الیاف مصنوعی

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) …

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…