Metal and Ceramic Matrix Composites

Brian Cantor

شرح :

سرامیک ­های پیشرفته دارای ویژگی­ های مطلوبی مانند سختی، استحکام بالا، تحمل دماهای بالا، خنثایی شیمیایی، مقاومت در برابر فرسایش و چگالی کم هستند. ولی در برابر بارهای کششی و ضربه ضعیف­ هستند و بر خلاف فلزات، از خود انعطاف­ پذیری نشان نمی­دهند و مستعد شکست تحت بارهای مکانیکی و شوک حرارتی هستند. کامپوزیت­های سرامیکی با الیاف پیوسته، عموماً دارای خواص مکانیکی ویژه بالایی هستند و می­توانند در کاربردهای هوافضایی دمای بالا به کار گرفته شوند. کامپوزیت­های کربن/کربن با پوشش SiC به عنوان محافظ حرارتی در شاتل­های فضایی استفاده شده است و کامپوزیت­های کاربید سیلیسیم/کربن مواد مناسبی برای هواپیماها هستند. یک سیستم کامپوزیتی زمینه فلزی عمدتاً به سادگی و با استفاده از یک زمینه ی ساخته شده از یک آلیاژ فلزی ساخته می شود که بوسیله ی یک تقویت کننده ی سرامیکی محافظت می شود برای مثال کامپوزیت ۶۰۶۱AL/30v/oSicp از یک آلیاژ تقویت شده با ۳۰ درصد حجمی تقویت کننده ی سیلیسیم کاربید، تشکیل شده است. البته تعریفی که کردیم، یک تعریف کامل سیستم کامپوزیتی نیست زیرا این تعریف اطلاعاتی در زمینه ی فرایند تثبیت و استحکام بخشی نداده است. همچنین در مورد عملیات حرارتی دوباره یا جهت گیری خاص الیاف نیز صحبت نکرده است. پس با توجه به صحبت های گفته شده می فهیمم که باید نکاتی را بدانیم تا بتوانیم کامپوزیت های زمینه فلزی را از دیگر انواع مواد کامپوزیتی تمیزدهیم. از این لحاظ، چندین تفاوت این کامپوزیت ها را در زیر آورده ایم:
۱-فاز زمینه ی یک کامپوزیت زمینه فلزی، یا یک فلز آلیاژی است و یا یک فلزخالص است. (نه یک پلیمر یا سرامیک)
۲-کامپوزیت های زمینه فلزی از سرامیک ها یا کامپوزیت های زمینه سرامیکی (CMC) داکتیل تر و دارای تافنس بیشتری هستند. اگرچه در مقایسه با آلیاژهای تقویت نشده مورد استفاده در زمینه، این کامپوزیت ها داکتیلیتی کمتری دارند و از لحاظ تافنس نیز ضعیف ترند.
۳-نقش تقویت کننده در کامپوزیت های زمینه فلزی، افزایش استحکام و مدول است،درست شبیه به کامپوزیت های زمینه پلیمری ولی در مورد کامپوزیت های زمینه سرامیکی، تقویت کننده عمدتاً نقش کاهش خسارات ناشی از تاب برداشتن را بر عهده دارند.
۴- کامپوزیت های زمینه فلزی عمدتاً ظرفیت گرمایی بزرگ تری نسبت به پلیمرها و کامپوزیت های زمینه پلیمری دارند ولی ظرفیت گرمایی آنها از سرامیک ها و کامپوزیت های زمینه سرامیکی کم تر است.
مواد زمینه ( Matrix Materials)

حوزه­ های مهم در تهیه کامپوزیت­ های زمینه سرامیکی عبارتند از: انواع گوناگون شیشه، شیشه‌ سرامیک ­ها و سرامیک­ هایی همچون کربن، کاربیدسیلیسیوم، نیتریدسیلیسیوم، آلومینات­ ها و اکسیدها. تقویت­ کنندهای مورد استفاده عبارتند از کاربیدها، بوریدها، نیتریدها و کربن. کامپوزیت­های زمینه سرامیکی تنها کامپوزیت­ هایی هستند که بالای ۹۰۰ درجه سانتیگراد استحکام خود را حفظ می­کنند.

قالب بندی : PDF

تعداد صفحات :۴۲۳

حجم :‌ ۹٫۹۴MB

لینک دانلود

 مشاهده مطالب مرتبط