وبلاگ

مواد کامپوزیت:
در جهان امروز شاهد نیاز روزافزون به استفاده از ترکیبی از مواد برای دستیابی به خواص مطلوب هستیم زیرا عملا یک ماده به تنهایی، دشوار می تواند با توجه به جنبه های اقتصادی و یا کارایی و عملکرد، پاسخگوی مجموعه خواص مورد نیاز برای آن باشد. ترکیب مواد می تواند در مقیاس میکروسکوپی و یا ماکروسکوپی صورت پذیرد.

معمولا یک ماده کامپوزیت را به صورت یک مخلوط فیزیکی، در مقیاس ماکروسکوپیک، از دو یا چند ماده مختلف تعریف می کنند که این مواد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خود را حفظ کرده و مرز مشخصی را با یکدیگر تشکیل می دهند. این مخلوط در مجموع و با توجه به برخی معیارها خواصی بهتر از هریک از اجزاء تشکیل دهنده خود را دارا می باشد. در کامپوزیت ها عموما سه ناحیه متمایز، شامل فاز پیوسته (ماتریس)، فاز ناپیوسته (تقویت کننده) و لایه مرزی بین این دو فاز وجود دارد که تعیین کننده خواص و مشخصه های ماده مرکب خواهند بود.

فاز ناپیوسته به سه دسته کلی ذرات پودری، ذرات صفحه ای و الیاف تقسیم می شوند که هر دسته خصوصیات ویژه ای را در کامپوزیت ها ایجاد می کند.
در کامپوزیت های ذره ای خواص به جهت بستگی ندارد، در حالی که در کامپوزیت های لیفی این امر از اهمیت فراوانی برخوردار است.
با احتساب مواد مرکب حاوی ذرات صفحه ای در زمره یکی از دو دسته دیگر، کامپوزیت ها را می توان به طور کلی به صورت زیر طبقه بندی نمود.
در یک کامپوزیت به طور کلی الیاف، عضو بارپذیر اصلی سازنده است. در حالی که فاز ماتریس آنها را در محل و آرایش مطلوب نگه داشته و به عنوان یک محیط منتقل کننده بار بین الیاف عمل می کند به علاوه آنها را از صدمات محیطی در اثر بالا رفتن دما و یا رطوبت و غیره حفظ می کند. بنابراین اگرچه الیاف باعث تقویت ماتریس می شوند اما ماده اخیر نیز تاثیرات مثبتی بر ماده کامپوزیتی دارد.
بسیاری از مواد کامپوزیت تقویت شده با الیاف، ترکیبی از استحکام و مدول که قابل قیاس و یا بهتر از بسیاری از مواد فلزی سنتی است را ارائه می دهند. به خاطر پایین بودن وزن مخصوص این مواد، نسبت استحکام به وزن (استحکام ویژه) و نسبت مدول به وزن (مدول ویژه) مواد کامپوزیت به طور مشخصی برتر از مواد فلزی می باشد (جدول 1-1). به همین خاطر کامپوزیت های تقویت شده با الیاف به عنوان یک گروه اصلی از مواد مهندسی شناخته شده اند که در بسیاری از کاربردهایی که کاهش وزن سازه اهمیت دارد، مانند صنایع شیمیایی، فضایی، و غیره می تواند جانشین فلزات شوند.