دانلود پایان نامه انواع نانوکامپوزیت ها و کاربرد آنها در صنایع هوا و فضا

60 صفحه WORD

مقدمه

رشته مواد نانو کامپوزيت توجه دانشمندان و مهندسان را در سالهاي اخير به خود جلب کرده است. نتايج بررسي استفاده از بلوکهاي ساختماني در ابعاد نانو, طراحي و ايجاد مواد جديد با انعطاف پذيري و پيشرفت های زياد در خواص فيزيکي آنها را ممکن مي سازد. قابليت ارتقاء کامپوزيت ها با استفاده از بلوکهاي ساختماني با گونه هاي شيميايي ناهمگن در رشته ها و بخش هاي مختلف علمي مطرح گرديده است.

ساده ترين مثالها از چنين طراحي هايي, به صورت طبيعي در استخوان اتفاق می افتد که يک نانوکامپوزيت ساخته شده از قرص هاي سراميکي و چسبهاي آلي مي باشد. بدليل اين که اجزاء سازنده يک نانو کامپوزيت داراي ساختارها و ترکيبات مختلف و خواص مربوط به آنها مي باشد، کاربردهاي زيادي را ارائه مي دهند.

از اينرو موادي که از آنها توليد مي شوند, مي توانند چند کاره باشند. با الگو گرفتن از طبيعت و براساس نيازهاي تکنولوژي هاي پديد آمده در توليد مواد جديد با کاربردهاي مختلف در آن واحد براي مصارف گوناگون, دانشمندان استراتژي هاي ترکيبي زيادي را براي توليد نانو کامپوزيت ها بکار برده اند. اين استراتژي ها داراي مزاياي آشکاري در توليد…

روش های تولید MMCs

1-3-2- روش ذوبی در تولید MMCs

در روش های ذوبی فلز زمینه ذوب شده با فلز دوم ادغام می شود و کامپوزیت  تولید می گردد . مانند روش های گردابی ، نیمه جامد – نیمه مایع ، ریخته گری کوبشی ، پاشش همزمان ، درجا و…[1] .

در این روش یک همزن در داخل مذاب وجود دارد که عمل هم زدن را انجام می دهد . در  حین هم زدن فاز دوم (سرامیک ) از بالا وارد می شوند و مخلوطی از مذاب و سرامیک ایجاد می شود این مخلوط دوغاب کامپوزیتی نیز نامیده می شود . سپس از روش های مختلف ریخته گری می توان قطعات کامپوزیتی تولید کرد[1].

محاسن

• از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است چون به تجهیزات پیچیده ای نیاز نمی باشد .
• محدودیت در شکل و اندازه قطعات وجود ندارد.
• اگر تخلیل در حد قابل قبول باشد نیاز به فرآیند ثانویه نمی باشد.
• قابلیت بازیابی مجدد وجود دارد .

مشخصات روش گردابی

1. انتخاب مواد اولیه: همه موارد انتخاب باید مد نظر قرار گیرد . همچنین چون زمان تماس مذاب با سرامیک نسبتاً طولانی است (درحین هم زدن و ریخته گری ) امکان تخریب سرامیک بدلیل واکنش مخرب وجود دارد ، پس باید در انتخاب مواد دقت کرد.
2. اختلاف(ضریب انبساط حرارتی ) زمینه و فاز دوم : چون از دمای بالا تولید می شوند این اختلاف سبب تشکیل دانسیته نابجایی در اطراف ذرات می شوند. در نتیجه ذره تحت فشار و زمینه تحت کشش می باشد . به این مسئله تطابق فیزیکی گویند این مسئله از لحاظ پیر سختی مفید است .
3. خیس شوندگی : باید مد نظر قرار گیرد . عدم خیس شوندگی عدم اختلاط را به همراه دارد. گاهی اوقات برای تکامل خیس شوندگی ذرات پیش گرم شوند . مانند SiCکه در 900⁰cبه مدت 1تا 3 ساعت…

خوردگی کامپوزیت ها

نسبت به مواد مونولیتیک ضعیف هستند. خوردگی را به دو دسته تقسیم می کنیم که عبارتند از :

• حفره ای
• گالوانیک

عامل اصلی برای خوردگی کامپوزیت ها خوردگی گالوانیک می باشد . به دلیل حضور دو فاز متجانس در کنار هم پیل تشکیل می شود . جهت خوردگی ابتدا حفره ای شدن اتفاق می افتد که باعث می شود ماده خورنده به فصل مشترک برسد در نتیجه پیل تشکیل می شود. حال اگر جلوی حفره ای شدن را بگیریم مانع از خوردگی کامپوزیت خواهیم شد . در صورتیکه در MMCs در دمای بالا کاربردی داشته باشند خوردگی ممکن است از نوع خوردگی داغ هم باشد که شامل اکسیداسیون و هم شامل گازهای خورنده می باشد . در خوردگی داغ ابتدا سطح قطعه خورده می شود و گازها خود را به فصل…

 نانو کامپوزيت هاي ماتريس / سراميکی

تلاشهاي بسياري براي توسعه دادن سراميک هاي با کارائي بالا انجام مي شود که براي کاربردهاي مهندسي مي باشند از قبيل :

توربين هاي گازي, مواد هوا – فضا, اتومبيل ها و غيره. حتي مواد سراميک با بهترين فرآيند توليد مورد استفاده در کاربردهاي مختلف، بوجود آورنده مشکلات و مسائل بسياري هستند. از ميان آنها, مقاومت و استحکام به شکست نسبتاً پايين, کاهش خواص مکانيکي در دماهاي بالا و مقاومت پائين در برابر خزش، خستگي و شوک حرارتي را می توان نام برد. تلاشهاي انجام شده براي حل اين مشکلات، شامل شرکت دادن فازهاي ثانويه از قبيل مرز دانه هاي ماتريسي مي باشد[2].

اخيراً موضوع نانو کامپوزيت مورد بررسي قرار گرفته است که براساس کنترل انفعالي ساختارهاي نانو با شرکت دادن توزيع فاز ثانويه با سايز نانو در ماتريس هاي سراميکي مي باشد. توزيع و پراکندگي
مي تواند با عنوان هاي بين دانه اي و درون دانه اي توصيف شود[2].

اين مواد مي توانند با ورود مقدار اندکي كربن افزودني به ماتريس سراميکي توليد شوند. ماده افزودني, با يک شيب غلظت يا ته نشيني (رسوب) به عنوان ذرات با سايز مولکولي يا خوشه اتمي درون دانه ها و يا در مرز دانه ها پخش مي شوند. فرآيندهاي بهينه مي توانند به کنترل عالي ساختاري در سطح مولکولي در اکثر مواد کامپوزيتي ختم شوند. پراکندگي هاي درون دانه اي درصدد توليد و اصلاح نابجائي ها در طي فرآيند, آنيلينگ, سرد کردن و / يا کنترل در جاي خود اندازه…

نانو کامپوزيت هاي ماتريس فلزي

در طي دهه گذشته, تحقيقات قابل توجهي براي توسعه کامپوزيت هاي ماتريس فلزي انجام شده است. (MMC) که در آن تقويت ها توسط واکنش هاي گرمازا بين اجزاء يا بين اجزاء و ترکيبات بوجود مي آيند. با اين روش, MMC ها با يک محدوده وسيعي از مواد ماتريس (شامل , آلومينيوم, تيتانيم, مس, نيکل و آهن) و ذرات فاز ثانويه (شامل بوريدها, کاربيدها, نيتريدها, اکسيدها و مخلوط آنها) توليد شده اند. بدليل بوجود آمدن تقويت کننده هاي سراميکي با سايز ثانويه ثابت و مستحکم, MMC ها ارائه کننده خواص مکانيکي عالي هستند[2] .

MMC ها نوعي ماده هستند که در آنها تقويت کننده هاي سراميکي سفت و محکم در يک فلز داکتيل يا ماتريس آلياژي جا سازي شده اند. MMC ها, خواص فلزي (داکتيليته و چقرمگي) را با خصوصيات سراميکي (استحکام و ضريب بالا) را ترکيب مي کنند که منجر به استحکام بيشتر در برابر شکاف خوردن و تراکم و نيز قابليت سرويس دهي در دماهاي بالاتر مي شود. خواص فيزيکي و مکانيکي جالبي که مي توان با MMC ها به آنها دست يافت, از قبيل استاندارد، استحکام و ثبات دمائي بالا بطور وسيعي ارائه شده اند. علاقه به MMC ها براي استفاده از آنها در فضاپيماها و صنايع…

کاربرد نانو کامپوزیت ها

رسانایی الکتریکی- قابلیت بازیافت- پایداری ابعادی- استفاده جهت پوشش کاری قابلیت جلوگیری از نشت گازها و مایعات – درجه اعواج گرمایی HDT بالا- خاصیت ضد احتراقی (آتشگیربودن پلاستیک یکی از مشکلات ازآنهاست). مقاومت بالا دربرابر مواد شیمیایی [5].

درسال اخیر ، مواد کامپوزیتی به دلیل ویژگی های منحصر به فردی همانند استحکام زیاد ، وزن کمتر کارایی بیشتر ، دوام و پایداری عالی و نیز رفتار مناسب دربرابر آتش سوزی نسبت به مواد سختی مانند فولاد بتن و آلومینیوم دارای بیشترین کاربرد درصنایع متعدی همچون صنعت هوا- فضا صنعت نفت – گاز ، صنعت پلاستیک ، صنعت برق ، صنایع در و صنعت خودروسازی می باشد [5].

1-8-2- نانو کامپوزيت ها براي پوشش دهي سخت

مقاومت به سايش پيشرفته, مقاومت در دماهاي بالاي خوب و خواص شکست پيشرفته مشخصات پوششهاي خوب براي استفاده در کاربردهائي مثل ابزارهاي برش مي باشد [5].

بيشترين پوششهاي مورد استفاده, از Cr N , Ti Al N , Tic , Tin کربن الماسي (DLC) , WC / C , MoS₂ و Al₂O₃ و غيره ساخته مي شوند. براي پوشش هاي پيشرفته که در آنها…

نتیجه گیری

بطوري كه با مقایسه انواع نانوکامپوزیت­ها و کاربرد آنها در صنایع هوا و فضا می توان به طور خلاصه نتایج زیر را بيان نمود :

1- نانوکامپوزیت­های سرامیکی که درآنها با تغییر دادن تدریجی نسبت توزیع ذرات نانودرماتریس درجهت های انفجاری و به صورت پیوسته می توان در صنایع فضایی به کاربرد یک مثال برای چنین موادی، توزیع Sic دریک ماتریس C ( گرافیت (پیر و لیت ) است که به عنوان سد حرارتی درسفینه های فضایی بخوبی عمل می کند که این به دلیل مقاومت عالی آن دربرابر اکسیداسیون و شوکهای حرارتی می­باشد.

2- نانو کامپوزیت های زمینه پلیمری درساخت قسمت های مختلف صنایع هوا- فضایی از قبيل ساخت تيغه هاي بالگرد کاربرد بیشتر را دارند.

.

.

.

در این صفحه خلاصه ای از محصول مورد نظر شما قرار داده شده است جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و  مقاله و یا فایل نرم افزاری مربوطه بر روی گزینه اضافه کردن به سبد خرید که در بالای صفحه قرار دارد سپس پرداخت را کلیک کنید که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قابل پرداخت می باشد و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال می گردد