خواص کامپوزیت

خواص کامپوزیت

کامپوزیت موادي چند جزئي هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنکه اجزاي مختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند. اگرچه کامپوزیت طبيعي، فلزي و سراميکي نيز در اين بحث مي‌گنجند، ولي در اينجا ما تنها به کامپوزیت پليمري مي‌پردازيم. در کامپوزیت پليمري حداقل دو جزء مشاهده مي‌شود: ۱۱٫ فاز تقويت کننده که درون ماتريس پخش شده است. ۲٫ فاز ماتريس که فاز ديگر را در بر مي‌گيرد و يک پليمر گرماسخت يا گرمانرم مي‌باشد که گاهي قبل از سخت شدن آنرا رزين مي‌نامند. تقسيم بندي‌هاي مختلفي در مورد کامپوزيتها انجام گرفته است که در اينجا يکي از آنها را آورده‌ايم: خواص کامپوزیت به عوامل مختلفي از قبيل نوع مواد تشکيل دهنده و ترکيب درصد آنها، شکل و آرايش تقويت کننده و اتصال دو جزء به يکديگر بستگي دارد. از نظر فني، کامپوزیت ليفي، مهمترين نوع کامپوزیتمي باشند که خود به دو دستة الياف کوتاه و بلند تقسيم مي‌شوند. الياف مي‌بايست استحکام کششي بسيار بالايي داشته، خواص ليف آن (در قطر کم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نيرو توسط الياف تحمل مي‌شود و ماتريس پليمري در واقع ضمن حفاظت الياف از صدمات فيزيکي و شيميايي، کار انتقال نيرو به الياف را انجام مي‌دهد.

ضمناَ ماتريس الياف را به مانند يک چسب کنار هم نگه مي‌دارد و البته گسترش ترک را محدود مي‌کند. مدول ماتريس پليمري بايد از الياف پايينتر باشد و اتصال قوي بين الياف و ماتريس بوجود بياورد. خواص کامپوزیتبستگي زيادي به خواص الياف و پليمر و نيز جهت و طول الياف و کيفيت اتصال رزين و الياف دارد. اگر الياف از يک حدي که طول بحراني ناميده مي‌شود، کوتاهتر باشند، نمي‌توانند حداکثر نقش تقويت کنندگي خود را ايفا نمايند. اليافي که در صنعت کامپوزیت استفاده مي‌شوند به دو دسته تقسيم مي‌شوند: الف)الياف مصنوعي ب)الياف طبيعي کارايي کامپوزيتهاي پليمري مهندسي توسط خواص اجزاء آنها تعيين ميشود. اغلب آنها داراي الياف با مدول بالا هستند که در ماتريسهاي پليمري قرار داده شدهاند و فصل مشترک خوبي نيز بين اين دو جزء وجود دارد. ماتريس پليمري دومين جزء عمده کامپوزيتهاي پليمري است. اين بخش عملکردهاي بسيار مهمي در کامپوزیت دارد. اول اينکه به عنوان يک بايندر يا چسب الياف تقويت کننده را نگه ميدارد. دوم، ماتريس تحت بار اعمالي تغيير شکل ميدهد و تنش را به الياف محکم و سفت منتقل ميکند. سوم، رفتار پلاستيک ماتريس پليمري، انرژي را جذب کرده، موجب کاهش تمرکز تنش ميشود که در نتيجه، رفتار چقرمگي در شکست را بهبود ميبخشد. تقويت کنندهها معمولا شکننده هستند و رفتار پلاستيک ماتريس ميتواند موجب تغيير مسير ترکهاي موازي با الياف شود و موجب جلوگيري از شکست الياف واقع در يک صفحه شود. بحث در مورد مصاديق ماتريسهاي پليمري مورد استفاده درکامپوزیت به معناي بحث در مورد تمام پلاستيکهاي تجاري موجود ميباشد. در تئوري تمام گرماسختها و گرمانرمها ميتوانند به عنوان ماتريس پليمري استفاده شوند. در عمل، گروههاي مشخصي از پليمرها به لحاظ فني و اقتصادي داراي اهميت هستن براي پوشش نماي بيروني و يا دکوراسيون داخلي ساختمان ها به صورت ديواره ، پارتيشن و سقف کاذب کاربرد فراواني دارد اين ورق ها متشکل از دو لايه ورق آلومينيومي در پوسته هاي بيروني و يک لايه از مواد پلي اتيلن و يا مواد نسوز کاني در وسط مي باشد . ورق هاي کامپوزیت با توجه به ضخامت ، نوع آلياژ آلومينيومي لايه ها ، نوع رنگ بکار رفته در پوسته بيروني و نوع مواد بکار رفته در لايه مياني تنوع وسيعي را به ورق هاي مذکور مي دهد که هر کدام از انواع آن کيفيت و کاربرد معيني را دارا مي باشد از اين رو جابه جايي کاربرد آن ها زيان هاي فاحشي را بوجود مي آورد. ورق هاي کامپوزیت از سال ۱۹۶۹۹ در آلمان ابداع گرديد و استقبال و استعمال بيش از حد اين محصول در نما نشان دهنده کيفيت مناسب و عدم وجود هرگونه محدوديت در طراحي و اجراي اين مصالح است. ورق هاي کامپوزیت متشکل از دو لايه آلومينيوم به ضخامت ۵/۰۰ ميليمتر و يک هسته از جنس پلاستيک يا يک ماده معدني پرکننده به ضخامت ۳ ميليمتر که در بين اين دو لايه قرار مي گيرد ميباشد. در کاربردهاي مهندسي، اغلب به تلفيق خواص مواد نياز است. به عنوان مثال در صنايع هوافضا، کاربردهاي زير آبي، حمل و نقل و امثال آنها، امکان استفاده از يک نوع ماده که همه خواص مورد نظر

دیدگاهتان را بنویسید

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