چكيده

مواد مركب به خاطر داشتن وزن سبك ، همچنين حجمي مساوي با حجم آلياژهاي ديگر و خواص مكانيكي منحصر به فردي كه ارائه مي كنند در دهه هاي اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. از اين مواد بيشتر در سازه هاي فضاي  و صنايع هوايي استفاده مي شود. مواد مركب از دو جزء اصلي تشكيل شده اند: ۱- فلز پايه ۲- عامل تقويت كننده

بصورت كلي از فلزات با وزن كم به عنوان فلز پايه و همچنين از مواد سراميكي به عنوان تقويت كننده استفاده مي شود از مهمترين و معروفترين مواد مركب مي توان به ماده مركب با زمينه آلومينيومي و تقويت كننده ذره اي كاربيدسيليكون اشاره كرد آلومينيوم و كاربيدسيليكون به علت نزديك بودن دانسيت هايشان به يكديگر مي توانند خصوصيات عالي مكانيكي را در وزن كم بوجود بياورند در اين تحقيق نحوه ساخت اين ماده مركب از روش ريخته گري در قالب فلزي مورد بررسي قرار مي گيرد و تأثير دو فاكتور مختلف ، يك درصد وزني تقويت كننده و ديگري سرعت هم زدن مخلوط مذاب بر روي خواص مكانيكي از جمله سختي و استحكام مورد بحث و بررسي قرار مي گيرد نتايج حاصل شده به ما نشان مي دهد كه با اضافه كردن مواد سراميكي به فلز پايه تغييرات اي در رفتار مكانيكي فلز پايه ايجاد مي شود كه در اين پايان نامه به تفصيل به بررسي اين رفتار مي پردازيم .

مقدمه

استفاده از مواد كامپوزيت طبيعي، بخشي از تكنولوژي بشر از زماني كه اولين بناهاي باستاني، كاه را براي تقويت كردن آجرهاي گلي به كار بردند بوده است. مغولهاي قرن دوازدهم، سلاح هاي پيشرفته اي را نسبت به زمان خودشان با تير و كمان هايي كه كوچكتر و قوي تر از ديگر وسايل مشابه بودند ساختند. اين كمانها سازه هاي كامپوزيني اي بودند كه به وسيله تركيب زردپي احشام (تاندون)، شاخ، خيزران (بامبو) و ابريشم ساخته شده بودند كه با كلوفون طبيعي[۱] پيچيده مي شد.اين طراحان سلاح هاي قرن دوازدهم، دقيقاً اصول طراحي كامپوزيت را مي فهميدند. اخيراً بعضي از اين قطعات موزه اي ۷۰۰ ساله كشيده و آزمون شدند. آنها از نظر قدرت حدود %۸۰ كمانهاي كامپوزيتي مدرن بودند. در اواخر دهه ۱۸۰۰، سازندگان كانو قايق هاي باريك و بدون بادبان و سكان، تجربه مي كردند كه با چسباندن لايه هاي كاغذ محكم كرافت[۲]  با نوعي لاك به نام شلاك[۳]، لايه گذاري كاغذي را تشكيل مي دهند.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                  صفحه

۱- فصل اول: مقدمه ……………………………………………………………………………………………………… ۱

  ۲- فصل دوم: مروري بر منابع ……………………………………………………………………………………… ۴

۱-۲- كامپوزيت هاي داراي ذرات ريز ………………………………………………………………………….. ۵

۱-۱-۲- خواص كامپوزيت هاي ذره اي ………………………………………………………………………… ۹

 ۲-۱-۲- انواع كامپوزيت هاي ذره اي از لحاظ جنس تقويت كننده ………………………………………….. ۹

۲-۲- كامپوزيت هاي تقويت شده با الياف …………………………………………………………………….. ۱۱

۱-۲-۲- خواص كامپوزيت هاي تقويت شده با الياف ……………………………………………………… ۱۳

۲-۲-۲- خصوصيات كامپوزيت هاي تقويت شده …………………………………………………………… ۱۵

۳-۲- مختصر در مورد آلومينيوم ……………………………………………………………………………….. ۲۴

۴-۲- سراميك هاي پيشرفته ……………………………………………………………………………. ۲۶

۵-۲- توضيحات مختصر در مورد آزمون مكانيكي ………………………………………………………… ۲۷

۱-۵-۲- آزمون سختي ……………………………………………………………………………………….. ۲۷

۲-۵-۲- آزمون كشش………………………………………………………………………………………. ۲۹

۲-۵-۳- آزمون تخلخل سنجي………………………………………………………………………………. ۳۰

 ۳- فصل سوم: روش انجام آزمايش ……………………………………………………………. ۳۲

 ۴- فصل چهارم: تحليل نتايج …………………………………………………………………….. ۵۰

۱-۴- نتايج حاصل از آزمون نونه AX ……………………………………………………………………………………..

2-4- نتايج حاصل از آزمون نونه BX ……………………………………………………………………………………..

3-4- نتايج حاصل از آزمون نونه CX……………………………………………………………………………………….

4-4- نتايج حاصل از آزمون نونه DX ……………………………………………………………………………………..

5-4- نتايج حاصل از آزمون نونه EX……………………………………………………………………………………….

6-4- نتايج حاصل از آزمون نونه AY ……………………………………………………………………………………..

7-4- نتايج حاصل از آزمون نونه BY……………………………………………………………………………………….

8-4- نتايج حاصل از آزمون نونه CY……………………………………………………………………………………….

9-4- نتايج حاصل از آزمون نونه DY ……………………………………………………………………………………..

10-4- نتايج حاصل از آزمون نونه EY…………………………………………………………………………………….

11-4- نتايج حاصل از آزمون نونه AZ ……………………………………………………………………………………

12-4- نتايج حاصل از آزمون نونه BZ ……………………………………………………………………………………

13-4- نتايج حاصل از آزمون نونه CZ……………………………………………………………………………………..

14-4- نتايج حاصل از آزمون نونه DZ…………………………………………………………………………………….

15-4- نتايج حاصل از آزمون نونه EZ……………………………………………………………………………………..

 ۵- فصل پنجم: تفسير نتايج………………………………………………………………………………………. ۱۰۰

نتيجه گيري………………………………………………………………………………………………… ۱۰۹

پيشنهادات………………………………………………………………………………………………….. ۱۱۰

منابع…………………………………………………………………………………………………………… ۱۱۱

فهرست شكل ها

عنوان ……………………………………………………………………………………………………… صفحه

۲-۱- فرم هاي مختلف ساختارهاي كامپوزيت ……………………………………………………………… ۵

۲-۲- فرآيند ريخته گري كامپوزيت …………………………………………………………………….. ۱۲

۲-۳- نمايش تنش كششي و برشي ………………………………………………………………………… ۱۵

۲-۴- ساختار كامپوزيت لايه اي ……………………………………………………………………………. ۱۹

۲-۵- كامپوزيت تقويت كننده شده با الياف ………………………………………………………………… ۱۹

۲-۶- نمونه آزمون كشش …………………………………………………………………………………….. ۳۰

۳-۱- نمونه آزمون كشش …………………………………………………………………………………….. ۴۷

۴-۱- ساختار AX …………………………………………………………………………………………..

4-2- ساختار BX ……………………………………………………………………………………………..

4-3- ساختار CX ………………………………………………………………………………………………

4-4- ساختار DX ………………………………………………………………………………………………

4-5- ساختار EX ……………………………………………………………………………………………….

4-6- ساختارAY ……………………………………………………………………………………………….

4-7- ساختارBY ……………………………………………………………………………………………..

4-8- ساختارCY ………………………………………………………………………………………

4-9- ساختارDY …………………………………………………………………………………………..

4-10- ساختار EY ………………………………………………………………………………

4-11- ساختار AZ …………………………………………………………………………………..

4-12- ساختارBZ …………………………………………………………………………………….

4-13- ساختار CZ ……………………………………………………………………………………..

4-14- ساختار DZ ……………………………………………………………………………………..

4-15- ساختارEZ ………………………………………………………………………………..

 فهرست نمودارها

عنوان………………………………………………………………………………………………………….. صفحه

 ۲-۱- مقايسه بين استحكام تسيلم ………………………………………………………………….. ۷

۲-۲- تأثير خاك رس برخواص………………………………………………………………………………. ۱۱

۲-۳- نمودار تنش – كرنش……………………………………………………………………………. ۱۴

۲-۴- ازدياد طول شيشه …………………………………………………………………………………. ۱۶

۴-۱- نمودار كشش AX …………………………………………………………………………………..

4-2- نمودار كشش BX ……………………………………………………………………………………

4-3- نمودار كشش CX …………………………………………………………………………………….

4-4- نمودار كشش DX …………………………………………………………………………………

4-5- نمودار كشش EX ……………………………………………………………………………..

4-6- نمودار كشش AY …………………………………………………………………………

4-7- نمودار كشش BY…………………………………………………………………………………..

4-8- نمودار كششCY ………………………………………………………………………………….

4-9- نمودار كششDY ………………………………………………………………………………….

4-10- نمودار كششEY ………………………………………………………………………………..

4-11- نمودار كشش AZ…………………………………………………………………………………….

4-12- نمودار كششBZ …………………………………………………………………………………

4-13- نمودار كششCZ ………………………………………………………………………………..

4-14- نمودار كششDZ ……………………………………………………………………………….

4-15- نمودار كشش EZ………………………………………………………………………………….

4-16- منحني بر حسب SiC  در سرعت ۴۰۰………………………………………………………….. ۸۲

۴-۱۷- منحني بر حسب SiC  در سرعت ۸۰۰………………………………………………………… ۸۴

۴-۱۸- منحني بر حسب SiC  در سرعت ۱۲۰۰…………………………………………………… ۸۶

۴-۱۹- تنش بر حسب SiC  در سرعت ۴۰۰…………………………………………………………….. ۸۸

۴-۲۰- تنش بر حسب SiC  در سرعت ۸۰۰………………………………………………………… ۹۰

۴-۲۱- تنش بر حسب SiC  در سرعت ۱۲۰۰……………………………………………………….. ۹۲

۴-۲۲- انرژي بر حسب SiC  در سرعت ۴۰۰……………………………………………………… ۹۴

۴-۲۳- انرژي بر حسب SiC  در سرعت ۸۰۰………………………………………………………. ۹۶

۴-۲۴- انرژي بر حسب SiC  در سرعت ۱۲۰۰…………………………………………………….. ۹۸

 فهرست جداول

عنوان…………………………………………………………………………………………… صفحه

 ۲-۱- مثالها و كاربردهاي كامپوزيت …………………………………………………………….. ۸

۲-۲- خواص الياف …………………………………………………………………………………………. ۲۲

۲-۳- تأثير مكانيزم هاي استحكام بخش در آلومينيوم ………………………………………………… ۲۵

۲-۴- خواص سراميك ها …………………………………………………………………………………… ۲۷

۴-۱- درصد وزني SiC ………………………………………………………………………………….

4-2- سرعت همزن ……………………………………………………………………………………….. ۵۱

۴-۳- سختي نمونه AX ………………………………………………………………………………..

4-4- سختي نمونه BX …………………………………………………………………………………..

4-5- سختي نمونه CX…………………………………………………………………………………..

4-6- سختي نمونه DX…………………………………………………………………………………..

4-7- سختي نمونه EX…………………………………………………………………………………

4-8- سختي نمونه AY…………………………………………………………………………………..

4-9- سختي نمونه BY………………………………………………………………………………..

4-10- سختي نمونه CY……………………………………………………………………………..

4-11- سختي نمونه DY………………………………………………………………………..

4-12- سختي نمونه EY………………………………………………………………………

4-13- سختي نمونه AZ……………………………………………………………………………

4-14- سختي نمونه BZ…………………………………………………………………………………..

4-15- سختي نمونه CZ………………………………………………………………………………

4-16- سختي نمونه DZ………………………………………………………………………………….

4-17- سختي نمونه EZ………………………………………………………………………………………

4-18- سختي بر حسب SiC سرعت ۴۰۰ ………………………………………………………….. ۸۲

۴-۱۹- بيشترين و كمترين سختي سرعت ۴۰۰ ………………………………………………… ۸۳

۴-۲۰- تغييرات سختي…………………………………………………………………………………….. ۸۳

۴-۲۱- سختي بر حسب SiC سرعت ۸۰۰ ……………………………………………………………… ۸۴

۴-۲۲- بيشترين و كمترين سختي سرعت ۸۰۰ ……………………………………………………….. ۸۵

۴-۲۳- تغييرات سختي……………………………………………………………………………………… ۸۵

۴-۲۴- سختي بر حسب SiC سرعت ۱۲۰۰ ………………………………………………… ۸۶

۴-۲۵- درصد تغييرات سختي…………………………………………………………………………… ۸۷

۴-۲۶- تنش شكست بر حسب SiC سرعت ۴۰۰ ………………………………………………….. ۸۸

۴-۲۷- بيشترين و كمترين تنش سرعت ۴۰۰ ………………………………………………….. ۸۹

۴-۲۸- تغييرات تنش سرعت ۴۰۰ ……………………………………………………………….. ۸۹

۴-۲۹- تنش بر حسب درصد SiC سرعت ۸۰۰ ………………………………………………… ۹۰

۴-۳۰- بيشترين و كمترين تنش …………………………………………………………………… ۹۱

۴-۳۱- تغييرات تنش سرعت ۸۰۰……………………………………………………………………… ۹۱

۴-۳۲- تنش بر حسب درصد SiC سرعت ۱۲۰۰ ………………………………………….. ۹۲

۴-۳۳- بيشترين و كمترين تنش………………………………………………………………………. ۹۳

۴-۳۴- تغييرات تنش سرعت ۱۲۰۰……………………………………………………………….. ۹۳

۴-۳۵- انرژي بر حسب SiC سرعت ۴۰۰ ……………………………………………………….. ۹۴

۴-۳۶- بيشترين و كمترين تنش……………………………………………………………………….. ۹۵

۴-۳۷- تغييرات تنش سرعت ۴۰۰ …………………………………………………………………….. ۹۵

۴-۳۸- انرژي بر حسب SiC سرعت ۸۰۰ ……………………………………………… ۹۶

۴-۳۹- بيشترين و كمترين تنش……………………………………………………………. ۹۷

۴-۴۰- درصد تغيرات انرژي سرعت ۸۰۰…………………………………………………… ۹۷

۴-۴۱- انرژي بر حسب SiC سرعت ۱۲۰۰ …………………………………………………. ۹۸

۴-۴۲- بيشترين و كمترين تنش…………………………………………………………….. ۹۹

۴-۴۳- تغييرات انرژي سرعت ۱۲۰۰…………………………………………………………. ۹۹

دانلود فايل