کامپوزیت یا فایبرگلاس چیست و چه کاربردهایی دارد؟

کامپوزيت

کامپوزيت بصورت زير تعريف مي‌شود: ماده‌اي اطلاق مي‌شود که از دو فاز ماتريس و تقويت کننده تشکيل شده باشد و از فاز دوم حداقل به اندازه ? درصد استفاده شده باشد. به ترکيب ماتريس با الياف (يا ماده تقويت کننده) زير ? درصد کامپوزيت گفته ميشود.تعريف عمومي مخلوط دو يا چند ماده با ترکيب و خواص معين به طوري که در مجموعه سيستم هر کدام با مشخصات فيزيکي و مکانيکي خاص خود ظاهر مي شوند. مهم ترين اختلاف بين آلياژ ها (مواد تک سازه) و کامپوزيت ها (مواد چند سازه) از همين ويژگي حاصل مي شود.

- کامپوزيت به موادي گفته مي‌شود که از يک فاز زمينه و يک تقويت کننده تشکيل شده باشند.

- تعريف انجمن متالورژي آمريکا : به ترکيب ماکروسکوپي دو يا چند ماده مجزا که سطح مشترک مشخصي بين آنها وجود داشته باشد، کامپوزيت گفته مي‌شود.

کامپوزيت از دو قسمت اصلي ماتريس و تقويت کننده تشکيل شده‌است. ماتريس با احاطه کردن تقويت کننده آن را در محل نسبي خودش نگه مي‌دارد. تقويت کننده موجب بهبود خواص مکانيکي ساختار مي‌گردد. به طور کلي تقويت کننده مي‌تواند به صورت فيبرهاي کوتاه و يا بلند و پيوسته باشد

اصول طراحي و تعيين يک کامپوزيت
1) بايد مصنوعي و ساختگي باشد.
2) بايد ترکيبي باشد از حداقل دو ماده مجزاي شيميايي با يک فصل مشترک واضح که ترکيبات را جدا مي کند.
3) مواد مجزايي که کامپوزيت را شکل مي دهند بايد بطور سه بعدي ترکيب شوند.
4) بايد براي دستيابي به خواصي که توسط هيچ يک از ترکيبات خاص بدست نمي آيد، توليد شود.

انواع کامپوزيت ها
بر اساس زمينه فلزي (Metal Matrix Composite)
غير فلزي
پليمري (Polymer Matrix Composite)
سراميکي (Ceramic Matrix Composite)

کامپوزيت هاي زمينه پليمري قابليت توليد توسط اکثر روش هاي توليد، چگالي پايين، خواص مکانيکي خوب شيميايي دو نوع مواد پليمري در کامپوزيت ها بکار مي روند که عبارتند از مواد ترمو پلاستيک و ترموست جهت توليد PMC ها از روش هاي فشاري، تزريقي، اکستروژن استفاده مي شود. معروف ترين آنها پلي اتيلن، پلي استارين، پلي کروکلن و… مي باشند.

دسته‌بندي کامپوزيت‌ ها از ديدگاه زيستي
1) کامپوزيت‌ هاي طبيعي. مانند استخوان، ماهيچه، چوب و ...

2) کامپوزيت‌ هاي مصنوعي (مهندسي)

دسته‌بندي کامپوزيت‌ هاي مهندسي از لحاظ فاز زمينه
1) کامپوزيت‌ هاي با زمينه سراميکي (CMC)

2) کامپوزيت‌ هاي با زمينه پليمري (PMC)

3) کامپوزيت‌ هاي با زمينه فلزي (MMC)

دسته‌بندي کامپوزيت‌ ها از لحاظ نوع تقويت کننده
1) کامپوزيت‌ هاي تقويت شده با فيبر (FRC)

2) کامپوزيت‌ هاي تقويت شده توسط ذرات (PRC)

3) کامپوزيت هاي سبز (کامپوزيت هاي زيست تجزيه پزير)

در اينگونه کامپوزيت‌ ها، فاز زمينه و تقويت کننده، از موادي که در طبيعت تجزيه مي‌شوند، ساخته مي‌شوند. در کامپوزيت‌ هاي سبز، معمولاً فاز زمينه از پليمرهاي سنتزي قابل جذب بيولوژيکي و تقويت کننده ‌ها از فيبرهاي گياهي ساخته مي‌شوند.

مراحل طراحي کامپوزيت ها
1) گرد آوري اطلاعات در خصوص کاربرد قطعه (نيروهاي استاتيک، ديناميک و شرايط محيطي)

2) مشخصات اوليه قطعه (مواد، ابعاد و چيدمان لايه ها)

3) زمان و هزينه

4) بررسي روش هاي محاسباتي (تحليل و عددي)

5) شناسايي روش هاي ساخت

6) نحوه مونتاژ (روش هاي اتصال قطعات)

7) بهينه سازي (وزن کم، استحکام بالا و هزينه پايين)

دريچه هاي کامپوزيتي
دريچه هاي مورد استفاده در صنعت کشور که به همت و تلاش متخصصان داخلي طراحي و به مرحله توليد صنعتي رسيده است. دريچه هاي نسل جديد، ساخته شده از پلاستيک فشرده مي باشد که اين امر موجب کاهش قابل توجهي در وزن دريچه مي شود و حمل و نصب را براي پيمانکار بسيار راحت مي کند دريچه هاي کوپليمري به دليل ارزاني ، سبکي و راحتي در حمل و نصب، نوع جنس و قيمت و تنوع در توليد، ماندگاري و غير قابل بازيافت و سرقتي بودن مي تواند بهترين گزينه براي جايگزيني دريچه هاي چدني و کامپوزيتي باشد. دريچه هاي توليد شده به دليل استفاده از مواد پترشيمي و فرمول انحصاري از انعطاف پذيري بالاي برخوردار است. برخورداري از طراحي مهندسي، مقاوم در برابر اشعه UV خورشيد، مقاوم در برابر آب شور، آب هاي زير زميني جريان هاي الکتريکي و الکتروليز سرگردان، زيبا و مناسب با طراحي شهري ، بدون آلودگي و سازگار با محيط زيست سروصدا را از مزاياي استفاده از دريچه هاي کوپليمري مي باشد.