دسته بندی کامپوزیت‌ها

دسته بندی کامپوزیت ها

کامپوزیت یا ماده مرکب حداقل از دو ماده مجزا تشکیل شده است و از یک فاز زمینه (ماتریس) و یک تقویت کننده (پرکننده) تشکیل شده است. دسته بندی کامپوزیت ها بر مبنای فاز زمینه و فاز ماتریس را می توان مورد بررسی قرار داد.

1- دسته بندی بر مبنای فاز زمینه

- کامپوزیتهای پلیمری(PMC):  این دسته از متداول ترین کامپوزیتها (که قبلا به نام فایبرگلاس مصطلح بوده اند) می‌باشند که در اینجا مورد بحث قرار خواهند گرفت. مواد فوق به عنوان FRP (پلاستیک‌های تقویت شده با الیاف) نیز شناخته شده اند. در ساخت این سازه‌ها از یک رزین پایه به عنوان بستر و از تقویت کننده‌های متنوعی همچون الیاف شیشه، الیاف کربن و الیاف آرامید، استفاده می‌شود .

 - کامپوزیتها با بستر فلز :(MMC) در صنایع خودروسازی به طور گسترده از کامپوزیتها با بستر فلزی استفاده می‌شود. در فرآیند ساخت این قطعات از یک فلز نظیر آلومینیوم به عنوان بستر استفاده می‌شود که با الیاف سیلیکون کارباید و یا ذرات سرامیکی تقویت می‌گردد.

- کامپوزیتها با بستر سرامیک(CMC): این نوع کامپوزیتها در محیط‌های با دمای خیلی بالا استفاده می‌شوند. این مواد از سرامیک به عنوان بستر استفاده نموده و با الیاف کوتاه یا تار موهای خیلی کوتاه از جنسی مانند کاربید سیلیکون و یا  نیترید بورون تقویت می‌گردند.

شکل1- دسته بندی کامپوزیت ها بر مبنای فاز زمینه و تقویت کننده

2- دسته بندی کامپوزیت‌ها بر مبنای تقویت کننده

از مواد مختلفی می‌توان در ساخت کامپوزیتها استفاده کرد و ظاهراً هم محدودیتی در زمینه انواع ترکیبات ممکن وجود ندارد ولی بر اساس شکل مواد داخل کامپوزیت، می‌توان آنها را به پنج نوع ذیل تقسیم نمود

- کامپوزیتهای الیافی:  که شامل الیاف محاط شده در ماتریس هستند.

- کامپوزیتهای لایه ای:  که شامل لایه‌هایی از موادند که بر روی هم قرار گرفته اند.

- کامپوزیتهای ذره ای:  که شامل ذرات محاط شده در ماتریس هستند.

-  کامپوزیتهای پولی:  ساخته شده از پولک با یا بدون ماتریس

- کامپوزیتهای پر شده: که از یک ماتریس که بوسیله ماده دیگری پر شده تشکیل می‌شوند.

شکل 2- انواع مختلف کامپوزیت 

3- مزایای کامپوزیت های پایه پلیمری

مزایای سازه‌های مبتنی بر کامپوزیت‌های پلیمری نسبت به نمونه‌های سنتی بتنی، چوبی و فلزی که باعث نفوذ آنها درگستره وسیعی از صنایع مختلف شده است، بشرح ذیل است.

- کاهش وزن سازه ساخته شده با توجه به معماری قابل تغییر بر اساس خواست طرح

- ایمن بودن در برابر پدیده خوردگی

- قابلیت تحمل بارهای سیکلی و مقاومت بسیار مناسب در برابر پدیده خستگی

- سادگی روشهای تولید و امکان تولید اشکال بسیار پیچیده با روشهای بسیار آسان، کارآمد و مقرون به صرفه 

- سهولت فرایندهای تعمیر و عیب یابی

- ضریب انبساط حرارتی پایین و عایق مناسب حرارتی

- عایق الکتریکی

- بهبود اتصالات و امکان تولید یکپارچه

- خصوصیات ارتعاشی بسیار مناسب و مقاوم بودن نسبت به پدیده تشدید در ارتعاشات نسبت به فلزات

- قابلیت مونتاژ آسان