مواد کامپوزیت چیست ؟

مواد کامپوزیت چیست

مواد کامپوزیت چیست ؟ 

ماده مرکب یا چندسازه که به صورت خلاصه کامپوزیت گفته می‌شود، یک جامد غیر یکنواخت است که از دو یا چند ماده مختلف تشکیل شده‌است که به صورت مکانیکی یا متالورژی بهم پیوند خورده‌اند. هر یک از اجزای مختلف هویت، ساختار و خصوصیات مشخصه خود را در کامپوزیت حفظ می‌کند. سطح مشترک بین مواد کاملاً قابل تشخیص است. ماده کامپوزیت حاصله دارای ترکیبی از خصوصیات است که هر یک از مواد تشکیل دهنده به تنهایی امکان داشتن این ترکیب از خصوصیات را ندارند. طبق تعریف انجمن فلزات آمریکا، به ترکیب ماکروسکوپی دو یا چند مادهٔ مجزا که سطح مشترک مشخصی بین آن‌ها وجود داشته باشد، کامپوزیت گفته می‌شود. این مواد تشکیل دهنده خواص شیمیایی و فیزیکی کاملاً متفاوتی دارند و برای ساخت ماده ای که شبیه به هیچ‌کدام از این مواد مجزا نیست با هم ادغام می‌شوند. این مواد در داخل ماده جدید، مجزا و قابل تفکیک باقی می‌مانند، و این موضوع وجه تمایز کامپوزیت‌ها از مخلوط‌ها و محلول‌های جامد است.

ماتریس کامپوزیت

سه نوع ماده زمینه (ماتریس) اصلی وجود دارد: پلیمر، فلز و سرامیک. ماتریس‌ها، الیاف (یا سایر مواد تقویت کننده مانند ذرات، پلاکت‌ها، و الیاف کوتاه) را نگه داشته و آنها را در مقابل آسیب‌های محیطی و فیزیکی حفاظت می‌کنند. جدا نگه داشتن الیاف باعث کاهش ترک خوردگی و توزیع مساوی بار بین تمام الیاف می‌شود؛ بنابراین، ماتریس به خصوصیات کامپوزیت‌ها کمک زیادی می‌کند. قابلیت کامپوزیت‌ها در مقاومت در برابر گرما یا هدایت گرما یا الکتریسیته در درجه اول به خصوصیات ماتریس بستگی دارد، زیرا این فاز پیوسته‌ است. در نتیجه انتخاب ماده زمینه بستگی به خصوصیات ماده ای دارد که قصد طراحی آن را داریم.

چرا از کامپوزیت استفاده کنیم؟

کاهش وزن یکی از دلایل اصلی استفاده از مواد کامپوزیت به جای مواد معمولی برای قطعات است. در حالی که کامپوزیت ها سبک تر هستند ، اما می توانند از سایر مواد نیز قوی تر باشند ، به عنوان مثال ، فیبر کربن تقویت شده می تواند تا پنج برابر قوی تر از فولاد درجه 1020 باشد و تنها یک پنجم وزن داشته باشد و این مزایا برای اهداف ساختاری مناسب است.

مزیت دیگر استفاده از کامپوزیت نسبت به نوع متریال معمولی مقاومت حرارتی و شیمیایی و همچنین خواص عایق الکتریکی است. بر خلاف مواد معمولی ، کامپوزیت ها می توانند خواص متعددی داشته باشند که اغلب در یک ماده واحد یافت نمی شوند.

کامپوزیت های تقویت شده با الیاف ، مانند پلاستیک تقویت شده با الیاف (کامپوزیت های FRP) ، در حال افزایش استفاده در طراحی و ساخت محصولات نهایی برای تجاری سازی هستند.

نمونه هایی از کاربردهای کامپوزیت

  • تجهیزات برقی
  • ساختارهای هوافضا
  • زیر ساخت
  • لوله ها و مخازن
  • خانه ها را می توان با استفاده از تیرهای چند لایه پلاستیکی قاب بندی کرد

انواع الیاف شیشه :

الیاف روینگ (roving) : الیاف شیشه روینگ مجموعه‌ای از تعداد مشخص رشته‌های پیوسته است که بدون پیچ خوردگی مکانیکی دور یک قرقره استوانه‌ای جمع شده اند.الیاف شیشه روینگ با قابلیت توزیع و خاصیت جذب رزین عالی برای فرآیندهای برش یا تولید موادی با میزان الیاف کم تا متوسط مناسب می باشد.
Choppedالیاف شیشه چاپد از بریدن الیاف شیشه پیوسته تهیه شده است که بطور ویژه جهت تقویت رزین و کامپوزیت‌ها طراحی گردیده است.

الیاف حصیری (woven Roving):

الیاف شیشه با بافت حصیری برای ساخت قطعات مکانیکی، استحکامی به منظور دستیابی به بهترن نتیجه در پلی استر، وینیل استر و دیگر سیستم‌های رزینی با عملکرد بالا استفاده می شود. این الیاف در تولید قایق، کانتینر، هواپیما، قطعات اتومبیل، دکوراسیون داخلی، تجهیزات ورزشی و مخازن مقاوم در برابر خوردگی کاربرد فراوان دارد و نقش بسزایی در افزایش مقاومت مکانیکی قطعات کامپوزیتی ایفا می کند.

الیاف سوزنی (Chopped Strand Mat):

 الیاف سوزنی به طور کلی به دو دسته الیاف‌های پودری و روغنی تقسیم میشوند. این الیاف با توجه به میزان شیشه موجود در هر متر مربع به انواع مختلفی تقسیم بندی می‌شوند که در بازار ایران بنابر استفاده مشتریان معمولا الیاف های سوزنی با میزان Glass ۲۲۵ و۳۰۰و۴۵۰  گرم بر متر مربع مورداستفاده قرار می گیرند

انواع ژلکوت :

بـه لایه روئین سطـوح کامپـوزیتی که همانند یک پوشش رنگی و براق مشاهده می‌شود، ژلـکـوت می‌گویند. ژلکوت گذشته از ایفای نقش زیبایی برای قطعه، مسئولیت محـافظت از سطح قـطعات کامپـوزیتی در بـرابر سـایـش، خـوردگی، مواد شیمیـایی، آب و هـوا و اشـعه مخرب UV را دارد. طول عمر قطعات کامپوزیتی و کارایی مناسب آنها بستگی به انتخاب صحیح ژلکوت و روش اعمال آن دارد.
اروزیل: اروزیل ماده ای پرحجم و سبک بر پایه نانو ذرات سیلیکا می‌باشد که به منظور ویسکوز شدن با رزین ترکیب می‌شود. از اروزیل جهت بالا بردن غلظت مواد و افزایش خواص چسبندگی استفاده می شود.
پراکسید (MEKP):
متیل اتیل کتن پراکساید(MEKP)  پر کاربرد ترین شروع کننده مورد استفاده در صنعت کامپوزیت می‌باشد، این ماده مایعی شفاف است که با درصد وزنی معینی با رزین ترکیب می شود.
کبالت :
کبالت در صنایع فایبرگلاس به عنوان شتاب دهنده و همچنین خشک کن در رزین‌ها استفاده می شود.

آموزشیمواد کامپوزیت

دیدگاهتان را بنویسید

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