کامپوزیت ترکیبی است، شامل حداقل دو جزء (فاز) که از نظر شیمیائی کاملا با یکدیگر متفاوت بوده و این اجزا قابلیت انحلال در هم را نیز ندارند. خواص و عملکرد کامپوزیت ها قویا به اجزای سازنده آنها وابسته است. به طور کلی در کامپوزیت حداقل یک جزء (فاز) غیرپیوسته، که به تقویت کننده (reinforcement) موسوم است، وجود دارد، که توسط یک زمینه (matrix) پیوسته احاطه شده است.
فایبرگلاس، بتن و چوب نمونه هایی از کامپوزیت ها هستند. از خصوصیات کامپوزیت ها می توان به استحکام (strength)، سخت پایی (stiffness)، سبک بودن، داشتن نسبت استحکام به وزن مناسب اشاره کرد. برخی خواص کامپوزیت ها از فلزاتی مانند فولاد و آلومینیم نیز بهتر است که ذیلا به چند مورد اشاره می شود:استحکام ویژه بالا، سخت پایی بالا در چرخه خستگی بلند مدت، مقاومت خزشی بالا، ضریب انبساط حرارتی و دانسیته پایین، مقاومت سایشی و خوردگی بهتر.
انواع کامپوزیت ها
کامپوزیت های زمینه پلیمری (PMCs): در کاربردهای تجاری، این دسته از کامپوزیت ها رتبه بالایی در مقایسه با دیگر انواع کامپوزیت ها دارند. مواد تقویت کننده فیبرهایی (رشته هایی) از بور، کربن و گرافیت هستند. بیشتر از کربن-گرافیت یا فیبرهای آرامید (aramid) استفاده می شود که از اصلی ترین فیبرهای تجاری هستند. زمینه از مواد گرما نرم (thermo- plastic)، اپوکسی و مواد گرما سخت (thermo- set) است. ترمو پلاستیک ها، مزایایی مانند خواص مکانیکی و سایشی خوب دارند و رزین های اپوکسی نیز از مهم ترین مواد، برای ایجاد زمینه پلیمری هستند.
کامپوزیت های زمینه فلزی (MMCs): این دسته که جزء مواد ساختمانی پیشرفته محسوب می شوند، از تقویت کننده های غیرفلزی در یک زمینه فلزی تشکیل شده اند. کامپوزیت های زمینه فلزی عمدتا در کاربردهای مهندسی استفاده می شوند، در مواردی که دمای کاری در محدوده 250 تا 750 درجه سانتیگراد است. مواد زمینه شامل مس، آلومینیم، تیتانیم و سوپر آلیاژها بوده و مواد تقویت کننده شامل: کاربید سیلسیم، بور، مولیبدن و آلومینا هستند.
کامپوزیت های زمینه سرامیکی (CMCs): این دسته نیز جزء مواد ساختمانی پیشرفته محسوب می شوند که از تقویت کننده های فلزی/ غیرفلزی در یک زمینه سرامیکی تشکیل شده اند. کامپوزیت های زمینه فلزی عمدتا در کاربردهای مهندسی استفاده می شوند، در مواردی که دمای کاری در محدوده 800 تا 1650 درجه سانتیگراد است.
کامپوزیت های کربن/کربن (CCs): این دسته از کامپوزیت ها عمدتا برای قطعاتی که بایستی در شرایط دمایی سخت کار کنند، توسعه یافته اند. زمینه کربن است و تقویت کنندها شامل، فیبرهای سه بعدی کربن در فرم های تابیده و بافته شده هستند. کامپوزیت های کربن/کربن، به علت اینکه در شرایط دمایی سخت، توانایی حفظ استحکام و حتی افزایش استحکام را دارند، در گستره وسیعی مورد استفاده قرار می گیرند از صنایع موشکی و نظامی گرفته تا هوا فضا.از مزایای کامپوزیت های کربن/کربن، به موارد ذیل می توان اشاره کرد:
طبقه بندی بر مبنای شکل و هندسه تقویت کننده
در این نوع طبقه بندی، مکانیزم استحکام دهی، قویا به هندسه و شکل تقویت کننده بستگی دارد.
انواع تقویت کننده ها به شرح ذیل هستند:
تقویت کننده رشته ای یا فیبری: سطح مقطع تقویت کننده فیبری، می تواند در اشکال دایره ای، مربع یا شش گوشه باشد و قطر آنها در بازه 0٫00025 تا 0٫0125 سانتیمتر است. طول یا نسبت طول به قطر (L/D ratio) برای فیبرهای ناپیوسته تا صد برابر و برای فیبرهای پیوسته می تواند بسیار بزرگ تر باشد.
تقویت کننده ذره ای: این نوع تقویت کننده که ذراتی ریز هستند، با به تاخیر انداختن حرکت نابه جایی ها در کامپوزیت زمینه فلزی، موجب استحکام دهی زمینه می شوند. اگر اندازه ذرات از یک میکرون بزرگ تر باشد، استحکام دهی ناشی از این ذرات، به علت تقسیم نیرو در زمینه است.
انواع ساختار (structure) کامپوزیت
ساختار یا ساختمان کامپوزیت ها به سه دسته تقسیم می شود: ساختار لایه ای، ساختار ساندویچی و ساختار ساندویچی شانه عسلی (honey comb).در ساختار لایه ای، لایه ها به صورت ورقه ورقه، با جهت گبری صحیح روی یکدیگر چیده می شوند. مثالی از این نوع ساختار در بردهای مدار چاپی است که لایه هایی از پلاستیک تقویت شده و مس برای هدایت الکتریکی و عایق کاری، روی هم چیده شده اند. شکل3 طرح واره ای از این ساختار را نشان می دهد.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
