دانلود مقاله کاربرد کامپوزیت جهت آب بندهای مکانیکی

اختصاصی از فی توو دانلود مقاله کاربرد کامپوزیت جهت آب بندهای مکانیکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

کامپوزیت[1] 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[1].

2- مطالعات مروری

2-1- فرآیند آلیاژ سازی مکانیکی[2]

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 1 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 1960 معرفی شد. آنها این روش را به منظور تولید سوپر آلیاژهای پایه نیکلی استحکام یافته با ذرات اکسیدی (ODS)[3] بکار بردند. روش آلیـــاژســازی مکانیکی تا مدتها تنها به منظور تهیه پودر آلیاژهای ODS مورد استفاده قرار می گرفت . تا اینکه در اوایل دهه 1980 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[4]، آسیاب های گلوله ای ارتعاشی[5]، آسیاب های گلوله ای یا میله ای غلتشی[6]، آسیاب های گلوله ای شافتی[7] و آسیاب مغناطیسی[8] 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.

شامل 46 صفحه فایل  word  قابل ویرایش

دانلود تحقیق کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با آلیاژهای حافظه شکلی

اختصاصی از فی توو دانلود تحقیق کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با آلیاژهای حافظه شکلی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فصل اول:

کامپوزیت ها [1]
بسیاری از فن آوریهای نوین به موادی نیاز دارند که ترکیب غیر معمولی از خواص را با آلیاژهای فلزی ، سرامیکی و پلیمرهای معمولی حاصل نمی آید بدست می دهد . به عنوان نمونه مواد مورد نیاز درسفینه های فضائی ، زیر دریائی ها و کاربردهای حمل و نقل از این قبیل است که باید در عین چگالی کم ، استحکام سفتی و مقاومت به سایش و ضربه نیز وجود داشته باشد .از اینرو نیاز به مواد
جدیدی به نام کامپوزیت میباشد. کامپوزیت عبارت است از هر ماده چند فازی که سهم برای بدست آوردن مواد با استحکام و به ویژه استحکام به وزن بالا، می توان رشته هایی با مدول کشسانی و استحکام بالا را در یک زمینه فلزی یا پلیمری قرار داد. در کامپوزیت ها که مواد مرکب هم نامیده می شوند، دو یا چند ماده در مقیاس ماکروسکوپی با هم ترکیب شده و خواص مورد نظر را ایجاد می کنند. اگر چه می توان با ترکیب کردن بعضی مواد در مقیاس میکروسکوپی هم به خواص مورد نظر دست یافت، که به بحث آلیاژها مربوط می گردد.درواقعکامپوزیتها موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود می‌بخشند. کاپوزینت یک ماده چند فازی است که بصورت مصنوعی ساخته می شود فازها باید از لحاظ شیمیائی متفاوت باشد و با فصل مشترکهایی مچزا شوند. مطابق این تعریف ، اغلب آلیاژهای فلزی و بسیاری از سرامیکها کامپوزیت نیستند زیرا فارهای چند گانه آنها درنتیجه یک پدیده طبیعی تشکیل شده است .بسیاری از کامپوزیت هاتنها از دو فاز تشکیل شده اند:
فاز زمینه که پیوسته است وفاز دیگر که غالبا فاز پراکنده است تقویت کننده گفته میشود . خواص کامپوزیت به خواص فازهای تشکیل دهنده آن ، مقادیر آنها و هندسه فاز پراکنده شده وا بسته است . منظور از هندسه فاز پراکنده شده ، شکل و اندازه ذرات ، نحوه توزیع و جهت آنهاست .



1-1-ساختمان کامپوزیت ها:
کامپوزیت ها از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند: 1)الیاف یا تارها. 2)پرکننده یا ماتریس. 3)چسب. معمولاً ماتریس دارای سختی و استحکام کمتری نسبت به ا لیاف می باشند، ولی اختلاط الیاف و ماتریس باعث تشکیل محصولی می شود که دانسیته کمی داشته ودر عین حال از استحکام فشاری و کششی بالایی برخوردار می باشد. مانند مواد اپوکسی مثل نارمکو((Narmco2387  که دارای دانسیته  / lb044/0، استحکام فشاری  / lb23000 و استحکام کششی  / lb4200 است.
1-1-1-رشته ها:
هر چه قطررشته کوچکتر باشد ، رشته مستحکم تر ازماده زمینه خواهد بود.موادی که بعنوان رشته های تقویت کننده بکارمیرود استحکام کششی بالایی دارند.براساس قطر و مشخصه رشته ها به 3 دسته تقسیم می شوند:ویسکرها،رشته ها وسیم ها.ویسکرها تک بلورهای بسیارنازکی هستند که نسبت طول به قطرآنهافوق العاده زیاداست.آنها مستحکم ترین موادی هستندکه شناخته شده اند. مواد ویسکری شامل گرافیت ، کاربید سیلیسیم، نیترید سیلیسیم و اکسید آلومینیم است.

1-1-2-فاز زمینه:
فاززمینه کامپوزیت های رشته ای میتواند فلز ، پلیمر یا سرامیک باشد. معمولا ازفلزات یا پلیمرها به عنوان ماده زمینه استفاده میشود،زیراانعطاف پذیری مطلوبی دارند.درکامپوزیت های زمینه سرامیکی جز تقویت کننده برای بهبود چقرمگی شکست استفاده می شود . در انتخاب ترکیب زمینه – رشته ، مهمترین عامل استحکام پیوند است .

1-2- انواع کامپوزیت ها:
کامپوزیت ها را می توان بر اساس شکل تقویت کننده،نوع تقویت کننده وفاز زمینه دسته بندی کرد.دسته بندی بر اساس شکل تقویت کننده شامل سه دسته است: 1)کامپوزیت با الیاف تصادفی. 2) کامپوزیت لایه ای. 3) کامپوزیت ذره ای.وبر اساس فاز زمینه به سه دسته عمده تقسیم میشود:1)زمینه پلیمری،2)زمینه فلزی،3)زمینه سرامیکی،
درابتدا درمورد شکل الیاف توضیح داده میشود:
1-2-1- کامپوزیت با الیاف تصادفی:
از لحاظ تکنولوژیکی ، مهمترین کامپوزیتها آنهایی هستندکه فازپراکنده شده در آنهابه شکل رشته است.کامپوزیتهای رشته ایی تقویت شده استحکام ویا سفتی بالائی دارند. خواص مکانیکی این کامپوزیت ها به خواص رشته و میزان نیروی منتقل شده به رشته از سوی فاز زمینه بستگی دارد .بنابراین طول بحرانی رشته در استحکام کامپوزیت نقش دارد.این مواد دارای استحکام و سختی بالاتری نسبت به سایراشکال کامپوزیت ها هستند، که ازکاهش نقایص کریستالی و جهت یافتگی کریستال ها در جهت طول آنها ناشی میشود. این حالت ساده ترین شکل مواد کامپوزیت است که در آن تعیین دقیق خواص ممکن نمی باشد.
1-2-2- کامپوزیت لایه ای:
در این مواد که حداقل شامل دو ماده مختلف می باشند، لایه ها طوری روی هم قرار داده می شوند که استحکام لازم را درجهت مورد نظرایجاد کنند. مانند مواد ساخته شده از دو لایه فلز با ضریب انبساط حرارتی مختلف، فلزات روکش دار، لایه های شیشه- پلاستیک که در آنها شیشه سختی لازم را برای پلاستیک و پلاستیک انعطاف پذیری لازم را برای شیشه تأمین می کند.
1-2-2-1- انواع کامپوزیت های لایه ای:
1)تک لایه : در این کامپوزیت ها، در یک صفحه الیاف در یک جهت قرار داشته و می توان آنها را در جهت دیگر تقویت کرد. الیاف معمولاً بدلیل داشتن سختی و مدول الاستیسیته بالا در جهت اعمال بار قرار داده می شود و ماتریس باعث توزیع مناسب بار می شود.
2)چند لایه: در این کامپوزیت ها نیروهای اعمالی به یک صفحه، می توانند در جهات مختلف وارد شود و لایه ها را با زوایای مختلف برای دستیابی به سختی مناسب در کنار یکدیگر قرار می دهند.
3)صفحات مختلط(هیبرید): در این کامپوزیت ها علاوه بر داشتن لایه ها با جهات مختلف، جنس لایه ها هم متفاوت است. در اینجا استفاده از مواد مناسب، به عملکرد سازه های مختلف در مقابل
نیروهای مکانیکی و عوامل محیطی بستگی دارد.
1-2-3- کامپوزیت ذره ای:
این مواد شامل یک ماتریس و یک ماده دیگری که در آن به شکل ذرات کوچک توزیع شده اند،  
می با شند. فاز پراکنده شده در کامپوزیت های تقویت شده با ذرات هم محور و همسواست ، یعنی ذرات تقریبا در همه جهات همسو هستند. دو زیر دسته این نوع کامپوزیت ها عبارتند از : کامپوزیت های درشت ذره و مستحکم شده به وسیله پراکندگی ذرات .تفاوت این دو گروه به مکانیزم مستحکم شدن یا تقویت شدن بستگی دارد واژه درشت بدین جهت استفاده می شود که نشان دهد فعل و انفعال بین ذره – زمینه نمی تواند در مقیاس اتمی یا مولکولی صورت گیرد ومکانیک محیط های پیوسته استفاده می شود . در بیشتر این نوع کامپوزیت ها ، فاز پراکنده سخت تر وسفت تر از زمینه است این ذرات تقویت شده٬ جابجائی و حرکت فاز زمینه را در مجاور خود مهار ومتوقف می کنند. اساسا زمینه ، مقداری از تنش اعمال شده را به ذرات منقل می کند . میزان تقویت شدن یا بهبود رفتار مکانیکی به استحکام پیوند در فصل مشترک زمینه – ذره بستگی دار د . کامپوزیت های ذره ای به صورت های  زیر هستند:
1)غیر فلز در غیر فلز.
2)فلز در غیر فلز.
3)غیر فلز در فلز.
4)فلز در فلز.
1-2-4- کامپوزیت های زمینه پلیمری
کامپوزیتهای زمینه پلیمری از یک رزین پلیمری پلاستیک تقویت شده مولکول درشت به عنوان زمینه تشکیل شده است،. از ویژگیهای این دسته از کامپوزیت ها ، کاربرد متنوع و گسترده ، خواص خوب در دمای محیط ، سهولت ساخت و هزینه کم است . . این نوع کامپوزیت هابراساس  بر اساس نوع تقویت شدن به شیشه ایی ، کربنی و آرامید تقسیم می شوند. کامپوزیت های پلیمری رشته پلیمری رشته شیشه ای شامل رشته های شیشه ایی پیوسته یا ناپیوسته در زمینه است در آینده بجای شیشه بیشتر از کربن به عنوان رشته تقویت کننده درکامپوزیت های پلیمری استفاده خواهد شد،چون رشته های کربنی بیشترین استحکام ویژه ومدول ویژه را در میان رشته های تقویت کننده دارا است. در کامپوزیت های زمینه پلیمری ، غیر از سه نوع رشته تقویت کننده شیشه ای،کربنی ،آرامید ،گاه از بور ،کاربید سیلیسیوم واکسید آلومینیومدر حد محدودی استفاده میشود.
1-2-5- کامپوزیت های زمینه فلزی
در کامپوزیت های زمینه فلزی زمینه عبارت است از یک فلز انعطاف پذیر . برتری های این نوع کامپوزیت نسبت به کامپوزیت های زمینه پلیمری شاکل دمای عملکرد بالاتر ، شعله پذیر نبودن و مقاومت بیشتر در برابر تهاجم
سیالات آلی است . البته هزینه آنها بیشتر و در نتیجه استفاده از آنها محدود تر است .
از سوپر آلیاژها ، آلیاژهای آلومنییم و منیزیم ، تیتانیم و مس به عنوان مواد زمینه استفاده می شود . موادتقویت کنند ه ممکن است به شکل ذرات ، رشته های پیوسته و ناپیوسته و یا ویسکرها باشند که 10 الی 60% حجمی کامپوزیت را تشکیل می دهد رشته های پیوسته شامل کربن ، کاربید سیلیسیم ، بور ، آلومینا و فلزات دیر گداز است رشته های ناپیوسته از ذرات همین مواد تشکیل می شوند از یک جهت می توان سرمت ها را جز این ( MMC) ها قرار دارد .
خودرو سازان اخیرا در محصولات خود شروع به استفاده از کامپوزیتهای زمینه فلزی کرده اند به عنوان نمونه برخی قطعات موتور از زمینه آلیاژهای آلومینیم تقویت شده با رشته های آلومینا و کربن تولید شده که سبک وزن تر هستند و مقاومت آنها در برابر سایش و اعوجاج حرارتی بیشتر است استفاده از این نوع کامپوزیت ها در محورهای محرک که سرعت چرخش بالاتر و میزان کمتر سرو صدای ناشی از ارتعاش را به همرا دارد صورت گرفته است . صنایع هوا فضا نیز از این نوع کامپوزیت ها بهره می برد له عنوان نمونه در قطعات تلسکوپ فضائی هابل از رشته های گرافیتی پیوسته استفاده شده است .
1-2-6-کامپوزیت های زمینه سرامیکی
بدلیل مقاومت آلی در برابر اکسایش در دمای بالا ، با وجود احتمال شکست ترد ، بهترین گزینه برای استفاده در دمای بالا و تنش های شدید میباشند . به ویژه در قطعات موتور خودرو و توربین های گازی هواپیما . چرمگی شکست این کامپوزیت ها معمول است در حالی که در اغلب فلزات 15 است . چقرمگی شکست نسل جدید و توسعه یافته کامپوزیت های زمینه سرامیکی که بصورت ذزه ای، رشته ای یا ویسکری از مواد سرامیکی است بهبود یافته وبه 6 رسیده است . این بدان دلیل است که ترکی که در زمینه توسط ذرات ، رشته ها یا ویسکرها ایجاد میشود، نه تنها اشاعه نمی یابد بلکه از اشاعه آن ممانعت به عمل مِی آید،به این امرکمک می کند.
کامپوزیت های زمینه سرامیکی را با روش های پرسکاری گرم ، پرسکاری ایزوستاتیک گرم وزینتر کردن فاز مذاب تولید می کنند، آلومینا های تقویت شده با ویسکرهای SiC به عنوان ابزار برش در ماشین کاری آلیاژهای فلزی سخت استفاده می شود.
سرامیک¬های پیشرفته دارای ویژگی¬های مطلوبی مانند سختی، استحکام بالا، تحمل دماهای بالا، خنثایی شیمیایی، مقاومت در برابر فرسایش و چگالی کم هستند. ولی در برابر بارهای کششی و ضربه ضعیف¬ هستند و بر خلاف فلزات، از خود انعطاف¬پذیری نشان نمی¬دهند و مستعد شکست تحت بارهای مکانیکی و شوک حرارتی هستند. در مقایسه¬ای بین سرامیک¬ها و دیگر مواد ، باید گفت که سرامیک¬ها تنها گروهی از مواد هستند که در دماهای بالا قابل استفاده¬اند و دارای سختی، استحکام و مدول الاستیک بالاتری از فلزات و پلیمرها می¬باشند. همچنین چگالی، ضریب انبساط حرارتی و هدایت الکتریکی و حرارتی کمی دارند. به ویژه چگالی و انبساط حرارتی کم سرامیک¬ها اهمیت زیادی در اغلب کاربردها دارد. که اگر چه نسبت مدول الاستیسیتة تقویت‌کننده و زمینه در کامپوزیت¬های زمینه فلزی و پلمیری عموماً بین 10 و 100 است ولی برای کامپوزیت زمینه سرامیکی، این نسبت معمولاً برابر یک یا کمتر از آن است. نسبت مدول بالا در کامپوزیت¬های زمینه فلزی و پلیمری، سبب انتقال موثر بار از زمینه به تقویت¬کننده می¬شود. در حالی که در یک کامپوزیت سرامیکی، زمینه و تقویت¬کننده در توانایی تحمل بار اختلاف زیادی ندارد؛ به این معنا که هدف از ساخت کامپوزیت سرامیکی، افزایش استحکام نیست. مگر آن¬هایی که زمینة آنها مدول الاستیسیتة کمی دارند. ازحوزه¬های مهم در تهیه کامپوزیت¬های زمینه سرامیکی انواع گوناگون شیشه، شیشه‌سرامیک¬ها و سرامیک¬هایی همچون کربن، کاربیدسیلیسیوم، نیتریدسیلیسیوم، آلومینات¬ها و اکسیدها. تقویت¬کنندهای مورد استفاده عبارتند از کاربیدها، بوریدها، نیتریدها و کربن.
 کامپوزیت¬های زمینه سرامیکی تنها کامپوزیت¬هایی هستند که بالای 900 درجة سانتیگراد استحکام خود را حفظ می¬کنند. عمده¬ترین کامپوزیت¬های زمینه سرامیکی عبارتند از: کامپوزیت¬های کربن/کربن، کامپوزیت¬های آلومینا/SiCو کامپوزیت¬هایی با زمینهSi3N4 یا SiC تقویت شده با الیاف پیوسته SiC و کربن.
معمولاً کاربرد کامپوزیت¬های سرامیکی به دو دستة هوافضایی و غیرهوافضایی تقسیم می¬شوند. در کاربردهای هوافضایی مسالة اصلی، عملکرد کامپوزیت است. در حالی که در کاربردهای غیر هوافضایی عامل قیمت بسیار مهم است.

شامل 62 صفحه word

کامپوزیت پایه فلزی

اختصاصی از فی توو کامپوزیت پایه فلزی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

کم وزن و سبک بوده و به علت استحکام و سختی بالا کاربردهای وسیعی در صنایع خودرو و هوا-فضا پیدا کرده اند. اما این کاربردها به لحاظ کم بودن قابلیت کشش در این ها محدود شده است. تبدیل کامپوزیت به نانوکامپوزیت سبب افزایش استحکام و رفع محدودیت های مذکور می شود.

بررسی اثر مقدار ذرات Al2O3 بر خواص کامپوزیت Al-Al2O3 ساخته شده به روش متالوژی پودر

اختصاصی از فی توو بررسی اثر مقدار ذرات Al2O3 بر خواص کامپوزیت Al-Al2O3 ساخته شده به روش متالوژی پودر دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

در این مقاله ی کاربردی با فرمت Pdf بررسی اثر مقدار ذرات Al2O3 بر خواص کامپوزیت Al-Al2O3 ساخته شده به روش متالوژی پودرمورد بررسی قرار گرفته است
کامپوزیت Al-Al2O3 از رایجترین کامپوزیتهای زمینه آلومینیوم می باشد. در این پژوهش هدف بررسی تاثر مقدار ذرات آلومینا بر خواص کامپوزیت Al-Al2O3 می باشد. به این منظور از پودر آلومینا با اندازه ذرات 12μm و در مقادیر 5، 10، 20 درصد وزنی استفاده شد. این کامپوزیت به روش متالورژی پودر و با اعمال فشار یکطرفه به میزان 440MPa، ساخته شد.

ساخت کامپوزیت سطحی Al 1100/SiCp به روش عملیات اصطکاکی اغتشاشی

اختصاصی از فی توو ساخت کامپوزیت سطحی Al 1100/SiCp به روش عملیات اصطکاکی اغتشاشی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

در این مقاله ی کاربردی با فرمت Pdf ساخت کامپوزیت سطحی Al 1100/SiCp به روش عملیات اصطکاکی اغتشاشی مورد تحقیق و پژوهش قرار گرفته است
عملیات اصطکاک اغتشاشی FSP روش جدیدی برای بهبود ریزساختار مواد است با استفاده از این روش ذرات SiC با قطر میانگین 4 mm درزمینه آلومینیوم 1100 بطور یکنواخت پخش شده و کامپوزیت سطحی Al 1100SiCp با ضخامت 3mm در سطح آلومینیوم ساخته شد دراین پژوهش روش جدیدی برای اعمال پودر قبل از FSP ارایه شده است