تاریخچه مواد کاپوزیت


بشر هزاران سال است که از کامپوزیت ها استفاده می کند. در 3400 قبل از میلاد مسیح ، اولین کامپوزیت های ساخته دست بشر در بین النهرین توسط عراقی ها مهندسی شد. جامعه باستانی نوارهای چوبی را در زوایای مختلف برای ایجاد تخته سه لا روی هم پیچیدند. متعاقباً ، در حدود 2181  سال پیش از میلاد ، مصریان شروع به ساختن ماسک های مرگ از گچ یا پارچه پاپیروس آغشته به گچ کردند. بعدها ، هر دو اجتماع شروع به تقویت مصالح خود با نی کردندو  قایق های خود را تقویت کردند.

در سال  1200 هجری قمری ، مغولها شروع به مهندسی کمانهای کامپوزیتی کردند که در آن زمان بسیار اثرگذار بود. این کمان ها از چوب، بامبو ، استخوان ، تاندون گاو ، شاخ، ابریشم و با استفاده از رزین کاج ساخته شده بودند.

به دنبال انقلاب صنعتی ، رزین های مصنوعی با استفاده از پلیمریزاسیون شروع به سفت شدن کردند. در دهه 1900 این دانش جدید در مورد مواد شیمیایی منجر به ایجاد پلاستیک های مختلف مانند پلی استر ، فنولیک و وینیل شد. سپس سنتزی شروع به توسعه کرد ، باکلیت توسط شیمیدان Leo Baekeland ایجاد شد. این واقعیت که الکتریسیته را هدایت نمی کند و در برابر حرارت مقاوم است به این معنی است که می تواند به طور گسترده در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار گیرد.

به دنبال انقلاب صنعتی ، رزین های مصنوعی با استفاده از پلیمریزاسیون شروع به سفت شدن کردند. در دهه 1900 این دانش جدید در مورد مواد شیمیایی منجر به ایجاد پلاستیک های مختلف مانند پلی استر ، فنولیک شد این واقعیت که این مواد الکتریسیته را هدایت نمی کند و در برابر حرارت مقاوم است به این معنی است که می تواند به صورت گسترده در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار گیرد.

دهه 1930 زمان بسیار مهمی برای توسعه کامپوزیت ها بود. فایبرگلاس توسط Owens Corning معرفی شد ، او همچنین اولین صنعت پلیمرهای تقویت شده با الیاف (FRP) را راه اندازی کرد. رزین های مهندسی شده در این دوره هنوز هم تا به امروز مورد استفاده قرار می گیرد و در سال 1936 رزین های پلی استر غیر اشباع ثبت شد. دو سال بعد ، سیستم های رزینی با کارایی بالاتر در دسترس قرار گرفت.

مواد کامپوزیت – فیبر کربن

اولین فیبر کربن در سال 1961 ثبت شد و سپس در دسترس تجاری قرار گرفت. پس از آن، در اواسط دهه 1990 ، کامپوزیت ها به دلیل هزینه نسبتاً پایین در مقایسه با مصالح مورد استفاده قبلی ، به طور فزاینده ای در مراحل ساخت و ساخت رایج شدند.

کامپوزیت های بوئینگ 787 Dreamliner در اواسط سال 2000 استفاده از آنها را برای کاربردهای با مقاومت بالا ثابت کرد.

انواع مختلف کامپوزیت چیست؟

برخی از مواد کامپوزیت رایج عبارتند از:

کامپوزیت ماتریس سرامیکی: سرامیک روی ماتریس سرامیکی پخش می شود. این سرامیک ها بهتر از سرامیک های معمولی هستند زیرا در برابر ضربه و شکست حرارتی مقاوم هستند
کامپوزیت ماتریس فلزی: فلزی است که در یک ماتریس پخش می شود
بتن آرمه: بتن توسط موادی با مقاومت کششی بالا مانند میله های تقویت کننده فولاد تقویت می شود
بتن مسلح فایبرگلاس: بتن ریخته شده در ساختار الیاف شیشه ای با محتوای زیرکونیا بالا
بتن شفاف: بتنی که حاوی الیاف نوری است
چوب مهندسی شده: چوب تولید شده با سایر مواد ارزان قیمت ترکیب می شود. یک مثال می تواند تخته خرده چوب باشد. مواد خاصی مانند روکش نیز در این کامپوزیت یافت می شود
تخته سه لا: چوب مهندسی شده با چسباندن بسیاری از لایه های نازک چوب به یکدیگر در زوایای مختلف
مهندسی بامبو: نوارهایی از الیاف بامبو که برای ایجاد تخته به هم چسبیده اند. این یک کامپوزیت مفید است زیرا مقاومت فشاری ، کششی و خمشی بالاتری نسبت به چوب دارد.
پارکت: یک مربع از قطعات چوب زیاد ، اغلب از چوب سخت ساخته شده است. به عنوان قطعه تزئینی فروخته می شود
کامپوزیت چوب و پلاستیک: یا الیاف چوب یا آرد ریخته شده در پلاستیک
الیاف چوب با سیمان: قطعات چوب معدنی که در سیمان ریخته می شوند. این کامپوزیت دارای خاصیت صدا و عایق است
فایبرگلاس: الیاف شیشه با پلاستیک ترکیب می شوند که نسبتاً ارزان و انعطاف پذیر است
پلیمر تقویت شده با فیبر کربن: فیبر کربن از پلاستیک ساخته شده است که نسبت استحکام به وزن بالایی دارد
ساندویچ پانل: انواع کامپوزیت هایی که روی هم لایه بندی شده اند
لانه زنبوری کامپوزیتی: مجموعه ای از کامپوزیت ها در بسیاری از شش ضلعی ها برای ایجاد شکل لانه زنبوری.
Papier-mache: کاغذی که چسب خورده است. اینها در صنایع دستی یافت می شوند
کاغذ روکش پلاستیکی: کاغذ روکش پلاستیکی برای افزایش دوام. یک مثال از جایی که از آن استفاده می شود کارت بازی است
فوم های نحوی: مواد سبک وزن که با پر کردن فلزات ، سرامیک یا پلاستیک با میکروبالون ایجاد می شوند. این بادکنک ها از شیشه ، کربن یا پلاستیک ساخته شده اند

blogآموزشیمواد کامپوزیت

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *