کامپوزیت

پالتروژن (Pultrusion) یک فرآیند پیوسته است که برای تولید پروفیل های کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیاف (fiber-reinforced polymer (FRP)) با سطح مقطع ثابت استفاده می شود. انواع کامپوزیت ها یک ماده ترکیبی هستند که معمولا از یک پلیمر ترموست یا ترموپلاستیک تشکیل شده است که با الیاف شیشه، کربن، الیاف آرامید یا ترکیبی از آنها تقویت شده است. فرآیند پالتروژن در اوایل دهه 1950 با کار W. Brandt Goldsworthy در ایالات متحده بر روی رزین های پلی استر و Ernst Kühne در سوئیس روی رزین اپوکسی آغاز شد. از آن زمان تا کنون، این صنعت در سراسر جهان به حدود 350 شرکت تولیدکننده بزرگ گسترش یافته است که سهم بازار 10 شرکت بزرگ تقریبا 40 درصد است. امروزه، کامپوزیت‌های FRP در حال تبدیل شدن به یک انتخاب مواد به طور فزاینده‌ای محبوب در بسیاری از صنایع هستند و محصولاتی که با استفاده از فرآیند Pultrusion تولید می‌شوند، از این امر مستثنی نیستند. به عنوان مثال، بازار اروپا برای پلیمرهای تقویت شده با الیاف شیشه (1.1 میلیون تن، 2017) از سال 2009 رشد ثابت سالانه 2% را تجربه کرده است، که از این میان صنعت پالتروژن (53…

خواص کاربردی پلیمرها را می توان به خواص مکانیکی پلیمرها، خواص حرارتی پلیمرها، خواص رسانایی پلیمرها، خواص نوری پلیمرها و خواص خوردگی پلیمرها خلاصه کرد که در ادامه به توضیح هر کدام از موارد ذکر شده می پردازیم.

خواص مکانیکی پلیمرها

اولین خواص کاربردی پلیمرها مقاومت مواد پلیمری در برابر نیروها و تنش های وارد شده اعم از نیروهای کششی، برشی و فشاری منجر به ارائه اطلاعات مکانیکی در آن ها می گردد. خواص مکانیکی شامل سختی، استحکام، مدول الاستیسته و چقرمگی شکست، رفتار خستگی و خزشی اصلی ترین خاصیتی است که در پلیمرها، کامپوزیت ها و نانوکامپوزیت های پلیمری مورد توجه بوده و تعیین کننده رفتار مواد در برابر نیروهای وارده هستند. در بین انواع نمودارها و آزمون های مرتبط با خواص مکانیکی، منحنی تنش کرنش که در اثر اعمال نیروی کشش به قطعه پلیمری رسم می شود

اصلی ترین و رایج ترین شکل ارائه دهنده این خواص است. شکل نمودار تنش- کرنش انواع پلیمرها سه حالت متصور است که براساس ساختار زنجیره پلیمری تقسیم بندی می گردد. (برای مطالعه بیشتر این مقاله می توانید روی عن…

انواع کامپوزیت ها و روش های ساخت و تولید آنها عنوان مقاله ای است که به طور کاملا مفصل به کامپوزیت ها و انواع آن و همچنین روش های ساخت و تولید آنها خواهیم پرداخت. كامپوزيتها در ابتدايي ترين شكل خود، سازه هايي هستند كه از به هم پيوستن حداقل دو عنصر تشكيل يافته اند كه خواصي متفاوت از اجزاي تشكيل دهنده خود را دارا مي باشند. در عمل، اكثر سازه ها شامل توده اي از مواد بنام بستر (ماتريس) در كنار نوعي تقويت كننده مي باشند كه بخش تقويت كننده اساسا براي افزايش استحكام و سفتي، به ماتريس اضافه مي شود . تقويت كننده هاي فوق ، معمولا به شكل الياف بكار برده مي شوند(شکل 1). برای اطلاع بیشتر در این مورد مقاله انواع کامپوزیت ها و طبقه بندی آنها را مطالعه کنید.

شکل 1: فازهای تشکیل دهنده کامپوزیت دسته بندی اصلی کامپوزیت ها كامپوزيتهای زمینه پلیمری (PMC) كامپوزيتهای زمینه فلزی (MMC) كامپوزيتهای زمینه سراميكی (CMC) طبقه بندي كامپوزيت ها

از مواد مختلفي مي توان در ساخت كامپوزيتها استفاده كرد و ظاهراً هم محدوديتي در زمينه انواع تركي…

خواص مکانیکی پلیمرها، مقاومت مواد پلیمری در برابر نیروها و تنش های وارد شده اعم از نیروهای کششی، برشی و فشاری منجر به ارائه اطلاعات مکانیکی در آن ها می گردد. خواص مکانیکی شامل سختی، استحکام، مدول الاستیسته و چقرمگی شکست، رفتار خستگی و خزشی اصلی ترین خاصیتی است که در پلیمرها، کامپوزیت ها و نانوکامپوزیت های پلیمری مورد توجه بوده و تعیین کننده رفتار مواد در برابر نیروهای وارده هستند. در بین انواع نمودارها و آزمون های مرتبط با خواص مکانیکی، منحنی تنش کرنش که در اثر اعمال نیروی کشش به قطعه پلیمری رسم می شود اصلی ترین و رایج ترین شکل ارائه دهنده این خواص است. شکل نمودار تنش- کرنش انواع پلیمرها سه حالت متصور است که براساس ساختار زنجیره پلیمری تقسیم بندی می گردد و در ادامه به تحلیل نمودار تنش کرنش پلیمرها پرداخته و جدول مقایسه خواص پلیمرها را خواهیم گفت. در ادامه مقاله مبانی، خواص و دسته بندی پلیمرها به خواص مکانیکی انواع پلیمرها می پردازیم. انواع پلیمرها الف) پلیمرهای خطی یا شاخه ای (گرمانرم) ب) پلیمرهای شبکه ای یا متصل عرضی (گرماسخت) ج) الاستومرها در ادامه به خواص مکانیکی پلیمره…

الیاف آرامید و خواص آنها را در این مقاله به صورت کامل بررسی خواهیم کرد تا به با الیاف آرامید و خواص آن کاملا آشنا شوید. این نوع الیاف با توجه به طبقه بندی کامپوزیت ها در ساخت انواع کامپوزیت ها مورد استفاده می باشد. آرامید از نظر شیمیایی آرامید عبارتی کلی است که به پلی آمیدهای حلقوی یا آروماتیک (Aromatic Polyamides) اطلاق می‌شود تا از پلی آمیدهای آلیفاتیک یا خطی تمیز داده شوند. پلی آمیدهای حلقوی از مقاومت شیمیایی بیشتر، پایداری حرارتی بهتر، دمای انتقال شیشه‌ای و نقطه ذوب بالاتری نسبت به پلی آمیدهای خطی برخوردار می‌باشند. این پلیمرها حاوی گروه‌های آمید (-NH) و کرونیل (-CO-) به شکل واحدهای تکرار شونده زیر (AB یا AABB) می‌باشند:

- NH - Ar - CO -

- NH - Ar – HN - CO - Ar' - CO –

که ممکن است Ar و Ar' واحدهای آروماتیک یکسان و مختلفی باشند. واحدهای آروماتیک معمولا شامل حلقه‌های فنیلن (Phenylene) و نفتالین (Naphthalene) و یا هتروسیکلیک (Hetrocyclic) می‌باشند. در الیاف آرامیدی به جهت تکرار زیاد ساختار حلقوی با آرایش پا…

مقاله الیاف کربن، ساختمان و خواص آن  

کربن عنصری با چگالی g/cm3 2.27 است و شکل‌های مختلف بلوری دارد. شکل بلوری مورد نظر در الیاف کربن، ساختار گرافیتی آن است که در آن عناصر کربن به صورت لایه‌های شش ضلعی قرار گرفته‌اند. شکل دیگر و معروف کربن، ساختار کووالانسی الماس است که در آن اتم‌ها، شبکه‌های سه بعدی سخت و انعطاف‌ناپذیر تشکیل می‌دهند. الیاف کربن (که در آمریکا به آن الیاف گرافیت می‌گویند) الیافی به مراتب نازک‌تر از موی انسان (μm 200-100) در قطری بین μm 10-6 می‌باشند. علیرغم حجم بالای استفاده از آنها، قیمت الیاف کربن هنوز نسبتا بالا است. در شکل 1 انواع مختلف الیاف کربن مشاهده می شود.

(بیشتر…)

مقاله الیاف شیشه، انواع آن و نحوه ساخت آنها   الیاف شیشه الیاف شیشه رایج‌ترین و پر مصرف‌ترین لیف در مورد استفاده در صنعت کامپوزیت است. برحسب نوع و ترکیب مواد به کار رفته در تهیه آن‌ها، الیاف شیشه به انواع مختلف تقسیم‌بندی می‌شوند. ماده اصلی تشکیل دهنده الیاف شیشه همانند شیشه‌های معمولی (Soda- line glass)، سیلیکا (SiO2) است. اکسیدهای دیگر مانند B2O3 و Al2O3 برای اصلاح ساختمان شبکه SiO2 و همچنین بهینه کردن فرآیند ساخت نظیر پایین آوردن دمای ذوب به آن افزوده می‌شوند. ساختمان الیاف شیشه یک شبکه سه بعدی از سیلیکون، اکسیژن و دیگر اتم‌ها است (شکل 1) که به صورت غیر منظم (Random) در کنار هم قرار گرفته‌اند. لذا الیاف شیشه، ساختمانی آمورف یعنی غیر کریستالی و همسان (isotropic) دارند یعنی در تمام جهان دارای خواص مکانیکی یکسان هستند. مزایا و محدودیت‌های این لیف در مقایسه با دیگر الیاف به شرح جدول 1 است: (بیشتر…)

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) …

مقاله فرآیند هیبریداسیون در کامپوزیت ها   مقدمه از جمله عیوبی که درهنگام استفاده از رزین های ترموست به عنوان ماتریس در ساخت قطعات کامپوزیتی وجود دارد می توان به تردی(Brittleness) ، سیکل پخت طولانی (Cure cycle) و عدم امکان بازیافت ضایعات و قطعات ضایعاتی اشاره کرد. به منظور رفع این محدودیت ها، بهبود خواص مکانیکی و کاهش مشکلات موجود در فرآیند ساخت قطعات کامپوزیتی، مطالعه بر روی رزین های ترموپلاستیک از سال ۱۹۸۰ بسیار مورد توجه قرار گرفته است(الیاف هیبریدی و انواع آن). از طرفی ویسکوزیته بالای رزین های ترموپلاستیک (۵۰۰ تا ۵۰۰۰ پاسکال ثانیه) خود به بروز مشکلاتی در فرآیند ساخت منجر می­گردد. برای خواندن ادامه مقاله الیاف هیبریدی و انواع آن اینجا کلیک کنید و بخوانید. (بیشتر…)

الیافی که از منابع طبیعی مانند معادن، حیوانات و گیاهان بدست می آیند، در گروه الیاف طبیعی قرار می گیرند. الیاف طبیعی را می توان  به سه دسته:

معدنی حیوانی گیاهی

تقسیم نمود.

برای خواندن مقاله پلیمرها و الیاف طبیعی روی عنوان مقاله کلیک کنید و مطالعه نمائید.

همچنین اگر انواع کامپوزیت ها را نمی شناسید، روی انواع کامپوزیت ها کلیک کرده و مطالعه کنید.

خواص و ویژگی های الیاف طبیعی در ساخت کامپوزیت ها

الياف طبيعي، سايش تجهيزات اختلاط و قالبگيري را کم مي­ کند. که اين مي­تواند در کاهش هزينه نگهداري تجهيزات به صورت قابل توجهي کمک کند.

همچنين از نظر شرايط کاري در مقايسه با تقويت کننده ­هاي مصنوعي مانند الياف شيشه ايمن­ تر هستند.

همچنین الیاف طبیعی دوستدار محيط زيست و تخريب پذير مي باشند و توسط محيط تخريب مي­ شوند. در نتيجه، کاهش خطر ابتلا به مشکلات تنفسي يا پوستي است که شرايط بهتر کاري را براي افراد فراهم مي­کند.

مزيت الياف طبيعي اثرات زيست محيطي مثبت آنها به انرژي کمي براي تخريب شدن …

مقاله چالش های تولید کامپوزیت چوب-پلاستیک و آینده آن   مقدمه سابقه استفاده از چوب به عنوان مواد پرکننده به حدود ۹۰ سال گذشته مربوط می شود. بیشتر این چوب-پلاستیک ها در آن زمان روی مواد ترموست همانند رزین های فنل و فرمالدهید بود و در اواخر ۱۹۶۰ از رزین های ترموپلاستیک استفاده شد و در سال ۱۹۹۰ اکثر چوب پلاستیک ها را از رزین های ترموپلاستیک درست می کردند. (برای مطالعه بیشتر کامپوزیت های چوب-پلاستیک و مزایای آنها می توانید اینجا کلیک کنید و مقاله مربوطه را مطالعه نمائید) (بیشتر…)

از جمله عیوبی که درهنگام استفاده از رزین های ترموست به عنوان ماتریس در ساخت قطعات کامپوزیتی وجود دارد می توان به تردی(Brittleness) ، سیکل پخت طولانی (Cure cycle) و عدم امکان بازیافت ضایعات و قطعات ضایعاتی اشاره کرد. به منظور رفع این محدودیت ها، بهبود خواص مکانیکی و کاهش مشکلات موجود در فرآیند ساخت قطعات کامپوزیتی، مطالعه بر روی رزین های ترموپلاستیک از سال ۱۹۸۰ بسیار مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مواد مورد استفاده در تولید کامپوزیت های با ماتریس ترموپلاستیک الیاف هیبریدی می باشد. از طرفی ویسکوزیته بالای رزین های ترموپلاستیک (۵۰۰ تا ۵۰۰۰ پاسکال ثانیه) خود به بروز مشکلاتی در فرآیند ساخت منجر می­گردد. عدم آغشته سازی (Impregnation) عدم آغشته سازی (Impregnation)  کامل و یکنواخت الیاف تقویت کننده با رزین مذاب یکی از جدی ترین مشکلات فرآیند ساخت قطعات کامپوزیتی با پایه ترموپلاستیک می­باشد. معمولا برای غلبه بر این مشکل می­بایست دما و فشار فرآیند تا حد زیادی افزایش یابد که این خود سبب افزایش هزینه های فرآیند ساخت می شود. از این رو فرآیندهای جدید ساخت به استفاده از نخ های هیبریدی در س…

پالتروژن چیست؟ پالتروژن فرايندی است کم هزينه، حجم توليد بالا و با كيفيت مناسب برای تولید کامپوزیت، که در اين فرايند الياف آغشته شده در رزين به طرف قالب کشيده می شود تا قطعه ساخته بشود. اين فرايند شبيه فرايند اکستروژن فلزات می باشد با اين تفاوت که به عوض فشار دادن به داخل قالب که در فرايند اکستروژن فلزات هست، در فرايند پالتروژن مواد از داخل قالب به بيرون کشيده می شود. با فرايند پالتروژن قطعات با مقطع ثابت و طويل پيوسته ساخته می شود. در اين فرآيند كسر حجمی الياف از متوسط رو به بالاست. تاريخچه پالتروژن توسعه عمده اين فرايند ابتدا در امريکا انجام شده است و اولين اختراع در اين زمينه در سال 1946 در خصوص توليد ميله ماهيگيری به صورت تجاری به ثبت رسيد. قطعاتی که در فرايند های اوليه توليد مي شد سطوحی خشن داشتند که به وسيله ماشينکاری آنها را به صورت مطلوب و مخروطي در می آورند. با توسعه فرايند از قالب گرم  به منظور دستيابی به سطوحی صاف استفاده شد که در دهه 1950 تکميل گرديد. در قطعات اوليه فقط از الياف تک جهته استفاده می شد، لکن پس از آن استفاده از پارچه های بافته شده و پارچه های نمدی رايج …

مقاله مراحل پخت رزين و تشکيل ماتريس در کامپوزیت ها   عمليات پخت رزين و تشکيل ماتريس در کامپوزیت ها پس از آنکه قالب بطور کامل پرشد، پمپ تزريق خاموش شده و لوله تزريق جدا مي ­شود. جريان رزين در داخل قالب متوقف شده و رزين شروع به پخت مي­ کند تا تبديل به يک جسم کاملا جامد گردد. هر دوي خلاءهاي کامل و نسبی بايد تا زماني وجود داشته باشند که قطعه بقدر کافي پخته شده و بتواند از قالب جدا شود. فرآيند پخت عبارتست از تبديل رزين مايع (مونومر يا يک پيش­ پليمر) به يک جسم کاملا جامد. (بیشتر…)

مقاله فرآيندهای تولید كامپوزيت چوب پلاستيك   مقدمه سابقه استفاده از چوب به عنوان مواد پرکننده به حدود ۹۰ سال گذشته مربوط می شود. بیشتر این چوب-پلاستیک ها در آن زمان روی مواد ترموست همانند رزین های فنل و فرمالدهید بود و در اواخر ۱۹۶۰ از رزین های ترموپلاستیک استفاده شد و در سال ۱۹۹۰ اکثر چوب پلاستیک ها را از رزین های ترموپلاستیک درست می کردند. کامپوزيت­ هاي چوب پلاستيك از طريق روش­ هايي مانند اکستروژن، قالبگيري تزريقی و قالبگيري فشاري توليد مي­گردند که در ادامه به آنها پرداخته شده است. (بیشتر…)

مقاله انواع پوسته های (سازه های) مورفینگ مقدمه پوسته های مورفینگ (سازه های مورفینگ/سازه های هوشمند) به سازه هایی اطلاق می شود که قادر اند شکل و هندسه خود را با توجه به شرایط مختلف تغییر دهند و از این طریق سبب افزایش عملکرد سازه ها شوند. شما دوستان عزیز می توانید با مطالعه مقالات پیشین سایت اعم از لیست زیر، می توانید درک بهتری از انواع پوسته های مورفینگ داشته باشید. مقاله سازه های مورفینگ(سازه های هوشمند) مقاله آلیاژهای حافظه دار مقاله پلیمرهای هوشمند مقاله پیزو فیلم ها (بیشتر…)