یکشنبه 9 فروردین 1394 | به روز شده: 15 دقیقه قبل

HAMSHAHRIONLINE

The online version of the Iranian daily Hamshahri
ISSN 1735-6393
چهارشنبه 30 فروردین 1391 - 12:17:45 | کد مطلب: 166833 چاپ

مفاهیم: کامپوزیت چیست؟

دانش > دانش - همشهری آنلاین:
حتما شما هم تا به حال با واژه‌هایی مانند فایبر‌گلاس یا کامپوزیت مواجه شده‌اید. این مواد امروزه کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف پیدا کرده‌اند. برای شروع بد نیست بدانیم که فایبرگلاس نوعی بسیار متداول از کامپوزیت است. اما کامپوزیت چیست؟

رشد فزاینده تکنولوژی در سال‌های اخیر باعث شد تا دیگر موادی که در دسترس بشر بود برای پوشاندن جامه حقیقت بر رویاهای مدرن کافی نباشد و از این رو تلاش برای رسیدن به مواد جدید آغاز شد؛ مثلا در بیشتر کاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز داریم. مواد که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک باشند، مقاومت سایشی و UV خوبی داشته باشند و ....

اما از آنجا که نمی‌توان ماده‌ای یافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، باید به دنبال چاره‌ای دیگر بود: ساخت و استفاده از کامپوزیت‌ها.

  moreسفر به فضا با شاتل‌های کامپوزیتی!

اگر مواد مهندسی را به سه دسته اصلی فلز، پلیمر و سرامیک طبقه‌بندی کنیم، کامپوزیت دسته چهارمی است که در واقع ترکیبی از 3 دسته دیگر است. موادی چند جزئی که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است. ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود می‌بخشند.

استفاده از این مواد البته ایده جدیدی نیست. چینی‌ها و مصریان قدیم از جمله تمدن‌های باستانی بوده‌اند که برای اولین بار از مخلوط کاه‌گل و شن برای بناسازی استفاده کرده‌اند تا استحکام گل افزایش پیدا کند.

مصریان با چسباندن لایه‌های نازک چوب و پارچه به یکدیگر و با استفاده از طناب، قایق‌های خود را در برابر متورم شدن دراثر نفوذ آب تقویت می‌کرده‌اند.

 اما استفاده از کامپوزیت‌های پیشرفته، از حدود نیمه دوم قرن بیستم آغاز شد.

چند نوع کامپوزیت داریم؟

وقتی در مورد انواع کامپوزیت صحبت می‌کنیم، منظورمان کامپوزیت‌های مهندسی است و نه کامپوزیت‌های طبیعی مانند استخوان‌های بدن.

کامپوزیت شامل یک فاز زمینه (ماتریکس) و یک یا چند فاز تقویت‌کننده (پرکننده یا فیلر) است. البته ترکیب مواد در کامپوزیت یک ترکیب فیزیکی و ماکروسکوپی است؛ یعنی اجزای تشکیل‌دهنده یک کامپوزیت با هم به صورت شیمیایی ترکیب نمی‌شوند به طوری که اجزای تشکیل دهنده ماهیت شیمیایی و طبیعی خود را کاملا حفظ می کنند و سطح مشترک مشخصی بین اجزا وجود دارد.

کامپوزیت‌های مهندسی را می‌توان از نظر فاز زمینه به 3 دسته CMC (کامپوزیت‌های با زمینهٔ سرامیکی)، PMC (کامپوزیت‌های با زمینه پلیمری) و MMC (کامپوزیت‌های با زمینه فلزی) تقسیم‌بندی کرد.

اما از نظر فاز تقویت‌کننده کامپوزیت‌ها به 2 دسته کامپوزیت‌های تقویت‌شده با فیبر (FRC) و کامپوزیت‌های تقویت شده توسط ذرات (PRC) دسته‌بندی می‌شوند.

به عنوان مثال فایبرگلاس که یکی از پرکاربردترین کامپوزیت‌هاست، یک کامپوزیت با زمینه پلیمری است که توسط فیبرهای شیشه تقویت شده‌است. سیمان و بتن هم نمونه‌هایی از یک کامپوزیت سرامیکی هستند.

کامپوزیت چه مزایایی دارد؟

مهم‌ترین مزیت مواد کامپوزیتی آن است که با توجه به نیازهایی که داریم، می‌توانیم خواص آنها را کنترل کنیم. به طور کلی مواد کامپوزیتی دارای مزایای زیر هستند:

• نسبت به وزن خود مقاومت مکانیکی بالایی دارند.

• مقاومت در برابر خوردگی آن‌ها بالاست.

• نسبت به فلزات خصوصیات مکانیکی بهتری دارند.

• به عنوان یک عایق حرارتی خواص خوبی دارند.

مجموعه این خصوصیات است که باعث کاربردهای گسترده کامپوزیت‌ها در صنایع نوین می‌شود. در ساخت بدنه جنگنده‌های رادارگریز از کامپوزیت‌ها استفاده می‌شود. همچنین در ساخت قطعات هواپیما و پره نیروگاه بادی و پره هلیکوپتر از کامپوزیت‌ها استفاده می‌شود. به‌طور کلی مواد کامپوزیتی به دلیل جرم بسیار کم و مقاومت بالا نسبت به فلزات، در صنعت هوا و فضا کاربرد وسیعی دارند.

خواص کامپوزیت‌ها به عوامل مختلفی از قبیل نوع مواد تشکیل دهنده و ترکیب درصد آن‌ها، شکل و آرایش تقویت‌کننده و اتصال ماتریکس و تقویت‌کننده به یکدیگر بستگی دارد.

انتخاب سردبیر

ایرباس آلمانی هنوز در تیترهای روزنامه‌های انگلیس

همشهری آنلاین: مهم‌ترین عناوین خبری روزنامه‌های شنبه هشتم فروردین باکثر روزنامه‌های مهم انگلیس کماکان به سقوط ایرباس آلمانی اختصاص داشت. گزارش ایرنا از لندن در این زمینه:

نتانیاهو: محور ایران - لوزان - یمن را باید متوقف کرد

همشهری آنلاین: نخست‌ وزیر رژیم صهیونیستی در اظهاراتی عنوان کرد: محور ایران - لوزان - یمن برای بشریت بسیار خطرناک است و می‌بایست متوقف شود.

سفر آیت‌الله هاشمی رفسنجانی به عربستان لغو شد

همشهری آنلاین: مشاور پارلمانی رئیس مجمع تشخیص مصلحت نظام از لغو سفر آیت‌الله هاشمی رفسنجانی به عربستان خبر داد.

نرخ تورم سال ۹۳ به ۱۵.۶درصد رسید

همشهری آنلاین: شاخص بهای کالاها و خدمات مصرفی در مناطق شهری ایران در اسفند‌ماه ۱۳۹۳ (با نرخ تورم ۱۵.۶ درصد در سال منتهی به پایان اسفند ۹۳) از سوی بانک مرکزی اعلام شد.

اعلام آمادگی انصارالله یمن برای نبرد طولانی

همشهری آنلاین: سخنگوی رسمی گروه انصار الله یمن از آمادگی این گروه برای آغاز جنگی طولانی مدت علیه ریاض و پیروزی قطعی این گروه خبر داد.

حسنین هیکل و موضوع حمله عربستان به یمن

همشهری آنلاین: محمد حسنین هیکل، پژوهشگر و تاریخدان سرشناس عرب با صدور بیانیه‌ای، حمله ائتلاف عربی به رهبری عربستان سعودی به یمن را محکوم کرد و گفت این حمله ناشی از یک تصمیم عربی نبوده است.

خسارت ۳۰ میلیارد سیل تومانی به جاده‌های خوزستان

همشهری آنلاین: معاون راهداری اداره کل راه و شهرسازی خوزستان گفت: بارندگی‌ها، سیل و طوفان‌های چند روز گذشته بیش از۳۰ میلیارد تومان به جاده‌های شهرهای شمالی استان خسارت وارد کرد.

کشورهای عربی با حمله به یمن با آتش بازی می‌کنند

همشهری آنلاین: رئیس مجمع تشخیص با ابراز تاسف از بحران پیش آمده در یمن و محکوم کردن حمله نظامی به آن گفت کشورهای عربی با بمباران‌های کور و بی‌هدف در یمن بازی با آتش را شروع کرده‌اند.

دیدار اعضای پارلمان سوئد با ادوارد اسنودن

همشهری آنلاین: سه تن از اعضای پارلمان سوئد با اسنودن در مکانی مخفیانه در مسکو دیدار کرده و درباره جاسوسی گسترده واشنگتن از متحدانش به گفتگو پرداختند.

ژاوی با قرارداد سالی ۱۰ میلیون یورو به السد قطر پیوست

همشهری آنلاین: هافبک باتجربه بارسلونا از فصل آینده در السد قطر بازی خواهد کرد. او برای هر فصل بازی در این تیم ۱۰ میلیون یورو خواهد گرفت.

آشنایی با خواص سیر

همشهری آنلاین: سیر هم به غذای شما طعم خوبی می‌دهد و هم برای سلامتی شما فواید بسیار دارد. سیر خوردنی بودار غنی از مواد مفید است.

تل‌آویو دارایی‌های بلوکه شده تشکیلات خودگردان را آزاد کرد

همشهری آنلاین: نخست وزیر رژیم صهیونیستی سرانجام پس از چند ماه، با آزادی دارایی‌های بلوکه شده تشکیلات خودگردان فلسطین موافقت کرد.

رفسنجانی: ایران لنگر ثبات منطقه است

همشهری آنلاین: رییس مجمع تشخیص مصلحت نظام با تقدیر از تلاش و جدیت تیم مذاکره‌کننده ایران در لوزان، گفت: اعضای این تیم با نهایت دقت و پشتکار از حقوق به حق ملت شریف ایران در فعالیت‌های هسته‌ای دفاع می‌کنند و باید غربی‌ها در این مذاکرات عاقلانه رفتار کنند.