یکشنبه, ۲۷ خرداد, ۱۴۰۳ / 16 June, 2024
مجله ویستا
کامپوزیت چیست؟
●آشنایی با كامپوزیتها
در كاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز است. به عنوان مثال در صنایع هوافضا، كاربردهای زیر آبی، حمل و نقل و امثال آنها، امكان استفاده از یك نوع ماده كه همه خواص مورد نظر را فراهم نماید، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنایع هوافضا به موادی نیاز است كه ضمن داشتن استحكام بالا، سبك باشند، مقاومت سایشی و UV خوبی داشته باشند و ....
از آنجا كه نمی توان مادهای یافت كه همه خواص مورد نظر را دارا باشد، باید به دنبال چارهای دیگر بود. كلید این مشكل، استفاده از كامپوزیتهاست.
كامپوزیتها موادی چند جزئی هستند كه خواص آنها در مجموع از هركدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنكه اجزای مختلف، كارایی یكدیگر را بهبود میبخشند. اگرچه كامپوزیتهای طبیعی، فلزی و سرامیكی نیز در این بحث میگنجند، ولی در اینجا ما تنها به كامپوزیتهای پلیمری میپردازیم.
در كامپوزیتهای پلیمری حداقل دو جزء مشاهده میشود:
۱ـ فاز تقویت كننده كه درون ماتریس پخش شده است.
۲ـ فاز ماتریس كه فاز دیگر را در بر میگیرد و یك پلیمر گرماسخت یا گرمانرم میباشد كه گاهی قبل از سخت شدن آنرا رزین مینامند.
تقسیم بندیهای مختلفی در مورد كامپوزیتها انجام گرفته است كه در اینجا یكی از آنها را آوردهایم:
خواص كامپوزیتها به عوامل مختلفی از قبیل نوع مواد تشكیل دهنده و تركیب درصد آنها، شكل و آرایش تقویت كننده و اتصال دو جزء به یكدیگر بستگی دارد.
از نظر فنی، كامپوزیتهای لیفی، مهمترین نوع كامپوزیتها می باشند كه خود به دو دستهٔ الیاف كوتاه و بلند تقسیم میشوند. الیاف میبایست استحكام كششی بسیار بالایی داشته، خواص لیف آن (در قطر كم) 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 فیزیكی و شیمیایی، كار انتقال نیرو به الیاف را انجام میدهد. ضمناَ ماتریس الیاف را به مانند یك چسب كنار هم نگه میدارد و البته گسترش ترك را محدود میكند. مدول ماتریس پلیمری باید از الیاف پایینتر باشد و اتصال قوی بین الیاف و ماتریس بوجود بیاورد. خواص كامپوزیت بستگی زیادی به خواص الیاف و پلیمر و نیز جهت و طول الیاف و كیفیت اتصال رزین و الیاف دارد. اگر الیاف از یك حدی كه طول بحرانی نامیده میشود، كوتاهتر باشند، نمیتوانند حداكثر نقش تقویت كنندگی خود را ایفا نمایند.
●الیافی كه در صنعت كامپوزیت استفاده میشوند به دو دسته تقسیم میشوند:
الف)الیاف مصنوعی
ب)الیاف طبیعی
كارایی كامپوزیتهای پلیمری مهندسی توسط خواص اجزاء آنها تعیین میشود. اغلب آنها دارای الیاف با مدول بالا هستند كه در ماتریسهای پلیمری قرار داده شدهاند و فصل مشترك خوبی نیز بین این دو جزء وجود دارد.
ماتریس پلیمری دومین جزء عمده كامپوزیتهای پلیمری است. این بخش عملكردهای بسیار مهمی در كامپوزیت دارد. اول اینكه به عنوان یك بایندر یا چسب الیاف تقویت كننده را نگه میدارد. دوم، ماتریس تحت بار اعمالی تغییر شكل میدهد و تنش را به الیاف محكم و سفت منتقل میكند.
سوم، رفتار پلاستیك ماتریس پلیمری، انرژی را جذب كرده، موجب كاهش تمركز تنش میشود كه در نتیجه، رفتار چقرمگی در شكست را بهبود میبخشد.
تقویت كنندهها معمولا شكننده هستند و رفتار پلاستیك ماتریس میتواند موجب تغییر مسیر تركهای موازی با الیاف شود و موجب جلوگیری از شكست الیاف واقع در یك صفحه شود.
بحث در مورد مصادیق ماتریسهای پلیمری مورد استفاده دركامپوزیتها به معنای بحث در مورد تمام پلاستیكهای تجاری موجود میباشد. در تئوری تمام گرماسختها و گرمانرمها میتوانند به عنوان ماتریس پلیمری استفاده شوند. در عمل، گروههای مشخصی از پلیمرها به لحاظ فنی و اقتصادی دارای اهمیت هستند.
در میان پلیمرهای گرماسخت پلیاستر غیر اشباع، وینیل استر، فنل فرمآلدهید(فنولیك) اپوكسی و رزینهای پلی ایمید بیشترین كاربرد را دارند. در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهای متعددی استفاده میشوند، PEEK ، پلی پروپیلن و نایلون بیشترین زمینه و اهمیت را دارا هستند. همچنین به دلیل اهمیت زیست محیطی، دراین بخش به رزینهای دارای منشا طبیعی و تجدیدپذیر نیز، پرداخته شده است.
از الیاف متداول در كامپوزیتها میتوان به شیشه، كربن و آرامید اشاره نمود. در میان رزینها نیز، پلی استر، وینیل استر، اپوكسی و فنولیك از اهمیت بیشتری برخوردار هستند. در بخشهای بعدی، رزینها و الیاف و روشهای شكل دهی كامپوزیتها را مورد بحث قرار دادهایم.
منبع : شبکه ایران ـکامپوزیت
انتخابات ریاست جمهوری انتخابات انتخابات ریاست جمهوری 1403 مسعود پزشکیان ایران سعید جلیلی انتخابات ریاست جمهوری چهاردهم علیرضا زاکانی قالیباف محمدباقر قالیباف مصطفی پورمحمدی ریاست جمهوری
هواشناسی سیل جاده چالوس تهران قتل شهرداری تهران سیلاب آموزش و پرورش چالوس وزارت بهداشت سازمان هواشناسی پلیس
دولت سیزدهم قیمت خودرو قیمت دلار خودرو همستر کامبت ایران خودرو قیمت طلا یارانه مسکن چین حقوق بازنشستگان قیمت سکه
روز عرفه فضای مجازی تلویزیون رسانه ملی سینمای ایران دفاع مقدس سینما سریال موسیقی بازیگر
فناوری مایکروسافت دانشگاه آزاد اسلامی
اسرائیل روسیه رژیم صهیونیستی عید قربان غزه فلسطین آمریکا جنگ غزه اوکراین عراق حزب الله لبنان لبنان
فوتبال یورو 2024 سپاهان پرسپولیس استقلال مس رفسنجان لیگ برتر فدراسیون فوتبال باشگاه پرسپولیس باشگاه استقلال جام ملت های اروپا جواد نکونام
هوش مصنوعی ناسا ایلان ماسک گوگل سامسونگ توییتر نیسان
سازمان غذا و دارو کاهش وزن دیابت سنگ کلیه سیر بیماری قلبی فشار خون پیری تجهیزات پزشکی