پاورپوینت کامپوزیتها و کاربرد آنها

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 2 :

عنوان سمینار: کامپوزیتها و کاربرد آنها

اسلاید 3 :

فهرست مطالب
تعریف
اولین کامپوزیتها
اجزا کامپوزیت
مزايا و خواص
فرایندهای تولید
کاربردها
وضعیت صنعت کامپوزیت در ایران
برخی تجهیزات لازم جهت تجهیز کارگاه تولید قطعات کامپوزیتی
اخبار
جمع بندي و نتيجه گيري
مراجع

اسلاید 4 :

تعریف
كامپوزيت به رده ای از مواد پیشرفته مي گويند كه:

از امتزاج فیزیکی دو يا چند ماده با يكديگر در مقیاس ماکروسکوپیک به منظور ایجاد موادی جدید با خواص مکانیکی و فیزیکی برتر تشكيل شده؛

اجزای تشکیل دهنده ویژگی خود را حفظ کرده؛

در یکدیگر حل نشده؛

با هم ممزوج نمی شوند .

اسلاید 5 :

اولین کامپوزیتها
کاه گل و آجرهای گلی
که در ساخت آنها از تقویت کننده کاه استفاده می شد. هنگامی که این دو باهم مخلوط بشوند در نهایت آجرپخته بدست می آید که بسیار ماندگار تر و مقاوم تر از هر دو ماده اولیه یعنی گل و کاه است.

قایقهایی که سرخ پوست ها با قیر و بامبو می ساختند.

تنورهایی که از گل ، پودر شیشه و پشم بز ساخته می شدند و در نواحی مختلف کشورمان یافت شده است.

شايد هم اولين کامپوزيت را مصريها ساخته باشند که در قايقهايشان به چوب بدنه مقداري پارچه می بستند تا در اثر خيس شدن چوب باد نکند.

اما سابقه استفاده از کامپوزیتهای پیشرفته به دهه 1940 باز می گردد. در آن زمان ارتشهای آمریکا و شوروی سابق در رقابتی تنگاتنگ با یکدیگر ، موفق به ساخت کامپوزیت پایه پلیمری الیاف بور - رزین اپوکسی برای استفاده در صنعت هوا فضا شدند.

اسلاید 6 :

اجزا کامپوزیت
کامپوزیتها عموما از دو جزء تشکیل شده اند:

1. فاز بستر (فاز پيوسته یا نگهدارنده یا ماتريس) matrix

بستر، مادهاي است پيوسته که مادة دوم را در می گیرد. بنابراین مقدار مادهاي که به عنوان بستر استفاده ميشود
بيشتر از تقويتکننده است. يك پليمر گرماسخت يا گرمانرم ميباشد كه گاهي قبل از سخت شدن آنرا رزين مينامند.

2. فاز تقويت كننده (فاز نا پيوسته) Reinforcement

تقويتکنندهها موادي هستند خنثی که به صورت تکهتکه، در يک زمينة پيوسته وارد ميشوند تا خواص مادة زمينه را بهتر کنند.
این مواد که معمولا بصورت الیاف می باشند ،عضو بار پذیر اصلی سازه بوده و به زمینه استحکام و سفتی می بخشد.
 تقويتکنندهها ميتوانند به صورت يک صفحه، يک رشته ( نخ)، يا يک ذره (پودر) وارد حجم زمينه شوند و خواص آن را بهبود بخشند.

اولين وظيفة بستر احاطة مادة تقويتکننده است به طوري که آنها رادر محل وآرایش مطلوب نگاهداشته و
نمی گذارد مادة تقويتکننده پراکنده شود؛
وظيفة دوم، محافظت از مادة تقويتکننده در برابر عوامل شيميايي (دما، رطوبت، ضربه و.) است؛
وظيفة سوم اين است که چون مواد بستر را نرم انتخاب ميکنند، وقتي نيرو به مادة مرکب (کامپوزيت) وارد ميشود،
توسط بستر به مادة تقويتکننده انتقال داده شود تا مادة تقويتکننده نيرو را تحمل کند.

اسلاید 7 :

انواع كامپوزيت ها
كامپوزيت ها به سه دسته زیر طبقه بندي مي گردند:

کامپوزیتهای بستر پلیمری ((PMC Polymer Matrix Composites

کامپوزیتهای بستر فلزی(MMC) Metal Matrix Composites

کامپوزیتهای بستر سرامیکی Ceramic Matrix Composites (CMC) 
CMC ها را فایبرگلاس یا پلاستیکهای تقویت شده با الیاف (FRP) نیز می گویند.

امروزه كامپوزيت هاي پليمري روز به روز گسترش و پيشرفت داشته و نوع فلزي و سراميكي بخش بسيار محدودي را در دنياي كامپوزيت ها شامل مي شود و در حقيقت هنگامي كه صحبت از كامپوزيت ها است، منظور نوع پليمري آن مي باشد.

اسلاید 8 :

مزايا و خواص
استحكام و مقاومت ضربه اي بالا
انعطاف پذيري
مقاومت در برابرعوامل خورنده محيطي و شيميايي
سبكي در عین بالا بودن نسبت مقاومت به وزن (حتی تا 15 برابر برخی از فولادها)
وجود روش های مختلف ساخت و امکان تولید اشکال پیچیده و متنوع
سهولت و سرعت بالا در ساخت
صرفه اقتصادی
و .

اسلاید 9 :

فرایندهای تولید
بطور کلی مواد اولیه تولید کامپوزیتها شامل رزینها، الیاف و مغزیها می باشد که هر کدام دارای خواص ویژه ای از قبیل استحکام، سفتی، چغرمگی، مقاومت حرارتی، قیمت، سرعت تولید و . هستند.
خواص ویژه یک قطعه کامپوزیتی نه تنها تابعی از خواص ویژه مواد اولیه است، بلکه به شیوه طراحی، نحوه به کار گیری، قرار گرفتن در درون سازه و فرآیند تولید نیز وابسته است.

تعدادی از روشهای متداول تولید قطعات کامپوزیتی عبارتند از:

لایه گذاری خیس یا دستی Hand Lay-up
لایه گذاری پاششی Spray-up
قالب گیری حرارتی (SMC) Sheet Molding Compound
قالب گیری با کیسه خلا (مکش) Vacuum Bag Molding
رشته پیچی Filament Winding
کشش رانی Pultrusion
قالب گیری با انتقال رزین Resin Transfer Molding (RTM)
پخش یا نفوذ ورقه رزین (RFI) Resin Film Infusion

اسلاید 10 :

طرح شماتیک لايه گذاري دستي
مزایا:
استفاده در سالیان متمادی
سادگی روش
ابزار آلات ارزان قیمت
پخت در دما و فشار محیط
کاربرد وسیع

معایب:
نیاز به تبهر کارگر
تماس مستقیم با رزین

کاربردها:
ساخت کشتی،گنبد ها، کانالهای آب،
استخر، تانکر، میز و صندلی، قطعات خودرو،
اطاقک و خانه های پیش ساخته، کیوسکها،
قطعات معمتری ساختمان.

اسلاید 11 :

طرح شماتیک لایه گذاری پاششی
مزایا:
اختلاط کامل و با اندازه مناسب ذرات
صرفه جویی در هزینه ها و مواد
پاشش اجزا بصورت یکنواخت و
با ضخامت ثابت
کیفیت بالای قطعات

کاربردها:
صفحاتی که نیروی کمی تحمل می کنند
مثل: بدنه کاروانها، بادگیرهای کامیونها،
وانهای حمام، سینی های زیر دوشی،
قایقهای کوچک

اسلاید 12 :

طرح شماتیک قالب گیری حرارتی
مزایا:
نسبت الیاف بیشتر در چند لایی
میزان حباب کمتر در سازه
عدم انتشار گازهای سمی و مواد فرار
در محیط


کاربردها:
حمل و نقل (قطعات خودرو مانند کاسه چراغ)
الکتریک (کلید فیوز)
ساختمان (کاشیها)
سایر (قایقهای بزرک تفریحی و مسافرتی،
قطعات ماشینهای مسابقه ای)

اسلاید 13 :

رشته پیچی Filament Winding
مزایا:
سرعت اجرای بالا
صرفه اقتصادی
تنظیم دقیق نسبت رزین به الیاف
استفاده از الیاف در ساده ترین
شکل آن
استحکام بالای کامپوزیت تولیدی
در برابر نیروهای وارده

کاربردها:
خطوط لوله آبرسانی
خطوط لوله و مخازن نگهداری
مواد شیمیایی
کپسولهای گاز CNG
کپسولهای تنفسی آتش نشانی
کپسولهای اطفاء حریق

اسلاید 14 :

کشش رانی Pultrusion
مزایا:
سرعت بالا
صرفه اقتصادی
تنظیم دقیق نسبت رزین به الیاف
استفاده از الیاف درشکل رشته ای
آن
خواص ساختی بسیار خوب سازه
عدم انتشار گازهای سمی و مواد فرار
در محیط

کاربردها:
تیرکها و تیرهای حمال سقف ساختمان
پلها
نردبانها و چارچوب
عایقها در صنایع الکترونیک مانند
مقره های الکتریکی

اسلاید 15 :

کاربردهای کامپوزیتها
صنایع دریایی
صنعت هوا فضا
صنعت نفت ، گاز و پتروشیمی
صنعت راه و ساختمان
صنایع دفاعی
صنایع خودرو سازی
صنایع انرژی
صنایع ورزشی و تفریحی
صنایع پزشکی
و .

اسلاید 16 :

کاربرد: صنایع دریایی
با توجه به پایداری بسیار زیاد کامپوزیتهای بستر پلیمری و مقاومت بسیار خوب آنها در محیطهای خورنده، این کامپوزیتها، کاربردهای وسیعی در صنایع دریایی پیدا کرده اند که از آن جمله می توان به ساخت بدنه قایقها و کشتیها و تاسیسات فراساحلی اشاره داشت.
استفاده از کامپوزیتها در این صنعت، حدود 60% صرفه جویی اقتصادی داشته است .

اسلاید 17 :

کاربرد: صنعت هوا فضا
ساخت بدنه هواپیما، پره های هلیکوپتر و پوشش رادار هواپیما و حتی در تهیه لباس فضا نوردان از کاربردهای کامپوزیت در صنعت هوا فضا است.

اسلاید 18 :

کاربرد: صنعت نفت ، گاز و پتروشیمی
این مواد در صنعت نفت وگاز نیز به منظور ترمیم و تقویت سازه های فرسوده
و ترمیم لوله های فرسوده نفت و گاز به کار میروند (لوله هاي انتقال گاز
غالباً دچار مشكل خوردگي مي گردند).
امروزه يكي از روشهاي مناسب تعمير در دنيا،
استفاده از كامپوزيت ها مي باشد.

اسلاید 19 :

کاربرد: صنایع انرژی
کامپوزیت ها با توجه به ساختار شبکه ای و طولی ای که دارند گرما را فقط در جهت طولی منتقل می کنند و نه عرضی
بنابراین به عنوان عایق گرما برای دیواره توربین ها مناسب می باشند.
همچنین در تهیه انواع قابهای لامپ روشنایی استفاده می شوند.

اسلاید 20 :

کاربرد: صنعت راه و ساختمان
سطح کامپوزيتي، 6 تا 7 برابر سطح بتون آرمه ظرفيت تحمل بار را دارد
و اين در حالي است که تنها 20 درصد وزن آنرا داراست.
طول عمر آنها نسبت به مشابه فولادي و بتني چندين برابر است.
کامپوزيت ها در طول دوره سرما منقبض نمي شوند
و مانند آهن در محيط مرطوب زنگ نمي زنند
و در محيط دريا دچار خوردگي نمي شوند
توانايي استفاده از کامپوزيت ها در ساخت
سازه هاي پيش ساخته و سبک وزن باعث
مي شود که هزينه بناي سازه بشدت کاهش يابد.
کامپوزيت ها مي توانند با مقاومت بالايي
كه در برابر خوردگي و خستگي از خود نشان
مي دهند، هزينه هاي مربوط به تعمير و
نگه داري خود را به حداقل برسانند .