مواد مهندسی

صفحه 1:
به طور کلی می توان مواد مهندسی را به 4 گروه اصلی تقسیم بندی کرد: - فلزات (۲061615) مانند مس. آهن و ...و آلیاژهای آنها مانند فولاد و چدن - پلیمرها ‎by wile ( (Polymers‏ اتبلن و ... PVC - سرامیکها 6۲۵۲]65) ) مانند شيشه . مواد دیر گداز یا نسوز .بسیاری از مواد الکترونیکی و ... PW p26 ib ((Composites ‏مواد مركب‎ - we d ‏که هر کدام از این دسته ها خود به چندین دسته‎ 

صفحه 2:
به طور کلی منظور از خواص فیزیکی مواد بررسی رابطه ساختار میکروسکوپی با خواص و رفتار مواد است یعنی مطالعه ساختاری مواد برای بررسی خواص آنها. رفتار آنها و علت رفتار آنهاانسبت استحکام به وزن یکی از مهمترین پارامترها در طراحی های امروز مهندسی است به ویژه در ساخت وسایل نقلیه که وزن وسیله در مصرف سوخت و انرژی نقش مهمی دارد از اين رو مواد کامپوزیتی که معمولا دارای استحکام مناسب با هزن کمتری هستند بجای فلزات و با سرامیکها در سازه ها استفاده می شوند. 

صفحه 3:
‎gle‏ برررسی استحکام مواد از آزمونی به اسم آزمون کشش روی ماده صورت می كيرد و با استفاده از مییران تغییرات کی‌نش در اش تخییسرات تنش منحنی رسم کرده( منحنی تدش کرنش ) و از روی این نمودارها استحکام مواد را برررسی و مقایسه می نمایند. (توضیح: ماده هنگامی که تحت تنش قرار می گیمرد ۲ نوع تغییس فرع در آن رخ می دهده چنانچه تفییم فرع صورت گررفته يس از برداشتن تنش از ماده ريشت يذيس باشد به این تغییس فس] الاستیک كويند واگ تخييس فم ب ركشت نايذيى باشد به آن تخييس ضرم پلاستیک گویند یعنی پس از توقف اعمال تنش تخييى شكل ايجاد شده در ماده باقی خواهد ماند) 

صفحه 4:
در نمودارهای تتش- کی‌نش مواد با اعمال تتش ابتدا تا حدی از تنش رفتار الاستیک و سپس رفتار پلاستیک از خود نشان می دهند و اگر تنش را همچنان افنرایش دهیم در نهايت ماده دچار گسیختگی می شود و یا اصطلاحا می شکند. مواد مهندسی* ۱ )فلرات: دارای هدایت الکتریکی حرارتی بالاء استحکام( 5۲۲۱017( نسبتا بالاء سفتی نسبتا بالا (5 511۴1165 ), انعطاف پذیری و ضرع يذيرى؛ مقاومت در برابى شوك يا ضربه مى باشند 

صفحه 5:
i رای ۶ ۱ 1 0 4 

صفحه 6:
Uniform Nonuniform plastic plastic Elastic flow flow Fracture Engineering stress Total elongation to fracture Engineering strain 

صفحه 7:
مرز منطقه الاستيك و بلاستيك "نقطه تسليم" يا استحكام تسليم(كإصارر و و دارد(تتطه 60 در شکل اول نقطه ای از نمودار که در آن چسم می شكند را عله أستسكام نی( 00۳۵ گوین شيب نمودار در منطقه الاستيك كميت مهمى است ee 4 7 ‎Holy) ate?‏ روما ‏قابلیت تغییر شکل پلاستیکی فلز این اجازه را به ما می دهد که فلز را به هر فرمی در آوریم ‏مقاومت در برابر ضربه را با انرژی لازم برای شکست نشان می دهند که سطح زیر منحنی است و حاصلضرب نیرو در تغییر طول است. 

صفحه 8:
2)سراميكها ‎Ceramics)‏ ‏دارای هدایت الکتریکی و حرارتی پایین هستند (به عنوان عایق استفاده می شوند) استحکام نسبتا بالا دارند ولی ترد و شکننده هستند(خاصصیت انعطاف پذیری و مقاومت در برابر ضربه را ندارند) Jes ١ 

صفحه 9:
سرامیکها در ناحبه الاستیک می شکنند بعنی انعطاف پذبری سرامیکها صفر است روشهای جدید در تولید سرامیکها باعث بوجود آمدن مقاومت کافی در برابر شکست و تحمل نیروی بیشتر شده بطوریکه در کاربردهایی مانند پره های توربین . ساچمه و بلبربنگ شده است. 3)پلیمرها: مانند چسبها. رزین ها و لاستیکها . از ويزكيهاى ابن مواد -هدايت الكتريكى و حرارتى يايين - استحکام پابین 

صفحه 10:
ابن مواد معمولا برای کار در دماهای بالا مناسب نیستند البته لابه نچسب ظروف تفلون پلیمری است که تا دمای 300 درجه سلسیوس را هم تحمل مى کند) سطح زير منحنى در سراميكها و فلزات در مقايسه با هم نشان مى دهد كه مقاومت در برابر ضربه در سراميكها جقدر كمتر از فلزات است,پلیمر ها در اصل از نظر نمودار.عکس سرامیکها هستند و به طور کلی داریم: E(ceramics)>E(metals)>E(pol vwmers) 

صفحه 11:


صفحه 12:
4) کامپوزیتها (مواد مرکب): مانند بتن و فایبر گلاس اين مواد از یک فاز زمینه و یک فاز تقویت کننده تشکیل شده اند که در بتن فاز زمینه سیمان و فاز تقوبت کننده را شن و خرده سنگها تشکیل می دهند از دبگر کامپوزبتهای ساختمانی که از قدیم مورد استفاده بوده مى توان به كاه كل اشاره نمود ا ‎aye‏ لان رشته هاى كاه مى باشد. 

صفحه 13:
مواد مرکب معمولا دارای وزن پایین (به ویژه در کامپوزیتهای با زمینه پلیمری مانند فایبر گلاس) . استحکام بالا . مقاومت در برابر ضربه هستند یک دسته دیگر از مواد که شاید می توان آنها را به این تقسیم بندی افزود. مواد الکتروسرامیکی هستند که معمولا پایه سرامیکی دارند و در صنایع الکترونیک استفاده می شوند نیمه هادی ها از این دسته مواد هستند که معمولا ترد هستند و هدایت الکتریکی قابل کنترل دارند(در نتیجه می توانند در وسایل الکترونیکی مثل ترانزیستورها و ‎IC‏ ها استفاده شوند). 

صفحه 14:
برای نمونه. نیمه هادی ها سیکنال های الکتریکی را به نور تبدیل می کنند و نور وارد فیبر نوری می شوند و در نهایت نیمه هادی نور را دریافت و تبدیل به سیکنالهای الکتریکی می نماید. همانطور که پیش از این نیز گفته شد هدف از مبحث خواص فیزیکی.درک رابطه ساختمان مواد با رفتار مواد می باشد از این رو به ياد آورى جند نکته دیگر می پردازيم: فلزات با جدا شدن الکترون از انها به بون مثبت تبدیل می شوند (فلزات الکترو پوزبتیو هستند) 

صفحه 15:
غير فلزات به سختی الکترون از دست می دهند (الکترو شبه فلزات دارای خواصی بین فلزات و غیر فلزات هستند (ظاهری فلزی دارند ولی تشکیل یون مثبت نمی دهند) شبه فلزات با افزايش دما. هدایت الکتریکی انها افزایش می یابد اما در فلزات با افزایش دما . هدایت الکتریکی کم می شود ) پیوند های بین اتمها: - پیوندهای یونی يا الکترووالانس - پیوندهای کو والانت(به اشتراک گذاشتن الکترونها) 

صفحه 16:
- پیوندهای فلزی(هر تم الکترون ظرفیتی خود را با همه اتمها به اشتراک می گذارد.تشکیل ابر الکترونی) - پیوندهای واندروالس ۱ (4 G21 att) (A: cell / maby ‏رالاس‎ ‎6 ‏مت‎ ‎50-٠ 12 5 - 6 25-60 Gio 

به طور کلی می توان مواد مهندسی را به 4گروه اصلی تقسیم بندی کرد: فلزات ( )metalsمانند مس ،آهن و ...وآلیاژهای آنها مانند فوالد و چدن پلیمرها ) )Polymersمانند پلی اتیلن وPVCو ... سرامیکها ) )Ceramicsمانند شیشه ،مواد دیرگداز یا نسوز ،بسیاری از مواد الکترونیکی و ... مواد مرکب ) )Compositesمانند فایبر گالسو ... که هر کدام از این دسته ها خود به چندین دسته به طور کلی منظور از خواص فیزیکی مواد بررسی رابطه ساختار میکروسکوپی با خواص و رفتار مواد است یعنی مطالعه ساختاری مواد برای بررسی خواص آنها ،رفتار آنها و علت رفتار آنها.نسبت استحکام به وزن یکی از مهمترین پارامترها در طراحی های امروز مهندسی است به ویژه در ساخت وسایل نقلیه که وزن وسیله در مصرف سوخت و انرژی نقش مهمی دارد .از این رو مواد کامپوزیتی که معموال دارای استحکام مناسب با وLزن کمتری هستند بجای فلزات و یا سرامیکها در سازه ها استفاده می شوند. برای بررسی استحکام مواد از آزمونی به اسم آزمون کشش روی ماده صورت می گیرد و با استفاده از میزان تغییرات کرنش در اثر تغییرات تنش منحنی رسم کرده(منحنی تنش-کرنش) و از روی این نمودارها استحکام مواد را بررسی و مقایسه می نمایند. (توضیح :ماده هنگامی که تحت تنش قرار می گیرد 2نوع تغییر فرم در آن رخ می دهد ،چنانچه تغییر فرم صورت گرفته پس از برداشتن تنش از ماده برپشت پذیر باشد به این تغییر فرم االستیک گویند و اگر تغییر فرم برگشت ناپذیر باشد به آن تغییر فرم پالستیک گویند یعنی پس از توقف اعمال تنش تغییر شکل ایجاد شده در ماده باقی خواهد ماند) در نمودارهای تنش-کرنش مواد با اعمال تنش ابتدا تا حدی از تنش رفتار االستیک و سپس رفتار پالستیک از خود نشان می دهند و اگر تنش را همچنان افزایش دهیم در نهایت ماده دچار گسیختگی می شود و یا اصطالحا می شکند. مواد مهندسی: )1فلزات :دارای هدایت الکتریکی حرارتی باال، استحکام( (strengthنسبتا باال ،سفتی نسبتا باال ( ، )stiffnessانعطاف پذیری و فرم پذیری ،مقاومت در برابر شوک یا ضربه می باشند مرز منطقه االستیک و پالستیک "نقطه تسلیم" یا استحکام تسلیم(yield )strengthنام دارد(نقطه Aدر شکل اول)،نقطه ای از نمودار که در آن جسم می شکند را نقطه استحکام نهایی( )UTSگویند شیب نمودار در منطقه االستیک کمیت مهمی است قابلیت تغییر شکل پالستیکی فلز این اجازه را به ما می دهد که فلز را به هر فرمی در آوریم مقاومت در برابر ضربه را با انرژی الزم برای شکست نشان می دهند که سطح زیر منحنی است و حاصلضرب نیرو در تغییر طول است. )2سرامیکها (:L)ceramics دارای هدایت الکتریکی و حرارتی پایین هستند (به عنوان عایق استفاده می شوند) استحکام نسبتا باال دارند ولی ترد و شکننده هستند(خاصصیت انعطاف پذیری و مقاومت در برابر ضربه را ندارند) سرامیکها در ناحیه االستیک می شکنند یعنی انعطاف پذیری سرامیکها صفر است روشهای جدید در تولید سرامیکها باعث بوجود آمدن مقاومت کافی در برابر شکست و تحمل نیروی بیشتر شده بطوریکه در کاربردهایی مانند پره های توربین ،ساچمه و بلبرینگ شده است. )3پلیمرها :مانند چسبها ،رزین ها و الستیکها .از ویژگیهای این مواد هدایت الکتریکی و حرارتی پایین -استحکام پایین این مواد معموال برای کار در دماهای باال مناسب نیستند (البته الیه نچسب ظروف تفلون پلیمری است که تا دمای 300درجه سلسیوس را هم تحمل می کند) سطح زیر منحنی در سرامیکها و فلزات در مقایسه با هم نشان می دهد که مقاومت در برابر ضربه در سرامیکها چقدر کمتر از فلزات است،پلیمر ها در اصل از نظر نمودار،عکس سرامیکها هستند و به طور کلی داریم: ‏E(ceramics)>E(metals)>E(pol  )4کامپوزیتها (مواد مرکب) :مانند بتن و فایبر گالس این مواد از یک فاز زمینه و یک فاز تقویت کننده تشکیل شده اند که در بتن فاز زمینه سیمان و فاز تقویت کننده را شن و خرده سنگها تشکیل می دهند از دیگر کامپوزیتهای ساختمانی که از قدیم مورد استفاده بوده می توان به کاه گل اشاره نمود که فاز زمینه گل است و فاز تقویت کننده رشته های کاه می باشد. مواد مرکب معموال دارای وزن پایین (به ویژه در کامپوزیتهای با زمینه پلیمری مانند فایبر گالس) ، استحکام باال ،مقاومت در برابر ضربه هستند یک دسته دیگر از مواد که شاید می توان آنها را به این تقسیم بندی افزود ،مواد الکتروسرامیکی هستند که معموال پایه سرامیکی دارند و Lدر صنایع الکترونیک استفاده می شوند نیمه هادی ها از این دسته مواد هستند که معموال ترد هستند و هدایت الکتریکی قابل کنترل دارند(در نتیجه می توانند در وسایل الکترونیکی مثل ترانزیستورها و ICها استفاده شوند). برای نمونه ،نیمه هادی ها سیگنال های الکتریکی را به نور تبدیل می کنند و نور وارد فیبر نوری می شوند و در نهایت نیمه هادی نور را دریافت و تبدیل به سیگنالهای الکتریکی می نماید. همانطور که پیش از این نیز گفته شد هدف از مبحث خواص فیزیکی،درک رابطه ساختمان مواد با رفتار مواد می باشد از این رو به یاد آوری چند نکته دیگر می پردازیم: فلزات با جدا شدن الکترون از انها به یون مثبت تبدیل می شوند (فلزات الکترو پوزیتیو هستند) غیر فلزات به سختی الکترون از دست می دهند (الکترو نگاتیو هستند) شبه فلزات دارای خواصی بین فلزات و غیر فلزات هستند (ظاهری فلزی دارند ولی تشکیل یون مثبت نمی دهند) شبه فلزات با افزایش دما ،هدایت الکتریکی انها افزایش می یابد اما در فلزات با افزایش دما ،هدایت الکتریکی کم می شود ) پیوند های بین اتمها: پیوندهای یونی یا الکتروواالنس -پیوندهای کو واالنت(به اشتراک گذاشتن الکترونها)  پیوندهای فلزی(هر اتم الکترون ظرفیتی خود را باهمه اتمها به اشتراک می گذارد،تشکیل ابر الکترونی) -پیوندهای واندروالس