الیاف مورد استفاده در ساخت کامپوزیت ها ، از نظر منشاء تولید و همچنین از نظر بافت مورد نظر می باشد که در این مقاله معرفی خواهیم کرد. مواد اصلی تشکیل دهنده کامپوزیت‌های لیفی، الیاف و رزین‌ها (ماتریس یا زمینه‌ها) هستند. در کامپوزیت‌های چند لایه، می‌توان از چند نوع الیاف نیز استفاده کرد که به آنها کامپوزیت‌های مخلوط (Hybrid) گویند. معمولا سعی می‌شود از یک نوع زمینه استفاده شود تا چسبندگی خوبی بین لایه‌ها وجود داشته باشد.
الیاف حجم قابل توجهی از انواع کامپوزیت را تشکیل می‌دهند. وظیفه اصلی آنها تحمل بار اعمال شده به کامپوزیت می‌باشد. نوع لیف، مقدار آنها و آرایش یافتگی آنها بسیار حائز اهمیت‌اند و بر خواص زیر تاثیر می‌گذارند:
- استحکام و مدول کششی، فشاری و خمشی
- استحکام خستگی (Fatigue)
- ضرایب انتقال حرارت و الکتریسیته
- وزن مخصوص کامپوزیت
- قیمت
انواع الیاف مورد استفاده در صنعت کامپوزیت
در ادامه مطلب الیاف مورد استفاده در ساخت کامپوزیت ها، شرح داده می‌شوند. سپس به مهمترین الیاف مورد استفاده در صنعت کامپوزیت اشاره خواهند شد.
- لیفت یا تار (Filament)
- رشته الیاف (Strand)
- نخ (Yarn)
- دسته الیاف نتابیده (Roving)
- الیاف کوتاه یا خرد شده (Chopped Strand)
- الیاف آسیاب شده (Milled fiber)
- پارچه الیاف نمدی یا سوزنی (Chopped Strand Mat)
- پارچه الیاف سوزنی با الیاف پیوسته (Continuous Filament Mat)
- تیشو (Tissue)
- پارچه‌های بافته شده (Woven Rovings/ fabric)
- الیاف هیبریدی (Hybrid)
لیفت یا تار (Filament)
به رشته‌های بسیار باریکی از الیاف گفته می‌شود که قطر بسیار کمی (در حد چند میکرون) دارند.
رشته الیاف (Strand)
به تعدادی از لیف‌ها یا تارهای الیاف که کنار هم قرار گرفته باشند گفته می‌شود.
نخ (Yarn)
به رشته الیاف پیچیده شده گویند. به عبارت دیگر همان رشته الیاف هستند که مقداری تابیده شده‌اند. معمولا این نخ‌ها روی یک هسته چوبی، کاغذی و یا پلاستیکی پیچیده می‌شوند (شکل 1).
شکل 1: یک نمونه دوک نخ الیاف شیشه
دسته الیاف نتابیده (Roving)
به یک یا چند رشته از الیاف (حدود 200 تار) که کنار هم به طور موازی و بدون تاب قرار گرفته باشند گفته می‌شود (شکل 2) که غالبا روی یک دوک (هسته) پیچیده می‌شوند. بسته به نوع کاربرد و فرآیند مورد استفاده، انواع مختلفی از این نوع الیاف به بازار عرضه می‌شوند.
شکل 2: نمونه دوک دسته الیاف نتابیده
الیاف کوتاه یا خرد شده (Chopped Strand)
به الیافی گفته می‌شود که عمدتا در ترکیبات قالب‌گیری مورد استفاده قرار می‌گیرند و طول آنها از 3 تا 50 میلیمتر می‌باشد (شکل 3).
الیاف آسیاب شده (Milled fiber)
به الیاف بسیار کوتاهی گفته می‌شود که طول آنها جدود mm 2/0- 08/0 می‌باشد و از آسیاب کردن رشته الیاف پیوسته با آسیاب‌های چکشی تهیه می‌شوند (شکل 3). از این الیاف به عنوان پرکننده (filler) در رزین‌ها استفاده می‌شود و صافی سطح را بهبود می‌دهند. همچنین به عنوان افزایش دهنده ظاهری ویسکوزیته (Thixoteropic) مورد استفاده قرار می‌گیرند.
شکل 3: الیاف آسیاب شده (شکل سمت راست) و الیاف کوتاه شیشه (شکل سمت چپ)
پارچه الیاف نمدی یا سوزنی (Chopped Strand Mat)
الیاف سوزنی، نمدی و یا CMS رایج‌ترین الیاف مورد استفاده در صنعت کامپوزیت‌اند. این الیاف ترکیبی از الیاف خرد شده‌ای هستند که به صورت اتفاقی و درگیر درهم پخش شده‌اند (شکل 4) تا یک پارچه نمد مانندی را تشکیل دهند. طول الیاف در آنها معمولا حدود mm 50 می‌باشد و وزن واحد سطح آنها از 200 تا g/m2 600 متغیر است.
شکل 4: پارچه الیاف نمدی یا سوزنی
پارچه الیاف سوزنی با الیاف پیوسته (Continuous Filament Mat)
این نوع از پارچه الیاف که به CFM معروفند، الیافی مشابه پارچه الیاف CSM هستند با این تفاوت که رشته‌های الیاف در آنها به صورت پیوسته است و به راحتی از هم جدا نمی‌شوند (شکل 5).
شکل 5: پارچه الیاف سونی با الیاف پیوسته
تیشو (Tissue)
تیشو که به نام‌های mat و Veil نیز نامیده می‌شود، به یک پارچه نازک نمدی ساخته شده از الیاف بسیار نازک که به صورت اتفاقی توزیع گردیدهاند، اطلاق می‌گردد (شکل 6). این نوع الیاف که از نظر ساختار شبیه دستمال کاغذی می‌باشند، به منظور تقویت ناحیه غنی از رزین قطعات کامپوزیتی و همچنین بهبود صافی سطح آنها ابداع گردیدهاند. نوع مشابه دیگری از آنها وجود دارد که نمدهای چند لایه (overlay mat) نامیده شده و فقط مقداری ضخیم‌ترند.
تیشوها در ضخامت‌های مختلف از 08/0 تا mm 34/0 با وزن واحد سطحی از 30 تا g/m2 60 و از جنس شیشه یا الیاف سنتزی نظیر پلی آکریلونیتریل یا پلی استر (پلی اتیلن ترفتالات) موجود می‌باشند. تیشوهای الیاف شیشه غالباً از الیاف شیشه نوع C (نوع مقاوم در برابر مواد شیمیایی) تهیه می‌گردند.
شکل 6: یک نمونه تیشو
پارچه‌های بافته شده (Woven Rovings/ fabric)
این پارچه‌ها به دو روش بافت نخ و یا دسته الیاف نتابیده تهیه می‌گردند و در بافت‌های مختلف و با وزن واحد سطح متفاوت و نتیجتاً ضخامت‌های مختلف به بازار عرضه می‌گردند (شکل 7).
شکل 7: انواع مختلف پارچه‌های بافته شده
منظور از الیاف تکس و دنیر در الیاف مورد استفاده در ساخت کامپوزیت ها چیست؟
دو تعریف از الیاف کامپوزیت و مقدار استفاده آن که باید بدانیم. تکس و دنیر
تکس (Tex)
وزن 1000 متر از الیاف را برحسب گرم گویند.
دنیز (Denier)
به وزن 9000 متر از الیاف برحسب گرم، دنیز گفته می‌شود. این ویژگی بیانگر ظرافت الیاف بوده و هرچه کمتر باشد الیاف ظریف‌تر خواهند بود.
الیاف مورد استفاده در ساخت کامپوزیت ها از نظر منشاء تولید
از نظر منشا، الیاف به سه دسته معدنی، آلی و طبیعی تقسیم می‌شوند. الیاف شیشه، پنبه کوهی (asbestos) و بازالت منشا معدنی و الیاف کربن و آرامید از جمله الیاف سنتزی می‌باشند. الیاف طبیعی خود دارای سه گروه الیاف با منشا حیوانی (مانند موی بز)، گیاهی (مانند کنف) و معدنی (مانند پنبه کوهی) می‌باشند.
مهمترین الیاف مورد استفاده در صنعت کامپوزیت عبارتند از: الیاف شیشه، الیاف کربن، الیاف آرامید و آلی (نظیر الیاف پلی اتیلن با آرایش یافتگی بالا).
الیاف هیبریدی (Hybrid)
برای خواندن مقاله الیاف هیبریدی و انواع آن اینجا کلیک نمائید. همچنین برای خواندن مقاله جنس نخ های هیبریدی و مزایای آنها اینجا کلیک کنید.
مقالات مرتبطی که در این مورد در سایت می توانید بخوانید.
مقاله کامپوزیت طبیعی در کشورهای مختلف و کاربرد آنها
مقاله فرآیند هیبریداسیون در کامپوزیت ها
مقاله قبلی سایت آگهی تخصصم اینه را می توانید اینجا بخوانید
همچنین شما دوست عزیز و متخصص نیز می توانید مقالات خود را با اسم خودتون (شرکت، اشخاص و مخترعان) به همراه تبلیغ تخصص، محصولات و خدمات خود در آخر آن در سایت تخصصم اینه به رایگان منتشر نمایید. البته به شرطی که مقاله کپی از سایت های دیگر و حتی خودتون نباشد. مقالات تا همیشه در سایت خواهند ماند.
اینجا کلیک کنید تا شرایط نوشتن و فرستادن مقاله را مشاهده نمایید.
برای تبلیغ خدمات و محصولات تخفیفدار خود در صفحه اول سایت با حداقل هزینه(با لینک فالو به سایت) اقدام نمایید(از اینجا بیشتر مطالعه کنید).
در فرم زیر نیز می توانید ایمیل خود را برای دریافت آخرین مقاله های سایت وارد نمایید.
