کامپوزیت ها

  کامپوزيت­ها يا مواد چند سازه­اي، دسته­اي از مواد پيشرفته هستند که در آن­ها از ترکيب مواد ساده به منظور ايجاد مواد جديد با خواص مکانيکي و فيزيکي برتر استفاده شده است. اجزاي تشکيل دهنده ويژگي خود را حفظ کرده و در يکديگر حل و يا با هم ممزوج نمي­شوند. طبق تعريف انجمن متالورژي آمريکا، به ترکيب ماکروسکپي دو يا چند ماده مجزا که سطح مشترک مشخصي بين آن­ها وجود داشته باشد، کامپوزيت گفته مي­شود. استفاده از اين مواد در طول تاريخ مرسوم بوده است. از اولين کامپوزيت­هاي ساخت بشر مي­توان به کاه گل و آجرهاي گلي که در ساخت آن­ها از تقويت کننده کاه استفاده مي­شد، اشاره کرد. هنگامي که اين دو ماده با هم مخلوط شوند و حرارت ببينند، در نهايت آجر پخته بدست مي­آيد که بسيار ماندگارتر و مقاوم­تر از هر دو ماده اوليه يعني گل و کاه است. قايق­هايي که سرخ پوست­ها با قير و بامبو مي­ساختند و تنورهايي که از گل، پودر شيشه و پشم بز ساخته مي­شود و در نواحي مختلف کشورمان يافت شده است، نيز از کامپوزيت­هاي نخستين هستند. بسياري از نيازهاي صنعتي صنايع مختلف مانند صنايع فضايي، راکتورسازي، الکتريکي و غيره نمي­تواند با استفاده از مواد معمولي شناخته شده، برآورده شود. اما کامپوزيت­ها در نتيجه پيوستن دو ماده مختلف خواص جديدتر و بهتري بدست مي­آيد. سابقه کامپوزيت­هاي پيشرفته به دهه 1940 باز مي­گردد که در آن زمان ارتش­هاي آمريکا و شوروي سابق در رقابتي تنگاتنگ با يکديگر، موفق به ساخت کامپوزيت پايه پليمري بور-اپوکسي براي استفاده در صنعت هوافضا شدند. دو دهه پس از آن، کامپوزيت­هاي پايه پليمري بطور گسترده­اي به سوي صنايع شهري از جمله ساختمان و حمل و نقل روي آوردند.

  انواع کامپوزيت­ها از نظر نوع تقويت کننده به موارد زير تقسيم بندي مي­ شوند.

1- رشته­اي (اليافي) : ساخته شده از الياف پيوسته يا تکه تکه

2- ذره­اي : ساخته شده از ذرات ريز

3- لايه­اي : ساخته شده از لايه­ها

4- پولکي (فلس مانند) : ساخته شده از فلس­هاي مسطح

5- پرشده/اسکلتي : ماتريس اسکلتي پيوسته، پرشده توسط ماده­ي ثانويه

 انواع فازهاي زمينه و خواص آن­ها در کامپوزيت­ها در برخي موارد

كامپوزيت‌ها را از نظر نوع زمينه آنها نيز طبقه‏بندي مي‏نمايند. از اين ديدگاه، كامپوزيت‌ها به چهار دسته زير تقسيم مي‏شوند.

1- كامپوزيت‌هاي پليمري (Polymer Matrix Composite)

2- كامپوزيت‌هاي فلزي  (Metal Matrix Composites)

3- كامپوزيت‌هاي سراميكي ( Ceramic Matrix Composites)

4- کامپوزيت هاي کربن/کربن (Carbon/Carbon Composite)

خواص كامپوزيت‌ها تابع موارد ذيل است:       

1) خواص فازهاي تشكيل‌دهنده آن (خواص الياف و زمينه)   

2) توزيع فازها   

3) اثرات متقابل فازها بر يكديگر    

4) ابعاد ماده تقويت‌كننده شامل: شكل، اندازه و توزيع ذرات