کامپوزیت چیست؟ چه چیزی باعث میشه مواد کامپوزیت مستحکم و سبکه وزن باشند؟
یک کامپوزیت زمانی شکل می گیره که دو یا چند ماده مختلف جهت ایجاد یک ماده بهتر و منحصربفردتر با یکدیگر ادغام بشه. این یک تعریف خیلی جامع تر است که واقعیت چیستی یک کامپوزیت رو نشون می ده، با این حال، خیلی پیشتر اشاره از عبارت "کامپوزیت" پلاستیک فشرده بوده.
سابقه کامپوزیت
سابقه کامپوزیت ها به زمان باستان و ساخت سازه در اون زمان برمی گرده، که نی ها رو در یک مکان بهم نگه می داشته.
از اونجایی که در دوران خشت سازی، استفاده از کامپوزیت ها جهت بهم متصل کردن یک فیبر یا پلاستیک سازه ای بوده، این عامل به عنوان پلاستیک های بهم فشرده شده فیبر یا FRP شناخته می شه. مانند حصیر، فیبر باعث می شده کامپوزیت محکم تر و قوی تر باشه، در حالی که یک پلیمر پلاستیکی تنها فیبر رو نگه می داشت. انواع رایج فیبر های استفاده شده در کامپوزیت های FRP شامل موارد زیر هستند:
• فایبرگلاس
• فیبر کربن
• الیاف آرامید
• فیبر بور
• فیبر بازالتی
• فیبر طبیعی (چوب، کتان، حشیش و غیره)
در مورد فایبرگلاس، صد ها هزار فایبر گلاس کوچیک گردآوری شده و بوسیله یک صمغ پلیمر پلاستیکی یک سازه بهم نگه داشته شده.
انواع صمغ های پلاستیکی در کامپوزیت موارد زیر هستند:
• اپوکسی
• وینیل استر
• پلی استر
• پلی اورتان
• پلیپروپیلن
نمونه های کامپوزیت
رایج ترین نمونه یک کامپوزیت می تونه ساروج باشه.
در این مورد، میلگرد فولادی سازه نیرو و سفتی رو برای ساروج فراهم میاره، در حالی که سیمان موقعیت میلگرد رو حفظ می کنه، میلگرد دارای انعطاف پذیری خیلی بالایی هست و سیمان خودش به تنهایی می تونه شکننده باشه. با این حال، زمانی که این دو برای تشکیل یک کامپوزیت باهم ترکیب میشن، یک ماده خیلی مستحکم شکل می گیره.
مواد کامپوزیت معمولا با عبارت کامپوزیت همراه میشه عبارتی که به پلاستیک بهمفشردهشده فیبری اطلاق میشه.
این نوع از کامپوزیت در طول زندگی روزمره ما زیاد بکار گرفته میشه. امروزه از کامپوزیت های پلاستیکی فیبری که موارد زیر رو شامل میشن استفاده میشه:
• صنعت هوایی
• قایق ها و سازه های دریایی
• تجهیزات ورزشی (چوب گلف، راکت تنیس، تخته های اسکی روی آب، چوب هاکی و غیره).
• اجزای اتوموبیل
• پره های توربین بادی
• زره
• مواد ساختمانی
• لوله های آب
• پل ها
• دسته های ابزار
• ریل های نردبان
مزایای کامپوزیت ها
در مقایسه با مواد رایج استفاده شده مثل فلز و چوب، کامپوزیت ها یک مزیت مشخصی را فراهم میارن. تحریک کننده های اولیه و مزیت جذب کامپوزیت ها از جمله مشخصه های کم وزن بودن اونهاست. درحمل و نقل، کامپوزیت های سبک وزن با ذخیره های سوختی بیشتر و شتاب بیشتر برابری می کنن. در تجهیزات ورزشی، کامپوزیت های سبک وزن طول پرتاب بیشتر در گلف، سرعت بیشتر در تنیس و ضربات مستقیم تر در تیر و کمان رو فراهم میاره. در حالی که در انرژی بادی، وزن کمتر پره و نیروی بیشتر توربین رو می تونه بهمراه داشته باشه. علاوه بر وزن، مهمترین مزیت کامپوزیت ها موارد زیر هستن:
• ضدزنگی
• نارسانایی
• انعطاف پذیری
• نگهداری کمتر
• طول عمر بیشتر
• انعطاف پذیری طرح