پروژه کامپوزیت

قسمتی از متن :

۱- مقدمه
کامپوزیت نامی کلی برای مواد یا قطعاتی که از مواد و اجسام متفاوت با حفظ ساختار و نمای عمومی هر یک ساخته می شود است. به بیان دیگر برای هر نوع جسمی که از مخلوط دو یا چند ماده، با ترکیب و خواص معین ساخته شده است بطوریکه در مجموعه سیستم هر کدام با مشخصات فیزیکی و مکانیکی خاص خود ظاهر می شود. مهمترین اختلاف بین کامپوزیتها و آلیاژها، یا مواد ترکیبی از همین ویژگی حاصل می شود. در آلیاژها یا مواد ترکیبی، هر جزء در مجموعه سیستم ضمن اینکه اثرگذاری کامل را دارد، از ویژگیهای خاص خود جدا شده است و به عبارت دیگر در مقیاس های بزرگتر از فازی، قابل تشخیص نیست. از این رو مناسبتر به نظر می رسد که کامپوزیتها به عنوان (مواد چند سازه) تعریف می شوند. تا در مقابل مواد معین و آلیاژها که ترکیباتی تکسازه هستند، متمایز می شوند.
مواد تک سازه به طور معمول دارای محدودیتهایی از نظر تلفیق خواص مختلف مانند استحکام، چقرمگی، قابلیت روانکاری، مقاومت به سایش، مقاومت در دمای بالا، ضریب انبساط حرارتی، چگالی و غیره می باشند. برای ایجاد تلفیقهایی خاص از این خواص مختلف، انواع کامپوزیتها طراحی و تولید شده اند. کامپوزیتهایی که در آب بند مکانیکی استفاده می شوند باید دارای قابلیت روانکاری، مقاومت به سایش، ضریب انبساط حرارتی کم، سختی، استحکام بالا و مقاومت به خوردگی بالا باشند[۱].

۲- مطالعات مروری
۲-۱- فرآیند آلیاژ سازی مکانیکی
در این فرآیند اجزاء سازنده پودر کامپوزیتی با همدیگر در یک مدت زمان مشخص، آسیاب می شوند تا به صورت همگن در آیند . در طی این فرآیند اندازه ذرات مخلوط شده در اثر پهن شدن و شکستن کاهش می یابد. نیروهای برشی و فشاری که در اثر برخورد گلوله ها به پودر وارد می شود، باعث آگلومره شدن ذرات می گردد. زمان آسیاب می بایست تا حد امکان کوتاه در نظر گرفته شود تا اندازه ذرات بیش از حد کاهش نیابد. از این رو در آسیاب هایی با انرژی بالا معمولاً زمان آسیاب کمتر از ۱ ساعت است. در نتیجه پودرهای کامپوزیتی تولید شده از این طریق، اندازه ای تقریباً برابر اندازه ذرات اولیه خواهند داشت.
روش آلیاژ سازی مکانیکی اولین بار توسط Benjamin و همکارانش در اواخر دهه ۱۹۶۰ معرفی شد. آنها این روش را به منظور تولید سوپر آلیاژهای پایه نیکلی استحکام یافته با ذرات اکسیدی (ODS) بکار بردند. روش آلیـــاژســازی مکانیکی تا مدتها تنها به منظور تهیه پودر آلیاژهای ODS مورد استفاده قرار می گرفت . تا اینکه در اوایل دهه ۱۹۸۰ مشخص گردید که روش آلیاژسازی مکانیکی می تواند برای ایجاد ساختارهای آمورف نیز استفاده گردد. پس از این کشف روش آلیاژسازی مکانیکی می تواند به عنوان روشی که در حالت جامد امکان ساخت مواد و آلیاژهای مختلف را فراهم می ساخت، مورد توجه بسیار زیاد محققین و مهندسین مواد قرار گرفت و زمینه های تحقیقاتی جدیدی را در پیش روی آنان باز کرد. روش آلیاژسازی مکانیکی با تسریع کینتیک بسیاری از واکنش های شیمیایی و تغییر حالت های متالورژیکی، وقوع آنها را در دمای محیط امکان پذیر می سازد؛ در نتیجه با این روش بسیاری از مواد و ساختارها در حالت جامد قابل تولید می باشند. تجهیزات ساده، عدم نیاز به درجه حرارت های بالا و انجام عملیات تولید تنها در طی یک مرحله، از ویژگیهای روش آلیاژسازی مکانیکی است که می تواند تولید بسیاری از مواد و آلیاژها را با کمک این فرآیند، مقرون به صرفه تر از روش های متداول سازد. به علاوه محصول نهایی در روش آلیاژسازی مکانیکی ساختاری ریز لا یکنواختی آسیاب ها پر انرژی نظیر آسیاب های گلوله ای سیاره ای ، آسیاب های گلوله ای ارتعاشی ، آسیاب های گلوله ای یا میله ای غلتشی ، آسیاب های گلوله ای شافتی و آسیاب مغناطیسی قابل استفاده در این روش هستند. تفاوت این آسیاب ها عمدتاً در ظرفیت، راندمان و امکانــات اضـــافی آنها برای گرم یا خنک کردن محفظه است.