دانلود مقاله صنعت کامپوزیت

فهرست مطالب

چکیده ۶
مقدمه ۸
فصل دوم: ۱۱
مروری بر منابع ۱۱
شکل ۲-۱- فرم های مختلف ساختارهای کامپوزیت دو فاز ی. ۱۲
شکل ۲-۲- مقایسة‌بین استحکام تسلیم کامپوزیت ۱۴
جدول ۲-۱ – مثالها و کاربردهایی از کامپوزیت های استحکام یافته ۱۵
۱-۱-۲- خواص کامپوزیت های ذره ای ۱۵
نمودار۲-۲- تأثیر خاک رس برخواص پلی اتیلن ۱۸
شکل ۲-۲- فرآیند ریخته گری کامپوزیت . ۱۹
نمودار (۲-۳) : ۲۱
شکل ۲-۳- نمایش شماتیکی تنش های کششی ۲۲
طول و قطر الیاف : ۲۲
شکل ۲-۴- الف ) ساختار کامپوزیت لایه ای تک جهتی . ۲۵
شکل ۲-۵- کامپوزیت های تقویت شده با الیاف به صورت سه بعدی ۲۵
جدول (۲-۳) تأثیر مکانیزمهای استحکام بخشی در آلومینیوم و آ‌لیاژهای آن . ۳۱
جدول (۲-۴)- خواص مکانیکی تعدادی از سرامیک های پیشرفته ۳۲
شکل (۲-۶) نمونه آزمون کشش به صورت بالا است: ۳۶
۲-۵-۳- آزمون تخلخل سنجی ۳۶
روش انجام آزمایش ۳۸
مرحله اول: ۴۶
مرحله دوم: ۴۸
مرحله سوم: ۴۸
مرحله چهارم: ۴۹
مرحله پنجم: ۴۹
شکل (۳-۱) نمونه آزمون کشش ۵۲
تحلیل نتایج ۵۵
جدول (۴-۱ ) درصد وزنی SiC ۵۵
جدول (۴-۲ ) سرعت همزن ( دور در دقیقه ) ۵۵
مرحله اول: نتایج حاصل آزمون کشش ۵۷
نمودار (۴-۱) آزمون کشش نمونه AX ۵۷
شکل (۴-۱) ساختار AX ۵۸
مرحله دوم: بررسی سختی ۵۸
جدول (۴-۳) میزان سختی در نواحی مختلف نمونه AX ۵۸
مرحله سوم: میزان تخلخل ۵۸
نمودار (۴-۲) آزمون کشش نمونه BX ۵۹
جدول (۴-۴) میزان سختی در نواحی مختلف نمونه BX ۶۰
مرحله سوم : میزان تخلخل ۶۰
شکل (۴-۳) ساختار CX ۶۲
جدول (۴-۶ ) میزان سختی در نواحی مختلف نمونه DX ۶۴
نمونه (۴-۵) آزمون کشش EX ۶۵
شکل (۴-۵) ساختار EX ۶۶
مرحله سوم : میزان تخلخل ۶۶
مرحله اول :نتایج حاصل از آزمون کشش ۶۷
نمودار (۴-۶) آزمون کشش نمونه AY ۶۷
شکل (۴-۶) ساختار AY ۶۸
نمودار (۴-۷) آزمون کشش نمونه BY ۶۹
شکل (۴-۷) ساختار  BY ۷۰
جدول (۴-۹ ) میزان سختی در نواحی مختلف نمونه BY ۷۰
شکل (۴-۳) ساختار CY ۷۲
جدول (۴-۱۰ ) میزان سختی در نواحی مختلف نمونه CY ۷۲
نمودار (۴-۹) آزمون کشش نمونه DY ۷۳
شکل (۴-۹) ساختار DY ۷۴
جدول (۴-۱۱ ) میزان سختی در نواحی مختلف نمونه DY ۷۴
مرحله اول: نتایج حاصل از آزمون کشش ۷۵
نمودار (۴-۱۰) آزمون کشش نمونه EY ۷۵
شکل (۴-۱۰) ساختار EY ۷۶
جدول (۴-۱۲ ) میزان سختی در نواحی مختلف نمونه EY ۷۶
مرحله سوم : میزان تخلخل ۷۶
شکل (۴-۱۱) ساختار AZ ۷۸
جدول (۴-۱۳ ) میزان سختی در نواحی مختلف نمونهAZ ۷۸
نمودار (۴-۱۲) آزمون کشش BZ ۷۹
شکل (۴-۱۲) ساختار BZ ۸۰
جدول (۴-۱۴ ) میزان سختی در نواحی مختلف نمونه BZ ۸۰
مرحله اول :نتایج حاصل از آزمون کشش CZ ۸۱
نمودار (۴-۱۳) آزمون کشش CZ ۸۱
شکل ( ۴-۱۳) ساختار CZ ۸۲
جدول (۴-۱۵) میزان سخاتی در نواحی مختلف نمونه CZ ۸۲
مرحله اول: نتایج حاصل از آزمون کشش ۸۳
نمودار (۴-۱۴) آزمون کشش DZ ۸۳
مرحله سوم : میزان تخلخل ۸۴
مرحله اول : نتایج حاصل از آزمون کشش ۸۵
نمودار (۴-۱۶) سختی بر حسب درصد SiC ( سرعت همزن ۴۰۰ دور در دقیقه) ۸۷
جدول (۴-۲۰) درصد تغییرات سختی (سرعت همزن  ۴۰۰ دور در دقیقه) ۸۸
نمودار (۴-۱۸) سختی بر حسب درصد SiC (سرعت همزن ۱۲۰۰ دور در دقیقه) ۹۱
جدول (۴-۲۵) درصد تغییرات سختی (سرعت همزن ۱۲۰۰ دور در دقیقه) ۹۲
جدول (۴-۲۸) درصد تغییرات تنش  (سرعت همزن  ۴۰۰ دور در دقیقه) ۹۴
نمودار (۴-۲۱) تنش بر حسب درصد وزنی SiC (سرعت همزن  ۱۲۰۰ دور در دقیقه) ۹۷
نمودار (۴-۲۲)  انرژی شکست بر حسب درصد وزنی ۹۹
جدول (۴-۴۰) درصد تغییرات انرژی  (سرعت همزن  ۸۰۰ دور در دقیقه) ۱۰۲
جدول (۴-۴۳) درصد تغییرات انرژی  (سرعت همزن  ۱۲۰۰ دور در دقیقه) ۱۰۴
فصل پنجم : ۱۰۵
تفسیر نتایج ۱۰۵
نتیجه گیری ۱۱۳
پیشنهادات ۱۱۴

چکیده
مواد مرکب به خاطر داشتن وزن سبک ، همچنین حجمی مساوی با حجم آلیاژهای دیگر و خواص مکانیکی منحصر به فردی که ارائه می کنند در دهه های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. از این مواد بیشتر در سازه های فضای  و صنایع هوایی استفاده می شود. مواد مرکب از دو جزء اصلی تشکیل شده اند: ۱- فلز پایه ۲- عامل تقویت کننده
بصورت کلی از فلزات با وزن کم به عنوان فلز پایه و همچنین از مواد سرامیکی به عنوان تقویت کننده استفاده می شود از مهمترین و معروفترین مواد مرکب می توان به ماده مرکب با زمینه آلومینیومی و تقویت کننده ذره ای کاربیدسیلیکون اشاره کرد آلومینیوم و کاربیدسیلیکون به علت نزدیک بودن دانسیت هایشان به یکدیگر می توانند خصوصیات عالی مکانیکی را در وزن کم بوجود بیاورند در این تحقیق نحوه ساخت این ماده مرکب از روش ریخته گری در قالب فلزی مورد بررسی قرار می گیرد و تأثیر دو فاکتور مختلف ، یک درصد وزنی تقویت کننده و دیگری سرعت هم زدن مخلوط مذاب بر روی خواص مکانیکی از جمله سختی و استحکام مورد بحث و بررسی قرار می گیرد نتایج حاصل شده به ما نشان می دهد که با اضافه کردن مواد سرامیکی به فلز پایه تغییرات ای در رفتار مکانیکی فلز پایه ایجاد می شود که در این پایان نامه به تفصیل به بررسی این رفتار می پردازیم .

سپاس‏گذاری
با سپاس و قدردانی از استاد گرامی  جناب آقای مهندس زهیر سراجان و جناب آقای مهندس حاجی صفری که از راهنمائیهای خالصانه ایشان درانجام این پروژه بهره‏مندشدیم و نیز مدیریت محترم گروه مهندسی مواد جناب آقای مهندس حسین زاده که در طی دوران تحصیل اینجانب را یاری نمودند.

فصل اول:
مقدمه
استفاده از مواد کامپوزیت طبیعی، بخشی از تکنولوژی بشر از زمانی که اولین بناهای باستانی، کاه را برای تقویت کردن آجرهای گلی به کار بردند بوده است. مغولهای قرن دوازدهم، سلاح های پیشرفته ای را نسبت به زمان خودشان با تیر و کمان هایی که کوچکتر و قوی تر از دیگر وسایل مشابه بودند ساختند. این کمانها سازه های کامپوزینی ای بودند که به وسیله ترکیب زردپی احشام (تاندون)، شاخ، خیزران (بامبو) و ابریشم ساخته شده بودند که با کلوفون طبیعی  پیچیده می شد.این طراحان سلاح های قرن دوازدهم، دقیقاً اصول طراحی کامپوزیت را می فهمیدند. اخیراً بعضی از این قطعات موزه ای ۷۰۰ ساله کشیده و آزمون شدند. آنها از نظر قدرت حدود %۸۰ کمانهای کامپوزیتی مدرن بودند. در اواخر دهه ۱۸۰۰، سازندگان کانو قایق های باریک و بدون بادبان و سکان، تجربه می کردند که با چسباندن لایه های کاغذ محکم کرافت   با نوعی لاک به نام شلاک ، لایه گذاری کاغذی را تشکیل می دهند. در حالی که ایده کلی موفق بود، ولی مواد به خوبی کار نمی کردند. چون مواد در دسترس، ترقی نکرد، این ایده محو شد. در سالهای بین ۱۸۷۰ تا ۱۸۹۰ انقلابی در شیمی به وقوع پیوست. اولین رزین های مصنوعی (ساخت بشر) توسعه یافت به طوری که
می توانست به وسیله پلیمریزاسیون از حالت مایع به جامد تبدیل شود. این رزین های پلیمری از حالت مایع به حالت جامد توسط پیوند متقاطع مولکولی تبدیل می شوند. رزین های مصنوعی اولیه شامل، سلولوئید، ملامین و باکلیت  بودند.در اوایل دهه ۱۹۳۰ دو شرکت شیمیایی که روی توسعه رزین های پلیمری فعالیت می کردند، عبارت بودند از ” American Cyanamid ” و ” Dupont ” .
در مسیر آزمایشاتشان هر دو شرکت به طور مستقل و در یک زمان به فرمول ساخت رزین پلی استر دست یافتند. هم زمان، شرکت شیشه ” Owens – lllinois ” شروع به ساخت الیاف شیشه به همان صورت بنیادی بافت پارچه های نساجی نمود. در طی سال های ۱۹۴۳ و ۱۹۳۶ محققی به نام ” Ray Green ” در اوهایو این دو محصول جدید را ترکیب کرد و شروع به قالب گیری قایق های کوچک نمود. این زمان را شروع کامپوزیت های مدرن می شناسند. در حین جنگ جهانی دوم، توسعه رادار به محفظه های غیر فلزی نیاز پیدا کرد و ارتش آمریکا با تعداد زیادی پروژه های تحقیقاتی، تکنولوژی نوپای کامپوزیت ها را توسعه بخشید. فوراً، به دنبال جنگ جهانی دوم، کامپوزیت به عنوان یک ماده مهندسی اصلی پدیدار شد. صنعت کامپوزیت در اواخر دهه ۱۹۴۰ با علاقه شدید به آن شروع شد و به سرعت در دهه ۱۹۵۰ توسعه یافت. بیشتر روش های امروزی قالبگیری و فرایند انجام کار روی کامپوزیت ها در سال ۱۹۵۵ گسترش یافت. قالبگیری باز (لایه گذاری دستی)، قالبگیری فشاری، استفاده از پاشش الیاف سوزنی، قالبگیری به روش انتقال رزین، روش فیلامنت وایندینگ، استفاده از کیسه خلاء و روش پاشش در خلاء همگی بین سالهای ۱۹۴۶ و ۱۹۵۵ توسعه یافتند و در تولید استفاده شدند. محصولات ساخته شده از کامپوزیت ها در طی این دوره شامل این موارد بودند: قایق ها، بدنه
اتومبیل ها، قطعات کامیون ها، قطعات هواپیماها، مخازن ذخیره زیر زمینی،
ساختمان ها و بسیاری دیگر از محصولات مشابه.
امروزه صنعت کامپوزیت به رشد خود ادامه می دهد چرا که به دنبال افزایش قدرت، سبکی، دوام و زیبایی محصولات می باشیم.

فصل دوم:
مروری بر منابع
کامپوزیت ها  مخلوط یا ترکیبی از چند ماده ( حداقل دو ماده ) یا جزء اصلی هستند . اجزای تشکیل دهندة  هر کامپوزیت از لحاظ شکل ، ترکیب شیمیایی و خواص با یکدیگر متفاوتند . کامپوزیت ها در اصل به منظور دستیابی به ترکیبی از خواص ، که درهریک از مواد یا اجزای تشکیل دهندة آنها به تنهایی وجود ندارد تولید می شوند بدین ترتیب می توان موادی با  خواص جدید وبهتر با توجه به کاربردهای صنعتی مورد نظر تولید کرد .
مواد کامپوزیتی معمولاً شامل یک مادة خالص یا ترکیبی از حداقل دو ماده به عنوان مادة زمینه  و یک یا چند مادة دیگر موسوم به مادة تقویت کننده هستند. کامپوزیت ها از لحاظ شکل مادة تقویت کننده به سه گروه تقسیم بندی می شوند ذره‌ای ، الیافی یا رشته ای ( پیوسته یا ناپیوسته  ) و لایه ای . شکل(۲-۱) نمونه هایی از سه نوع ساختار کامپوزیتی را نشان می دهد. سالهاست که تحقیقاتی برای دستیبای به مواد جدیدتر با خواص مکانیکی بهتر انجام گرفته و هنوز هم همگام با پیشرفت های سریع صنعتی دنبال می شود هدف این تحقیق غالباً تولید موادی  با نسبت مناسب از استحکام کششی به چگالی ، استحکام حرارتی بالا و خواص ویژه سطح خارجی (مانند مقاومت سایشی  بالا ) است

(((برای دانلود کلیک کنید)))