تعريف عمومی

مخلوط دو يا چند ماده با ترکيب و خواص معين بطوريکه در مجموعه سيستم هر کدام با مشخصات فيزيکی و مکانيکی خاص خود ظاهر می شوند.

مهمترين اختلاف بين آلياژ ها(مواد تک سازه) و کامپوزيت ها(مواد چند سازه) از همين ويژگی حاصل می شود.

چرا از کامپوزيت استفاده می کنيم؟

پاسخ

برتری خواص مواد کامپوزيت نسبت به خواص اجزاء آن بطور مجزا می باشد.

اصول طراحی و تعيين يک کامپوزيت

1)     بايد مصنوعی و ساختگی باشد.

2)     بايد ترکيبی باشد از حداقل دو ماده مجزای شيميايی با يک فصل مشترک واضح که ترکيبات را جدا می کند.

3)     مواد مجزايی که کامپوزيت را شکل می دهند بايد بطور سه بعدی ترکيب شوند.

4)     بايد برای دستيابی به خواصی که توسط هيچ يک از ترکيبات خاص بدست نمی آيد، توليد شود.

انواع کامپوزيت ها بر اساس زمينه

1)     فلزی (Metal Matrix Composite)

2)     غير فلزی

     2 -1 پليمری(Polymer Matrix Composite)

     2-2 سراميکی(Ceramic Matrix Composite) 

کامپوزيت های زمينه فلزی

ü     MMC ها از يک زمينه فلزی نرم و افزودنی استحکام بخش (معمولاً ماده سراميکی) جهت تأمين استحکام و سفتی مناسب تشکيل شده اند.

ü     کامپوزيت های زمينه فلزی در مقايسه با زمينه پليمری، استحکام، سختی و سفتی بالاتری دارند.

ü     استحکام به شکست آنها بالاتر از ساير مواد کامپوزيتی می باشد.

ü     دمای کاربردی آنها در مقايسه با کامپوزيت های زمينه پليمری فوق العاده بالاتر است. 

کامپوزيت های زمينه پليمری

ü     قابليت توليد توسط اکثر روش های توليد، چگالی پايين، خواص مکانيکی خوب شيميايی

ü     دو نوع مواد پليمری در کامپوزيت ها بکار می روند که عبارتند از مواد ترمو پلاستيک و ترموست

ü     جهت توليد PMC ها از روش های فشاری، تزريقی، اکستروژن استفاده می شود.

ü     معروف ترين آنها پلی اتيلن، پلی استارين،پلی کروکلن و... می باشند.   

کامپوزيت های زمينه سراميکی

ü     سراميک ها مواد خيلی سخت و تردی هستند که ترکيبی از يک يا چند فلز با غير فلزاتی نظير اکسيژن، کربن، نيتروژن يا بور

ü     نقاط ذوب بسيار بالا، استحکام فشاری فوق العاده عالی، مقاومت خوردگی بسيار بالا

تقسيم بندی بر اساس ساختمان تقويت کننده

l     اليافی

l     لايه ای

l     ذره ای

کامپوزيت های تقويت شده با الياف

کاموپوزيت های تقويت شده با الياف را از جهت نظم قرار گرفتن می توان به زير گروه هايی تقسيم کرد.

l     الياف می تواند در يک، دو يا سه بعد قرار داده شوند که در دو حالت اول ماده ای با خواص جهت يافته در يک يا دو بعد بدست می آيد و در آخر ماده ای ايزوتروپ حاصل می شود.

l     همچنين الياف می تواند از انواع پيوسته (با نسبت l/d بالا) ياناپيوسته (با نسبت l/d پايين) باشند.

کامپوزيت های تقويت شده لايه ای

l -    اين کامپوزيت ها شامل لايه های مختلفی از دو يا چند ماده متفاوت مانند فلز، پليمر، کربن يا سراميک می باشند که به تناوب روی هم چيده شده و با         روش های خاصی به هم متصل می شوند.

ll -    گروه کامپوزيت های لايه ای بسياری از مواد پيشرفته و گران قيمت مورد مصرف در صنايع هوايی، فضايی و نظامی را در بر می گيرند.

  کامپوزيت های تقويت شده با ذرات

lll -    کامپوزيت های تقويت شده با ذرات از تنوع گسترده ای برخوردارند.

llll -    متداول ترين نوع آنها کامپوزيت های فلز-سراميک می باشند که در آنها فلز يا سراميک هرکدام می توانند زمينه يا ذرات تقويت کننده را تشکيل دهند و بر حسب مورد کامپوزيت های زمينه فلزی يا زمينه سراميکی را ايجاد خواهند کرد.

دو پارامتر مهم فاز مَاتريس ماده مرکب

1)     فاز ثانويه يا تقويت کننده را با روش های فيزيکی، شيميايی در خود نگه دارد.                                                 

2      ) در حين کاربرد تحمل نيروهای خارجی را داشته باشد و در صورت نياز قابليت انتقال نيرو را به فاز ثانويه داشته باشد.