ких кількостей нанорозмірного наповнювача виявляється достатнім, щоб суттєво змінити такі важливі фізичні властивості, як каталітична активність в хімічних реакціях, магнітні і електромагнітні властивості. Обмежене коло матеріалів, розробка яких поки ще не вийшла за лабораторні рамки, не дозволяє навести відомості про практичні шляхи їх отримання.
У групу дисперсно-зміцнених композізітов входять, головним чином, матеріали на основі металевих матриць (алюміній і його сплави, мідь та її сплави), де в якості дисперсних частинок виступають окисли. У разі використання нанодисперсних частинок сферичної форми, анізотропії властивостей в одержуваних матеріалах практично не виникає. Однак, в матеріалах, структурованих за рахунок введення лускатих або волокнистих нанокристалів, анізотропія властивості є невід'ємною характеристикою, оскільки традиційні технологічні прийоми формувань композіціолнних виробів (гаряче пресування, екструзія, шлікерного лиття під тиском) неминуче призводять до орієнтації частинок наповнювача, мають витягнуту форму.
Збільшення механічних властивостей в дисперсно-зміцнених матеріалах може бути пов'язано з двома ефектами. По-перше, інтенсивна взаємодія частинок нанорозмірного наповнювача з матеріалом матриці стимулює в розплаві виникнення значно більшого числа центрів кристалізації (зародків кристалізації), що, в кінцевому підсумку, призводить до формування матеріалу зі значно більш високим ступенем кристалічності (у разі полімерів) або ж до утворенню металу, що має значно більш мелкокристаллическую структуру. Останнє, як відомо, сприяє вищої механіченской міцності матеріалу. По друге, витягнутий характер наночастинок, що мають лускату і волокнисту форму, призводить до виникнення в матеріалі, що твердне при охолодженні, асиметричних полів напружень (див. рис.).
Рис.
Розподіл механічних напружень в просторі навколо тактоіда присутність яких призводить до утворення в структурі матриці орієнтованих кластерів, сіботаксіческіх груп і, в разі полімерматрічнихз нанокомпозитів - орієнтованих кристалічних угруповань макромолекул.
Основний механізм зміцнюючого дії в таких композиційних матеріалах пов'язаний з підвищенням опірності матриці деформацій під дією навантажень. Величина зростання характеристик міцності відносно невелика. Однак більшу цінність цим матеріалам надає їх здатність працювати при підвищених (порівняно з чистими металами і полімерами) робочих температурах, що перевищують половину абсолютної температури плавлення або фазового перетворення.
Деякі з таких композиційних матеріалів мають цікаві властивості. Так, композиційний матеріал на основі міді та окису берилію зберігає більше 80% електричної провідності при кімнатній температурі навіть після 2000 год витримки при 850 о С, будучи при цьому більш міцним, ніж мідь і ряд її сплавів. При відновленні окису нікелю, що містить дисперсную двоокис торію (3%), виходить матеріал, відомий під назвою TD-нікель, який володіє значно більш високою тривалою міцністю при температурі 1090 о С в порівнянні з надміцними сплавами нікелю (інконель і хастеллой).
Рис. Композиційні матеріали - ізотропний і орієнтований
Зауважимо, в 80-х роках почали отримувати і молекулярні композити, в яких сегменти з жорстких ланцюгів в принципі не можуть ...
