تبليغات
تبلیغات در دانشجو کلوب محک :: موسسه خيريه حمايت از کودکان مبتلا به سرطان ::
جستجوگر انجمن.براي جستجوي مطالب دانشجو کلوپ مي توانيد استفاده کنيد 
برای بروز رسانی تاپیک کلیک کنید
 
امتیاز موضوع:
  • 1 رأی - میانگین امتیازات: 5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

آشنايي با کامپوزيتها

نویسنده پیام
  • ♔ αϻἰг κнаη ♔
    آفلاین
  • مدیرکل  سایت
    *******
  • ارسال‌ها: 16,105
  • تاریخ عضویت: تير ۱۳۹۰
  • اعتبار: 1090
  • تحصیلات:زیر دیپلم
  • علایق:مبارزه
  • محل سکونت:ایران زمین
  • سپاس ها 34949
    سپاس شده 49155 بار در 13535 ارسال
  • امتیاز کاربر: 551,587$
  • حالت من:حالت من
ارسال: #1
آشنايي با کامپوزيتها
آشنايي با کامپوزيتها

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 را فراهم نمايد، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنايع هوافضا به موادي نياز است که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک باشند، مقاومت سايشي و UV خوبي داشته باشند و ....

از آنجا که نمي توان ماده‌اي يافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد به دنبال چاره‌اي ديگر بود. کليد اين مشکل، استفاده از کامپوزيتهاست. کامپوزيتها موادي چند جزئي هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است. ضمن آنکه اجزاي مختلف، کارايي يکديگر را بهبود مي‌بخشند. کامپوزيتهاي طبيعي، فلزي و سراميکي نيز وجود دارند و در اينجا به کامپوزيتهاي پليمري اشاره می کنیم. در کامپوزيتهاي پليمري حداقل دو جزء مشاهده مي‌شود:

1- فاز تقويت کننده که درون ماتريس پخش شده است.

2- 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.

خواص کامپوزيتها 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، کامپوزيتهاي ليفي، مهمترين نوع کامپوزيتها مي باشند که خود به دو دستة الياف کوتاه و بلند تقسيم مي‌شوند. الياف باید 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. در ضمن 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 کامپوزيت بستگي 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 کامپوزيت 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 شده اند 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 کامپوزيت دارد. اول اينکه به عنوان يک چسب الياف تقويت کننده را نگه مي دارد. دوم، ماتريس تحت بار اعمالي تغيير شکل مي دهد و تنش را به الياف محکم و سفت منتقل مي کند. سوم، رفتار پلاستيک ماتريس پليمري، انرژي را جذب کرده، موجب کاهش تمرکز تنش ميشود که در نتيجه، رفتار چقرمگي در شکست را بهبود مي بخشد.

تقويت کننده ها 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 درکامپوزيتها 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 هستند.

در ميان پليمرهاي گرماسخت پلي استر غير اشباع، وينيل استر، فنل فرمآلدهيد(فنوليک) اپوکسي و رزينهاي پلي ايميد بيشترين کاربرد را دارند. در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهاي متعددي استفاده ميشوند، PEEK ، پلي پروپيلن و نايلون بيشترين زمينه و اهميت را دارا هستند. همچنين به دليل اهميت زيست محيطي، دراين بخش به رزينهاي داراي منشا طبيعي و تجديدپذير نيز، پرداخته شده است.

از الياف متداول در کامپوزيتها مي‌توان به شيشه، کربن و آراميد اشاره نمود. در ميان رزينها نيز، پلي استر، وينيل استر، اپوکسي و فنوليک از اهميت بيشتري برخوردار هستند.

آلومينيوم کامپوزيت

كاربرد آلومينيوم كامپوزيت در نماي ساختمان

خصوصيات منحصر به فرد ورق هاي مرکب: سبکي وزن - مقاومت بالاي رنگ در برابر اشعه ماوراء بنفش( UV ) - تنوع در شکل پذيري - ابعاد بزرگ ومتنوع - سرعت اجرايي بالا - مصالح زير سازي سبک

• بدون نياز به شستشو - عايق صوت - مقاومت بالا در برابر تغيير دما - عايق رطوبتي - دوست محيط زيست - ضد حريق

مقاومت در مقابل تغييرات دما: با توجه به خصوصيات منحصر به فرد خود ميتواند در مقابل تغييرات دما از 50- تا 80+ بدون هيچگونه تغييردر کيفيت مقاومت نمايد.

عايق رطوبتي: فضاي ايجاد شده بين ورق هاي مرکب وديواره ساختمان باعث ايجاد عايق حرارتي وصوتي ورطوبتي مي شود وامکان جريان هوا رادرپشت پانل هاي مرکب بوجود مي آورد که اين امر باعث ميشود حرارت محيط به ساختمان نفوذ نکند.

دوست محيط زيست: کليه مواد خام تشکيل دهند برگشت پذير مي باشد و هيچگونه مواد زائد و مضر درطول توليد به وجود نمي آيد. باتوجه به اهميت طراحي مقاوم سازه هادر برابر زلزله درايران و ديدگاه متخصصين و مسئولين امر ساخت وساز در جهت کاهش وزن سازه ها اهميت استفاده از مصالح با تکنولوژي بالا و سبک وزن در ساختمان به طور واضح تري قابل مشاهده ‏مي باشد .سبک سازي ساختمان در مرمت و بازسازي ساختمانهاي موجود نقش مهمتري را ايفا مي نمايد ، چرا که به علت سن بالا و ديدگاه هاي قديمي طراحي داراي سازه‏هاي ضعيف تري هستند . به کارگيري ورق هاي ترکيبي وسبک وزن در ساختمانها منجر به داشتن نما و ساختمان سبک تري خواهد شد . که به ميزان قابل توجهي در کاهش نيروهاي ناشي از زمين لرزه موثر مي باشد.

ابعاد بزرگ و متنوع: از ويژگيهاي ديگر ورقهاي مرکب قابليت اجرا در مدول بنديهاي بزرگ مي باشد . که درمصالح ديگر نما سازي به علت بالا بودن وزن و مشکلات اجرائي اين قابليت وجود ندارد.

سرعت اجراي بالا: با امکانات اجرائي ورقهاي مرکب مدول بندي در ابعاد بزرگ و اجراي سريع زيرسازي آلومينيومي و نصب ورق روي آن و همچنين سهولت کار با ابزار آلات زمان اجرائي نما را به حداقل کاهش ميدهد.

سبک ولي مقاوم : بسيار سخت و مقاوم و ماندگار است، با توجه به اينکه 60درصد از آلومينيوم خام با همين قطر ، سبکتر است و در مقابل فشار و ضربه از مقاومت بسيار بالايي برخوردار است. با توجه به سختي و مقاومت بالاي خود امکان استفاده درمدولهاي بزرگ را براي طراحان فراهم مي سازد. از نظر کيفيت درسطح قابل قبول مي باشند به طوري در مقابل تابش مستقيم آفتاب و بارانهاي اسيدي بسيار مقاوم هستند. آلومينيوم واستراکچر پلي اتيلن دراين نوع محصول باعث مي شود، محصول در مقابل رطوبت شديد مقاومت کند و هيچ خللي در کيفيت آن بوجود نيايد.

خصوصيات بارز: مقرون به صرفه ، Economical Efficiencies - کاملاً مسطح ، Excellent Flatness - نسوز ، Non – Combustibility - زيبا و سبک ، Beautiful Outlook $ Lightweight - عايق صوت وحرارت ، Insulation - به موازات فناوري هاي جديد، علائق معماران ودرخواست مشتريان، دائما مصالح ساخت و ساز در حال توسعه مي باشند.

اين پانلها در زمره مصالح ساختماني نوين و يکي از جديدترين محصولات اختصاصي ارائه شده توسط بخش تحقيق و توسعه کارخانجات مهندسي دانگ شين مي باشد. اين پانلها بواسطه سطوح براق و استينلس استيلي خود فضاهاي خاص، منحصر به فرد، متنوع و داراي فناوريهاي روز در فضاي ديجيتالي شهري امروزه ايجاد مي نمايد.

موارد کاربرد: ساختمانهاي اداري، تجاري، صنعتي، آموزشي، بهداشتي، فرودگاه ها، ترمينال ها ، ايستگاه هاي مترو ، پوشش گنبدها وابنيه هاي خاص - به موازات فناوري هاي جديد، علائق معماران ودرخواست مشتريان، دائما مصالح ساخت وساز در حال توسعه مي باشند. اين پانلها در زمره مصالح ساختماني نوين و يکي از جديدترين محصولات اختصاصي ارائه شده توسط بخش تحقيق وتوسعه کارخانجات مهندسي دانگ شين مي باشد . اين پانلها بواسطه سطوح براق و استينلس استيلي خود فضاهاي خاص ، منحصر به فرد ، متنوع وداراي فناوريهاي روز در فضاي ديجيتالي شهري امروزه ايجاد مي نمايد - پانل آلومينيوم کامپوزيت محصولي است با فناوري روز که براي نماي داخلي وخارجي قابل استفاده مي باشد . اين پانل سبک در مراحل ساخت وکنترل هاي فني وکيفي از فناوري پيشرفته کشورهاي آمريکا ، انگلستان ، استراليا و کره جنوبي استفاده نموده است .

خصوصيات Features : وزن کم وسختي بالا Lightweight and Rigid - يک ورق سبک ودرعين حال سخت ومحکم که چگالي آن 2/1 تا 5/1 است و40% از وزن نماي ساختمان را در مقايسه با ورق هاي آلومينيومي ، باهمين استحکام کم مي نمايد.

همواربودن Flatness : سطح بسيار ممتاز وهموار اين ورقها از انکسار واعوجاج جلوگيري مي نمايد .

مقاومت در برابر ضربه Impact Resistance - براي جلوگيري از شکستن وترک خوردن ورقها ، ساختاري مرکب از لايه هاي آلومينيوم و رزيني با قابليت بالا در لايه مياني استفاده شده است . بدين سبب اين ورقها مقاومت بالايي درمقابل ضربه از خود نشان مي دهند.

کارآئي Workability : برش ، خم کاري ، شيار زدن ، انحنا دادن را براحتي ميتوان بوسيله ماشين آلات نجاري وآهنگري انجام داد.

قابليت عدم فرسايش در مقابل هوا : پرداخت سطح ورقها باعث بالا رفتن مقاومت آنها در برابر خورندگي وشرايط جوي شده است.

پرداخت سطح نهائي فلوروکربن : رنگ رويه نهائي پولي استر نيز در دسترس مي باشد. ساخت پانل ها از ماشين آلات فلز کاري ونجاري ميتوان استفاده نمود.

برش Cutting : جهت برش ميتوان از دستگاه گيوتين ، اره روميزي و اره منبت کاري ، استفاده نمود.

مقاومت عالي رنگ ومقاومت در برابر بارانهاي اسيدي: رنگ مورد مصرف ورق هاي آلومينيوم کامپوزيت ماده اي به نام PVDF مي باشد که نوعي Fluorocarbon با ضخامت بين 25 الي 35 ميکرون مي باشد که جزو جديدترين انواع رنگ مورد مصرف درجهان مي باشد. PVDF نوعي رزين ميباشد لذا درهنگام خمکاري وفرم دهي هيچگونه شکست وترکي روي رنگ ايجاد نشده وکليه عمليات رنگ کاري درکارخانه سازنده ورق انجام مي گردد. ديگر اينکه اين نوع رنگ درمقابل بارانهاي اسيدي بسيار مقاوم بوده و نيز در مقابل اشعه UV آفتاب داراي مقاومت بسيار بالايينسبت به رنگهاي رايج ديگر ميباشد.

براي رنگ تستهاي مختلفي انجام گرفته که جداول آنها همگي موجود مي باشد. ديگر مصالح به هيچوجه داراي اينگونه خواص نمي باشند. بطور مثال سنگ گرانيت دراثر اشعه UV وبارانهاي اسيدي جلا وصيقلي بودن خود را حداکثر ظرف يک سال از دست مي دهد وسيمان به سرعت کثيف و چرک مي گردد وشيشه به سرعت کثيف شده وحتي به مرور زمان رسوب آب باران بر روي شيشه باقي مي ماند.

جدول مقايسه وزني



نوع مصالح وزن (کيلوگرم بر متر مربع) وزن مصالح زيرسازي (کيلوگرم بر متر مربع) جمع (کيلوگرم بر متر مربع)
سنگ گرانيتcm 3 حدود 81 حدود 14(با ملات) 95
سيمان با ضخامتcm4 حدود 78 - 78
شيشهmm 6 حدود 26 حدود 12(با پروفيل آلومينيوم) 38
ورق آلومينيومي حدود 15 حدود 10 35

کامپوزيت‌ها يا چندسازه‌هاي مصنوعي
از اولين کامپوزيت‌ها يا همان چندسازه‌هاي ساخت بشر مي‌توان به کاه گل اشاره کرد. قايق‌هايي که سرخ‌پوست‌ها با قير و بامبو مي‌ساختند و تنورهايي که از گل ، پودر شيشه و پشم بز ساخته مي‌شدند و در نواحي مختلف کشورمان يافت شده است، از کامپوزيت‌هاي نخستين هستند. بسياري از نيازهاي صنعتي صنايعي مانند صنايع فضايي ، راکتورسازي ، الکترونيکي و غيره نمي‌تواند با استفاده از مواد معمولي شناخته شده ، برآورده شود. اما قسمتي از آن نيازها ، مي‌تواند با استفاده از چندسازه‌ها يا کامپوزيت‌ها برآورده گردد. چندسازه‌ها به موادي گفته مي‌شود که از مخلوطي از دو يا چند عنصر ساخته شده باشند.

در حاليکه در چندسازه‌ها ، نه فقط خواص هر يک از اجزاء آن برجا باقي مي‌ماند، بلکه در نتيجه پيوستن آنها با يکديگر ، خواص جديدتر و بهتر هم بدست مي‌آيد. مواد مختلط هميشه ناهمگن مي‌باشد. بررسيها و تحقيقات براي دست يافتن به مواد جديدتر با خواص مکانيکي بهتر ، همواره انجام مي‌گرفته و هنوز هم همگام با پيشرفت صنايع دنبال مي‌گردد. در اين بررسيها ، اغلب اين هدف دنبال مي‌شود که به موادي با نسبت مناسب از استحکام کششي به چگالي ، استحکام حرارتي بالا و خواص ويژه سطح خارجي دست يابند.
انواع چندسازه‌ها
انواع چندسازه‌ها را مي‌توان به گروههاي زير طبقه‌بندي نمود.
کامپوزيت‌هاي پايه پليمري: اين مواد اهميت صنعتي فراواني دارد و هنوز هم تحقيقات در اين زمينه ادامه دارد. مواد مصنوعي تقويت شده با الياف شيشه (فايبرگلاس‌ها) يکي از اين مواد مي‌باشد که تاکنون کاربرد صنعتي وسيعي پيدا کرده است.
کامپوزيت‌هاي پايه فلزي.
کامپوزيت‌هاي پايه سراميکي: کامپوزيت‌هاي پايه پليمري بيش از 90% کاربرد کامپوزيت‌ها را به خود اختصاص داده‌اند و از بقيه مهمتر هستند.
ساختمان فايبر گلاس‌ها
ساختمان و اندازه‌ اين الياف شيشه‌ها بسيار متغير است. کوچکترين آنها بوسيله چشم غير مسلح ديده نمي‌شود و بسيار ريز هستند. اندازه‌هاي کمي بزرگتر از آن ذراتي هستند که در کارخانجات ساخت فرآورده‌هاي الياف شيشه‌ها به کمک هوا نقل و انتقال يافته و سبب شوزش پوست و بيني و گلو مي‌شود. الياف شيشه متداولترين الياف مصرفي کامپوزيت‌ها در دنيا و ايران است که متاسفانه در ايران ساخته نمي‌شود. انواع الياف شيشه عبارتند از انواع E ، C ، S و کوارتز. ترکيب الياف شيشه نوع E يا الکتريکي ، از جنس آلومينوبور و سيليکات کلسيم بوده و داراي مقاومت ويژه الکتريکي بالايي است.

الیاف شیشه نوع S ، تقريباْْ 40 درصد استحکام بيشتري نسبت به الياف شيشه نوع E دارند. الياف شيشه نوع C يا الياف شيشه شيميايي ، داراي ترکيب بور و سيليکات کربنات دو سود بوده و نسبت به دو مورد قبل پايداري شيميايي بيشتري بخصوص در محيط‌هاي اسيدي دارد. الياف شيشه کوارتز ، بيشتر در مواردي که خاصيت دي‌الکتريک پايين نياز باشد، مانند پوشش آنتن‌ها و يا رادارهاي هواپيما استفاده مي‌شوند.

سبکي ، سهولت شکل‌دهي ، مقاومت در برابر خوردگي و قابليت آب‌بندي ، از ويژگيهاي کامپوزيت‌هايي است که در صنعت ساختمان بکار مي‌رود. فايبرگلاس يا الياف شيشه که پرکاربردترين کامپوزيت‌ها هستند، فيبرها يا الياف ساخت بشر است که در آن ، ماده‌ تشکيل دهنده‌ فيبر ، شيشه است. الياف شيشه‌ها ، موارد استفاده‌هاي فراواني از جمله در ساخت بدنه‌ خودروها و قايقهاي تندرو و مسابقه‌اي ، کلاه ايمني موتورسواران ، عايقکاري ساختمانها و کوره‌ها و يخچالها و … دارند.
کاربردهاي کامپوزيت‌ها

سابقه استفاده از کامپوزيت‌هاي پيشرفته به دهه‌ 1940 باز مي‌گردد. در آن زمان ارتشهاي آمريکا و شوروي سابق در رقابتي تنگاتنگ با يکديگر ، موفق به ساخت کامپوزيت پايه پليمري الياف بور - رزين اپوکسي براي استفاده در صنعت هوا فضا شدند. 20 تا 30 سال پس از آن ، کامپوزيت‌هاي پايه پليمري بطور گسترده‌اي به سوي صنايع شهري از جمله ساختمان و حمل و نقل روي آوردند. بطور مثال امروزه خودروهايي ساخته مي‌شود که تماماْْ کامپوزيتي هستند. استفاده از کامپوزيت‌ها در اين کاربرد به علت ويژگيهايي چون وزن کمتر ، در نتيجه سوخت کمتر و عمر طولاني‌تر آنهاست.

با توجه به پايداري بسيار زياد کامپوزيت‌هاي پايه پليمري و مقاومت بسيار خوب آنها در محيط‌هاي خورنده، اين کامپوزيت‌ها، کاربردهاي وسيعي در صنايع دريايي پيدا کرده‌اند که از آن جمله مي‌توان به ساخت بدنه قايقها و کشتيها و تاسيسات فراساحلي اشاره داشت. استفاده از کامپوزيت‌ها در اين صنعت، حدود 60% صرفه‌جويي اقتصادي داشته است که علت اصلي آن مربوط به پايداري اين مواد است. صنعت ساختمان پرمصرف‌ترين صنعت براي مواد کامپوزيتي است. استخرهاي شنا ، وان حمام ، سينک ظرفشويي و دست‌شويي ، کف‌پوش ، نماپوش ، سقف‌پوش ، برج‌هاي خنک‌کننده و … همگي کامپوزيت‌هاي پايه پليمري هستند.

مطالب مشابه ...










آشنايي با کامپوزيتها

۲۱-۸-۱۳۹۰ ۱۲:۵۸ عصر
جستجو یافتن همه ارسال های کاربر اهدا امتیازاهدای امتیاز به کاربر پاسخ پاسخ با نقل قول

برای بروز رسانی تاپیک کلیک کنید


مطالب مشابه ...
موضوع: نویسنده پاسخ: بازدید: آخرین ارسال
  [دانلود] پاورپوینت آشنايي با علوم قرآني 198 اسلاید ♔ αϻἰг κнаη ♔ 0 1,325 ۹-۹-۱۳۹۱ ۰۸:۴۰ عصر
آخرین ارسال: ♔ αϻἰг κнаη ♔
  آشنايي با عالم برزخ (بخش اول) senior engineer 0 171 ۲۳-۷-۱۳۹۱ ۰۹:۵۱ صبح
آخرین ارسال: senior engineer
  آشنايي با عالم برزخ (بخش دوم) senior engineer 0 133 ۲۳-۷-۱۳۹۱ ۰۹:۵۰ صبح
آخرین ارسال: senior engineer
  آشنايي با عالم برزخ (بخش سوم) senior engineer 0 155 ۲۳-۷-۱۳۹۱ ۰۹:۴۹ صبح
آخرین ارسال: senior engineer
  آشنايي با عالم برزخ (بخش چهارم) senior engineer 0 110 ۲۳-۷-۱۳۹۱ ۰۹:۴۹ صبح
آخرین ارسال: senior engineer
  آشنايي با عالم برزخ (بخش پنجم) senior engineer 0 131 ۲۳-۷-۱۳۹۱ ۰۹:۴۹ صبح
آخرین ارسال: senior engineer
  آشنايي با عالم برزخ (بخش ششم) senior engineer 0 92 ۲۳-۷-۱۳۹۱ ۰۹:۴۸ صبح
آخرین ارسال: senior engineer
  آشنايي با عالم برزخ (بخش هفتم) senior engineer 0 123 ۲۳-۷-۱۳۹۱ ۰۹:۴۸ صبح
آخرین ارسال: senior engineer
  آشنايي با عالم برزخ (بخش هشتم) senior engineer 0 171 ۲۳-۷-۱۳۹۱ ۰۹:۴۸ صبح
آخرین ارسال: senior engineer
  آشنايي با عالم برزخ (بخش نهم) senior engineer 0 139 ۲۳-۷-۱۳۹۱ ۰۹:۴۸ صبح
آخرین ارسال: senior engineer

پرش به انجمن:

کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان