پاورپوینت بررسی کامپوزیت های پایه سرامیکی و پایه فلزی تالیف مهندس معین اسکندری همراه با فایل word
پاورپوینت بررسی کامپوزیت های پایه سرامیکی و پایه فلزی تالیف مهندس معین اسکندری همراه با فایل word|35015540|zd

⚡دانلود

مشخصات فایل:
و pdf
تعداد اسلایدها : 36 43 صفحه word 73 صفحه pdf

بخشی از پاورپوینت:

تقسیم بندی مواد
فلزات دارای مزیتهای صلبیت، استحکام و شکل پذیری بالا اما عیب چگالی بالا میباشند، سرامیکها دارای صلبیت و استحکام بالا ولی عدم شکل پذیری مناسب میباشند، پلیمرها دارای چگالی کم، شکل پذیری خوب ولی استحکام و صلبیت پایین میباشند.کامپوزیتها دارای ویژگیهای صلبیت و استحکام و شکل پذیری خوب در حد فلزات و در عین چگالی پایین در حد پلیمرها میباشند
تاریخچه کامپوزیت
ورود کامپوزیت به عنوان دسته جدیدی از مواد از اواسط قرن بیستم با طراحی و ساخت کامپوزیتهای چندفازی مثل کامپوزیتهای پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه (فایبر گلاس) آغاز گشت.البته کاربرد مواد چند فازی نظیر چوب، کاه گل (الیاف کاه گل را تقویت می کنند)، و حتی برخی آلیاژها فولادی به عنوان نمونه هایی از کامپوزیت هستند که قبل از این ایام بکار میرفتند.اما کامپوزیت به مفهوم امروزی آن که ”از ترکیب فیزیکی چند نوع مواد ناهمگون میتوان به ماده ای جدیدی رسید که با دسته بندی قبلی مواد (فلزات، سرامیکها، پلیمرها) متفاوت است و خواص آن نسبت به خواص اجزای سازنده بهبود یافته است“، از اوایل قرن بیستم آغاز گشت. اکنون می دانیم بوسیله ترکیب فازهای مختلف مواد میتوان به تنوع بسیار زیادی از مواد با خواص مختلف دست یافت که توسط هیچ یک از مواد مونولیتیک نمی توان به آن دست یافت. در مقابل، کامپوزیتها هستند که دارای ریزساختار غیریکنواخت، ناپیوسته و چندفازی هستند کامپوزيتها (مواد چند سازه ای يا کاهگل های عصر جديد )رده ای از مواد پيشرفته هستند که در آنها از ترکيب مواد ساده به منظور ايجاد موادی جديد با خواص مکانيکی و فيزيکی برتر استفاده شده است.اجزای تشکيل دهنده ويژگی خود را حفظ کرده در يکديگر حل نشده و با هم ممزوج نمی شوند.استفاده از اين مواد در طول تاريخ نيز مرسوم بوده است .از اولين کامپوزيت‌ها يا همان چندسازه‌های ساخت بشر می‌توان به کاه گل وآجرهای گلی ( ارگ )که در ساخت آنها از تقويت کننده کاه استفاده می شده است اشاره کرد.
تعریف کامپوزیت
معمولا يک ماده کامپوزيت را به صورت يک مخلوط فيزيکی در مقياس ماکروسکوپيک از دو يا چند ماده مختلف تعريف مي کنند که اين مواد خصوصيات فيزيکی و شيميايی خودرا حفظ کرده و مرز مشخصی را با يکديگر تشکيل مي دهند.اين مخلوط در مجموع و با توجه به برخی معيارها خواص بهتری از هريک از اجزای تشکيل دهنده خودرا دارا مي باشد.در کامپوزيت عموماً دو ناحيه متمايز وجود دارد.
۱- فاز پيوسته (ماتريس)
2- فاز ناپيوسته (تقويت کننده)
در يک کامپوزيت به طور کلی الياف،عضو بار پذير اصلی سازه هستند در حاليکه ماتريس آنها را در محل وآرايش مطلوب نگاه داشته وبعنوان يک محيط منتقل کننده بار بين الياف عمل مي کند،به علاوه آنهارا از صدمات محيطی دراثر بالا رفتن دما و رطوبت حفظ می کند.
كامپوزيتها شامل يك يا چند فاز غير پيوسته در يك فاز پيوسته مي باشند.
خواص كامپوزيتها تابع موارد زير مي باشد:
1- خواص فازهاي تشكيل دهنده آن ( ماتريس و الياف )
2- توزيع فازها
3- اثرات متقابل فازها بر يكديگر
4- ابعاد ماده تقويت كننده شامل : شكل و اندازه و توزيع ذرات
دسته بندی کامپوزیت
تلفیق گوناگون مواد مختلف برای دستیابی به خواص جدید، تنوع بسیاری در اختیار طراحان قرار میدهد. لذا علاقه به استفاده از کامپوزیت روزافزون است.
این خواص توسط هیچ یک از سه دسته دیگر قابل دسترسی نیستند.
مواد کامپوزیتی دارای خواص ویژه و نامعمول هستند. لذا برای کاربردهای ویژه با تکنولوژی بالا کاربرد دارند. به عنوان مثال در صنایع هوایی به دنبال مواد با استحکام بالا، چگالی پایین، مستحکم، صلب، مقاوم در برابر ضربه و سائیدگی هستیم. در هیچ ماده مونولیتیکی تمامی این خواص جمع نیست. مواد مستحکم معمولا چگالی بالایی دارند و افزایش استحکام و صلبیت با کاهش چقرمگی همراه است.لذا برای دستیابی به تمامی این خواص در یک ماده باید از ترکیب مواد و خواص آنها برای بهبود خواص ترکیب بهره برد
مواد زمينه در کامپوزیت پایه فلزی
فلزات يکي از مواد بسيار مناسب براي مواد مهندسي هستند. يک ماده ي فلزي داراي گستره ي وسيعي از خواص قابل کنترل است. که اين خواص با انتخاب عناصر آلياژي و فرآيندهاي ترمومکانيکي کنترل مي گردد. استفاده ي گسترده از فلز نه تنها استحکام و تافنس بالاي اين ماده را نشان مي دهد بلکه سهولت نسبي و قيمت پايين توليد قطعات مهندسي با گستره ي وسيعي از روش هاي توليد را نيز نشان مي دهد. براي رسيدن به خواص مطلوب مانند سختي، مقاومت در برابر خستگي و سايش و استحکام بالا در عين دارا بودن خواص مانند کاهش ضريب انبساط گرمايي و رسانش، بايد زمينه ي فلزي با يک استحکام دهنده ي مناسب ترکيب شود. البته هزينه ي رسيدن به چنين خواص بهبود يافته اي يکي از چالش هاي پيش رو در کاربردهايي است که پتانسيل استفاده کردن از کامپوزيت هاي زمينه فلزي در آن ها وجود دارد. در مقايسه با انواع ديگر کامپوزيت (زمينه پليمري و زمينه سراميکي)، کامپوزيت هاي زمينه فلزي به طور واضح با ترکيبات خاص و فرآيندهاي توليد متفاوت درگير هستند. اين مسأله بطورعمده بخاطر تفاوت هاي ذاتي بين فلز با پليمر و سراميک است. (اين مواد در زمينه ي کامپوزيت استفاده مي شوند) . در حقيقت در مورد اين مسأله زمينه ي کامپوزيت در ايجاد خواص مربوطه نسبت به تقويت کننده ها بيشتر تأثير دارد. فلزات خالص مات و عناصر شيميايي درخشاني اند و به طورکلي رساناهاي خوبي براي گرما و الکتريسيته هستند. همچنين اگر سطحشان را پويش کنيم، تمايل دارند که نور را به خوبي منعکس کنند. اکثر فلزات داکتيل هستند اما آنها نسبتاً مواد پردانسيته اي هستند. اين خواص فلزات منعکس کننده ي طبيعت پيوند اتمي در فلزات است. در فلزات اتم ها تمايل دارند که الکترون از دست دهند، که نتيجه ي اين مسأله ايجاد يون هاي مثبت مي شود. در مقابل اين مسأله سراميک ها و پليمرها موادي هستند که از لحاظ شيميائي ترکيبي از عناصر هستند. پيوندها در مواد سراميکي و پيوندهاي بين مولکولي در پليمرها نتيجه ي اشتراک بين اتم ها و يا انتقال الکترون ها از اتمي به اتم ديگر است. به دليل عدم وجود الکترون هاي آزاد در سراميک ها و پليمرها (درپليمرها به علت وجود پيوندهاي و اندروالس، الکترون آزاد وجود ندارد.) رسانايي گرمايي و الکتريکي ضعيف است و قابليت تغيير شکل و تافنس در مقايسه با مواد فلزي کم تر است.
نقش مواد مورد استفاده در زمينه
انتخاب آلياژهاي زمينه براي کامپوزيت هاي زمينه فلزي بوسيله ي چندين ملاحظه انجام مي شود. و به عنوان يک مسأله ي بسيار خاص، به شکل تقويت کننده (از لحاظ مداوم بودن و يا نبودن) توجه بسيار مي شود. استفاده از الياف مداوم به عنوان تقويت کننده ممکن است باعث انتقال مقدار زيادي از بار اعمالي، به تقويت کننده شود. افزايش استحکام اين نوع کامپوزيت با افزايش ميزان استحکام الياف بکار برده در ساخت آنها، زياد مي شود. نقش هاي عمده ي آلياژ زمينه بوسيله ي انتقال بهتر بار به الياف و جلوگيري از رشد ترک در زماني که در الياف شکست اتفاق مي افتد، انجام مي شود، بنابراين آلياژ زمينه براي کامپوزيت هاي زمينه فلزي تقويت شده با الياف مداوم بيشتر از مواد چقرمه انتخاب مي شود تا با استحکام بالا. براين اساس، در کامپوزيت هاي تقويت شده با الياف مداوم از آلياژهاي زمينه اي استفاده مي شود که استحکام کمتر، داکتيليتي بيشتر و تافنس بيشتر داشته باشند براي کامپوزيت هاي زمينه فلزي تقويت شده با الياف کوتاه (غير مداوم) زمينه ممکن است در استحکام کامپوزيت تأثير زيادي داشته باشد. پس در انتخاب زمينه ممکن است توجه به نياز استحکام کامپوزيت تأثير داشته باشد و از اين رو نياز به آلياژهاي زمينه اي مستحکم تر مي باشد. ملاحظات اضافي در انتخاب زمينه شامل تقويت کننده هاي بالقوه يا واکنش هاي ماتريکس در هنگام فرآيند توليد يا در هنگام کارکرد است
شکل هاي مواد زمينه
فلزات به صورت روتين در گستره ي وسيعي از شکل هاي توليدي، در دسترس هستند. اين شکل هاي توليدي در عمليات هاي توليدي بعدي مورد استفاده قرار مي گيرند. اين شکل ها شامل مواد ذوب مجدد شده براي ريخته گري، مواد شکل داده شده مانند سيم، فويل، صفحه، ميله، پليت، گونه هاي مختلفي از اشکال اکسترود شده و پودر مي شود. بسياري از اين اشکال مختلف براي توليد کامپوزيت هاي زمينه فلزي استفاده مي شوند. روش هاي ذوبي مانند تصفيه فلز مايع مي شود که اين روش ها نيازمند ترکيبات با قابليت ذوب مجدد هستند. روش هاي فويل / الياف/ فويل نيازمند فويل هاي زمينه به ضخامت مناسب ( به طور نمونه 0.1 ميلي متر يا 0.004 اينچ) هستند. به طورعمومي، فويل به معناي يک محصول پيچيده ( به صورت توپ در آمده) با ضخامت کمتر از 0.012 اينچ (0.3 ميلي متر) است. چنين ضخامتي به سهولت در دسترس است و از عبور بسياري از آلياژهاي زمينه اي داکتيل از ميان دو غلطک بدست مي آيد، البته ممکن است که براي آلياژهاي با کار سختي بالا از روش هاي خاص استفاده شود. بسياري از فلزات را مي توان با روش هاي متنوعي به حالت پودر در آورد.
انواع مواد زمينه
بسياري از کاربردهاي کامپوزيت زمينه فلزي داراي ملاحظات بغير از استحکام هستند. براي مثال، در کنتاکت هاي الکتريکي و بنابراين احتياجات متناظري از لحاظ نوع مواد زمينه وجود دارد. فلزات خالص عموماً نرم و کم دوام هستند. در حالي که داراي رسانندگي الکتريکي و گرمايي خوبي هستند. اين مسأله به دليل عواملي بوجود مي آيد که موجب تغيير فرم پلاستيک آسان و استحکام پايين همراه با داکتيليتي بالا و همچنين اجازه ي حرکت آسان الکترون هاي آزاد مهيا مي گردد ( اين حرکت آسان موجب افزايش رسانش گرمايي و الکتريکي فلز خالص مي گردد) . بنابراين در کاربردهايي که نياز به رسانايي گرمايي يا الکتريکي بالا به همراه استحکام بالا و مقاومت در برابر سايش، داريم (براي مثال در نوک هاي کنتاکت ) از کامپوزيت هاي با زمينه فلزي با فلز خالص که با تقويت کننده هاي سراميکي ساخته شده اند، استفاده مي شود ...


فهرست مطالب
تقسیم بندی مواد
تاریخچه کامپوزیت
تعریف کامپوزیت
دسته بندی کامپوزیت
مواد زمينه در کامپوزیت پایه فلزی
نقش مواد مورد استفاده در زمينه
شکل هاي مواد زمينه
انواع مواد زمينه
دسته بندی فاز پراکنده
کامپوزیتهای ذرات بزرگ
کامپوزیتهای تقویت پراکندگی (ذرات ریز)
کامپوزیتهای تقویت شده با ذرات
کامپوزیتهای سازه ای
رفتار تنش-کرنش در بارگذاری کشش طولی
ویژگیهای اصلی کامپوزیتها
کامپوزیتهای پایه فلزی
تاریخچه کامپوزیتهای پایه فلزی
کامپوزیت‌های بر پایه آلیاژهای مس
کامپوزیت‌های بر پایه آلیاژهای تیتانیم
کامپوزیت‌های بر پایه سوپر آلیاژهای نیکل
کامپوزیت‌های بر پایه آلیاژهای منیزیم
عملیات حرارتی
روش‌هاي توليد کامپوزيت‌ هاي زمينه فلزي
روش مايع (ريخته‌گري)
روش متالورژی پودر
آلیاژسازی مکانیکی
تفاوت کامپوزیتهای پایه فلزی با سایر کامپوزیتها
کاربرد کامپوزیتهای MMC
کامپوزیت¬های زمینه سرامیکی CMC
مواد زمینه
مواد زمینه با سرامیک غیر اکسیدی
کاربید سیلسیم SiC
نیترید برBN
مواد زمینه با سرامیک اکسیدی
تقویت کننده¬های کامپوزیت زمینه سرامیکی
الیاف اکسیدی
الیاف غیر اکسیدی
الیاف بر
چقرمگی کامپوزیت¬های زمینه سرامیکی
مکانیزم¬های افزایش چقرمگی
فرآیند¬های ساخت کامپوزیت زمینه سرامیکی
فرآیندهای سنتی
فرایندهای جدید درون تراوری
فرایندهای تراوش فاز گازی
فرآیندهای تراوش فاز مایع
ساخت کامپوزیت¬های CVISiC/SiC
روش ساخت کامپوزیتهای CMC با ترکیب فرایند
مقایسه خواص کامپوزیت زمینه سرامیکی بر اساس روش ساخت
کاربرد کامپوزیت های CMC
نتيجه گيري
منابع


- این پاورپوینت کاملا استاندارد بوده و در تهیه آن کلیه اصول نگارشی رعایت شده است.

جزییات بیشتر📜