تحقیق کامپوزیت های تقویت شده با الیاف

تعداد صفحات: ۲۴ | قابل ویرایش

مقدمه

کامپوزیتها مخلوط یا ترکیبی از چند ماده یا جزء اصلی هستند . اجزای تشکیل دهنده هر کامپوزیت ازلحاظ شکل ترکیب شیمیایی و خواص با یکدیگر متفاوتند . کامپوزیتها در اصل به منظور دستیابی به ترکیبی از خواص که در هر یک ازمواد یا اجزای تشکیل دهنده آنها به تنهایی وجود ندارد تولید می شوند . بدین ترتیب می توان موادی با خواص جدید و بهتر با توجه به کاربردهای صنعتی مورد نظر تولید کرد .

کامپوزیت های تقویت شده با الیاف

مواد کامپوزینی معمولاً شامل یک ماده خالص یا ترکیبی از حداقل دو ماده به عنوان ماده زمینه و یک یا چند ماده دیگر موسوم به ماده تقویت کننده هستند .

کامپوزیتها از لحاظ شکل ماده تقویت کننده به سه گروه تقسیم بندی می شوند . ذره ای ، الیافی یا رشته ای (پیوسته یا ناپیوسته) و لایه ای .

سالهاست که تحقیقاتی برای دستیابی به مواد جدیدتر با خواص مکانیکی بهتر انجام گرفته و هنوز هم همگام با پیشرفت های سریع صنعتی دنبال می شود. هدف این تحقیقات غالباً تولید موادی با نسبت مناسب از استحکام کششی به چگالی ، استحکام حرارتی بالا و خواص ویژه سطح خارجی است .

کامپوزیتهای دارای ذرات ریز

این نوع کامپوزیتها شامل ذراتی از عنصر یا ترکیبی غیر از عنصر یا ترکیب فاز زمینه اند . ذرات فاز تقویت کننده می تواند به صورت نامنظم و غیر یکنواخت در مرز دانه ها ، یا تقریباً یکنواخت در تمامی زمینه ها و یا جهت دار پراکنده و توزیع شود .

بدین صورت توزیع ذرات ماده تقویت کننده در ماده زمینه می تواند به گونه ای باشد که خواص ایجاد شده به صورت همسانگرد و یا ناهمسانگرد باشد. حالت توزیع غیر یکنواخت و جهت دار ماده تقویت کننده در کامپوزیتها ، اهمیت صنعتی ویژه ای دارد . برای مثال توزیع ذرات فاز در سوپر آلیاژهای پایه درسوپر آلیاژهای پایه نیکل در جهات > 100< . برای شکل گیری ذرات رسوب در جهات خاص امکانات مختلف زیر وجود دارد :

۱-انجماد یوتکتیکی جهت دار

۲-جدایش به کمک ایجاد میدان مغناطیسی

۳-اتصال فازهایی که قبلاً به طور مصنوعی جهت دار شده است .

خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت به مقدار درصد ذرات فاز دوم ، اندازه و شکل ذرات و نحوه توزیع آنها در فاز زمینه بستگی دارد . اگر ذرات پراکنده شده در فاز زمینه به صورت ریز و تقریباً یکنواخت توزیع شده و با فاز زمینه تطابق ساختاری نداشته باشد ، مانع حرکت نابجاییها شده و موجب افزایش استحکام فاز زمینه می شود .

انواع کامپوزیتهای ذره ای از لحاظ جنس زمینه و تقویت کننده

چرخهای سایشی و برشی شامل آلومینا ، سیلیکن کاربید و برنیتراید مکعبی ، از نوع کامپوزیتهای ساینده هستند. برای فراهم کردن تافنس مورد نیاز باید ذرات ساینده را به وسیله شیشه ای یا پلیمری به یکدیگر پیوند داد . الماسهای ساینده نیز نوعاً توسط زمینه فلزی اتصال داده می شوند .

موادی که برای اتصالات الکتریکی ، کلیدها ، تقویت کننده ها و انتقال دهنده ها به کار می روند باید ترکیب خوبی از مقاومت سایشی و هدایت الکتریکی داشته باشند . در غیر این صورت در نتیجه فرسایش و تضعیف اتصال ، قوسی الکتریکی ایجاد می شود . نقره تقویت شده با تنگستن ، یک کامپوزیت با چنین خاصیتی است .

با استفاده از پودر متراکم شده تنگستن با فرایند متالورژی پودر می توان توده متخلخلی از تنگستن تولید کرد به گونه ای که حفره ها با یکدیگر در اتصال باشند . سپس نقره مذاب را در خلاء به داخل حفره های موجود در توده تنگستن نفوذ می دهند ، به طوری که تمامی حفره ها پر شوند .

اکنون هر دو عنصر نقره و تنگستن در موقعیت پیوسته ای هستند . بنابراین نقره خالص به طور موثر جریان الکتریسیته را هدایت می کند .در حالی که تنگستن سخت مقاومت سایشی را افزایش می دهد .

منابع

۱- کتاب علم مواد وسایت google

۲- دانشنامه رشد

۳- سایت اینترنتی ویکی پدیا

۴- سایت اینترنتی آفتاب