صفحه 1:
صفحه 2:
صفحه 3:
بیشتر از سی سال است که مواد کامپوزیتی, پلاستیکها و سرامیکها به عنوان مواد برتر
شناخته شدهاند. حجم کاربرد مواد کامپوزیت به طور پیوسته رشد پیدا کرده و در بازارهای
جدید نفوذ و تسخیر زیادی داشته است. بسیاری از نیازهای صنعتی, مانند صنایع فضایی,
راکتور سازی, الکترونیکی, ساختمان سازی, حمل ونقل و غیره نمیتوانند با استفاده از
مواد معمولی برآورده شوند و نیاز به تفیر گسترده خواص دارند. از طرف دیگر در
کاربردهای مهندسی اغلب تلفیق خواص مورد نیاز است. به عنوان مثال در صنانع هوافضار
کاربردهاي زیرآبی و حمل و نقل امکان استفاده از یک نوع ماده که همه خواص مورد نظر
را فراهم نماید وجود ندارد. در اين صنایع به موادی نیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا
سبك باشند. مقاومت سایشی و مقاومت به ضربه خوبی داشته باشند. بنابراین استفاده از
کامپوزیتها تنها راه حل مشکل است.
صفحه 4:
/ پوز
یک ماده کامپوزیت. مخلوط فیزیکی در مقیاس ماکروسکوی اس که از وبا چن ماه
مختلف بدست آمده است. این مواد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خود را حفظ کرده ولی
در مجموع مخلوط خواص بهترى از هريى از اجزا تشكيل دهده 5 وار 1د 11
طراحی مناسب باشد, ماده تركيبى جديد خواص بهترى را از ماده تركيب نشده قبلى نشان
میدهد.
صفحه 5:
آساسی ترین شکل یک ماده کامپوزیتی,
این است که در آن دو جزء ترکیب
شدهاند و مادهای را با خواصی که
متفاوت از خصوصیات اجزای آن است
تولید کردهاند. اغلب کامپوزیتها شامل
یک ماده حجمی به نام زمینه و یک
تقویتکننده که برای افزایش سفتی و
استحکام زمینه اضافه شده, می باشند.
اين تقویتکننده معمولاً به شکل SUI
صفحه 6:
خیلی از مواد. هنگامی که به صورت الیاف هستند
استحکام خیلی خوبی را نشان میدهند, اما براق
رسيدن به آين خواص الیاف باید به یک زمینه حوب
پیوند زده شوند.
زمینه آلیاف را از هم بدا میکند تا از سانیدگی و
تشکیل عیوب سطحی جدید جلوگیری نماید و مانند
پلی الباف رادر محلی نكه دارد. يك زمينة حوب بايد
توانايى تغير شكل تحت بار به كار رفته را دارا باشد و
۲ تیره را به الیاف انتفال دهد و تمرکر تفش 8
* نماید. الیاف را از صدمات محافظت نماید و از
انشاپکه ترک در کامپوزیت جلوگیری کند.
صفحه 7:
نقش تقویتکننده در یک ماده کامپوزیتی به طور اساسی افزایش دادن خواص مکانیکی
زمینه است. تقویتکنندههای مختلفی مانند ذرات و الیاف در کامپوزیتها استفاده
میشود. آنها خصوصیات متقاوتی دارند و بتابراین بر خصوصیات ماده کامروریی بم
روشهای مختلفی اثر میگذارند, در حالت کلی در کامپوزیت زمینه فلزی, افزایش
. تقويتكننده باعث افزايش تنش تسليم , استحکام کششی و مقاومت به خزش خواهد
شد.
صفحه 8:
این نوع کامپوزیتها عمومیترین نوع کامپوزیتها
هستند. الیاف در آنها به وسیله نسبت طول به
مقطع مشخص میشود. ابعاد تقویتکننده میزان
تاثير در خصوصيات كاميوزيت را مشخص مىكند.
الیاف در بهبود بخشیدن به استحکام شکست در
زمينه مؤثر هستند تا جایی که بی تقویتکننده با
اندازه طولانی رشد ترکهای اولیه عمود را که
ممکن است بهشکست منتهی شود کند میکند به
ویژه در زمینههای شکننده و ترد.
صفحه 9:
7 3
uF
9 5 م
,0 مت
(a) 0
9/2۵۵ ) < م1
برای ماکزیمم بار الیاف به مرکز طول الیاف میرسد.
sly ماکزیمم بار الیاف توسط الیاف حمل میشود. 0
برای ماکزیمم بار الیاف قابل دستیابی نیست و بنابراین با الیاف بلندتر و یا حتی با ذرات جایگزین مى شود
a —
صفحه 10:
ست a 5
6
* هزينه ساخت بسيار بالاق مواد مركب كر
* خواص مكانيكى يك سازه از جنس مواد مركبء به
مراتب پیچیدهتر از یک سار فلری ات eee ai
* تعمیر مواد مرکب به سادگی تعمیر مواد فلزی نیست.
* مواد مرکب در مقایسه با فلزات, هیچ olf به طور
همزمان از استحکام و چقرمگی بالایی برخوردار
نیستند. 4
5 شکل پذیری مقاومت خوردگی
قابليت اتصال
صفحه 11:
صفحه 12:
این کامپوزيتها رایج ترین دسته کامپوزیتها میباشند و بیش از ٩۵ درصد مصرف
)الى كاميوريت .را به خود اختصاص داده اند. کامپوزیت شاى زعينه پلیعری
شامل زمينهاى از جنس يليمر (رزين) كه با فاز توزيع شده تقويتكننده. متصل
شدهاند هستند. مواد يليمرى مانند ابكسى و يلى استرها در مقابله با فلزات
خواص مكانيكى خيلى بالا ندارند بنابراين مواد بليمرى را با الياف تقويتكننده
مثل شيشه, کرین, آرامید به صورت یک مخلوط فیزیکی در مقیاس
ماکروسکوپیک ترکیب کرده و کامپوزیت زمینه پلیمری را با خواص قابل قبول
بدست می آورند.
5
صفحه 13:
* استحکام کششی بالا
* سفتی Yu
© جقرمكي شكست بالا
* مقاومت سایشی خوب
Stress
4 مقاومت دوردكى خوب
* قيمت بايين
Strain
معایب اصلی کامپوزیتهای زمینه پلیمری
* مقاومت كرمايى يايين
* ضريب انبساط كرماين بالا
صفحه 14:
* رن پلی استر
*# رزین ایوکسی
© ررس وغل ادر
* رزین فنولیک
* پلی ایمیدها
صفحه 15:
۰
صفحه 16:
* فرآیندهای قالبگیری باز
فراینه فالیگری بار آعشته ساره الباف توت
با رزین است که از تکنیک های دستی با کمک
غلتککاری روی لایه ها و خارج سازی هوای محبوس
استفاده میشود. فاکتور اصلی در اين عملیات
انتقال رزین از یک مخزن ذخیره به قالب است.
انواع فرآیند قالیگیری باز عبارتند از:
* لایه گذاری دستی
* پاشش رزین
* رشته پیچی
/ ی يوز i = ری
** فرآيندهاى قالبكيرى بسته
فرآیندهای قالبگیری بسته برای ساخت کامپوزیت های
۱ ۰ فایبرگلاس,الیاف کرین و
آرامید, وقتی تولید قطعات یکسان با سطو Slo مورد
2 ی با تقویت
نیاز است استفاده میشوند
انواع قالبگیری بسته عبارتند از:
* قالبگیری فشاری
* فرآیند قالبگیری تزریقی ۰
* قالبگیری انتقالی
* پالتروزن We
صفحه 17:
پالتروژن, فرآیند پیوسته ای برای تولید انواع پروفیل های کامپوزیتی است. در اين فرآیند. الیاف
تقویت کننده را از یک حمام عبور میدهند تا به رزین آغشته شود. سپس الباف آغشته شده را وارد یک
کال گرم ی ایند و سوه بحت شده را توسط بی دستگاه کش بیرون می کشند. بعد از این
مرحله امکان برش محصول در اندازه های دلخواه وجود دارد.
صفحه 18:
صفحه 19:
صفحه 20:
مطالعه در مورد کامپوزیت زمینه فلزی نشان میدهد که در مقایسه با فلزات یکپارچه دارای مزایای
مقاومت جستگی بهتر نسبت استحكام به چگالی بالات سب سنتى به چکالی لت دارای ما
خرشى و ساينقى بالاء خواص بهتر در درجة خرارت بالاو ضريب انساط ey ole در هتسد
بنابراين ساخت آنها براى كاربردهاى جديد ادامه دارد. اما رشد زياد آنها در بازار نيازمند روش هاى
توليد كم هزينه خواهد بود. هم جنين بازيافت مواد كاميوزيتى مصرفى جهت مصرف دوباره آنها اهميت
فراوان دارد.
صفحه 21:
در کامپوزیت های زمینه
فلزی, فلزات مختلفی به
کنوان زمینه مورد استفاده
قرار ميكيرند. مهم ترين
فلزات, آلومینیوم, تیتانیوم,
منیزیم و آلیاژهای مس و
سوپر آلیاژها هستند.
صفحه 22:
فرآیندهای حالت جامد
۶ اتصال دیفوزیونی
كم اکن رون
* مفتول کشی
* جوشکاری انفجاری
* روش متالورژی پودر
فرآیندهای حالت مایع
* درون تراوی فلز مایع
* ریختهگری فشاری
* روش هم نشست پاششی
* ریختهگری تلاطمی
* ریختهگری ترکیبی
صفحه 23:
روش متالورژی پودر, بیشتر برای تهیه با
کامبوزیت رمینه فلزی که با الیاف ناپیوسته. >=
درات و ویسگرها تقویت شدهاند, استفاده “one يودرويسكرها زات
كشو در فرآنند اصلی, ابتدا بودرهايف از
وا زسیت و تقورككنده در هم آميخته 1
ی تون میس داحل یک قالپ با شكل. 3ه
مهم اوه
مطلوب. تغذیه میشوند. پس از آن فشار به
سیستم وارد میشود تا تماس بیشتر oy
و El >=
اتصال بهتر. ذرات يودر تا درجه حرارتى كه
ار
زیر نقطه دوب است, حرارت داده میشوند.
صفحه 24:
مثالهایی از کاربردهای کامپوزیتهای فلزی
صفحه 25:
صفحه 26:
با مقایسه محدوده استفاده درجه حرارت کاری مواد مختلف فلزات, پلیمرها و سرامیکها اين
نتیجه به دست میآید که فقط سرامیک ها دارای محدوده درجه حرارت کاری بسیار بالا ( ۱۳۰۰ تا
۱۷۰۰) درجه سانتیگراد هستند. سرامیک ها سختی بالاتر, استحکام و مدول کشسانی بیشتر و هم
چنین چگالی و ضریب انبساط حرارتی و هدایت الکتریکی و حرارتی کمتری نسبت به فلزات و
پلیمرها دارند. مخصوصا جکالی و انبساط حرارتی کم آنهاء باعث اهمیت زیاد این مواد در اکتر
کاربردها گردیده است. بزرگترین کمبود سرامیکها نسبت به فلزات در چقرمگی شکست بسیار
پایین آنهاست.
صفحه 27:
دواد زمِينه با سراميك غير أكسيدى مواد زمینه با سرامیک آکسیدی
= کار سيليسيم الوميناً
* مولیت
بر ؟ کولب
٩ کاریید ثر
صفحه 28:
_Sic, Tic ذرات
الياف ناييوسته
Sic , ویسکر ها
Sic ,)+( الیاف کوتاه
i 5 الیاف پیوسته
2 اکسیدی
B, C Sic, , BN غیراکسیدی
صفحه 29:
* فرایند درون تراوری
# فرآیند درون تراوری مذاب واکنش پذیر
* فرآیند درون تراوری پلیمر و پیرولیز
* فرآیند رسوب بخار شیمیایی
* فراینه اکسیداسیون مستقیم
* فرآیند تراوش پلیمر مایع
* فرآیند تراوش سیلیسیم ما
صفحه 30:
ف فرآیند تراوش سیلیسیم مایع
اين روش بر اشباع مناقذ کامپوزیتهای
گرین-گرین توسط سیلیسیم مذاب و
واکنش فلز مذاب با زمینه کرین جامد با
کاریید سیلیسیم ایجاد میشود. فرآیند
تراوش فلز مذاب بیشتر میتواند با هر
هندسه تقویتکننده استفاده شود و
چگالی بالا و زمینه با تخلخل کم ایجاد
لت کند.
eet سوت
با ید سيم( go a
iat
Sidiqwiny > —» sic
يليمر شكل اده شد
و الياق كيين
الشكيل sn
با حوارت زيل
یت
صفحه 31:
*انافی رام دعس میرب بت یرسور و توس برای راک با با
* اتاقک احتراق و نازل ها برای موتور راکت سوخت مايع
+ استاتورها و تیغه های دیسکی در موتورها
* بسیستم های محافط گریایی برای وسایل فسای
صفحه 32:
٩ مکاتيك مواد"مرکب مفاهیم و کاربردها, رضا جواهري-مجمد اسد زاده 1397, نشر دانشگاه صنعتي
شریف
* آشنایی با کامپوزیتهای زمینه فلزی, پلیمری و سرامیکی و فرآیندهای ساخت., نیره سلطانی 1392,
Mechanics of Composite Materials, By Autar K. KaWo>JA9Zlg> wil Lint! amwoo juius **
Manufacturing of Polymer Composites,B.Tomas Astrém,Chapman & Hall, 1997 *
Metal Matrix Composites, Custom-made Materials for Automotive and Aerospace **.
.Engineering,By Karl U. Kainer 2006
Introduction to Metal Matrix Composites, Fabrication and Recycling,By Yoshinori *
Nishida 2013 7
Ceramic Matrix Composites,Materials, Modeling and Technology,By Jacques Lamon,
Narottam P. Bansal 2014
Ceramic Matrix Composites, Materials, Modeling and Technology,By Jacques Lamon, +
/ P Rancal 2014
صفحه 33:
