Кіріспе
Композиттік материалдарда қолданылатын термин. Агрегат – композиттік материалдың қысымға төзімділігін қамтамасыз ететін және оған көлем беретін компонент. Тиімді толтыру үшін агрегат дайын өнімнен әлдеқайда кіші болуы керек, бірақ түрлі өлшемдерде болуы тиіс. Агрегаттар көбінесе композиттік материалдардың күшін арттыру үшін қосылады. Мысалы, бетон жасауға қолданылатын тас бөлшектеріне әдетте құм және қиыршық тас кіреді. Көптеген құрылыс цементтерінің механикалық күшін арттыру үшін агрегаттар қосылады. Агрегаттар бетон көлемінің 60-80% және бетон массасының 70-85% құрайды.
Aggregate is the component of a composite material that resists compressive stress and provides bulk to the composite material. For efficient filling, aggregate should be much smaller than the finished item, but have a wide variety of sizes. Aggregates are generally added to increase the strength of composite materials. For example, the particles of stone used to make concrete typically include both sand and gravel. Many construction cement add in aggregates to increase its mechanical strength. Aggregates make up 60 80% of the volume of concrete and 70 85% of the mass of concrete.
Тiркiлiк композиттермен салыстыру
Агрегаттық композиттерді жасау талшықты композиттерге қарағанда әлдеқайда оңай, ал олардың аяқталған қасиеттері көбінесе жақсы болжамды болады. Талшықтардың бағыты мен үздіксіздігі күшті әсер етеді, бірақ оларды бақылау және бағалау қиынға түсуі мүмкін. Өндіріс процесінен басқа, агрегаттық материалдардың өзі де көбінесе арзан болады; жоғарыда аталған ең көп қолданылатын агрегаттар табиғатта кездеседі және көбінесе минималды өңдеумен қолданылуы мүмкін. Барлық композиттік материалдар агрегатты қамти бермейді. Агрегаттық бөлшектердің барлық бағыттағы өлшемдері шамамен бірдей болады (яғни, шамамен 1-ге жуық қатынасы бар), сондықтан агрегаттық композиттер талшықты композиттерде көрінетін синергия деңгейін көрсетпейді. Әлсіз матрицамен байланыстырылған берік агрегат керілуге төмен шыдамдылық көрсетеді, ал талшықтар матрицаның қасиеттеріне одан аз сезімтал болады, әсіресе олар дұрыс бағытталған және бөлшектің толық ұзындығы бойынша жүрген жағдайда (яғни, үздіксіз жіп). Көптеген композиттердің құрамында пішін қатынасы бағытталған жіптер мен шар тәрізді агрегаттар арасындағы бөлшектер болады. Жақсы шешім – майдаланған талшық, онда жіп немесе матаның қасиеттері агрегаттық өңдеу техникаларының артықшылығы үшін құрбан етіледі. Эллипсоидты және пластина тәрізді агрегаттар да қолданылады.
Жиынтық қасиеттері
Көп жағдайда, идеалды дайын өнім 100% инертті материалдан тұруы тиіс. Нақты қолданыс үшін ең қажетті қасиет (ол жоғары беріктік, төмен құн, жоғары диэлектрлік тұрақтылық немесе төмен тығыздық болсын) көбінесе инертті материалдың өзінде ең анық байқалады; инертті материалдың кемшілігі – ұсақ масштабта ағып, бөлшектер арасында байланыс құру қабілетінің болмауы. Матрица осы функцияны орындау үшін таңдалады, бірақ оның мүмкіндіктерін шамадан тыс пайдаланбау керек.
Қаттыланған композиттер
Қаттылық – беріктік пен серпімділік қасиеттерінің (көбінесе қарама-қайшы) талаптары арасындағы шартты келісім. Көп жағдайда құралымның бірінде осы қасиеттердің біреуі басым болады, ал матрица оған жетіспейтін қасиетті қоса алса, онда тиімді нәтижеге қол жеткізіледі. Мұндай мысалдың ең оңай түсініктісі – органикалық матрицасы және керамикалық құралымнан тұратын композиттер, мысалы, асфальт бетон ("тас жол") және толтырылған пластик (яғни, ұнтақталған шыны қосылған нейлон). Дегенмен, металл матрицалы композиттердің көпшілігі де осы эффекттен пайда көреді. Осы жағдайда, қатты және жұмсақ компоненттердің дұрыс арақатынасы қажет, әйтпесе материал тым әлсіз немесе тым қатыгез болып шығады.