تبلیغات
اصفهان کامپوزیت - مطالب 1.2. انواع ماتریس کامپوزیت
 
اصفهان کامپوزیت
متنوع ترین، باکیفیت ترین و ارزانترین محصولات کامپوزیتی را از ما بخواهید.


كامپوزیت های زمینه سرامیكی (CMC)

سرامیك ها محدودۀ وسیعی از مواد معدنی غیرآلی و غیرفلزی اند كه در دماهای بالا شكل داده شده و معمولاً به دو دسته تقسیم میشوند:

 

1- سرامیكهای سنتی: این سرامیك ها عموماً یكپارچه اند؛ مانند آجر، سفال و كاشی.

2- سرامیك های پیشرفته: كه معمولاً به روش های شیمیایی بسیار پیشرفته تولید میشوند و ویژگیهای آنها بستگی زیادی به كیفیت و ویژگیهای مواد اولیه دارد. یكی از ویژگیهای مهم این مواد، مقاومت بالای آنها در برابر گرما، مواد شیمیایی، سایش و فرسایش است. به هرحال این ویژگیها، ساخت آنها را از روشی ساده و اقتصادی مشكل می كند. این گروه سرامیك های پیشرفته هستند كه عموماً در ساخت كامپوزیت های زمینه سرامیكی به كار می روند.

 

سرامیك های پیشرفتۀ یكپارچه دارای تركیبی از ویژگیهای مطلوبی مانند سختی و استحكام بالا، تحمل دماهای بالا، خنثایی شیمیایی، مقاومت در برابر فرسایش و چگالی كم هستند. ولی در برابر بارهای كششی و ضربه ضعیفند و برخلاف فلزات، از خود پلاستی سیته نشان نمی دهند و مستعد شكست تحت بارهای مكانیكی و شوك حرارتی هستند.

 

اگر بخواهیم مقایسه ای بین سرامیك ها و دیگر مواد داشته باشیم باید گفت كه سرامیك ها تنها گروه موادی هستند كه در دماهای بالا قابل استفاده اند، و دارای سختی، استحكام و مدول الاستیك بالاتری از فلزات و پلیمرها هستند. همچنین چگالی، ضریب انبساط حرارتی و هدایت الكتریكی و حرارتی كمی دارند. به ویژه چگالی و انبساط حرارتی كم سرامیك ها اهمیت زیادی در اغلب كاربردها دارد. بزرگ ترین نقطه ضعف سرامیك هادر مقایسه با دیگر مواد به ویژه فلزات، چقرمگی شكست (Fracture Toughness) فوق العاده پایین آنهاست كه در عمل یعنی، این مواد دربرابر ترك بسیار حساسند. بنابراین نیاز شدیدی به افزایش چقرمگی سرامیك ها احساس میشود. یكی از راههای مهم دستیابی به چقرمگی بالاتر، تهیه كامپوزیت های زمینه سرامیكی است. گنجاندن الیاف و ذرات تقویت كننده در یك سرامیك میتواند به تهیه یك ماده سرامیكی چقر (Tough) منجر شود و كنترل مناسب ویژگیهای مرز مشترك زمینه و تقویت كننده از اهمیت زیادی برخوردار است.

 

نكته قابل توجه دیگر این است كه اگرچه نسبت مدول الاستی سیتۀ تقویت كننده و زمینه در كامپوزیت های فلزی و زمینه پلیمری عموماً بین 10 و 100 است ولی برای یك كامپوزیت زمینه سرامیكی، این نسبت معمولاً برابر یك و یا كمتر از آن است. نسبت مدول بالا در كامپوزیت های زمینه فلزی و پلیمری، سبب انتقال مؤثر بار از زمینه به الیاف میشود، در حالی كه در یك كامپوزیت سرامیكی، زمینه و تقویت كننده در توانایی تحمل بار اختلاف زیادی ندارند؛ به این معنا كه هدف از ساخت كامپوزیت سرامیكی، افزایش استحكام نیست. مگر آنهایی كه زمینۀ آنها مدول الاستی سیتۀ كمی دارند (مانند زمینه های شیشه ای).

 

زمینه های مرسوم در تهیه كامپوزیت های زمینه سرامیكی عبارتند از انواع گوناگون شیشه، شیشه سرامیك ها و سرامیك هایی همچون كربن، كاربید سیلیسیم، نیترید سیلیسیم، آلومینات ها و اكسیدها. تقویت كننده های مورد استفاده عبارتند از كاربیدها، بوریدها، نیتریدها، اكسیدها و كربن.

 

كامپوزیت های زمینه سرامیكی تنها كامپوزیتهایی هستند كه بالای c ◦ 900 استحكام باقی مانده دارند.

عمده ترین كامپوزیتهای زمینه سرامیكی عبارتند از:

كامپوزیت های كربن/ كربن، كامپوزیتهای آلومینا/ Sic و كامپوزیتهایی با زمینه Si3N4 یا Sic تقویت شده با الیاف پیوسته Sic و كربن.

معمولاً كاربرد كامپوزیت های سرامیكی به دو دسته هوافضایی و غیرهوافضایی تقسیم میشوند. در كاربردهای هوافضایی مسئلۀ اصلی، عملكرد كامپوزیت است. در حالی كه در كاربردهای غیر فضایی عامل قیمت بسیار مهم است.

كامپوزیت های سرامیكی با الیاف پیوسته، عموماً دارای خواص مكانیكی ویژۀ بالایی هستند و میتوانند در كاربردهای هوافضایی دما بالا به كار گرفته شوند. كامپوزیت های كربن/ كربن با پوشش Sic به عنوان محافظ حرارتی در شاتل های فضایی استفاده شده است و كامپوزیت های كاربید سیلیسیم/ كربن مواد مناسب برای هواپیماها هستند. در میان كاربردهای غیر هوافضایی كامپوزیتهای سرامیكی میتوان به اجزای موتورهای دما بالا، مته و ابزار تراش، اجزای مقاوم در برابر سایش، لوله اگزوز، نازل، لوله های مبدل گرما و... اشاره كرد.

 





نوع مطلب : 1.2. انواع ماتریس کامپوزیت، 5.3.کاربرد در صنعت حمل و نقل، 
برچسب ها : سرامیك، كامپوزیت های زمینه سرامیكی، CMC،
لینک های مرتبط :

مزایای كامپوزیت های پایه پلیمری

مزایای سازه های مبتنی بر كامپوزیت های پلمیری نسبت به نمونه های سنتی بتنی ، چوبی و فلزی را كه باعث نفوذ آنها درگستره وسیعی از صنایع مختلف شده است ، در موارد زیر می تواند خلاصه نمود :

 

1- كاهش وزن سازه ساخته شده با توجه به معماری قابل تغییر بر اساس خواست طرح

2- ایمن بودن در برابر پدیده خوردگی

3- قابلیت تحمل بارهای سیكلی و مقاومت بسیار مناسب در برابر پدیده خستگی

4- سادگی روشهای تولید و امكان تولید اشكال بسیار پیچیده باروشهای بسیار آسان ، كارآمد و مقرون به صرفه

5- سهولت فرایندهای تعمیر و عیب یابی

6- ضریب انبساط حرارتی پایین و عایق مناسب حرارتی

7- عایق الكتریكی

8- بهبود اتصالات و امكان تولید یكپارچه

9- خصوصیات ارتعاشی بسیار مناسب و مقاوم بودن نسبت به پدیده تشدید در ارتعاشات نسبت به فلزات

10- قابلیت مونتاژ آسان

 

ساختار كامپوزیت های پایه پلیمری

در كامپوزیت های پایه پلیمری ، ماتریس یا همان زمینه یك ماده پلیمری است كه به آن لفظ رزین اطلاق می گردد و شامل دو دسته كلی ترموپلاستیك ها هستند . الیاف تقویت كننده نیز شامل انواع شیشه ، آرامید ، كربن و بورن می باشد . دراین تركیب نقش باربری به صورت عمده بر عهده الیاف است . رزین وظیفه توزیع بار اعمال شده در شبكه الیاف و نگهداشتن موقعیت الیاف در جای خود را بر عهده دارد . امروزه استفاده از الیاف طبیعی در كامپوزیت های موسوم به كامپوزیت سبز نیز رونق خاصی پیدا كرده است .





نوع مطلب : 2. آشنایی با کامپوزیت ، 1.2. انواع ماتریس کامپوزیت، 
برچسب ها : ساختار كامپوزیت های پایه پلیمری، مزایای كامپوزیت های پایه پلیمری،
لینک های مرتبط :





امکانات جانبی
بانك اهداكنندگان غیر خویشاوند
 
 
بالای صفحه