کامپوزیت چیست؟ (سوالات ،مقاله ، فایل ، تصویر و ... )

مقدمه

کامپوزیت چیست؟


آشنایی با کامپوزیت ها

در کاربردهای مهندسی ، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز است . به عنوان مثال در صنایع هوافضا ، کاربردهای زیر آبی ، حمل و نقل و امثال آنها ، امکان استفاده از یک نوع ماده که همه خواص مورد نظر را فراهم نماید ، وجود ندارد .

به عنوان مثال در صنایع هوافضا به موادی نیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا ، سبک باشند ، مقاومت سایشی و UV خوبی داشته باشند و ....

از آنجا که نمی توان ماده‌ای یافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد ، باید به دنبال چاره‌ای دیگر بود . کلید این مشکل ، استفاده از کامپوزیتهاست .

کامپوزیت ها (composite) موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است . ضمن آنکه اجزای مختلف ، کارایی یکدیگر را بهبود می‌بخشند . اگرچه کامپوزیت های طبیعی ، فلزی و سرامیکی نیز در این بحث می‌گنجند ، ولی در اینجا ما تنها به کامپوزیتهای پلیمری می‌پردازیم.

در کامپوزیتهای پلیمری حداقل دو جزء مشاهده می‌شود :

1. فاز تقویت کننده که درون ماتریس پخش شده است .
   
   
2. فاز ماتریس که فاز دیگر را در بر می‌گیرد و یک پلیمر گرماسخت یا گرمانرم می‌باشد که گاهی قبل از سخت شدن آنرا رزین می‌نامند .
   

تقسیم بندی‌های مختلفی در مورد کامپوزیتها انجام گرفته است که در اینجا یکی از آنها را آورده‌ایم :

خواص کامپوزیتها به عوامل مختلفی از قبیل : نوع مواد تشکیل دهنده و ترکیب درصد آنها ، شکل و آرایش تقویت کننده و اتصال دو جزء به یکدیگر بستگی دارد .

از نظر فنی ، کامپوزیتهای لیفی ، مهمترین نوع کامپوزیتها می باشند که خود به دو دستة الیاف کوتاه و بلند تقسیم می‌شوند .

الیاف می‌بایست استحکام کششی بسیار بالایی داشته ، خواص لیف آن ( در قطر کم ) از خواص توده ماده بالاتر باشد .

در واقع قسمت اعظم نیرو توسط الیاف تحمل می‌شود و ماتریس پلیمری در واقع ضمن حفاظت الیاف از صدمات فیزیکی و شیمیایی ، کار انتقال نیرو به الیاف را انجام می‌دهد .

ضمناَ ماتریس الیاف را به مانند یک چسب کنار هم نگه می‌دارد و البته گسترش ترک را محدود می‌کند .

مدول ماتریس پلیمری باید از الیاف پایینتر باشد و اتصال قوی بین الیاف و ماتریس بوجود بیاورد .

خواص کامپوزیت بستگی زیادی به خواص الیاف و پلیمر و نیز جهت و طول الیاف و کیفیت اتصال رزین و الیاف دارد . اگر الیاف از یک حدی که طول بحرانی نامیده می‌شود ، کوتاهتر باشند ، نمی‌توانند حداکثر نقش تقویت کنندگی خود را ایفا نمایند .

اليافي كه در صنعت كامپوزيت استفاده مي‌شوند به دو دسته تقسيم مي‌شوند:

الف) الياف مصنوعي ب) الياف طبيعي


كارايي كامپوزيتهاي پليمري مهندسي توسط خواص اجزاء آنها تعيين ميشود .

اغلب آنها داراي الياف با مدول بالا هستند كه در ماتريسهاي پليمري قرار داده شده اند و فصل مشترك خوبي نيز بين اين دو جزء وجود دارد .

ماتريس پليمري دومين جزء عمده كامپوزيتهاي پليمري است . اين بخش عملكردهاي بسيار مهمي در كامپوزيت دارد .

اول اينكه به عنوان يك بايندر يا چسب الياف تقويت كننده را نگه ميدارد .

دوم ، ماتريس تحت بار اعمالي تغيير شكل ميدهد و تنش را به الياف محكم و سفت منتقل ميكند .

سوم ، رفتار پلاستيك ماتريس پليمري ، انرژي را جذب كرده ، موجب كاهش تمركز تنش ميشود كه در نتيجه ، رفتار چقرمگي در شكست را بهبود ميبخشد .

تقويت كننده ها معمولا شكننده هستند و رفتار پلاستيك ماتريس ، ميتواند موجب تغيير مسير تركهاي موازي با الياف شود و موجب جلوگيري از شكست الياف واقع در يك صفحه شود .

بحث در مورد مصاديق ماتريسهاي پليمري مورد استفاده دركامپوزيت ها به معناي بحث در مورد تمام پلاستيك هاي تجاري موجود ميباشد .

در تئوري تمام گرماسخت ها و گرمانرم ها ميتوانند به عنوان ماتريس پليمري استفاده شوند .

در عمل ، گروههاي مشخصي از پليمرها به لحاظ فني و اقتصادي داراي اهميت هستند .

در ميان پليمرهاي گرماسخت : پلي استر غير اشباع ، وينيل استر ، فنل فرمآلدهيد (فنوليك) ، اپوكسي و رزينهاي پلي ايميد بيشترين كاربرد را دارند .

در مورد گرمانرمها ، اگرچه گرمانرمهاي متعددي استفاده ميشوند ، PEEK ، پلي پروپيلن و نايلون بيشترين زمينه و اهميت را دارا هستند .

همچنين به دليل اهميت زيست محيطي، دراين بخش به رزينهاي داراي منشا طبيعي و تجديدپذير نيز، پرداخته شده است .

از الياف متداول در كامپوزيت ها مي‌توان به شيشه ، كربن و آراميد اشاره نمود .

در ميان رزينها نيز ، پلي استر ، وينيل استر ، اپوكسي و فنوليك از اهميت بيشتري برخوردار هستند .



منبع : جهان دانش

خیلی عالی بود.سپاس[golrooz]

سلام
در مورد این خط "خواص کامپوزیت بستگی زیادی به خواص الیاف و پلیمر و نیز جهت و طول الیاف و کیفیت اتصال رزین و الیاف دارد . اگر الیاف از یک حدی که طول بحرانی نامیده می‌شود ، کوتاهتر باشند ، نمی‌توانند حداکثر نقش تقویت کنندگی خود را ایفا نمایند"

بهتر نبود عنوان میشد که "اگر مقدار الیاف از مقداری که به آن مقدار بحرانی می گویند کمتر باشد ، الیاف نقش چندانی در تقویت کنندگی ایفا نمی کنند"؟!!؟

و
ممنون بابت پست های عالی تون!