Композитный материал — твердый материал, который получается в результате объединения двух или более различных веществ, каждое из которых имеет свои характеристики, для создания нового вещества, свойства которого превосходят свойства исходных компонентов в конкретном применении. Более конкретно термин «композит» относится к структурному материалу (например, пластику), внутри которого находится волокнистый материал (например, карбид кремния).
Ниже приводится краткое описание композитных материалов. Полное описание см. в разделе «Материаловедение».
Замечательные свойства композитов достигаются путем встраивания волокон одного вещества в матрицу другого. Хотя структурная ценность пучка волокон невелика, прочность отдельных волокон может быть использована, если они помещены в матрицу, которая действует как клей, связывая волокна вместе и придавая материалу прочность. Жесткие волокна придают композиту структурную прочность, а матрица защищает волокна от воздействия окружающей среды и физических повреждений и придает им термическую стабильность. Сочетание волокон и матрицы также снижает вероятность полного разрушения: если разрушается одно волокно, трещина может не распространиться на другие волокна, в то время как трещина, начавшаяся в монолитном (или одиночном) материале, обычно продолжает распространяться до тех пор, пока материал не разрушится.
Большинство традиционных композитов напоминают фанеру: они состоят из тонких слоев, каждый из которых армирован длинными волокнами, уложенными в одном направлении. Такие материалы обладают повышенной прочностью только вдоль направления волокон. Чтобы получить композиты, прочные во всех направлениях, волокна сплетают в трехмерную структуру, в которой они лежат вдоль трех взаимно перпендикулярных осей.
Структурный компонент композита может состоять из волокон из стекла или углеграфита, более коротких «вискеров» из карбида кремния или оксида алюминия, или более длинных вольфрамо-борных нитей. Материалом матрицы может быть эпоксидная смола или другой высокотемпературный пластик, алюминий или другой металл, или керамика, например, нитрид кремния. Наиболее известным композитом является армированный стекловолокном пластик, который нашел широкое применение как в бытовых, так и в промышленных изделиях. Однако наибольшее применение композиты нашли в аэрокосмической промышленности, где их жесткость, легкость и термостойкость делают их предпочтительными материалами для усиления капотов двигателей, крыльев, дверей и закрылков самолетов. Композитные материалы также используются в ракетках и другом спортивном оборудовании, в режущих инструментах и в некоторых частях автомобильных двигателей.
