Глава 7. Композиционные материалы - материалы будущего

В этой небольшой главе, заключающей нашу книгу о металлах, речь пойдет об особом классе материалов, в котором металлы часто играют далеко не первые роли. Иногда металлы вообще не используются при создании таких материалов, т. е. они могут выступать в качестве конкурентов материалам металлическим. Это - так называемые композиционные материалы. Основную идею, используемую в этой области, один из первых "композиторов" американский ученый А. Дитц выразил следующим образом: "...Совместная работа разнородных материалов дает эффект, равносильный созданию нового материала, свойства которого и количественно и качественно отличаются от свойств каждого из его составляющих".

Читатель, вероятно, уже почувствовал, что в мире материалов множество запретов, часть из которых вообще невозможно преодолеть. Например, нельзя превысить теоретическую прочность, нельзя заставить металл нести нагрузку при температурах, превышающих температуру его плавления. Это, так сказать, безусловные "нельзя".

Рис. 103

Нельзя получить больших упругих деформаций, так как вступают в действие механизмы пластичности, нельзя получить больших пластических деформаций, потому что срабатывают механизмы разрушения, нельзя устранить остаточную деформацию без нового деформационного воздействия, поскольку она необратима по своей природе. Это уже такие "нельзя", с которыми мы в силах бороться методом "если очень хочется, то можно".

Трудно совместить требования высокой прочности и высокой пластичности, так как в одном случае нужно, чтобы дислокаций не было или чтобы они были неподвижны, а в другом - чтобы они были подвижными и легко размножались, С подобными трудностями можно бороться методом компромисса, хотя это и не радикальное решение проблемы.

Есть много трудностей и чисто инженерного характера. Одна из них особенно много забот вызывает у создателей авиационной и космической техники. Это - проблема соотношения прочности и плотности материалов, проблема экономии веса, которая имеет важное значение и на Земле.