پروژه مقاله در مورد آشنایی با مواد کامپوزیت ومروری بر کاربردهای آن در صنعت تحت pdf دارای 20 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد پروژه مقاله در مورد آشنایی با مواد کامپوزیت ومروری بر کاربردهای آن در صنعت تحت pdf کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی پروژه مقاله در مورد آشنایی با مواد کامپوزیت ومروری بر کاربردهای آن در صنعت تحت pdf ،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن پروژه مقاله در مورد آشنایی با مواد کامپوزیت ومروری بر کاربردهای آن در صنعت تحت pdf :
آشنایی با مواد کامپوزیت ومروری بر کاربردهای آن در صنعت
تاریخچه
قدیمی ترین مثال از کامپوزیت ها مربوط به افزودن کاه به گل جهت تقویت گل و ساخت آجری مقاوم جهت استفاده در بناها بوده است . قدمت این کار به 4000 سال قبل از میلاد مسیح باز می گردد . در این مورد کاه نقش تقویت کننده و گل نقش زمینه یا ماتریس را دارد . ارگ بم که شاهکار معماری ایرانیان بوده است . نمونه بارزی از استفاده از تکنولوژی کامپوزیت ها در قرون گذشته بوده است . مثال دیگر تقویت بتن توسط میله های فولادی می باشد . که قدمت آن به سال 0081 میلادی باز می گردد . در بتن مسلح یا تقویت شده میله های فلزی استحکام کششی لازم را در
بتن ایجاد می نمایند چرا که بتن یک ماده ترد می باشد و مقاومت اندکی در برابر بارهای کششی دارد . بدین ترتیب بتون وظیفه تحمل بارهای فشاری و میله های فولادی وظیفه تحمل بارهای کششی را بر عهده دارند .
تاریخچه مواد پلیمری تقویت شده با الیاف به سالهای 1940 در صنایع دفاعی و به خصوص کاربردهای هوا– فضا بر می گردند برای مثال در سال 1945 بیش از 7 میلیون پوند الیاف شیشه به طور خاص برای صنایع نظامی ، مورد استفاده قرار گرفته است . در ادامه با توجه به مزایای آنها ، به صنایع عمومی نیز راه یافتند .
تعریف کامپوزیت
ترکیب دو یا چند ماده با یکدیگر به طوری که به صورت شیمیائی مجزا و غیر محلول در یکدیگر باشند و بازده و خواص سازه ای این ترکیب نسبت به هریک از اجزاء تشکیل دهنده آن به تنهایی ، در موقعیت برتری قرار بگیرد را کامپوزیت می نماند . به عبارت دیگر کامپوزیت به دسته ای از مواد اطلاق می شود که آمیزه ای از مواد مختلف و متفاوت در فرم و ترکیب باشند و اجزاء تشکیل دهنده آ
نها هویت خود را حفظ کرده ، در یکدیگر حل نشده ، با هم ممزوج نمی شوند . با توجه به این امر کامپوزیت از آلیاژ فلزی متفاوت می باشد . بنابراین کامپوزیت ترکیبی است از حداقل دو ماده مجزای شیمیایی با فصل مشترک مشخص بین هر جزء تشکیل دهنده .
تقسیم بندی کامپوزیت ها
مواد کامپوزیتی از یک ماده زمینه ( ماتریس ) تقویت شده با انواع مختلفی از الیاف ها ساخته ش
ده است . الیافهای تقویت کننده تحمل کننده اصلی بارها می باشند وزمینه ویفه فراهم سازی بستر مناسب جهت انتقال باز از الیافی به الیاف دیگر را بر عهده دارد .
ساختار کامپوزیت های پایه پلیمری
در کامپوزیت های پایه پلیمری ، ماتریس یا همان زمینه یک ماده پلیمری است که به آن لفظ رزین اطلاق می گردد و شامل دو دسته کلی ترموپلاستیک ها هستند . الیاف تقویت کننده نیز شامل انواع شیشه ، آرامید ، کربن و بورن می باشد . دراین ترکیب نقش باربری به صورت عمده بر عهده الیاف است . رزین وظیفه توزیع بار اعمال شده در شبکه الیاف و نگهداشتن موقعیت الیاف در جای خود را بر عهده دارد . امروزه استفاده از الیاف طبیعی در کامپوزیت های موسوم به کامپوزیت سبز نیز رونق خاصی پیدا کرده است .
صنعت لوله های کامپوزیتی
یکی از زمینه های عمده استفاده از کامپوزیت ها ، تولید لوله های با اقطار مختلف با استفاده از مواد کامپوزیتی است . لوله های کامپوزیت که متشکل از الیاف شیشه و رزین های ترموست می باشند ساختار محکم ، مقاوم به خوردگی و سبکی را فراهم می کنند که به عنوان جایگزین بسیار مناسبی برای لوله های فلزی و بتونی مطرح می شوند .
عبارات GRP1 ، 2GRV ، GRE3 که در صنعت لوله های کامپوزیتی رواج دارد ، همگی معرف پیکربندی های مختلف لوله های کامپوزیتی هستند که با توجه به ماموریت مختلف مورد انتظار ، از ساختار مبتنی بر الیاف شیشه به همراه رزین پلی استر ، وینیل استر و یا اپوکسی در آنها استفاده می شود . پلی استرها اغلب برای تولید لوله ها جهت مصارف مختلف از جمله آب شرب ، جمع آوری فاضلاب و پسابهای صنعتی و آبیاری و ;.. استفاده می شوند و وینیل استرها مقاومت بیشتری در برابر خوردگی در برابر مایعات خورندگی قوی مانند اسیدها و سفید کننده ها دارند . رزین اپوکسی معمولاً برای لوله هایی با قطر کمتر از750 میلمیتر و عمدتاً برای خطوط نفت ، گاز و فشارهای بسیار بالا استفاده می شوند.
لوله های کامپوزیتی از دیدگاه نحوه انتقال سیار حاوی به دو گروه عمده گرانشی و فشاری تقسیم می شوند .
در لوله های گرانشی سیال به وسیله نیروی گرانشی ویا با فشار خیلی کم برای تداوم حرکت ، جابجا می شود و به همین دلیل ویژگی سفتی عامل مهم در طراحی این لوله ها می باشد . جهت قرارگیری الیاف در این لوله ها به شیوه ای است که سفتی لوله در جهت های محیطهای ناشی از دفن ورفت و آمد روی آن ، مقاومت می نماید . قطر این لوله ها از 100 میلیمتر تا 4000 میلمیتر متغییر است و الیاف بیشتر در جهت محیطی قرارداده می شود که برای تحمل فشارهای زیر 16 بار (6/1 مگا پاسکال ) مناسب است . این لوله ها در عمق زیاد نسبت به سطح زمین قرار می گیرند و فشار خاک و فشار ترافیکی روی آنها زیاد است . لوله های فاضلاب نمونه ای از لوله های گرانشی می باشند .
از لوله های تولید شده به روشهای الیاف پیچی پیوسته و نا پیوسته جهت تأمین لوله های گرانشی نیز استفاده می گردد هرچند کاربرد اصلی این نوع لوله ها جهت مصارف پر فشار می باشد .
درلوله های فشاری ، حمل سیالات درفشارهای بین 690 کیلو پاسکال تا چند مگا پاسکال مد نظر می باشد . عمده مصرف این لوله ها در انتقال آب ، صنایع نفت و گاز و دریایی می باشد . که فراورده های مختلف با فشارهایی در حدود 14 و یا 34 مگا پاسکال انتقال داده می شوند .جهت الیاف در این لوله ها بر اساس میزان فشار طراحی در زوایای مختلفی نسبت به محور لوله صورت می پذیرد .
حوزه های مختلف کاربرد لوله های کامپوزیتی
مهمترین ویژگی و خصوصیت لوله های کامپوزیتی که باعث تفوق آنها در خطوط انتقال محصولات مختلف شده است . مقاومت به پدیده خوردگی ناشی از سیالات ( مایعات و گازها ) در هر دو جداره داخلی و خارجی است . لوله های کامپوزیتی به علت ساختار پلیمری خود کاملاً نسبت به این پدیده ایمن هستند و قابلیت کارکرد بدون تعمیر را در محیط های فعال شیمیائی والکترو شیمیائی به مدت 25 الی 50 سال دارا هستند . درست به همین دلیل است که صنایع نفت و گاز و آب و فاضلاب عمده ترین حوزه نفوذ این محصولات بوده است . حذف هزینه های سنگین تعمیر و نگهداری لوله های خورده شده انتقال دهنده نفت یا گاز و خسارات ایجاد شده از قطع سرویس به مراکز صنعتی ، مهمترین عواملی است که باعث شده است تا لوله های کامپوزیتی گوی سبقت را از سایر رقبای سنتی خود بربایند .
لوله های GRP در حوزه های مختلفی از صنعت استفاده می شوند که اهم آنها را می توان در فهرست طبقه بندی نمود :
توزیع آب در هر دو حوزه ساختمان و صنعت
سیستم فاضلاب شهری
انتقال پسابهای صنعتی
جمع آوری آبهای سطحی
انتقال آب دریا و رودخانه ها
مدخل آبگیری برای سیستم های برجهای خنک کن
شبکه اطفاء حریق
خطوط فرایندی برای کارخانه های صنعتی
شبکه انتقال و توزیع سوخت
انتقال سیالات خورنده
شبکه های آبیاری و زهکشی
لوله های GRE با توجه به شیوه تولید و رزین مورد استفاده ، کلاس بالاتری از اس از آنها استفاده می شود .
امروزه در عرصه انتخاب مواد، کامپوزیت¬ها رقبای مهمی برای فولاد و آلومینیوم محسوب می-گردند. فتح بازارهای جهانی، مستلزم کاهش هزینه¬های مواد اولیه و فرایند تولید می¬باشد و همین مساله توجه صنعت عمران و ساختمان را به سوی کامپوزیت¬ها معطوف داشته است. در بعضی از موارد، این مواد جایگزین مناسبی برای چوب و بتن در ساختمان¬ها به شمار آمده و با دارا بودن وزن پایین و مقاومت در برابر خوردگی در بسیاری از قسمت¬های ساختمان به¬کار رفته¬اند. کامپوزیت¬ها هم در مصارف زیربنایی ساختمان از قیبل قطعات ساختمان¬های سبک پیش¬ساخته و صفحات پوششی سقف ساختمان استفاده می¬شوند و هم در مصارف داخلی بنا مانند ساخت حمام، کابینت آشپزخانه و پنجره¬ها مورد استفاده قرار گرفته-اند. این مواد حتی به عنوان سنگ¬های مصنوعی در نمای بیرونی ساختمان نیز کاربرد ویژه¬ای دارند.
راهبرد کشور هند
مراکز تحقیقاتی و صنعتی هند تلاش¬های فراوانی جهت گسترش مواد ساختمانی با عملکرد بالا و هزینه اندک انجام داده¬اند تا پاسخگوی نیاز قشر کم¬درآمد به مسکن ارزان باشند. در این راستا، تمرکز فعالیت¬ها به سوی گسترش و کاربرد تکنولوژی کامپوزیت¬های الیاف شیشه و الیاف طبیعی معطوف گردیده است. مشکلاتی که بر سر گسترش کامپوزیت¬ها مشاهده گردید، بالا بودن قیمت مواد اولیه و ناکارامد بودن فرایندهای دستی و قدیمی ساخت بود که با بهره¬گیری از تکنولوژی جدید و رعایت ملاحظات استاندارد محصول و فرایند، به خوبی مرتفع گردید. به این ترتیب هند موفق شده است تا مواد کامپوزیت را در محصولات ساختمانی زیر به کار گیرد:
1- قطعات و پانل¬های پیش¬ساخته و سبک ساختمانی
2- صفحات پوشاننده، دیواره¬ها، نمای بیرونی ساختمان و کف¬پوش¬ها
3- دکوراسیون داخلی و قالب¬های گچ¬بری و معماری تزئینی
4- وان¬های حمام، حوض¬ها، استخرها، دستشویی¬ها، مخازن ذخیره و کانال¬ها
5- چارچوب¬ها، درب¬ها، پنجره¬ها، کابینت آشپزخانه
تکنولوژی الیاف شیشه
کامپوزیت¬های الیاف شیشه با زمینه پلیمر (GRP) پاسخگوی بسیار مناسبی به نیازهای ساختمانی می¬باشد. در این میان از بین تولیدات بسیار متنوع کامپوزیتی GRP، پروفیل-های تهیه شده توسط فرایند پالتروژن جایگاه ویژه¬ای در صنعت ساختمان دارند. مقدار انرژی و هزینه صرف شده در فرایند تهیه پروفیل¬های پالتروژنی در مقایسه با پروفیل¬های فولاد یا آلومینیوم، پایین¬تر بوده و برای مصرف¬کننده نیز مزایای بیشتری نسبت به محصولات مشابه آلومینیومی یا فولادی دارد. این پروفیل¬ها در سطح بین¬المللی به عنوان یک کالای ساختمانی متداول شناخته شده¬اند. در جدول زیر مقایسه¬¬ای از خواص این پروفیل¬ها در مقایسه با سایر مواد متداول ساختمانی آورده شده است:
پروفیل¬های پالتروژنی دارای سطح مقطع ثابت بوده و به اشکال مختلف ساخته می¬شوند و با تکنیک¬هایی امکان ساخت بعضی مقاطع متغیر نیز وجود دارد. این پروفیل¬ها را می¬توان به هر طول دلخواه تولید کرد و می¬توان درصورت نیاز آنها را از انواع الیاف شیشه، کربن و حتی الیاف طبیعی تولید نمود. این پروفیل¬ها استحکام مکانیکی متوسط تا زیاد در کشش و فشار دارند و هزینه ساخت آنها بسته به نیاز و ضخامت قطعه قابل تغییر است.
تکنولوژی الیاف طبیعی
در دهه اخیر استفاده از کامپوزیت¬های الیاف طبیعی مورد توجه بخش¬های مختلفی در هند قرار گرفته است. الیاف طبیعی¬ای که مورد استفاده قرار گرفته¬اند شامل انواع کنف، کتان، موز و نارگیل می¬باشند که در مقایسه با الیاف شیشه سبک¬تر و ارزان¬تر بوده و با توجه به قابلیت بازگشت این مواد به طبیعت، ضرر زیست¬محیطی ناچیزی دارند. این الیاف در بعضی از زمینه¬ها توانسته¬اند جانشین ارزان¬قیمتی برای چوب باشند. در جاهایی که نیاز به استحکام زیاد نداشته باشیم به کارگیری الیاف طبیعی نسبت به الیاف شیشه، فلز و چوب به¬صرفه¬تر می¬باشد.
کامپوزیت¬های الیاف طبیعی با زمینه پلیمر(NFC) می¬توانند به شکل صفحات و تخته¬ها و یا پروفیل¬های پالتروژنی، قالب¬گیری و ساخته شوند. این محصولات در ساخت انواع دیواره¬ها و سقف¬های کاذب، پنجره¬ها و نرده¬ها، کفپوش و نمای ساختمان¬ها و ساخت آجرهای مصنوعی کاربرد فراوانی دارند. در زیر مقایسه¬ای بین چارچوب-های چوبی متداول و چارچوب ساخته شده از الیاف طبیعی طی فرایند پالتروژن انجام گرفته است:
الیاف طبیعی علاوه بر موارد یاد شده در ساخت درب¬ها و همچنین ساخت پانل¬های پوشش سقف به کار گرفته شده است. الیاف نارگیل به کمک یک زمینه رزین مایع با اعمال حرارت، قالب¬گیری شده و به شکل درب به بازار عرضه می¬گردد. این درب¬ها جذب رطوبت بسیار پایینی داشته و به راحتی می¬توان آنها را تحت عملیات نجاری قرار داد. با قالب¬گیری فشاری الیاف مذکور در زمینه سیمانی، می¬توان به یک بتن الیافی مقاوم دست یافت. این بتن، در ساخت پانل¬های به ضخامت 6 الی 8 سانتیمتر جهت پوشاندن سقف-ها کاربرد دارد.
مهمترین دلیل استفاده از کامپوزیت ها در صنعت ساختمان مقاومت بالای آنها در برابر خوردگی است . به کارگیری پروفیل ها و آرماتورهای کامپوزیتی تولید شده به روش پالتروژن باعث افزایش عمر و کاهش هزینه های ساخت وساز و نگهداری در محیط های خورنده ی ساحلی و دریایی گردیده است ؛ کاربرد کامپوزیت ها در شرایط خورنده ی آب های شور و سواحل دریایی قابل توجه می باشد .آمارهای موجود در سطح جهان نشانگر آن است که سالیانه در جهان دو میلیارد دلار صرف جبران خسارت خوردگی در سازه های ساحلی)نظامی و غیر نظامی(در حاشی
ه دریا می شود . نیاز به کاهش هزینه ی تعمیر و نگهداری سازه های عظیم و متعدد ساحلی وفراساحلی ، مهندسان و کارشناسان این امر را به سمت بهره گیری و استفاده از مواد نوینی که داری مزیت های نسبی ، نسبت به موارد مشابه الاستفاده ) بتن ، فولاد ، چوب( دارا می باشد ، سوق داده است .در این مقاله سعی گردیده است مزایای کامپوزیت و کارکرد آن را به عنوان یک راهکار جدید در ساخت سازه های ساحلی و دریایی که تاکنون بوسیله بتن ، فولاد و چوب ساخته می شدند، مطرح گردد
کاربرد کامپوزیت ها در راهآهن
به¬خاطر ویژگی¬های خاص مواد کامپوزیتی، روز به روز استفاده از این مواد در صنایع مختلف گسترش بیشتری می¬یابد. در ذیل به کاربرد جدیدی از این مواد در راه آهن اشاره شده است:
شرکت تای¬تک واقع در هوستون در ایالت تگزاس، یک واحد تابعه از گروه تکنولوژی¬های آمریکای شمالی است. این شرکت بیش از شش سال است که در زمینه توسعه و آزمایش تراورس¬ها (چوبهای عرضی که در زیر ریل راه آهن قرار می‌گیرند) کار می¬کند. تای¬تک با استفاده از پلاستیک بازیافتی و مواد دور¬ریختنی که با افزودنی¬ها و پر کننده¬های ویژه¬ای مخلوط شده¬اند، یک نوع تراورس ساخته است. تراورس¬های تای¬تک هم¬اندازه تراورس¬های چوبی هستند و می¬توانند همانند چوب میخ¬کوبی شوند. برخلاف چوب این تراورس¬ها نمی-شکنند و ترک برنمی¬دارند، همچنین مستعد پوسیدگی نیستند، حشرات نمی¬توانند به آنها آسیبی بزنند و خواص خود را نیز به مدت طولانی-تری حفظ می¬کنند
هشتاد درصد محتوای این تراورس¬ها را ضایعات بازیافتی کم¬قیمت، مثل ضایعات رزینی آسیاب شده، لاستیک خرد شده از تایرهای بازیافتی و ضایعات فیلم¬های پلی¬اتیلنی با دانسیته بالا(HDPE) تشکیل می¬دهند. به این مواد اصلی، پرکننده¬ها و تقویت¬کننده¬ها نیز افزوده می-شوند. سپس تراورس¬ها، قالبگیری شده و درون قالب، سرد می¬شوند تا شکل و ابعاد مناسب خود را حفظ کنند. قیمت نهایی تراورس¬های کامپوزیتی برابر با قیمت یک تراورس چوب
ی با کیفیت بالا خواهد بود؛ یعنی بین 30 تا40 دلار در آمریکا و حدود 50 دلار در اروپا.
اخیراً شرکت تای¬تک قراردادی دو ساله به ارزش 10 میلیون دلار برای تامین تراورس¬های کامپوزیتی راه¬آهن یونیون به پاسفیک منعقد ساخته است. تای¬تک امیدوار است که بیش از پنج درصد بازار تراورس¬های عرضی جهان را در اختیار بگیرد. به این ترتیب سالانه بیش از سه میلیون تراورس تولید خواهد کرد.
- ۹۵/۰۵/۳۱