нагрузки: защитные шлемы, ограждения, детали корпусов автомобилей и самолетов. 
^ Эпоксидные смолы 
 
Эпоксидные смолы являются одним из лучших видов связующего для большого числа волокнистых КМ. Основные причины этого заключаются в следующем: 
 
- эпоксидные смолы обладают хорошей адгезией к большому числу наполнителей и армирующих компонентов; 
 
- известно большое количество разновидностей доступных эпоксидных смол и отверждающих компонентов, что позволяет получать материалы с широким сочетанием свойств; 
 
- реакция отверждения не сопровождается выделением воды или каких-либо летучих веществ, при этом усадка смол ниже, чем во многих других случаях; 
 
Изделия из эпоксидных смол отличает повышенная стоимость по сравнению с другими смолами, но высокие эксплуатационные свойства изделий из таких смол окупают расходы на сырье. 
^ Устойчивые к атмосферным воздействиям 
 
Основное назначение смол этого типа — сохранение свойств под действием солнечного света. С этой целью в них вводят компоненты, поглощающие ультрафиолетовое излучение, а также подбирают компоненты, устойчивые к воздействию солнечного излучения. Такие смолы применяются в строительстве при изготовлении перекрытий, наружных панелей облицовки зданий, крыш. 
^ Полиэфирные смолы с малой усадкой 
 
Усадка смол в процессе отверждения может приводить к появлению дефектов (раковин) на поверхности создаваемых изделий. Полиэфирные смолы с малой усадкой включают в себя термопластичные компоненты (например, полистирол), которые только частично ратворяются в исходной композиции. В таких смолах при отверждении имеет место образование внутренних микропустот (микропор), которые компенсируют обычную усадку полимерной смолы. Смолы с малой усадкой применяются при изготовлени деталей автомобилей и бытовой электротехники. 
^ Полибутадиеновые смолы 
 
Полибутадиеновые смолы — это высокомолекулярные углеводородные термореактивные смолы. Особенностью технологии приготовления полибутадиеновых смол является создание на концах макромолекул реакционно-способных групп. Эти группы придают макромолекулам способность наращивать свою массу еще до начала процесса отверждения. Полибутадиеновые смолы отличаются очень хорошими электрическими свойствами и химической стойкостью, а также устойчивостью к воздействию влаги. Такое сочетание свойств позволяет успешно применять ПБ-смолы при изготовлении обтекателей авиационных бортовых радиолокационных антенн, для которых особые требования предъявляются к толщине, диэлектрической проницаемости и устойчивости к воздействию окружающей среды в сильных электромагнитных полях. В тех случаях, когда нет особых требований по электрическим свойствам, применение полибутадиеновых смол оказывается не столь выгодным, поскольку их механические свойства уступают другим аналогичным материалам. 
 
^ Химически стойкие полиэфирные смолы 
 
Для смол общего назначения характерна слабая устойчивость к воздействию щелочей. Использование компонентов, повышающих содержание углерода в смоле, приводит к снижению количества химически активных связей. Такие смолы используют в производстве деталей химического оборудования — вытяжных шкафов, корпусов химических реакторов, емкостей, трубопроводов. 
^ Специальные полиэфирные смолы 
 
Смолы этой категории применяются реже. Однако все они представляют собой композиции со специально подобранными компонентами (наполнителями, активаторами), которые обеспечивают им наличие некоторых специальных свойств, например, повышенную теплостойкость, отверждаемость под действием ультрафиолетового или другого излучения и т. п. Масштабы производства специальных смол существенно ниже, чем других выделенных типов. Собственно, именно эта причина служит основой для объединения их в одну категорию. 
^ Термостойкие смолы 
 
Термостойкие смолы представляют собой полимеры, имеющие высокую температуру стеклования и способные выдержать на воздухе продолжительный 300^°C 
 
Полиимидные смолы отличаются высокой стабильностью своих свойств, в том числе после длительного пребывания под действием высоких температур. Испытания показывают, что механические свойства смол сохраняются после выдерживания образцов при температуре ~ 370 °C на воздухе в течение примерно 5 суток, в кипящей воде — до 2-х недель. 
 
^ 1.1.3 Металлические матрицы и их свойства 
 
Связующие из полимеров находят широкое применение при создании КМ, однако они имеют ряд недостатков, основными среди которых являются следующие: 
 
- низкое сопротивление матрицы сдвигу; 
 
- невысокая прочность связи матрицы и армирующих волокон; 
 
- невозможность использования в условиях действия температур, превышающих температуру термической деструкции полимера; 
 
- низкое сопротивление эрозии при воздействии газовых потоков. 
При выборе способа получения КМ на основе металлической матрицы и оптимизации технологических параметров такого процесса следует учитывать необходимость выполнения следующих условий: 
 
- уплотнение КМ с равномерным распределением волокон в матрице; 
 
- образование прочной связи между компонентами; 
 
- ограничение развития химического взаимодействия;  
 
- предупреждение дробления волокон; 
 
- простоту и технологичность конструкции и т. д. 
Металлоком-позиты имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с КМ на основе матриц из полимеров: 
 
- высокая удельная прочность, жесткость и вязкость разрушения; 
 
- малая чувствительность к изменениям температуры, влажности и других параметров внешней среды; 
 
- высокие демпфирующие свойства; 
 
- высокие электро- и теплопроводность; 
 
- высокая стойкость против эрозии и коррозии; 
 
- высокая технологичность при обработке и соединении изделий; 
 
- хорошая воспроизводимость свойств. 
 
^ Некоторые свойства металлокомпозитов 
 
Одним из наиболее распространенных конструкционных металлокомпозитов является бороалюминий. Объемное содержание волокон бора в таких материалах составляет около 50%. Материал такого состава способен выдерживать достаточно высокие нагрузки в течение длительного времени (100 часов —500° C - 400 МПа или 100 часов - 300°C - 600 МПа). 
Композиты магний—бор отличаются высокими удельными характеристиками прочности и жесткости за счет низкой плотности матрицы (магний). Модуль упругости таких материалов при содержании борных волокон 40-45% составляет 220 ГПа. 
Композиты алюминий—сталь являются наиболее экономичными, дешевыми и доступными материалами. К числу их достоинств относится высокая технологичность; в то же время эти материалы по своим удельным характеристикам уступают композитам, армированным борными волокнами. Модуль упругости таких материалов составляет примерно НО ГПа, плотность 4800 кг/м3. Стале-алюминий отличается высокой коррозийной стойкостью в различных средах. 
Композиты с металлическими матрицами имеют повышенные по сравнению с традиционными металлическими материалами циклические характеристики как при растяжении—сжатии, так и при изгибе. В целом характеристики металлокомпозитов в значительной степени определяются технологиями их производства и переработки. Ввиду того, что металлокомпозиты в основном применяются для изготовления ответственных элементов конструкций, необходим тщательный контроль за параметрами технологических процессов при их производстве, а также проведение контрольных экспериментальных исследований свойств полученных изделий. 
 
^ 1.2 Армирующие волокна композитов 
 
1.2.1 Стекловолокно и его свойства 
 
Стеклянные волокна являются одним из наиболее распространенных видов армирующих наполнителей, которые используются при производстве композитов. 
 
Стекловолокна разных марок, несмотря на различия в составе и назначении, обладают общими характерными свойствами. К таким свойствам относятся: 
 
- высокая прочность при растяжении (отношение прочности к удельному весу); этот показатель стекловолокон имеет более высокие значения, чем у стальной проволоки; 
 
- тепло и огнестойкость; неорганическая природа стекловолокна препятствует их горению; стекловолокна обладают также высокой температурой плавления, что делает их пригодными для использования в условиях высоких температур; 
 
- хемостойкость; стекловолокна в большинстве случаев не взаимодействуют с химически активными материалами; 
 
- биостойкость; СВ устойчивы к воздействию бактерий, грибков, насекомых и прочих представителей живой природы; 
 
- влагостойкость; стекловолокна не впитывают влагу и не разрушаются под ее воздействием, сохраняют свои прочностные свойства во влажной среде; 
 
- термические свойства характеризуются низким коэффициентом линейного температурного расширения и высокой теплопроводностью, что позволяет использовать стекло в условиях повышенных температур и применять его, например, при изготовлении теплообменников или в устройствах, предназначенных для диссипации тепла; 
 
- электрические свойства проявляются в очень низкой электропроводности. 
 
^ 1.2.2 Стеклонаполненные термопласты и их свойства 
 
Стеклонаполненные термопласты (СНТП) представляют собой один из наиболее распространенных видов КМ и формируются путем наполнения расплавленного компаунда короткими волокнами. После отверждения расплава образуется материал состоящий из термопластичной матрицы, армированной хаотически ориентированными короткими волокнами. В матрицу дополнительно могут вводиться и другие наполнители: красители, замедлители горения, за-масливатели и др. В качестве матрицы могут использоваться такие материалы, как полипропилен, нейлон, полистирол, полиэтилен высокой плотности и др. Основной армирующий элемент — стекловолокно (что явилось причиной присвоения названия «стеклонаполненные» этому классу материалов), но иногда используют и другие виды волокон: углеродные, арамидные, асбестовые и др. Наполнители, отличные от стекловолокна обычно применяются при необходимости получения материалов с особыми свойствами: электрическими, химическими, теплоизолирующими, механическими и т. п. Иногда наполнители используют для снижения цены материала или в технологических целях. 
Волокна вводятся в связующее методами, основанными чаще всего на принципе экструзии. Промежуточным этапом создания материала является получение компаунда в виде гранул. Готовый компаунд может непосредственно использоваться для переработки в изделия, либо храниться в течение некоторого времени. В качестве способов изготовления изделий из готового компаунда используют штамповку или горячее формование. Достоинством этих методов является их приспособленность к автоматизированному процессу производства. 
Теоретические исследования в данном направлении развиты очень слабо, данные в основном получены экспериментальными методами, что ограничивает их общность и предсказательную способность. 
Одним из основных факторов, влияющих на свойства СНТП, является адгезия компонентов. Увеличение адгезии достигается с помощью добавок, выбор которых зависит от вида компонентов. Эти добавки вводятся в компаунд в виде замасливателей, технология их введения представляет собой фактически один из способов поверхностной обработки волокон. 
Отмечается, что с ростом диаметра волокон снижается прочность композитов; одновременно это сопровождается улучшением адгезии волокон со связующим и возможностью снижения их содержания в материале. 
Прочность материалов и модули упругости при различных видах нагружения (растяжение, сжатие, изгиб) обычно растет с увеличением объемного содержания волокон, но скорость роста, начиная с некоторого значения объемного содержания, становится очень малой. Граница, после которой увеличение объемного содержания армирующих элементов становится малоэффективным, обычно лежит в районе 40 % объемного содержания волокон. Ползучесть термопластов с ростом содержания волокон снижается. Для того же характерного значения объемного содержания волокон 40 % для некоторых материалов отмечается практически полное исчезновение ползучести. Рост температуры обычно сопровождается снижением упругих свойств СНТП, увеличением предельной деформации и падением предела прочности. 
 
 
^ 1.2.3 Высокосилекаты, кварц и их свойства 
 
Данный тип волокон можно отнести к группе «особо чистых» стекловолокон. Термин «особая чистота» характеризует содержание в волокне кремнезема SiO2. К высокосиликатам относят стекловолокна с содержанием кремнезема свыше 95 %, кварцевые волокна содержат не менее 99,95 % кремнезема. Волокна такого типа иногда называют «высокотемпературостойкими», и, в зависимости от их состава, подразделяют на кремнеземные, алюмокремнеземные, алюмосиликатные и кварцевые. 
 
Высокосиликатные и кварцевые волокна, а также продукты их переработки могут обрабатываться обычными способами, принятыми в текстильной промышленности: резание, получение матов, ровингов, лент, нетканых материалов и тканей. Высокосиликатные и кварцевые волокна отличаются более высокими (по сравнению со стекловолокном) прочностью и гибкостью, что облегчает их переработку. Важным преимуществом является также их совместимость с большинством связующих, применяемых при производстве композитов. 
 
Высокосиликатные и кварцевые волокнистые материалы имеют одни из наиболее высоких удельных прочностных характеристик среди жаростойких материалов. 
 
Волокна такого типа обычно не подвержены воздействию кислот. Исключение составляют плавиковая и фосфорная кислота при повышенных температурах. Не рекомендуется подвергать такие волокна воздействию щелочей. Вы-сокосиликаты не плавятся и не испаряются при температурах до 1650 °C, При температуре около 980 ° C эти материалы переходят в кристаллическую форму, что сопровождается возрастанием их жесткости при сохранении физических и изоляционных свойств. Отличительной особенностью высокосиликатов является их способность выдерживать тепловые удары. В частности, практически 1100 ^° C, без явных изменений в структуре материала. 
 
^ 1.2.4 Другие волокна композитов и их свойства 
 
Борные и карбид-кремниевые волокна 
 
Волокна на основе бора (Б) и карбида кремния (SiC) появились в результате исследований, задачей которых было снижение массы конструкций из КМ за счет повышения физико-механических свойств используемых материалов. Возможности достаточно широко применяемых и хорошо изученных стеклопластиков ограничены их недостаточной жесткостью, что затрудняет их применение для изготовления основных несущих нагрузку узлов конструкций. 
Прочностные свойства волокна очень сильно зависят от технологических параметров процесса осаждения. Отклонение скорости осаждения бора от оптимальной как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения приводит к снижению прочности. Изменение толщины слоя бора по длине проволоки в реакторе приводит к изменению электрического сопротивления волокна, а следовательно и к изменению скорости осаждения, Для обеспечения постоянства температурного профиля могут использоваться двух- (и более) стадийные схемы подвода тока к волокну. 
Некоторым недостатком такой технологии является высокая стоимость вольфрама и трихлорида бора. В качестве замены для вольфрамовой проволоки используются более дешевые углеродные волокна. 
Основными факторами, влияющими на прочностные свойства волокон, являются наличие дефектов в слое бора либо на его внешней и внутренней поверхностях, а также состояние границы «бор—основа» и уровень напряжений, действующих на этой границе. 
 
^ Бороуглеродные волокна 
 
Основная роль вольфрамовой проволоки при производстве борных волокон заключается в том, что она образует токопроводящую основу, на которую осаждается бор. Углеродные волокна могут исполнять эту роль с не меньшим успехом по сравнению с вольфрамовой проволокой. Единственной проблемой при использовании углеродных волокон является способность бора удлиняться в процессе осаждения. 
 
Прочность волокон существенно зависит от условий осаждения бора на слой пиролитического графита. Реакторы, в которых реализуется данная технология производства борных волокон, имеют дополнительный участок осаждения на углеродную основу пиролитического графита. Непосредственно за этим участком начинается осаждение бора.  
 
Использование углеродных волокон позволяет за счет их температурных характеристик выдерживать почти постоянный профиль температуры по длине волокна, в отличие от вольфрамовой проволоки, где поддержание требуемого профиля требует определенных технологических ухищрений. Более высокая средняя температура в реакторе для осаждения бора на УВ приводит к повышению производительности реактора примерно на 40 %. 
 
Бороуглеродные волокна имеют примерно на 10 % меньший модуль упругости по сравнению с боровольфрамовыми волокнами. Для повышения модуля упругости композита в целом может применяться прием увеличения объемной доли волокон в составе материала, но следует учитывать, что это обычно сопровождается снижением поперечной прочности, деформации при разрушении и других механических характеристик. В целом, уровень механических характеристик бороуглеродных волокон достаточно высок, что позволяет использовать их при производстве высоконагруженных ответственных элементов конструкций, например, при изготовлении хвостовых деталей самолетов (F-14, F-15). 
 
^ Карбид-кремниевые волокна 
 
Интерес к карбид-кремниевым волокнам появился в связи с необходимостью получения высокопрочных высокомодульных волокон, которые могли бы быть использованы для армирования композитов с металлическими и органическими матрицами. Одним из вариантов решения проблемы стали борные волокна, другим — близкие к ним по своим механическим характеристикам карбид-кремниевые (SiC) волокна. Эти волокна были получены в конце 60-х годов 20 века. Предел прочности таких волокон составлял 2800... 3500 МПа. Исследовались возможности повышения механических характеристик таких волокон за счет модифицирования их бором или смесью титана и бора. 
 
Карбид-кремниевые волокна обладают высокими упругими свойствами: модуль упругости при растяжении составляет ^ 450 ГПа (для сравнения: борные волокна ^ 400 ГПа, сталь ^ 200 ГПа, алюминий ^ 70 ГПа). Плотность карбид-кремниевых волокон составляет примерно 3100 кг/м³, плотность борных волокон — 2300 ... 2500 кг/м³ в зависимости от основы (волокна на углеродной основе имеют обычно меньшую плотность). 
 
Гладкая шероховатость поверхности волокон обычно является признаком нарушения параметров процесса осаждения и сопровождается снижением прочностных качеств. Волокна с углеродными нитями в качестве основы способны в течение длительного времени выдерживать воздействие высоких температур без проявления какой-либо химической активности. Это обстоятельство служит основанием для широкого использования таких волокон в сочетании с металлическими матрицами, когда волокно длительное время контактирует с жидким металлом в процессе пропитки. При использовании волокон на вольфрамовой основе при высокотемпературном воздействии имеет место диффузия атомов углерода в вольфрам с образованием граничного слоя карбида вольфрама, который приводит к потере прочности волокна. 
Вывод 
Мы уже изучили большинство видов и классификаций главных составляющих, а именно, армирующие волокна и связующие их элементы, такие как полимеры, смолы и металлические матрицы. Теперь можем выделить некоторые их преимущества и недостатки. 
 
^ Преимущества композиционных материалов: 
 
· высокая удельная прочность 
 
· высокая жёсткость (модуль упругости 130...140 ГПа) 
 
· высокая износостойкость 
 
· высокая усталостная прочность 
 
· из композиционных материалов возможно изготовить «размеростабильные» конструкции, причём, разные классы композитов могут обладать одним или несколькими преимуществами. 
 
Замечание: Некоторых преимуществ невозможно добиться одновременно. 
 
^ Недостатки композиционных материалов:  
 
Большинство классов композитов (но не все) обладают недостатками: 
 
· высокая стоимость 
 
· анизотропия свойств 
 
· повышенная «наукоёмкость» производства, необходимость специального дорогостоящего оборудования и сырья, а следовательно развитого промышленного производства и научной базы страны. 
 
Глава 2. Технология производства 
 
^ 2.1 Основные элементы технологии производства полиэфирных смол и изделий из них 
 
Процесс производства ненасыщенных полиэфирных смол обычно является периодическим. Это связано с тем, что состав исходного сырья может варьироваться, что требует периодической приостановки и перенастройки технологического процесса. Для получения смолы используют химические реакторы, в которых смешивают исходные компоненты. Процесс перемешивания и начальные стадии реакции образования «полиэфира» идут при невысокой температуре в атмосфере инертных газов. В конце процесса образования полиэфира температура повышается до 190 ... 220 °С После достижения требуемых показателей полиэфир перемещается в другой реактор, где идет его перемешивание с активирующими компонентами. Особо контролируется температура процесса перемешивания с тем, чтобы избежать начала полимеризации до завершения подготовки реакционной массы. С той же целью в массу могут вводиться ингибиторы — вещества, замедляющие химическую реакцию. Полный цикл производства длится 10 ... 20 часов. 
 
^ Производство изделий из ненасыщенных полиэфирных смол 
 
Применяются различные способы переработки полиэфирных смол. Наиболее широкое применение нашли следующие: ручная выкладка, формование из предварительно подготовленных заготовок, центробежное литье, пултрузия и намотка, штамповка, автоматическое литье под давлением Каждый метод требует применения специальных условий отверждения. Для тих условий экспериментально подбирается подходящее сочетание активаторов, инициаторов и ингибиторов. 
^ Ручная выкладка 
 
Ручная выкладка представляет собой простейший способ использования смол — жидкую смолу с инициатором и слоями стеклоткани или иного армирующего материала помещают в форму с помощью ручных инструментов (кисть, валик и т. п.), в которой подготовленная масса находится до наступления отверждения. Иногда используют технику напыления смолы вместе с измельченным стекловолокном на поверхность формы (шаблона). Для удаления пузырьков воздуха неотвержденное до конца изделие прокатывают валиками. Такой способ позволяет изготавливать изделия практически любой формы и размеров, однако он является весьма трудоемким и малопроизводительным. Кроме того, требуется достаточно высокий навык операторов для формирования изделий требуемой толщины. 
^ Формование изделий из предварительно подготовленных заготовок 
 
При этом методе сначала формуются (прессуются) заготовки из стекловолокна с небольшим количеством связующего. Затем эти заготовки помещаются в пресс-форму и заливаются смолой. Под давлением смола пропитывает стекловолокно, вытесняя воздух и отверждается. 
^ Центробежное литье 
 
При центробежном литье смола и армирующий материал помещаются во вращающуюся литьевую форму, в которой под действием центробежных сил принимают требуемую форму. Процесс литья может сопровождаться термообработкой. 
^ Пултрузия и намотка 
 
В тих технологических процессах в качестве армирующего компонента используется стренга. Стренга (другое наименование — жгут) представляет собой пучок из 50... 200 непрерывных нитей (лент), собранных в единый компактный жгут без крутки. Стренгу протягивают через ванну с инициированной смолой, а затем либо вытягивают через нагретую фильеру (пултрузия), либо наматывают на оправку. Отличительной чертой изделий, полученных по такой технологии, является высокая прочность. Намоткой получают емкости, трубы и другие изделия, работающие под давлением. Пултрузия применяется для изготовления различных конструкционных профилей и т. п. изделий, имеющих сравнительно массивное сплошное поперечное сечение. 
Штамповка 
 
Штамповка применяется при изготовлении крупногабаритных изделий, таких как, например, кузова автомобилей. В качестве исходного материала используется предварительно приготовленная смесь смолы, наполнителя, измельченного армирующего компонента, инициатора и ингибитора, предотвращающего преждевременное отверждение. Подготовленная вязкаю масса помещается в горячую форму (штамп) и подвергается воздействию высокого давления на короткое время (1-2 минуты), в течение которого и происходит отверждение. 
 
Иногда при штамповке используются предварительно подготовленные пресскомпозиции в виде плоских листов. При штамповке обычно применяются смолы с малой усадкой, что делает ненужной последующую обработку поверхности штампованного изделия. 
^ Автоматическое литье под давлением 
 
Автоматическое литье под давлением применяется при изготовлении небольших изделий. Полиэфирную смолу пластифицируют на теплом барабане и вводят в горячую форму, в которой происходит отверждение. Загрузка в форму и выемка готовых изделий выполняются автоматически, что делает процесс весьма высокопроизводительным. 
 
^ Основы технологии изготовления металлической матрицы 
 
Технологии получения композитов с металлическими матрицами построены в основном на использовании препрегов. Препреги представляют собой однослойные ленты различных размеров с одним рядом армирующих волокон или ткани, пропитанных или покрытых матричным металлом (сплавом) с одной или обеих сторон. Используются также жгуты волокон, пропитанные металлом, и индивидуальные волокна, покрытые матричным металлом, сплавом или его компонентами. Впоследствии препреги используют для получения компактных заготовок: листов, полос: плит, труб и т. п., которые подвергаются процессам формообразования, раскроя, сварки, механической обработки. В некоторых случаях этапы компактирования и формообразования совмещаются — такие процессы изготовления изделий считаются одностадийными. 
^ К жидкофазным способам относят: 
 
- протяжку волокон, жгутов и тканей через расплавы металлов и матричных сплавов для пластифицирования волокон и получения препрегов; 
 
- пропитку пакетов препрегов металлическими расплавами на стадиях изготовления полуфабрикатов и изделий в автоклавах под небольшим избыточным давлением, а также методами литейной технологии; 
 
- плазменное и некоторые другие виды газотермического распыления металлов. 
^ Пластическое деформирование 
 
В большинстве случаев конструкционные композиты с металлической матрицей получают пластическим деформированием сборных заготовок из полуфабрикатов. Основная задача такого деформирования — преобразование неплотной заготовки в компактный полуфабрикат или изделие с прочным соединением матрицы с армирующими волокнами без нарушения сплошности и термического разупрочнения арматуры. 
^ Метод плазменного напыления 
 
Существует два варианта получения КМ с использованием плазменного напыления матричного сплава на армирующие волокна: 
 
- непрерывное волокно с фиксированным шагом наматывают на приемный барабан, затем на волокно напыляют матричный сплав; 
 
- на поверхность барабана укладывают фольгу из матричного сплава, наматывают на нее с заданным шагом волокно и проводят напыление сплава. 
 
^ 2.1.1 Производство стекловолокон 
 
Исходный технологический процесс для получения всех видов стекловолокон — процесс вытяжки нитей из расплава. Сырьем при этом является смесь кварцевого песка, известняка, борной кислоты и других компонентов (глина, уголь, шпаты). Компоненты перемешиваются, полученная смесь плавится в высокотемпературных печах. Температура плавления зависит от состава смеси, в среднем составляет примерно 1260 ° С Получение волокон может представлять собой одно- либо двухстадийный процесс. При одностадийном процессе стекловолокна вытягиваются непосредственно из полученного расплава. Реже применяется двухстадийный процесс, при котором из первичного расплава получаются стеклосферы, которые затем вторично расплавляются и полученный расплав подается в установки для формования волокон. 
 
Расплав стекломассы помещается в специальную емкость, в днище которой имеются профилированные отверстия (фильеры). Сама емкость (бушинг) обычно изготавливается из платиновых сплавов. В емкости с расплавленной стекломассой создается избыточное давление, под действием которого расплав выдавливается через фильеры (процесс экструзии). Сразу после прохождения через фильеры элементарные волокна подвергаются первичной обработке: 
 
- интенсивное механическое растяжение; 
 
- охлаждение в потоке водяных брызг (в подфильерном холодильнике); 
 
- объединение элементарных волокон в жгут (стренгу); 
 
замасливание жгута (стренги). 
 
Замасливание представляет собой процесс нанесения покрытия на поверхность волокон, которое способствует их объединению в жгут (слипанию) и снижает трение между волокнами, препятствуя тем самым образованию поверхностных микротрещин, которые снижают прочность волокна. После замасливания жгут поступает на приемный барабан. Скорость приема жгута превышает 3 км/мин. Партия жгута с барабана проходит кондиционирование (выдерживание при заданных условиях), после чего поступает на дальнейшую переработку для получения собственно армирующего материала. 
Иногда применяют способ «воздушного вытягивания», при котором стекломасса, прошедшая сквозь фильеры вытягивается и разрывается в струе воздуха. Полученные волокна длиной 200 ... 400 мм собираются на вращающемся барабане и объединяются в стренгу (жгут), которая поступает на дальнейшую переработку. Такой тип стекловолокна называют «штапельным». 
В процессе получения элементарных волокон контролируются вязкость и температура расплава, а также скорость вытяжки волокон. Разработаны технологии получения элементарных стекловолокон разных диаметров, позволяющие получать в общей сложности около 10 стандартных типов элементарных волокон, диаметр которых меняется от 3,8 мкм до 13,0 мкм. 
 
^ Основы технологии производства Стеклонаполненных термопластов 
 
Один из первых технологических приемов, поменявшихся при получении СНТП, было нанесение связующего на стеклоровинг при протяжке его через специальные приспособления (аналогично нанесению покрытия на проволоку). Полученный материал рубится на гранулы и в таком виде может поступать в горячую переработку. Такая технология обеспечивает достаточно равномерное распределение армирующих волокон в объеме материала. 
Метод смешивания в экструдере состоит в перемешивании коротких волокон со связующим в рабочем объеме экструдера. Иногда связующее подвергается предварительному измельчению и смешиванию с волокнами еще до подачи в экструдер. Выбор того или иного варианта (и конструктивных особенностей экструдера) зависит от требуемой степени однородности распределения волокон и вида самих волокон (их длины и формы). 
Выбор связующих для изготовления СНТП достаточно широк. Основное требование — наличие термопластичности и высокая молекулярная масса. Материалы с высокой молекулярной массой обычно обладают более высокими механическими свойствами, хотя одновременно высокая масса затрудняет переработку таких материалов. Повышение технологичности такого сырья обычно достигается за счет использования пластификаторов и повышения температуры в процессе переработки. Обычно процесс протекает при температуре 250... 300 °С 
 
^ Изготовление многонаправленных структур 
 
Оборудование для изготовления многонаправленных каркасов практически всегда относится к уникальным изделиям и защищается всеми возможными способами, в том числе, на уровне патентования основных принципов проектирования и технологий изготовления и применения. В открытом доступе имеется лишь информация общего вида. Согласно таким общедоступным данным многонаправленные структуры изготавливают различными способами. К наиболее употребительным из них относятся: ткачество сухих нитей, прошивка тканей, сборка жестких прутков, намотка нитью и комбинации этих способов. 
 
^ Проколотые тканые структуры 
 
Этот способ создания объемных каркасов представляет собой модификацию обычного способа создания ортогональной ЗБ-структуры, в которой нити в одной из координатных плоскостей заменяются тканью. Для изготовления подобных структур слои ткани нанизывают на решетку из вертикальных металлических стержней. После набора пакета требуемой толщины металлические стержни заменяют жесткими нитями (жгутами), которые могут быть предварительно пропитаны связующим и подвергнуты отверждению. При изготовлении проколотых структур применяют различные виды тканей и их сочетания, а также различные виды жестких нитей (жгутов). Для повышения степени изотропии может использоваться смена ориентации тканей в разных слоях пакета. Типичный шаг укладки стержней, которые используются для скрепления пакета, составляет 1-2 мм. По сравнению с ортогональной ЗО-укладкой пакеты из проколотой ткани обычно характеризуются большим объемным содержанием волокон и более высокой плотностью. 
 
^ Сухие тканые структуры 
 
Этот способ позволяет создавать практически все ранее рассмотренные схемы многонаправленного армирования. Каркасы обычно изготавливаются внутри несущих рам, которые позволяют последовательно выполнять укладку нитей в разных направлениях. В процессе укладки могут использоваться временные заменители систем нитей для отдельных направлений, которые постепенно удаляются из создаваемого каркаса и заменяются нитями. Для изготовления сухих тканых структур применяются специальные ткацкие станки, конструкция которых постоянно совершенствуется и приспосабливается к требованиям производства. Все методы сухого ткачества состоят в ориентировании прямых непереплетающихся нитей в заданных направлениях. 
 
^ Сборка из предварительно полимеризованных нитей 
 
Данный способ не требует применения ткацких станков и технологий текстильного производства. Основными элементами для изготовления объемных каркасов в этом случае являются предварительно полимеризованные нити в виде прутков (жестких стержней), которые изготавливают методом пултрузии из высокопрочных волокон, пропитанных связующим. Полимеризованные пучки нитей обычно имеют толщину 1-2 мм и поперечное сечение заданной формы для обеспечения более плотной упаковки. Оборудование, которое применяется для сборки каркасов этим способом, должно прежде всего обеспечивать точную ориентацию при укладке каждого стержня. После сборки каркаса проводится пропитка связующим и полимеризация. До полимеризации каркас сам по себе не обладает целостностью и должен удерживаться в собранном виде за счет внешнего оборудования. 
 
Вывод 
Рассмотрев технологию производства с процессами формирования и многочисленными возможностями создания комбинированных материалов. выделим, комбинированные материалы, усиленные волокнами. 
В неорганическую металлическую или органическую полимерную матрицу введены тончайшие высокопрочные волокна из стекла, углерода, бора, бериллия, стали или нитевидные монокристаллы. В результате такого комбинирования максимальная прочность сочетается с высоким модулем упругости и небольшой плотностью.  
^ Примеры композиционных материалов: пластик, армированный борными, углеродными, стеклянными волокнами, жгутами или тканями на их основе; алюминий, армированный нитями стали, бериллия.  
Комбинируя объемное содержание компонентов, можно получать композиционные материалы с требуемыми значениями прочности, жаропрочности, модуля упругости, абразивной стойкости, а также создавать композиции с необходимыми магнитными, диэлектрическими, радиопоглощающими и другими специальными свойствами. 
В настоящее время наиболее актуальными армирующими компонентами при изготовлении КМ являются стеклянные, полиамидные, асбестовые, целлюлозные волокна. 
 
Заключение 
 
Изучая композиционные материалы, их свойства и технологию производства, ненароком начинаешь задумываться о будущем…. 
Уже невозможно представить автомобиль без композиционных материалов. Области применения композиционных материалов многочисленны. Кроме авиационно-космической, ракетной и других специальных отраслей техники, они могут быть успешно применены в энергетическом турбостроении, в автомобильной и горнорудной, металлургической промышленности, в строительстве и т.д. Диапазон применения этих материалов увеличивается день ото дня и сулит еще много интересного. Можно с уверенностью сказать, что это материалы будущего. 
Композиционные материалы встречаются нам везде, во всей нашей повседневной жизни. Сидите дома, а вокруг вас окружает один из самых простейших видов композиционных материалов – Железобетон. Пошли в гараж, отопление в котором проведено армированными трубами. Выезжаете на машине, у которой бампера из стеклопластика, не говоря уже о поршнях, шатунах, покрышках, тормозных колодках и т.д. и т.п. Соберётесь на рыбалку, как же обойтись без супер лёгкой и прочной углепластиковой удочки. А если вас заберут в армию, бронежилеты, броня для танков, приклады автоматов, всё состоит из композиционных материалов. 
 
 
Литература 
 
1. Кристенсен Р. Введение в механику композитов / Пер. с англ. А. И. Бейля и П. П. Жмудя под ред. Ю. М. Тарнопольского. — М.: Мир, 1982. — 336 с. 
 
2. Механика композиционных материалов / Под ред. Дж. Сендецки / Пер. с англ. под ред. А. А. Ильюшина и Б. Е. Победри. — М.: Мир,  
 
1978. — 566 с. 
 
3. Углеродные волокна / Под ред. С. Симамуры. — М.: Мир, 1987. 
 
4. Композиционные сверхпроводящие материалы волокнистого строения / В. А. Башилов и др. — М.: Металлургия, 1986. 
 
5. Композиционные материалы: Справочник / Под ред. В. В. Васильева, Ю. М. Тарнопольского. — М.: Машиностроение, 1990. 
 
6. Композиционные материалы: Справочник / Под ред. Д. М. Карпиноса. — Киев: Наук, думка, 1985. 
 
7. Композиционные материалы в технике / Д. М. Карпинос и др. — Киев: Техшка, 1985. 
 
8. Композиционные материалы волокнистого строения / Под ред. И. П. Фран-цевича и Д. М. Карпиноса. — Киев: Наук, думка, 1970. 
 
9. Композиционные материалы на основе полиуретанов / Под ред. Дж. М. Бюиста. — М.: Химия, 1982. 
 
10. Стеклотекстолиты и другие конструкционные пластики / Под ред. Я. Д. Аврасина. — М.: Оборонгиз, 1960 
 
11. Углеродные волокна / Под ред. С. Симамуры. — М.: Мир, 1987. 
 
12. Композиционные сверхпроводящие материалы волокнистого строения В. А. Башилов и др. — М.: Металлургия, 1986. 
 
13. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Кн. 1 / Под ред. Дж. Любина; Пер. с англ. А. Б. Геллера, М. М. Гельмонта; Под ред. Б. Э. Геллера. — М.: Машиностроение, 1988. — 448 с.