کامپوزیت ها و روش های ساخت و تولید1. ها کامپوزیت
توتونچی مهرداد :نویسنده
مقدمه
امروزهدربسياريازكاربردهاي،مهندسيبهتلفيقخواصموادنيازاستوامكاناستفادهازيكنوعماده
همة كهخواصموردنظررابرآورده،سازدوجود.نداردبهعنوانمثالدرصنايعهوافضابهموادينيازاستكه
ضمنداشتناستحكام،باال،باشند سبكمقاومتسايشيومقاومتدربرابرنورماوراءبنفشخوبيداشتهباشند
ودردماهايباالاستحكامخودراازدست.ندهندازآنجاكهنميتوانمادهاييافتكههمةخواصفوقدارا را
،باشدبايدبهدنبالروشيبرايتركيبخواصمواداين .بودراهحلهمانموادكامپوزيتماده كامپوزيت .است
ايچندجزئياستكهخواصآنازهركدامازاجزابيشتر،استضمنآنكهاجزايمختلفكاراييرا يكديگر
بهبودميبخشند.
تاریخچه
كامپوزيتهادراصلاززمانهايقديمموردتوجهبشربودهاند.ازنمونههايقديمياين كاربردنوعمواد
ميتوانبهكاهگلوياموميايياشاره[ نمود1و2].از گل كاه هاي سازه1011قرار استفاده مورد ميالد از قبل سال
گرفت مي.( ابريشم و چوب ، حيوانات تاندون از شده ساخته ، اي اليه چند هاي كمان1111.)ميالد از قبل سال
سايت تخصصي مقاالت از
اينه تخصصم
:سایت
http://takhasosameine.ir/
:تلگرام کانال
@takhasosameine
رایگان آگهی سایت اینه تخصصم سایت
کشور در عزیز متخصصان برای ،تخصصی
مختراعان و اشخاص ،ها شرکت
عزیز
2. ر محلول الک با ها هواپيما اي پارچه سطوح كردن آغشته( زيني1111ث )ميالدياستر پلي اختراع بت
(1191)ميالديشركت توسط شيشه الياف فروش .Owens Corningسال به1191ميالدي.بدنهيكفروند
هواپيماياسپيتفايرآ جنس ازيروليتآ .شد ساختهيروليتمادهايال كردن آغشته با كه استيافكتانبافته
و شدهيكرز نوعينفنوليكده شكليبا آنپرسگدوران آن در رم،سال در1191،ان كشور درگلستانابداع
گرديدهوايي پايگاه در شيشه الياف با شده تقويت هاي پالستيك ساخت .Wright Pattersonميالدي (1192.)
سال در1190Muskatاز استفاده باقالب يك داخل در خشك پريفورم يكلول توسط رزين انتقال وتخ و ها هليه
خالء پمپ توسط.كرد توليد رزين انتقال روش به را قطعه اولينسال در1191بورد اسكات توسط همبه آنرا ر
.آورد در كاربردي صورتسال در1101نظير دانشمنداني توسط رزين انتقال مورد در بسياري تحقيقات هم
تو كربن الياف ساخت .گرفت صورت هسايو و وگيبرت ويليامزشركت سطUnion Carbide( ،1101)ميالدي.
سال از ها اتومبيل قطعات ساخت به عالقه1191شد آغازوسال دربيشتر سوخت مصرف كاهش خاطر به بعد هاي
.گرفت قرار توجه موردازآكنون تا زمان نگامهايش و بلندگرفيبكار درگيريپ مركب مواديشرفتهبرداششده ته
هواپ اكثر كهيماهاينظاميمسافربر ويمدرناتو ووسايل حتي و ها مبيليقا بدنه ،تنيس دسته ماننديقتوسط ها
.شدند ساخته كامپوزيتدل واقع دريلاصليتوسعهچشمگيركامپوز مواديتا خالل درينا ،سالهايجتوان ادايي
بهينهسازخ يواصظاه بهنامر رنظ مواد بوطير،استحكامچگالي،الكتر خواصيكيق ويمتآنهاقدرت كه ست
مانوربسيارزياديرابرايم ارمغان به طراحاني.آوردها كامپوزيت از كه يافت توان مي را صنعتي كمتر امروزه
[ باشد نشده استفاده آن در9.]
تعریفکامپوزیت
كامپوزيت كلمه(composite)كهآنرادرفارسيبهموادمركبياموادچندسازاي هترجمهكرده،اندبه
معنيمركبازدوياچندجزءمشخصاستوازكلمهكردن تركيب(to compose)گرفتهشدهلذا .استيك
مادهبادوياچندجزءمشخصراميتوانيككامپوزيتدرنظر،گرفتدرصورتيكهفازهاويااجزايتشكيل
دهندة،آنخواصاالكاممتفاوتيبايكديگرداشتهباشند.درمقياس،ماكروسكوپيكيكفيزيكي مخلوطازدويا
3. چندمادهمختلفرا،كهاينموادمشخصاتفيزيكيوشيمياييخودراحفظكردهومرزمشخصييكديگر با را
تشكيلكامپوزيت ،دهندگويند.
يككامپوزيتشامليكياچندفازغيرپيوستهدريكفازپيوستهاست.فازغيرپيوستهاالمعموسختترو
قويترازفازپيوستهاستلذابهآنفازتقويتكننده.گويندتقويتكنندههااشكالگوناگونيدارندوميتوانند
ذره،ايپولكي1
،ليفيوصفحهاي2
شكل ( باشند1فاز .)،پيوستهزمينه9
ناميده.ميشود
شكل1اشكالمختلفتقویتکننده[ ها1]
ااعمدتدريك،كامپوزيتسهناحيهمتمايزشامل:فاز،پيوستهفازغيرپيوستهوفصلمشترک9
وجوددارد
كهايندوفازتعيينكنندهخواصورفتاركامپوزيتميباشند(شكل2).
1
. flake
. lamina2
. matrix3
4
. interface
6. تقويتكنندگيبستگيبهشكلهندسي1
تقويتكننده،داردبنابرايناست بهتركهآنها بندي طبقهبرايناساس
صورت.پذيرداينطبقهبنديدرشكل9نشاندادهشدهاست.
درتهيهكامپوزيت،هاخواصنهايياصليمانند،مدول،استحكامچقرمگيوچگاليموردتوجهمي قرار
البته .گيرندخواصحرارتينظيرضريبهدايتحرارتيوضريبانبساطحرارتينيزداراياهميت.استآنجا از
كهكامپوزيتهادرحينساختواستفادهتحتشرايطحرارتيمختلفقرار،ميگيرندعدمتطابقضرايب بين
انبساطحرارتياجزايتشكيلدهنده،كامپوزيتسببايجادتنشهايباقيماندهدرآنميشودكهامر اينبه
نوبةخودبرخواصمكانيكيتأثيربسزايي[ دارد1و2].
9
. geometry
7. شكل3طبقهبندیکامپوزیتهاازنظرتقویت[ کننده2]
کامپوزیتها مكانيكی کارایی بر کننده تقویت شكل اثر
و نموده تعيين را فرآيند روش و است مهم عوامل از يكي نيز كامپوزيت سيستمهاي در كننده تقويت شكل
.دارد نهايي محصول كارآئي روي زيادي اثر
شكل9كارائي اگر . دهد مي نشان ها كامپوزيت مكانيكي خواص روي را كننده تقويت پيوسته الياف شكل اثر
را الياف111%تواند مي الياف نتابيده رشته شكل ، كنيم فرض91تا11بدهد كامپوزيت به را الياف كارائي درصد
8. آن شده بافته پارچه شكل و90تا01تنها نمدي شكل و درصد20تا91كارائي درصدكامپوزيت به را الياف
داد خواهند[ آنهاست كارائي ميزان با متناسب كامپوزيتها ساخت هزينه كلي بطور .9.]
شكل4[ ها کامپوزیت مكانيكی خواص روی کننده تقویت پيوسته الياف شكل اثر3]
شكل0.دهد مي نشان را الياف مختلف هاي بافت نيز
شكل5بافتهایمختلف[ الياف1]
خواصموادکامپوزیت
9. درموردمواد،كامپوزيتامتيازاتيازقبيلبخصوص ( استحكامباتوجهبهچگالي،) كم،سبكيعايق،بودن
مقاومتخوردگيوشفافبودننسبتبهامواج،الكترومغناطيسيجايگاهويژهايدركاربردهايمختلفآنها براي
ايجادنموده.استضمنآنكهروشهايآسانساختنيزدرگسترشبرخيكاربردهامؤثربوده.استبايد البته
توجهداشتكهنميتوانمادهايراجايگزينماداي هديگرنمودمگراينكهازجميعجهاتو ساخت ،خواص (
) قيمتموضوعموردبررسيقرار.گيردبهعنوانمثالميلگردآجداركامپوزيتيباهمةمزاياييمقاومت ( دارد كه
،خوردگيسبكيوشفافيتنسبتبهامواج،) مغناطيسهزينهبسيارباالترينسبتبهفوالدي ميلگردهايدارند
وبههميندليلكاربردهايخاصيدارند.خواصكامپوزيتهاتابعمواردذيلاست:
1-خواصفازهايتشكيلدهندهآنخواص (اليافو) زمينه
2-توزيعفازها
9-اثراتمتقابلفازهابريكديگر
9-ابعادمادهتقويتكننده:شامل،شكلاندازهوتوزيعذرات
درشكل1مقايسهايبينخواصموادمختلفنشاندادهشده.استجدول2مقايسهخواصموادمختلفبا
كامپوزيت.دهد مي رانشان هاجدول9مقايسهخواصكامپوزيتهايپلياسترغيراشباعبادرصداليافمختلفي
استجدول در .9مقايسهويژگيهايمختلفپالستيكهايتقويتشدهبادر .است شده داده نشان را الياف
جدول0مقايسهخواصقطعاتساخته كامپوزيتيشدهبهروشهايشكل و مختلف9راهنمايانتخابروش
فرآيندشكلدهيكامپوزيت دررا هااساس برحجم و شكل ،هزينه ،استحكام ،قطعات ابعاددهد مي نشان توليد.
16. :مراجع و منابع
[1امير ]مسعودفرايند بر اي مقدمه ،رضادوستايران(گروه پتروشيمي و پليمر پژوهشگاه ،كامپوزيتها
،)چسب و كامپوزيت1911
[2]،بهشتي حسين محمداميرمسعود،رضادوست)ها (كامپوزيت شده تقويت هاي پالستيكپژوهشگاه ،
،)چسب و كامپوزيت ايران(گروه پتروشيمي و پليمر1911
[9انتقال توسط توليدي قطعات بررسي ،جعفري مجتبي ]،ارشد كارشناسي سمينار ،رزين1911
ترموپالستيك پالتروژن روش به شده ساخته محصول و اختراع فروش
بيشتر توضيحات
بار اولين براي اختراع اينروش اين با.است نشده توليد روش اين با محصولي االن تا و شده انجام ايران در
اختراع ثبت نيز روش اين با شده ساخته قالب همچنيناست شده.
شده ساخته محصول
.نماييد مطرح زمينه اين در را خود سوال و باشيد داشته دسترسي محصول اين به توانيد مي زير آدرس در