مقدمه ای بر مواد مرکب
1.1) مقدمه:
کلمه مرکب در عبارت ماده مرکب بدین معناست که یک یا تعداد بیشتری فاز ناپیوسته درون یک فاز پیوسته بگونه ای قرار گیرد که در مقیاس ماکروسکوپی با یکدیگر ترکیب گشته و یک ماده مفید را بوجود آورند. مواد مختلف در مقیاس ماکروسکوپی می توانند ترکیب شوند، همچون آلیاژ، اما نتیجه آن مواد همگن ماکروسکوپی می باشد. امتیاز مواد مرکب در این است که آنها معمولا دارای بهترین مشخصه های اجزاء تشکیل دهنده خود بوده و اغلب دارای برخی ویژگیها هستند که هیچ یک از اجزاء خواه به تنهایی دارای ویژگیهای مزبور نیست. خواصی که می توانند با شکل گیری یک ماده مرکب بهبود یابند عبارتند از:
استحکام عمر خستگی
سختی رفتارهای وابسته به دما
مقاومت در برابر سایش نارسانایی حرارتی
زیبایی و جذابیت رسانایی حرارتی
وزن نارسانایی صوتی
کاربرد مواد مرکب یک تاریخچه طولانی دارد. شروع آن مشخص نیست. اما تمامی سوابق ثبت شده منابعی از برخی شکلهای مواد مرکب را در بر دارند. بطور مثال ، اسرائیلیان از کاه برای استحکام بخشیدن خشت خام استفاده می کردند. مصریان باستان هنگامیکه متوجه شدند که با قرار دادن چوب روی هم به استحکام و مقاومت بالاتری در برابر گستره دمایی و نیز باد کردن به علت وجود رطوبت دست می یابند از تخته چند لایه استفاده کردند. زره و شمشیر در قرون وسطی از لایه هایی با مواد مختلف ساخته می شدند. بتازگی، فیبر تقویت شده رزین مرکب که مقاومت بیشتری در برابر وزن و سختی در برابر نسبیت وزنی دارند در کاربردهایی همچون هواپیما و فضا پیما که وزن حساس دارند اهمیت پیدا کرده است. طبقه بندی و توصیف مواد مرکب در بخش 1.2 می باشد. رفتار مکانیکی مواد مرکب در بخش 1.3 شرح داده شده است. هدف از این کتاب در بخش 1.4 محدود به فیبر تقویت شده لمینت مواد مرکب و تعریف کلمات فنی پایه می باشد. فرآیند ساخت فیبر تقویت شده لمینت مرکب بطور خلاصه در بخش 1.5 شرح داده شده است. سرانجام، امتیازات رایج و بالقوه فیبر تقویت شده لمینت مواد مرکب در بخش 1.6 مطرح شده است.
1.2) طبقه بندی و مشخصات مواد مرکب
معمولا سه گونه پذیرفته شده در مواد مرکب وجود دارد:
1) کامپوزیت های الیافی که شامل الیاف در یک زمینه می باشد.
2) لایه های کامپوزیتی که در بردارنده لایه هایی از مواد مختلف می باشد.
3) کامپوزیتها با ذرات ریز که ترکیبی از ذره در یک زمینه می باشد.
این انواع مواد مرکب در بخشهای ذیل مورد بحث قرار گرفته اند.
1.2.1) مواد مرکب الیافی
الیاف طویل در شکلهای مختلف بطور ذاتی نسبت به مواد یکسان در حالت کلی بسیار سفت تر و مقاومتر هستند. برای مثال، تنش های شکستگی صفحات شیشه معمولی فقط چند هزار پوند در مجذور اینچ میباشد، در عین حال الیاف شیشه استحکامی از(psi) 400000 تا 700000 در اشکال تجارتی موجود و در حدود 1000000 (psi) در اشکال آزمایشگاهی تهیه شده است.
بدیهی است که ، پس از آن ، ارزیابی استحکام هندسه یک فیبر بطریقی بسیار سخت است و می بایستی در کاربردهای بنیادی مطرح گردد. بطور صحیح، پارادوکس یک فیبر خواص متفاوتی از شکل کلی را دارا می باشد که ناشی از ساختار کامل یک رشته است. کریستال ها ردیفی در فیبر در امتداد محور فیبر می باشند. علاوه براین، در الیاف اندکی عیوب داخلی نسبت به درون جرم مواد وجود دارد. بطور مثال، در مواردی که جابجایی دارند، فیبر اندکی جابجایی نسبت به فرم جسم دارد.
خواص الیاف
یک فیبر به طور هندسی نه تنها بوسیله اندازه خیلی زیاد نسبت به قطر بلکه بوسیله نزدیکی کریستال به اندازه قطر نیز مشخص می شود. سختی ها و استحکام تعدادی از مواد مرکب الیافی انتخابی در جدول 1.1 نشان داده شده است. بسیاری از مواد عمومی به منظور مقایسه فهرست شده اند.
تهیه شده توسط نیما عموزاده گروه 9
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر