۱۱ مرداد ۱۴۰۰

پیشگامان توسعه
مواد سام,مواد سام,مواد سام

مواد مرکب یا کامپوزیت چیست؟

کامپوزیتها مخلوطی از دو یا چند جزء می باشند و در مقیاس میکروسکوپی دارای دو یا بیشتر از دو فاز مجزا با ترکیب شیمیایی معین بوده که توسط فصل مشترک مشخصی از یکدیگر جدا شده­ اند و با داشتن معیارهای ذیل به عنوان ماده مرکب شناخته خواهند شد:

  • هر دو ماده الزاما با یک نسبت قابل ملاحظه در ماده مرکب وجود داشته باشند. به طور مثال بیشتر از ۵ درصد در ماده مرکب وجود داشته باشند.
  • فازهای تشکیل دهنده خواص متفاوتی داشته باشند. خواص ماده مرکب می­تواند متفاوت از اجزای تشکیل دهنده آن باشد.
کامپوزیتها به چند گروه تقسیم می شوند؟

کامپوزیت‌ها از لحاظ فاز زمینه به سه گروه اصلی تقسیم­ بندی می­ شوند:

کامپوزیت‌های با زمینه­ ی سرامیکی Ceramic Matrix Composite (CMC)

کامپوزیت‌های با زمینه­ ی پلیمری Polymer Matrix Composite (PMC)

کامپوزیت‌های با زمینه­ ی فلزی (MMC) Metal Matrix Composite

کامپوزیت‌ها از لحاظ نوع تقویت­ کننده به گروه های اصلی ذیل تقسیم ­بندی می­ شوند:

کامپوزیت‌های تقویت شده با رشته، الیاف یا فیبر (FRC) Fiber Reinforced Composite

کامپوزیت‌های تقویت شده توسط ذرات (PRC) Particle Reinforced Composite

هدف اصلی از ساخت کامپوزیت‌های با زمینه ی سرامیکی Ceramic Matrix Composite (CMC) چه بوده است؟

سرامیکها به طور قابل توجه­ ای استحکام بالایی دارند اما ترد و شکننده هستند. بنابراین یکی از اهداف اصلی در تولید کامپوزیتهای با زمینه سرامیکی افزایش چقرمگی و انعطاف پذیری می­ باشد. لذا بهبود پیوسته­ ای در استحکام و چقرمگی با افزودن تقویت کننده به زمینه سرامیکی حاصل می­ شود.

مواد سرامیکی چگونه موادی هستند؟

مواد سرامیکی ترکیباتی از عناصر فلزی و غیر فلزی هستند. می­توان گفت که سرامیک به ماده­ ای گفته می­ شود که بخش اصلی تشکیل‌دهنده­ ی آن‌ غیرفلزی و غیر آلی است. سرامیکهای صنعتی غالبا بلوری هستند و ساختار بلوری­ شان کلی پیچیده­ تر از ساختارهای فلزی ساده است.

تقسیم بندی سرامیک‌ها بر اساس کاربرد چگونه است؟

سرامیک‌ها از نظر کاربرد به دو گروه زیر تقسیم‌ می‌شوند:

سرامیک‌های سنتی (سیلیکاتی(          (Traditional Ceramics or silicate ceramics)

سرامیک‌های مدرن (مهندسی(           (New Ceramics)

تقسیم بندی سرامیک‌های مدرن بر چه اساسی است؟

سرامیک‌های مدرن یا نوین (سرامیک­های مهندسی) به دو گروه اصلی تقسیم می­شوند:

سرامیک های اکسیدی         (Pure oxide ceramics)

سرامیک های غیر اکسیدی (Non-oxidized ceramics)

این نوع سرامیکها در راستای تحقق یک نیاز خاص به طور مثال مقاومت در برابر درجه حرارت بالا (کاربرد دمای بالا)، خواص مکانیکی برتر، خواص الکتریکی ویژه و مقاومت شیمیایی عالی توسعه یافته­اند. سرامیکهای مهندسی (مدرن) بر اساس کاربرد به انواع مغناطیسی، نوری، الکتریکی، حرارتی، مکانیکی، شیمیایی، بیوزیست و هسته ­ای تقسیم می­ شوند.

علت استفاده از پوششها بر روی مواد در صنایع مختلف چیست؟

در برخی موارد هیچ ماده­ ای از لحاظ اقتصادی مجموعه­ ی مقاومت به خوردگی و خواص مورد نیاز دیگر را فراهم نمی­ کند. در این موارد می­توان از یک ماده­ ی ارزان قیمت که خواص فیزیکی و مکانیکی مورد نیاز را دارا می­باشد استفاده کرده و سطح آن را با یک لایه ­ی محافظ مناسب پوشاند. این محافظت می­تواند بر اساس پوشش فداشونده، غیر فعال کننده ممانعت کننده­ ی خوردگی، ایجاد مانع و یا محافظت کاتدی باشد.

پوششها به منظورهای مختلفی از جمله مسائل تزئینی، بهداشتی، مکانیکی، حرارتی و … اعمال می­شود و با استفاده از آن می­توان خواص خوردگی، سایشی، اصطکاکی و حرارتی را بهبود بخشید و هزینه تولید را با توجه به عمر نهایی کاهش داد.

پوششها به چند گروه اصلی تقسیم بندی می شوند؟

پوششها بر اساس جنس به گروه های ذیل طبقه بندی می شوند:

  • پوشش­های فلزی (Metal coatings)
  • پوشش­های سرامیکی (Ceramic coatings)
  • پوشش­های پلیمری (polymer coatings)

پوشش­ها بر اساس کاربرد به گروه های مختلفی دسته ­بندی می­ شوند که در ذیل به برخی از آنها اشاره شده است:

  • پوشش­های مقاوم به خوردگی
  • پوشش­های مقاوم به سایش
  • پوشش­های مقاوم به حرارت (عایق حرارتی)
کاربرد اصلی پوششهای سرامیکی در چه مواردی است؟

پوشش­های سرامیکی، پوشش­ های دمای بالایی هستند که بر پایه اکسیدها، سیلیسیدها، بوریدها، کاربیدها، نیتریدها، سرمت­ها و یا دیگر مواد معدنی هستند. پوشش­های سرامیکی که بر روی فلزات و آلیاژهای آهنی (فولادها و چدن­ها) و آلیاژهای غیر آهنی به کار می­روند آنها را در برابر خوردگی و اکسیداسیون در دماهای بالا محافظت می­کنند. همچنین از پوشش­های سرامیکی در کاربردهای ویژه مانند مقاومت به سایش، مقاومت شمیایی، مقاومت الکتریکی و مقاومت حرارتی استفاده می­شود. از پوشش­های سرامیکی در کاربردهایی نظیر تجهیزات کوره­ های عملیات حرارتی دمای بالا، تجهیزات رآکتورهای شیمیایی، مبدل­های حرارتی استفاده می­ شود. همچنین در صنایع هوافضا مانند قطعات موتورهای جت و نازل­های موتور موشک و نیز در نیروگاه­های هسته­ای به عنوان سوخت (دی اکسید اورانیوم) و پوشش مورد استفاده قرار می­ گیرد.

به چه پوشش هایی دمای بالا گفته می شود؟

با گسترش روزافزون تکنولوژی، آرزو های بشری رشد کرده و به طبع آن، نیاز های بشر نیز افزایش یافته است. یکی از تکنولوژی های با رشد سریع، پوشش هایی است که جهت کاربرد در دما های بالا بر روی فلزات و آلیاژ ها اعمال شوند تا ضمن استفاده از خواص آن آلیاژ، امکان افزایش دما به منظور استفاده از مزایایی نظیر افزایش راندمان نیز فراهم آید. شرکت پیشگامان مواد توسعه مواد سام با در اختیاز داشتن پرسنل با تجربه در خصوص پوشش های دمای بالا، آماده ارائه خدمات درخواستی صنایع، محققین، کارخانه ها و شاغلینی است که می خواهند از مزایای پوشش های دمای بالا استفاده کنند. همچنین جهت آشنایی با پوشش های دمای بالا می توانید به قسمت معرفی مواد و بخش مخصوص به آن در همین وبسایت مراجعه فرمایید.

چه صنایعی از پوشش های دمای بالا استفاده می کنند؟

عموماً با افزایش دما می توان به مزایایی نظیر افزایش راندمان دست یافت که دستیابی به آنها در دمای معمول بسیار سخت و یا بسیار هزینه بر است. توربین های گازی، موتور های جت و موتور های هواپیما ها از این قبیل مثال ها هستند که با افزایش دما می توان راندمان آنها را افزایش داده و به خواص منحصر به فردی رسید. لازم به توضیح است کارکرد اصلی برخی از قطعات نظیر موشک ها در دمای بالا است و در حقیقت، در این قطعات دما بالا برده نمی شود بلکه قطعه در آن دما کار می کند.

روش اعمال پوشش های دمای بالا چه تفاوتی با سایر پوشش ها دارد؟

پاسخ این سوال منحصر به پوششی است اعمال می شود. برخی پوشش های دمای بالا از روش های رایج جهت اعمال سایر پوشش ها نظیر سمنتاسیون پودری یا آبکاری استفاده می کنند. اما جهت اعمال بسیاری از پوشش های دمای بالا بایستی از روش های منحصر به فردی نظیر پاشش پلاسمایی، رسوبدهی فیزیکی فاز بخار، رسوبدهی شیمیایی فاز بخار و پاشش شعله ای استفاده کرد. دانش نهادینه شده در متخصصین شرکت پیشگامان توسعه مواد سام با سابقه کار با بسیاری از روش های موجود جهت اعمال پوشش های دمای بالا، آماده همکاری در این خصوص می باشد.

به چه آلیاژ هایی غیر آهنی گفته می شود؟

فلزات و آلیاژ های مورد استفاده در صنعت به روش های مختلفی تقسیم بندی می شوند. یکی از این روش ها، دسته بندی براساس آهنی یا غیرآهنی بودن فلز پایه مورد استفاده در آن آلیاژ است. در این آلیاژ ها، عنصر پایه آهن نخواهد بود. مس، آلومینیوم، نیکل، روی، کبالت، تیتانیوم و منیزیم از جمله عناصر مهمی هستند که در آلیاژ های این گروه قرار می گیرند.

مهمترین عناصر در دسته بندی آلیاژ های غیرآهنی کدام هستند؟

استفاده از هر عنصری به استثنای آهن می تواند به عنوان فلز پایه، منجر به ساخت آلیاژ غیرآهنی گردد. اهمیت این عنصر به صنعتی است که آن آلیاژ مورد استفاده قرار می گیرد. اما در دسترس بودن آن عنصر، نقش به سزایی در استفاده از آن آلیاژ دارد. همچنین خواص فیزیکی، مکانیکی، شیمیایی، حرارتی، خوردگی و … عنصر پایه، تعیین کننده خواص اصلی آن آلیاژ خواهد بود. لذا عناصری نظیر آلومینیوم، مس، نیکل، روی، کبالت، منیزیم و تیتانیوم به عنوان پرکاربرد ترین عناصر، پرکاربرد ترین آلیاژ های غیرآهنی نیز هستند.

آلیاژ آهنی یا آلیاژ غیرآهنی؟ کدام یک بهتر است؟

در حقیقت پاسخ به این سوال به پارامتر های بسیاری بستگی دارد. به عبارت دیگر، پاسخ این سوال در هر صنعت منحصر به فرد خواهد بود. گاهی بسیاری از صنایع، کارخانه ها، محققین، دانشجویان و شاغلین در حوزه مواد مهندسی با این پرسش مواجه می شوند که برای ساخت یک قطعه خاص با خواص خاص، از چه آلیاژ یا عنصری استفاده کنند. یکی از اهداف شرکت پیشگامان توسعه مواد سام نیز کمک به ارائه پاسخ صحیح، دقیق و کاربردی به پرسش خواهد بود و صنایع مختلف را در این زمینه یاری خواهد کرد.

نامگذاری آلیاژ های غیرآهنی مشابه با آلیاژ های آهنی دارای استاندارد خاصی است؟

پاسخ این پرسش در حالت کلی مثبت است. مشابه با آهن، سایر عناصر نیز انجمن های مختص به خود را دارند که فقط در زمینه آن فلز فعالیت می کند. به عنوان مثال، انجمن آلومینیوم وظیفه نامگذاری آلیاژ های آلومینیوم را برعهده دارد. جهت آشنایی با نامگذاری هر یک از آلیاژ های غیرآهنی می توانید در بخش معرفی مواد به قسمت مخصوص به آن فلز در سایت پیشگامان توسعه مواد سام مراجعه فرمایید و با روش نامگذاری آن آشنا شوید.

لزوم وجود شاخه ای از مهندسی تحت عنوان انتخاب مواد چیست؟

جهت شروع هر پروژه یا ساخت قطعه ای، ابتدا بایستی با خواص و عملکرد آن آشنا شد. در حقیقت، ابتدا با بدانیم چه انتظاری از آن قطعه داریم. پس از تعیین خواص، عملکرد و محیط کارکرد قطعه بایستی با تحقیق در خصوص تمامی مواد، به شناخت عنصر یا عناصری رسید که این خواص یا عملکرد را برآورده می سازند. انتخاب مواد مهندسی به طور خلاصه به این شناخت کمک می کند. شرکت پیشگامان توسعه مواد سام با علم به این موضوع، در بخشی از وبسایت خود ابتدا به معرفی مواد می پردازد. سپس با در اختیار داشتن مجموعه ای از متخصصین حوزه های مختلف مواد مهندسی نظیر متالورژی، پلیمر، سرامیک و … این راه را هموار ساخته و  پس از دریافت اطلاعات خواص، عملکردی، محیط کاری و … از صنایع، نسبت به معرفی انتخاب مواد بهینه اقدام لازم را به عمل می آورد.

آیا انتخاب مواد منحصر به رشته مهندسی مواد است؟

در حقیقت جهت انتخاب مواد بایستی ابتدا شاخت کامل و جامعی از تمام مواد پیرامون وجود داشته باشد. می دانیم که رشته مهندسی مواد در ایران تنها به دو زیر شاخه متالورژی و سرامیک می پردازد. اما سایر شاخه های مهندسی نظیر پلیمر، مکانیک و … نیز بایستی درنظر گرفته شود. در نتیجه همین موضوع بوده است که شرکت پیشگامان توسعه مواد سام متخصصین خود را از رشته های مختلف نظیر متالورژی، سرامیک، پلیمر و … انتخاب کرده است تا بتواند جهت ارائه مشاوره انتخاب مواد تمامی جوانب را در نظر گرفته باشد.

سرمایه گذاری در حوزه انتخاب مواد چه لزومی دارد؟

می دانیم که هر شروع اشتباهی، منجر به خاتمه اشتباه می گردد. در حوزه مهندسی، این اشتباه به هزینه های بسیار بالایی منجر خواهد شد. در نظر داشته باشید که در ساخت یک قطعه ای و بدون انجام پروسه انتخاب مواد، جنس آن اشتباه انتخاب شده و نتواند عملکرد مورد انتظار را برآورده سازد و این پروسه با تحمیل هزینه های زیاد بارها تکرار شود. می توان نتیجه گرفت یک بار سرمایه گذاری صحیح (در حوزه انتخاب مواد) می تواند جلوی زیان های متوالی را گرفته و حتی منجر به صرفه جویی های آینده نیز شود. لذا توصیه اکید مشاورین مهندسی شرکت پیشگامان توسعه مواد سام انجام یک پروژه مهندسی انتخاب مواد قبل از شروع ساخت هر قطعه ای می باشد.

چنانچه در موارد بالا سوال خود را پیدا نکردید میتوانید از بخش زیر سوال خود را بپرسید.

  • ۸ + ۲ =