- تعریف
- دید کلی
- تاریخچه
- دسته‌بندی کامپوزیت‌ها
- کاربردها
- مزایای مواد کامپوزیتی
- سختی کامپوزیت‌های تک جهته
- يادداشت‌ها
- پيوست‌ها
- پی‌نوشت‌ها
- جُستارهای وابسته
- سرچشمه‌ها
- پيوند به بيرون
کامپوزیت (ماده مرکب یا چندسازه) (به انگلیسی: Composite material؛ به آلمانی: Verbundwerkstoff یا Kompositwerkstoff)، اصطلاحی است در مهندسی مواد و معمولاً به موادی گفته میشود که از یک فاز زمینه (ماتریس) و یک تقویت‌کننده (پرکننده) تشکیل شده باشند[۱].
کامپوزیت از دو قسمت اصلی ماتریس و تقویت‌کننده تشکیل شده است. ماتریس با احاطه کردن تقویت‌کننده آن را در محل نسبی خودش نگه می‌دارد. تقویت‌کننده موجب بهبود خواص مکانیکی ساختار می‌گردد. به‌طور کلی، تقویت‌کننده می‌تواند به‌صورت فیبرهای کوتاه و یا بلند و پیوسته باشد[٢].
[↑] تعریف
بر اساس تعریف انجمن متالورژی آمریکا: به ترکیب ماکروسکوپی دو یا چند مادهٔ مجزا که سطح مشترک مشخصی بین آن‌ها وجود داشته باشد، کامپوزیت گفته میشود.[٣]
[↑] دید کلی
[↑] تاریخچه
[↑] دسته‌بندی کامپوزیت‌ها
از لحاظ زیستی، به دو دسته: یکی، کامپوزیت‌های طبیعی. مانند استخوان، ماهیچه، چوب و ... و دیگر، کامپوزیت‌های مصنوعی (مهندسی) بخش میشود. در این میان، کامپوزیت‌های مهندسی از نظر فاز زمینه به سه دسته‌ی زیر دسته‌بندی میشود:
- CMC (کامپوزیت‌های با زمینهٔ سرامیکی)
- PMC (کامپوزیت‌های با زمینهٔ پلیمری)
- MMC (کامپوزیت‌های با زمینهٔ فلزی)
دسته‌بندی کامپوزیت‌ها از لحاظ نوع تقویت‌کننده، به دوسته‌ی زیر است:
- FRC (کامپوزیت‌های تقویت‌شده با فیبر)
- PRC (کامپوزیت‌های تقویت‌شده توسط ذرات)
در کامپوزیت‌های زیست‌تجزیه‌پذیر، فاز زمینه و تقویت کننده، از موادی که در طبیعت تجزیه می‌شوند، ساخته می‌شوند. در کامپوزیت‌های سبز، معمولاً فاز زمینه از پلیمرهای سنتزی قابل جذب بیولوژیکی و تقویت‌کننده‌ها از فیبرهای گیاهی ساخته می‌شوند.
[↑] کاربردها
استفاده از مصالح جدید و به‌خصوص کامپوزیت‌ها به‌جای فولاد در دهه‌ی اخیر، در دنیا به‌شدت مورد علاقه بوده است. کامپوزیت‌ها از یک ماده چسباننده (اکثراً اپوکسی) و مقدار مناسبی الیاف تشکیل یافته است. این الیاف ممکن است از نوع کربن، شیشه، آرامید و ... باشند، که کامپوزیت حاصله به‌ترتیب، به‌نام AFRP، GFRP، CFRP خوانده میشود. مهم‌ترین حسن کامپوزیت‌ها، مقاومت بسیار عالی آن‌ها در مقابل خوردگی است. به‌همین دلیل، کاربرد کامپوزیت‌های FRP در بتن‌آرمه به‌جای میل‌گردهای فولادی، بسیار مورد توجه قرار گرفته است
قابل یادآوری است که خوردگی میل‌گرد در بتن مسلح به فولاد به‌عنوان یک مسئله بسیار جدی تلقی می‌گردد. تاکنون بسیاری از سازه‌های بتن‌آرمه در اثر تماس و مجاورت با سولفات‌ها، کلرورها و سایر عوامل خورنده دچار آسیب جدی گردیده‌اند، چنانچه فولاد به‌کار رفته در بتن تحت تنش‌های بالاتر در شرایط بارهای سرویس قرار گیرند، این مسئله به‌مراتب بحرانی‌تر خواهد بود. یک سازه بتن‌آرمه معمولی که به میل‌گردهای فولادی مسلح است، چنانچه در زمان طولانی در مجاورت عوامل خورنده نظیر نمک‌ها، اسیدها و کلرورها قرار می‌گیرد، قسمتی از مقاومت خود را از دست خواهد داد. به‌علاوه، فولادی که در داخل بتن زنگ می‌زند، بر بتن اطراف خود فشار آورده و باعث خرد شدن آن و ریختن پوسته بتن می‌گردد.
تاکنون تکنیک‌هایی جهت جلوگیری از خوردگی فولاد در بتن‌آرمه توسعه داده شده و به‌کار رفته است که در این ارتباط می‌توان به پوشش میل‌گردها توسط اپوکسی، تزریق پلیمر به سطح بتن و یا حفاظت کاتدیک اشاره نمود. با این وجود هر یک از این روش‌ها تا حدودی و فقط در بعضی از زمینه‌ها موفق بوده‌اند. به‌همین جهت، به‌منظور حذف کامل خوردگی میل‌گردها، توجه محققان و متخصصان بتن‌آرمه به حذف کامل فولاد و جایگزینی آن با مواد مقاوم در مقابل خوردگی معطوف گردیده است. در همین راستا، کامپوزیت‌های FRP (پلاستیک‌های مسلح به الیاف) از آن‌جا که به‌شدت در محیط‌های نمکی و قلیایی در مقابل خوردگی مقاوم هستند، موضوع تحقیقات گستردهای به‌عنوان یک جانشین مناسب برای فولاد در بتن‌آرمه، به‌خصوص در سازه‌های ساحلی و دریایی گردیده‌اند.
لازم به ذکر است که اگر چه مزیت اصلی میل‌گردهای از جنس FRP مقاومت آن‌ها در مقابل خوردگی است، با این وجود خواص دیگر کامپوزیت‌های FRP نظیر مقاومت کششی بسیار زیاد (تا ۷ برابر فولاد)، مدول الاستیسیته قابل قبول، وزن کم، مقاومت خوب در مقابل خستگی و خزش، عایق بودن در مقابل امواج مغناطیسی و چسبندگی خوب با بتن، مجموعه‌ای از خواص مطلوب را تشکیل می‌دهد که به جذابیت کاربرد FRP در بتن‌آرمه افزوده‌اند. اگر چه بعضی از مشکلات نظیر مشکلات مربوط به خم کردن آن‌ها و نیز رفتار کاملاً خطی آن‌ها تا نقطه شکست، مشکلاتی از نظر کاربرد آن‌ها فراهم نموده‌اند که امروزه موضوع تحقیقات گستردهای به‌عنوان یک جانشین مناسب برای فولاد در بتن‌آرمه، به‌خصوص در سازه‌های ساحلی و دریایی گردیده‌اند.
لازم به ذکر است، تحقیقاتی که در ۱۰ سال اخیر، در دنیا صورت گرفته است، نتیجه آن، از جمله در آئین‌نامه ACI-۴۴۰ انتشار یافته است.
گذشته از این، فایبرگلاس یکی دیگر از پرکاربردترین کامپوزیت‌هاست. فایبرگلاس یک کامپوزیت با زمینهٔ پلیمری است که توسط فیبرهای شیشه تقویت شده‌است. در ساخت بدنه جنگنده‌های رادارگریز از کامپوزیت‌هااستفاده میشود. همچنین در ساخت قطعات هواپیما و پرهٔ نیروگاه بادی و پرهٔ هلیکوپتر از کامپوزیت‌ها استفاده می شود. بطور کلی مواد کامپوزیتی(مواد مرکب) به دلیل داشتن جرم بسیار کم و مقاومت بالا نسبت به فلزات، در صنعت هوا و فضا کاربرد وسیعی دارند.
[↑] مزایای مواد کامپوزیتی
[↑] سختی کامپوزیت‌های تک جهته
[۴]
[۵]
[٦]
[٧]
[٨]
[۹]
[۱٠]
[۱۱]
[۱٢]
[۱٣]
[۱۴]
[۱۵]
[۱٦]
[۱٧]
[۱٨]
[۱۹]
[٢٠]
[↑] يادداشت‌ها
يادداشت ۱: اين مقاله برای دانشنامهی آريانا توسط … برشتۀ تحرير درآمده است.
[↑] پيوست‌ها
پيوست ۱:
پيوست ٢:
پيوست ۳:
پيوست ۴:
پيوست ۵:
پيوست ۶:
[↑] پی‌نوشت‌ها
[۱]-
[٢]-
[٣]-
[۴]-
[۵]-
[٦]-
[٧]-
[٨]-
[۹]-
[۱٠]-
[۱۱]-
[۱٢]-
[۱٣]-
[۱۴]-
[۱۵]-
[۱٦]-
[۱٧]-
[۱٨]-
[۱۹]-
[٢٠]-
[↑] جُستارهای وابسته
□
□
□
[↑] سرچشمه‌ها
□
□
□
□
[↑] پيوند به بیرون
□ [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20]