Композиты уже много лет используются во многих отраслях: в машиностроении, строительстве и даже в авиастроении. Их начали создавать в СССР. С этой целью в Советском Союзе было создано несколько научно-исследовательских институтов. Некоторые из них продолжают работать и сегодня. В статье будет рассказано, как соединения получили широкое распространение и стали основой современной промышленности.
Виды композитов
Композиты получают путем смешивания нескольких различных материалов, не взаимодействующих друг с другом. Их физические и химические свойства различны, но вместе они образуют новый и очень прочный продукт.
По принципу своего создания соединения бывают наполненными и армированными. Первые отличаются тем, что основную массу составляет матрица, промежутки которой заполнены другим сырьем, состоящим из мелких частиц. При соединении образуются особо прочные соединения. К ним относятся сплавы «Победит», состоящие из вольфрама, кобальта и углерода; а также обычный бетон. Последний, как известно, состоит из простых компонентов: песка, щебня, воды и цемента. После смешения компонентов и застывания образуется однородная масса, которую трудно разделить на составляющие.
Основой армированных композитов является матрица, армированная волокнами более прочного материала. Примером может служить железобетон, где прочность обычного бетона усилена железной конструкцией. Фанера также является композитом, поскольку волокна листов шпона склеены перпендикулярно друг другу.
Изобретение дельта-древесины в СССР
В СССР для авиастроения требовались легкие, но прочные материалы. Делать детали самолетов из металла было дорого и сложно, к тому же они были слишком тяжелыми и неповоротливыми. Основа будущей дельты появилась в 1935 г. Ее изобрел Л. И. Рыжков. В то время он работал главным инженером Кунцевского гребного завода. Вскоре его материал стал одним из самых известных соединений в СССР.
В рамках многочисленных винтовых экспериментов инженер разработал «Бакелитовую фанеру». Процесс изготовления был прост. Шпон был пропитан составом из спирта и фенолформальдегидной смолы, прессован и склеен. Полученная древесина была легкой, негорючей и обладала большей прочностью.
Так как возможности дальнейшего совершенствования технологии у Кунцевского завода не было, проект был передан в НИИ авиационных материалов. Там в 1940 году специалисты смогли разработать клей для бакелитовой фанеры. После этого композит стал называться дельта-древесина. Активно используется в планерах, самолетах И-301, ЛаГГ-3. Через некоторое время начали изготавливать детали для ракеты Р-7.
Сегодня дельта-древесина вытеснена другими композитами, но остается незаменимой при изготовлении ручек для мебели, режущих инструментов, в садоводстве.
Силикальцит
Силикацит был изобретен в СССР в 1948 году эстонцем Йоханнесом Хинтом. Иначе его называют искусственным камнем. Он состоял из 90% песка и 10% извести, которые вместе нагревались под давлением. Новый состав оказался прочнее и легче бетона, прост в изготовлении и недорог в производстве.
В советские годы канал Москва-Волга был выложен силикатными плитами, и даже построены экспериментальные дома, например, Соцгородок в Кандалакше (Карелия). Однако оказалось, что производство силикацита вредно из-за образования мелкой пыли и требует высокой квалификации работников. Позже технология была продана в страны Запада, где активно используется и сегодня. В СССР после смерти изобретателя о разработках забыли.
Композитная сетка
В 1980-е годы экономический рост в СССР начал снижаться, но военная промышленность продолжала развиваться. Для создания современных ракет «Молодец» и «Тополь-М» требовался прочный и жесткий корпус.
Советский ученый В.В. Васильев изобрел новый прочный продукт — композитную сетку. Его разработка заключалась в соединении композита с сетчатой структурой из коррозионно-стойких материалов. Оказалось, что при меньшем весе конструкции характеристики композитной сетки стали намного выше. Позже он был использован при изготовлении ракеты-носителя «Протон-М», которая занималась доставкой грузов на МКС.
Изобретение композитов в СССР стало прорывом в создании новейших высокопрочных материалов. За годы Советской власти в лабораториях научно-исследовательских институтов было создано много интересных проектов. Некоторые из них по сей день используются в России, США, Европе для нужд военной и гражданской промышленности. Продолжаются работы по созданию новых композитов.
