كامپوزيتها يا چندسازهها
بررسیها و تحقیقات برای دست یافتن به مواد جدیدتر با خواص مكانیكی بهتر، همواره انجام میگرفته و هنوز هم همگام با پیشرفت صنایع دنبال میگردد. در این بررسیها، اغلب این هدف دنبال میشود كه به موادی با نسبت مناسب از استحكام كششی به چگالی، استحكام حرارتی بالا و خواص ویژه سطح خارجی دست یابند.
انواع چندسازهها را میتوان به گروههای زیر طبقهبندی نمود:
1- كامپوزیتهای پایه پلیمری: این مواد اهمیت صنعتی فراوانی دارد و هنوز هم تحقیقات در این زمینه ادامه دارد. مواد مصنوعی تقویت شده با الیاف شیشه (فایبرگلاسها) یكی از این مواد میباشد كه تاكنون كاربرد صنعتی وسیعی پیدا كرده است.
2- كامپوزیتهای پایه فلزی
3- كامپوزیتهای پایه سرامیكی
كامپوزیتهای پایه پلیمری بیش از 90% كاربرد كامپوزیتها را به خود اختصاص دادهاند و از بقیه مهمتر هستند. سابقه استفاده از كامپوزیتهای پیشرفته، به دهه 1940 بازمیگردد. در آن زمان ارتشهای آمریكا و شوروی سابق در رقابتی تنگاتنگ با یكدیگر، موفق به ساخت كامپوزیت پایه پلیمری الیاف بور/ رزین اپوكسی برای استفاده در صنعت هوا فضا شدند. 20 تا 30 سال پس از آن، كامپوزیتهای پایه پلیمری به طور گستردهای به سوی صنایع شهری از جمله ساختمان و حمل و نقل روی آوردند. به طور مثال امروزه خودروهایی ساخته میشود كه تماماْْ كامپوزیتی هستند. استفاده از كامپوزیت ها در این كاربرد به علت ویژگیهایی چون وزن كمتر، درنتیجه سوخت كمتر و عمر طولانیتر آنهاست. با توجه به پایداری بسیار زیاد كامپوزیت های پایه پلیمری و مقاومت بسیار خوب آنها در محیطهای خورنده، این كامپوزیتها، كاربردهای وسیعی در صنایع دریایی پیدا كردهاند كه از آن جمله میتوان به ساخت بدنه قایقها و كشتیها و تاسیسات فراساحلی اشاره داشت. استفاده از كامپوزیتها در این صنعت، حدود 60% صرفهجویی اقتصادی داشته است كه علت اصلی آن مربوط به پایداری این مواد است.
صنعت ساختمان پرمصرفترین صنعت برای مواد كامپوزیتی است.استخرهای شنا، وان حمام، سینك ظرفشویی و دستشویی، كفپوش، نماپوش، سقفپوش، برجهای خنككننده و … همگی كامپوزیتهای پایه پلیمری هستند. سبكی، سهولت شكلدهی، مقاوت در برابر خوردگی و قابلیت آببندی، از ویژگیهای كامپوزیتهایی است كه در صنعت ساختمان به كار میرود. فایبرگلاس یا الیاف شیشه كه پركاربردترین كامپوزیتها هستند، فیبرها یا الیاف ساخت بشر است كه در آن ، مادهی تشكیل دهندهی فیبر، شیشه است. الیاف شیشهها، موارد استفادههای فراوانی از جمله در: ساخت بدنهی خودروها و قایقهای تندرو و مسابقهای، كلاه ایمنی موتورسواران، عایقكاری ساختمانها و كورهها و یخچالها و … دارند. ساختمان و اندازهی این الیاف شیشهها بسیار متغیر است. كوچكترین آنها به وسیلهی چشم غیر مسلح دیده نمیشود و بسیار ریز هستند. اندازههای كمی بزرگتر از آن ذراتی هستند كه در كارخانجات ساخت فرآوردههای الیاف شیشهها به كمك هوا نقل و انتقال یافته و سبب شوزش پوست و بینی و گلو میشود. الیاف شیشه متداولترین الیاف مصرفی كامپوزیتها در دنیا و ایران است كه متاسفانه در ایران ساخته نمیشود. انواع الیاف شیشه عبارتند از انواع E , C , S و كوارتز. تركیب الیاف شیشه نوع E یا الكتریكی ، از جنس آلومینوبور و سیلیكات كلسیم بوده و دارای مقاومت ویژه الكتریكی بالایی است. الیاف شیشه نوع S ، تقریباْْ 40 درصد استحكام بیشتری نسبت به الیاف شیشه نوع Eدارند. الیاف شیشه نوع C یا الیاف شیشه شیمیایی، دارای تركیب بور و سیلیكات كربنات دو سود بوده و نسبت به دو مورد قبل پایداری شیمیایی بیشتری به خصوص در محیطهای اسیدی دارد. الیاف شیشه كوارتز، بیشتر در مواردی كه خاصیت دیالكتریك پایین نیاز باشد، مانند پوشش آنتنها و یا رادارهای هواپیما استفاده میشوند.