استفاده از کامپوزیت های FRP در مهندسی عمران در سال های اخیر توجه بسیاری را به خود جلب کرده است.
وزن سبک،مقاومت زیاد و مقاومت در برابر خوردگی از جمله خواصی است که این نوع مواد را در قالب های گوناگون در امر مهندسی ساختمان مطرح ساخته است.
کامپوزیت ها [1]
بسیاری از فن آوریهای نوین به موادی نیاز دارند که ترکیب غیر معمولی از خواص را با آلیاژهای فلزی ، سرامیکی و پلیمرهای معمولی حاصل نمی آید بدست می دهد . به عنوان نمونه مواد مورد نیاز درسفینه های فضائی ، زیر دریائی ها و کاربردهای حمل و نقل از این قبیل است که باید در عین چگالی کم ، استحکام سفتی و مقاومت به سایش و ضربه نیز وجود داشته باشد .از اینرو نیاز به مواد
جدیدی به نام کامپوزیت میباشد. کامپوزیت عبارت است از هر ماده چند فازی که سهم برای بدست آوردن مواد با استحکام و به ویژه استحکام به وزن بالا، می توان رشته هایی با مدول کشسانی و استحکام بالا را در یک زمینه فلزی یا پلیمری قرار داد. در کامپوزیت ها که مواد مرکب هم نامیده می شوند، دو یا چند ماده در مقیاس ماکروسکوپی با هم ترکیب شده و خواص مورد نظر را ایجاد می کنند. اگر چه می توان با ترکیب کردن بعضی مواد در مقیاس میکروسکوپی هم به خواص مورد نظر دست یافت، که به بحث آلیاژها مربوط می گردد.درواقعکامپوزیتها موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود می‌بخشند. کاپوزینت یک ماده چند فازی است که بصورت مصنوعی ساخته می شود فازها باید از لحاظ شیمیائی متفاوت باشد و با فصل مشترکهایی مچزا شوند. مطابق این تعریف ، اغلب آلیاژهای فلزی و بسیاری از سرامیکها کامپوزیت نیستند زیرا فارهای چند گانه آنها درنتیجه یک پدیده طبیعی تشکیل شده است .بسیاری از کامپوزیت هاتنها از دو فاز تشکیل شده اند:
فاز زمینه که پیوسته است وفاز دیگر که غالبا فاز پراکنده است تقویت کننده گفته میشود . خواص کامپوزیت به خواص فازهای تشکیل دهنده آن ، مقادیر آنها و هندسه فاز پراکنده شده وا بسته است . منظور از هندسه فاز پراکنده شده ، شکل و اندازه ذرات ، نحوه توزیع و جهت آنهاست .
1-1-ساختمان کامپوزیت ها:
کامپوزیت ها از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند: 1)الیاف یا تارها. 2)پرکننده یا ماتریس. 3)چسب. معمولاً ماتریس دارای سختی و استحکام کمتری نسبت به ا لیاف می باشند، ولی اختلاط الیاف و ماتریس باعث تشکیل محصولی می شود که دانسیته کمی داشته ودر عین حال از استحکام فشاری و کششی بالایی برخوردار می باشد. مانند مواد اپوکسی مثل نارمکو((Narmco2387 که دارای دانسیته / lb044/0، استحکام فشاری / lb23000 و استحکام کششی / lb4200 است.
1-1-1-رشته ها:
هر چه قطررشته کوچکتر باشد ، رشته مستحکم تر ازماده زمینه خواهد بود.موادی که بعنوان رشته های تقویت کننده بکارمیرود استحکام کششی بالایی دارند.براساس قطر و مشخصه رشته ها به 3 دسته تقسیم می شوند:ویسکرها،رشته ها وسیم ها.ویسکرها تک بلورهای بسیارنازکی هستند که نسبت طول به قطرآنهافوق العاده زیاداست.آنها مستحکم ترین موادی هستندکه شناخته شده اند. مواد ویسکری شامل گرافیت ، کاربید سیلیسیم، نیترید سیلیسیم و اکسید آلومینیم است.
1-1-2-فاز زمینه:
فاززمینه کامپوزیت های رشته ای میتواند فلز ، پلیمر یا سرامیک باشد. معمولا ازفلزات یا پلیمرها به عنوان ماده زمینه استفاده میشود،زیراانعطاف پذیری مطلوبی دارند.درکامپوزیت های زمینه سرامیکی جز تقویت کننده برای بهبود چقرمگی شکست استفاده می شود . در انتخاب ترکیب زمینه – رشته ، مهمترین عامل استحکام پیوند است .
1-2- انواع کامپوزیت ها:
کامپوزیت ها را می توان بر اساس شکل تقویت کننده،نوع تقویت کننده وفاز زمینه دسته بندی کرد.دسته بندی بر اساس شکل تقویت کننده شامل سه دسته است: 1)کامپوزیت با الیاف تصادفی. 2) کامپوزیت لایه ای. 3) کامپوزیت ذره ای.وبر اساس فاز زمینه به سه دسته عمده تقسیم میشود:1)زمینه پلیمری،2)زمینه فلزی،3)زمینه سرامیکی،
درابتدا درمورد شکل الیاف توضیح داده میشود:
سازه فضاکار کامپوزیت یکی از زیر مجموعه های سازه های فضاکار پیوسته است که از عناصر مجزای فولادی در قسمت تحتانی و بخش های پیوسته در قسمت فوقانی تشکیل شده است. نمونه های موفقی از این سازه طراحی و احداث گردیده که دراغلب آنها از فولاد و بتن برای پوشش و یکپارچه سازی سطح فوقانی سازه استفاده شده است مهمترین ویژگی این سازه توانایی کاربرد به عنوان کف سقف در بناهای چند طبقه و با دهانه وسیع می باشد. هدف اصلی این پژوهش امکان سنجی ترکیب لایه ای از نی بافت به عنوان قالب درجا و بخشی از سیستم باربر، با دال بتنی درجاریز بر لایه فوقانی سازه فضاکار تخت دولایه برای ایجاد نوعی سازه کامپوزیت فضاکار می باشد. در این مقاله سعی بر این است که در ابتدا از طریق رجوع به تعاریف و بررسی ساختار به شناخت دقیقی از سازه فضاکار کامپوزیت نائل آییم. در ادامه با کاربرد نی بافت در ساختار بخش پیوسته سازه فضاکار کامپوزیت، تلاش می شود که تا حدودی این سازه را به لحاظ مؤلفه های سازه ای و معماری ارتقاء دهیم. بر این اساس نوع خاصی از سازه فضاکار کامپوزیت طراحی گردیده و در مقیاس واقعی ساخته شده و مورد آزمایش بارگذاری قرار می گیرد. در نهایت محاسن کاربرد نی بافت درسازه فضاکار کامپوزیت به طور مفصل برشمرده می شود.
سال انتشار: 1393
تعداد صفحات: 9
فرمت فایل: pdf
عنوان مقاله: کامپوزیت ها و حل مشکل خوردگی
شرح مختصر : خوردگی یکی از مشکلات عمده در صنایع نفت و گاز به شمار می آید که سالانه مبالغ هنگفتی، به خود اختصاص می دهد. وقفه در تولید. زیان هنگفتی چه از نظر تولید هیدروکربن و چه از نظر تولید هیدروکربن و چه از نظر هزینه تعمیزات در پی خواهد داشت. بنابراین سلامت تجهیزات در طول عمر مفیدشان یک مسئله اساسی به نظر می رسد. استفاده از بازدارنده های خوردگی سالها است که به عنوان واکنش شیمیایی را کند یا متوقف کند. اما آنچه از شواهد و قرائن پیدا است. این روش راه حل مفیدی نمی باشد. با پیشرفت علم و تکنولوژی چنین مشکلاتی در دنیا دیگر قابل قبول نمی باشد. بطوری که در جهان توسعه یافته امروز کمتر از مصالع سنتی استفاده می شود. یکی از علومی که به این پیشرفت کمک شایانی کرده است علم متالورژی است. که با پیشرفت سریع خود هرروزه مصالح جدید را با کیفیت و رفتار بسیار بهتر و مفید تر ارائه می کند. کامپوزیت ها که از مصالح جدید و به روز به شمار می روند. از این دسته هستند. این دسته از مصالح با تنوع فراوان و کاربردهای روبه افزایش خود سهم بسیاری در پیشرفت و توسعه صنعت ایفاء میکنند و در این مورد نیز از آن می توان به عنوان یکی از راه حل های اساسی و زیر بنایی یاد کرد.
فهرست:
تعریف کامپوزیت و مختصری در مورد آن
تعریف کامپوزیت
تقسیم بندی مواد کامپوزیت
نقاط قوت کامپوزیت ها
مهمترین موارد کاربرد کامپوزیت
برخی از مهمترین الیاف و کامپوزیت ها
الیاف شیشه و فایبر گلاس ها
الیاف کربن
الیاف آرامید
کامپوزیت FRP
تکنولوژی پالتروژن
نتیجه گیری
منابع
دانلود متن کامل با فرمت ورد word
چکیده :
هدف اصلی در این پروژه بررسی تغییر درصد تیتانیم و کربن بر روی ریز ساختار و خواص سایشی مکانیکی کامپوزیت فروتیک( Fe/TiC ) است.
نتایج حاصله نشان داده است که با کنترل ترکیب شیمیایی، نوع عملیات حرارتی، اصلبح روش ساخت و سرعت انجمادی قطعه می توان ریز ساختار زمینه، نحوه توزیع ذرات سرامیکی (TiC) و میانگین اندازه ذرات ( TiC) و تعداد آنها در واحد سطح و شکل آنها و کسر حجمی آن و در نهایت چگالی کامپوزیت که منجر به خواص سایشی و مکانیکی متفاوت می گردد را کنترل نمود.
افزایش مقدار کربن و تیتانیم باعث افزایش مقدار کاربید تیتانیم، سختی، مقاومت به سایش و اندازه ذرات کاربیدی می شود در حالی که چگالی کامپوزیت کاهش می یابد.
فهرست مطالب
«عنوان» « صفحه»
فصل اول : مقدمه
مقدمه 1
فصل دوم : مروری بر منابع
1-2- عوامل مؤثر بر خواص کامپوزیتها 6
2-2- تقسیم بندی کامپوزیتها 7
3-2- تریبولوژی و تریبوسیستم 9
1-3-2- تعریف سایش و عوامل اثر گذار روی آن 10 2-3-2- انواع مکانیزم های سایش 10
1-2-3-2- سایش چسبان 10
2-2-3-2- سایش خراشان 11
3-2-3-2- سایش خستگی 12
4-2-3-2- سایش ورقه ای 12
5 -2-3-2- سایش اکسایش 12
3-3-2- پارامتر سایش 13
4-3-2- رابطه بین مقاومت به سایش و سختی 13
5 -3-2- منحنی سایش 14
4-2- کامپوزیت فروتیک 14
1-4-2- انواع کامپوزیت های فروتیک 15
1-1-4-2- کامپوزیت هایی که با کوئینچ سخت می شوند 15
2-1-4-2- کامپوزیت هایی که با پیر سختی سخت می شوند 16
2-4-2- روشهای ساخت فروتیک 17
1-2-4-2- ساخت کامپوزیت به صورت غیر همزمان 18
الف) پراکنده کردن ذرات فاز دوم 18
ب) روش پاششی 19
ج) تزریق مذاب فلزی 19
2-2-4-2- ساخت فروتیک به صورت همزمان ( insitu) 20
الف) سنتز خود احتراقی (SHS) 20
ب) XD 26
ج) دمش گاز واکنش دهنده 26
د) اکسایش مستقیم فلز( DIMOX) 27
ه) primex 28
و) واکنش حین تزریق 28
ز) واکنش شیمیایی در داخل مذاب 28
ح) روش آلیاژسازی مکانیکی 31
ط) متالورژی پودر 34
ی) احیای کربوترمال 35
ک) احیای ترمیت 35
ل) روش سطحی 35
3-4-2- خواص کامپوزیت های فروتیک 36
1-3-4-2- سختی 36
2-3-4-2- استحکام 37
3-3-4-2- مدول الاستیکی 37
4-3-4-2- مقاومت به سایش 37
پارامترهای موثر روی سایش 38
الف) کسر حجمی کاربید تیتانیم 38
ب) اندازه ذرات و شکل آنها 38
ج) نوع زمینه 39
د) کاربید های ریخته گری 40
ه) عملیات حرارتی و سرعت سرد کردن زمینه 40
و) نیرو در دستگاه pin on Disk 40
ز) عیوب در قطعات 41
ح) اثر ذوب مجدد 41
5-3-4-2- ماشین کاری 41
6-3-4-2- عملیات حرارتی 41
7-3-4-2- جذب ارتعاش 41
8-3-4-2- دانسیته 42
9-3-4-2- فرسایش 42
فصل سوم : مطالعه موردی
2-3-بیان نتایج
1-2-3- ریزساختار نمونه‌های حاوی مقادیر مختلف کربن با تیتانیم ثابت 49
1-4 نتیجه گیری 92
2-4پیشنهادها 94
منابع و مراجع 95
فهرست اشکال
« شماره شکل» « صفحه»
شکل (1-1) &