۱۱ مرداد ۱۴۰۰

پیشگامان توسعه
مواد سام,مواد سام,مواد سام

در مقایسه با بیشتر کامپوزیت های زمینه پلیمری، کامپوزیت های زمینه فلزی خواص مکانیکی برتر و بالاتری از جمله استحکام عرضی بالاتر، استحکام فشاری و برشی بیشتر و قابلیت های بهتر در درجه حرارتهای بالا را دارا می باشند. همچنین برترهایی در برخی خواص فیزیکی آنها عبارت از نداشتن خاصیت جذب رطوبت، نداشتن قابلیت اشتعال، رسانایی حرارتی و الکتریکی بالا و مقاومت در مقابل اکثر تشعشعات وجود دارد.

کامپوزیتهای زمینه فلزی

کامپوزیتهای زمینه فلزی ( MMC ) Metal Matrix Composite هنوز در مرحله توسعه و یا در مراحل نخستین تولید تجاری بوده و مانند کامپوزیت های زمینه پلمیری در انواع مختلف و با جنس های مختلف به صورت تجاری کمتر وارد بازار شده و کمتر مورد استفاده قرار گرفته اند .

فلزات را می توان توسط رشته های پیوسته یا منقطع و یا تقویت کننده های ذره ای تقویت کرد . اکسید آلومینیوم و کاربید سیلیسیم تقویت کننده هایی هستند که در مقیاس وسیعی در تقویت فلزات مورد استفاده قرار گرفته اند و بدین طریق طیف گسترده ای از کامپوزیتهای زمینه فلزی تولید شده است .

در دهه ۱۹۶۰ و اوایل دهه ۱۹۷۰ تولید الیاف بر و کاربید سیلیسیم تقویت فلزات سبک مخصوصا آلیاژهای آلومینیوم را که به طور جدی مورد توجه بودند امکان پذیر نمود . تحقیقات قابل توجه ای در رابطه با آلیاژهای تقویت شده به وسیله الیاف بر در اوایل دهه ۱۹۷۰ در ایالات متحده انجام گردید و منجر به کاربردهای گسترده ای از کامپوزیتهای زمینه فلزی در کاربردهای هوافضای مانند سفینه های فضایی و هواپیماهای نظامی گردید .

خواص کامپوزیتهای زمینه فلزی

کامپوزیتهای زمینه فلزی مزایای فراوانی نسبت به فلزات یکپارچه دارند که بخشی از این مزایا در ذیل اشاره شده است :

  • مدول یا ضریب مخصوص بالاتر
  • استحکام مخصوص بیشتر
  • خصوصیات بهتر در درجه حرارت های بالا
  • ضرایب انبساط حرارتی کمتر
  • مقاومت در مقابل سایش بیشتر

به خاطر این ویژگی ها برای برخی از قطعات که در صنایع هوافضا کاربرد دارند ، این کامپوزیتها برای طیف وسیعی از کاربردها مورد توجه می باشند . با این وجود از سوی دیگر چقرمگی آنها نسبت به فلزات یکپارچه کم بوده و از نظر قیمت در حال حاضر گران تر می باشند .

در مقایسه با بیشتر کامپوزیت های زمینه پلیمری ، کامپوزیت های زمینه فلزی خواص مکانیکی برتر و بالاتری از جمله استحکام عرضی بالاتر ، استحکام فشاری و برشی بیشتر و قابلیت های بهتر در درجه حرارت های بالا را دارا می باشند . همچنین برترهایی در برخی خواص فیزیکی آنها عبارت از نداشتن خاصیت جذب رطوبت ، نداشتن قابلیت اشتعال ، رسانایی حرارتی و الکتریکی بالا و مقاومت در مقابل اکثر تشعشعات وجود دارد .

کاربردهای کامپوزیتهای با زمینه ی فلزی

در جدول ذیل کاربردهای مختلف این کامپوزیتها آمده است:

تعدادی از کاربردهای کامپوزیتهای فلزی

کاربردهای صنعتی کاربرد کامپوزیت با زمینه فلزی
هوافضا ستون های هواپیما، آنتن ها
خودرو تاج پیستون ها
ساخت ابرهادی ها، اتصال ها، فیلامان ها، الکترودها

در جدول ذیل کاربردهای هوافضایی این کامپوزیت‌ها آمده است:

کامپوزیتهای زمینه فلزی برای کاربردهای هوافضایی

در شکل زیر انواع کامپوزیتهای زمینه فلزی آورده شده است :

کامپوزیت‌های زمینه فلزی

روشهای ساخت کامپوزیتهای فلزی

روش های تولید متنوعی برای ساخت این گروه از کامپوزیتها مورد استفاده قرار گرفته است که در یکی از گروه های زیر تقسیم بندی می شوند :

  • روش های تولید حالت جامد
  • روش های تولید حالت مایع
  • روش های تولید حالت رسوب
  • روش های تولید حالت درجا (بی خود)

منابع

Ref: F. L. Matthews, R. D. Rawwlings, “Composite materials Engineering & Science”.