Композиционными материалами (КМ) называются сложные материалы, состоящие из сильно отличающихся по составу и структуре, а, следовательно, и по свойствам нерастворимых или малорастворимых друг в друге компонентов, разделённых в материале ярко выраженной границей. Композиционные материалы могут быть естественного происхождения (стволы и стебли растений, кости животных и человека) и искусственного. Свойства композиционных материалов зависят от физико-механических свойств компонентов и прочности связи между ними, причём в композиционных материалах проявляются достоинства компонентов, а не их недостатки. В связи с этим композиционные материалы обладают такими свойствами, которыми не обладают компоненты, их составляющие. Наибольший эффект даёт сочетание компонентов, обладающих резко отличающимися свойствами, дополняющими друг друга. В связи с этим композиционные материалы превосходят обычные материалы по удельной прочности и прочности при высоких температурах, по жёсткости, по сопротивлению усталостным разрушениям. По структурным признакам композиты можно разделить на три группы 1) волокнистые; 2) слоистые; 3) дисперсноупрочненные (рисунок 1).

Рисунок 1-Схемы строения композиционных материалов a) дисперсноупрочненные; б) волокнистые; в) слоистые КМ

Для армирования композиционных материалов могут использоваться:

• мелкодисперсные тугоплавкие частицы (карбиды, оксиды, нитриды и др);
• проволока (стальная, титановая, бериллиевая и др.);
• волокно (углеродное, стекловолокно, из оксида алюминия и др.);
• нитевидные кристаллы (из оксида алюминия, карбида кремния и др.).

Основой композиционного материала является матрица, в соответствие с которой они делятся на:

• Композиционные материалы на металлической основе;
• Композиционные материалы на неметаллической основе - полимерные, углеродные, керамические.

Матрица связывает композицию, придаёт ей форму, от свойств матрицы зависят технологические режимы получения композиционного материала и важнейшие эксплуатационные характеристики: рабочая температура, сопротивление усталостному разрушению, коррозионная стойкость, плотность и удельная прочность. У волокнистых и слоистых материалов несущим элементом является армирующий компонент (проволока, волокно, нитевидные кристаллы). Матрица является средой, передающей нагрузку на волокна, а в случае разрушения отдельных волокон матрица перераспределяет напряжения между волокнами. В дисперсноупрочненных материалах, несущим элементом является матрица, в которой мелкодисперсные частицы создают торможение распространению дислокаций.