کامپوزیتها (مواد چند سازه ای یا کاهگل های عصر جدید )رده ای از مواد پیشرفته هستند که در آنها از ترکیب موادساده به منظور ایجاد موادی جدید با خواص مکانیکی و فیزیکی برتر استفاده شده است.اجزای تشکیل دهنده ویژگی خود را حفظ کرده در یکدیگر حل نشده و با هم ممزوج نمی شوند.استفاده از این مواد در طول تاریخ نیز مرسوم بوده است .از اولین کامپوزیتها یا همان چندسازه های ساخت بشر میتوان به کاه گل و آجرهای گلی که در ساخت آنها از تقویت کننده کاه استفاده می شد ، اشاره کرد. 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 و تنورهایی که از گل ، پودر شیشه و پشم بز ساخته می شدند و در نواحی مختلف کشورمان یافت شده است،نیز از کامپوزیتهای نخستین هستند.
اما سابقه استفاده از کامپوزیتهای پیشرفته به دهه 1940 باز می گردد. در آن زمان ارتشهای آمریکا و شورویسابق در رقابتی تنگاتنگ با یکدیگر ، موفق به ساخت کامپوزیت پایه پلیمری الیاف بور - رزین اپوکسی برای استفاده در صنعت هوا فضا شدند. 20 تا 30 سال پس از آن ، کامپوزیت های پایه پلیمری بطور گسترده ای به سوی صنایع شهری از جمله ساختمان و حمل و نقل روی آوردند.
تعریف کامپوزیت
واژه Composite از کلمه انگلیسی to composite به معنی ترکیب کردن ساخت و مخلوط کردن، مشتق شده است. معمولا یک ماده کامپوزیت را به صورت یک مخلوط فیزیکی در مقیاس ماکروسکوپیک ازدو یا چند ماده مختلف تعریف میکنند که این مواد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خود را حفظ کرده و مرز مشخصی را با یکدیگر تشکیل میدهند.این مخلوط در مجموع و با توجه به برخی معیارها خواص بهتری از هریک از اجزای تشکیل دهنده خودرا دارا میباشد.در کامپوزیت عموما دو ناحیه متمایز وجود دارد.
1- فاز پیوسته (ماتریس)
2- فاز ناپیوسته(تقویت کننده)
در یک کامپوزیت به طور کلی الیاف،عضو بار پذیر اصلی سازه هستند در حالیکه ماتریس آنها رادر محل وآرایش مطلوب نگاهداشته وبعنوان یک محیط منتقل کننده بار بین الیاف عمل میکند،به علاوه آنها را از صدمات محیطی دراثربالارفتن دما ورطوبت حفظ میکند.
تقسیم بندی کامپوزیت ها
1)کامپوزیتهای زمینه سرامیکی ( CMC )
2)کامپوزیتهای زمینه فلزی ( MMC)
3)کامپوزیتهای زمینه پلیمری ( PMC )
نقاط قوت کامپوزیتها
وزن کم این مواد در عین بالا بودن نسبت مقاومت به وزن آنها (حتی تا 15 برابر برخی از فولادها ).
مقاومت بالا نسبت به خوردگی.
وجود روش های مختلف ساخت و امکان تولید اشکال پیچیده و متنوع
مهم ترین موارد کاربرد کامپوزیت
مواد کامپوزیت تقویت شده با الیاف ،ترکیبی از مقاومت کششی ومدول بهتر نسبت به مواد فلزی را دارند و بعلت پایین بودن وزن مخصوص نسبت به وزن (مقاومت کششی ویژه) نسبت مدول به وزن (مدول ویژه)، مواد کامپوزیت به طور مشخص بهتراز موادفلزی هستند و در بسیاری از کاربردهایی که کاهش وزن سازه از اهمیت برخوردار است میتواندد جایگزین فلزات شوند.
با توجه به پایداری بسیار زیاد کامپوزیت*های پایه پلیمری و مقاومت بسیار خوب آنها در محیط*های خورنده، این کامپوزیت*ها، 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 کامپوزیت*ها در این صنعت، حدود 60% صرفه*جویی اقتصادی داشته است که علت اصلی آن مربوط به پایداری این مواد است. ساخت بدنه هواپیما.ساخت پره های توربین بادی و پره های هلی کوپتر وپوشش رادار هواپیمااز کاربردهای کامپوزیت در صنعت هوافضا است.این مواددرصنعت نفت وگاز نیز به منظور ترمیم وتقویت سازه های فرسوده و ترمیم لوله های فرسوده نفت و گاز . عایق توربین به کار میروند..(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 بنا بر این به عنوان عایق گرما برای دیواره توربین ها مناسب می باشند.
ادامه دارد...