چکیده

مواد مرکب به خاطر داشتن وزن سبک ، همچنین حجمی مساوی با حجم آلیاژهای دیگر و خواص مکانیکی منحصر به فردی که ارائه می کنند در دهه های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. از این مواد بیشتر در سازه های فضای  و صنایع هوایی استفاده می شود. مواد مرکب از دو جزء اصلی تشکیل شده اند: ۱- فلز پایه ۲- عامل تقویت کننده

بصورت کلی از فلزات با وزن کم به عنوان فلز پایه و همچنین از مواد سرامیکی به عنوان تقویت کننده استفاده می شود از مهمترین و معروفترین مواد مرکب می توان به ماده مرکب با زمینه آلومینیومی و تقویت کننده ذره ای کاربیدسیلیکون اشاره کرد آلومینیوم و کاربیدسیلیکون به علت نزدیک بودن دانسیت هایشان به یکدیگر می توانند خصوصیات عالی مکانیکی را در وزن کم بوجود بیاورند در این تحقیق نحوه ساخت این ماده مرکب از روش ریخته گری در قالب فلزی مورد بررسی قرار می گیرد و تأثیر دو فاکتور مختلف ، یک درصد وزنی تقویت کننده و دیگری سرعت هم زدن مخلوط مذاب بر روی خواص مکانیکی از جمله سختی و استحکام مورد بحث و بررسی قرار می گیرد نتایج حاصل شده به ما نشان می دهد که با اضافه کردن مواد سرامیکی به فلز پایه تغییرات ای در رفتار مکانیکی فلز پایه ایجاد می شود که در این پایان نامه به تفصیل به بررسی این رفتار می پردازیم .

مقدمه

استفاده از مواد کامپوزیت طبیعی، بخشی از تکنولوژی بشر از زمانی که اولین بناهای باستانی، کاه را برای تقویت کردن آجرهای گلی به کار بردند بوده است. مغولهای قرن دوازدهم، سلاح های پیشرفته ای را نسبت به زمان خودشان با تیر و کمان هایی که کوچکتر و قوی تر از دیگر وسایل مشابه بودند ساختند. این کمانها سازه های کامپوزینی ای بودند که به وسیله ترکیب زردپی احشام (تاندون)، شاخ، خیزران (بامبو) و ابریشم ساخته شده بودند که با کلوفون طبیعی[۱] پیچیده می شد.این طراحان سلاح های قرن دوازدهم، دقیقاً اصول طراحی کامپوزیت را می فهمیدند. اخیراً بعضی از این قطعات موزه ای ۷۰۰ ساله کشیده و آزمون شدند. آنها از نظر قدرت حدود %۸۰ کمانهای کامپوزیتی مدرن بودند. در اواخر دهه ۱۸۰۰، سازندگان کانو قایق های باریک و بدون بادبان و سکان، تجربه می کردند که با چسباندن لایه های کاغذ محکم کرافت[۲]  با نوعی لاک به نام شلاک[۳]، لایه گذاری کاغذی را تشکیل می دهند.

فهرست مطالب

عنوان    صفحه

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

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

۱-۲- کامپوزیت های دارای ذرات ریز ………………………………………………………………………….. ۵

۱-۱-۲- خواص کامپوزیت های ذره ای ………………………………………………………………………… ۹

 ۲-۱-۲- انواع کامپوزیت های ذره ای از لحاظ جنس تقویت کننده ………………………………………….. ۹

۲-۲- کامپوزیت های تقویت شده با الیاف …………………………………………………………………….. ۱۱

۱-۲-۲- خواص کامپوزیت های تقویت شده با الیاف ……………………………………………………… ۱۳

۲-۲-۲- خصوصیات کامپوزیت های تقویت شده …………………………………………………………… ۱۵

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

۴-۲- سرامیک های پیشرفته ……………………………………………………………………………. ۲۶

۵-۲- توضیحات مختصر در مورد آزمون مکانیکی ………………………………………………………… ۲۷

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

۲-۵-۲- آزمون کشش………………………………………………………………………………………. ۲۹

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

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

 ۴- فصل چهارم: تحلیل نتایج …………………………………………………………………….. ۵۰

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 ۵- فصل پنجم: تفسیر نتایج………………………………………………………………………………………. ۱۰۰

نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………… ۱۰۹

پیشنهادات………………………………………………………………………………………………….. ۱۱۰

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

فهرست شکل ها

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

۲-۱- فرم های مختلف ساختارهای کامپوزیت ……………………………………………………………… ۵

۲-۲- فرآیند ریخته گری کامپوزیت …………………………………………………………………….. ۱۲

۲-۳- نمایش تنش کششی و برشی ………………………………………………………………………… ۱۵

۲-۴- ساختار کامپوزیت لایه ای ……………………………………………………………………………. ۱۹

۲-۵- کامپوزیت تقویت کننده شده با الیاف ………………………………………………………………… ۱۹

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

۳-۱- نمونه آزمون کشش …………………………………………………………………………………….. 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- مقایسه بین استحکام تسیلم ………………………………………………………………….. ۷

۲-۲- تأثیر خاک رس برخواص………………………………………………………………………………. ۱۱

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

۲-۴- ازدیاد طول شیشه …………………………………………………………………………………. ۱۶

۴-۱- نمودار کشش AX …………………………………………………………………………………..

4-2- نمودار کشش BX ……………………………………………………………………………………

4-3- نمودار کشش CX …………………………………………………………………………………….

4-4- نمودار کشش DX …………………………………………………………………………………

4-5- نمودار کشش EX ……………………………………………………………………………..

4-6- نمودار کشش AY …………………………………………………………………………

4-7- نمودار کشش BY…………………………………………………………………………………..

4-8- نمودار کششCY ………………………………………………………………………………….

4-9- نمودار کششDY ………………………………………………………………………………….

4-10- نمودار کششEY ………………………………………………………………………………..

4-11- نمودار کشش AZ…………………………………………………………………………………….

4-12- نمودار کششBZ …………………………………………………………………………………

4-13- نمودار کششCZ ………………………………………………………………………………..

4-14- نمودار کششDZ ……………………………………………………………………………….

4-15- نمودار کشش EZ………………………………………………………………………………….

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

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

۴-۱۸- منحنی 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- انرژی بر حسب SiC  در سرعت ۴۰۰……………………………………………………… ۹۴

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

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

 فهرست جداول

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

 ۲-۱- مثالها و کاربردهای کامپوزیت …………………………………………………………….. ۸

۲-۲- خواص الیاف …………………………………………………………………………………………. ۲۲

۲-۳- تأثیر مکانیزم های استحکام بخش در آلومینیوم ………………………………………………… ۲۵

۲-۴- خواص سرامیک ها …………………………………………………………………………………… ۲۷

۴-۱- درصد وزنی SiC ………………………………………………………………………………….

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

۴-۳- سختی نمونه AX ………………………………………………………………………………..

4-4- سختی نمونه BX …………………………………………………………………………………..

4-5- سختی نمونه CX…………………………………………………………………………………..

4-6- سختی نمونه DX…………………………………………………………………………………..

4-7- سختی نمونه EX…………………………………………………………………………………

4-8- سختی نمونه AY…………………………………………………………………………………..

4-9- سختی نمونه BY………………………………………………………………………………..

4-10- سختی نمونه CY……………………………………………………………………………..

4-11- سختی نمونه DY………………………………………………………………………..

4-12- سختی نمونه EY………………………………………………………………………

4-13- سختی نمونه AZ……………………………………………………………………………

4-14- سختی نمونه BZ…………………………………………………………………………………..

4-15- سختی نمونه CZ………………………………………………………………………………

4-16- سختی نمونه DZ………………………………………………………………………………….

4-17- سختی نمونه EZ………………………………………………………………………………………

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

۴-۱۹- بیشترین و کمترین سختی سرعت ۴۰۰ ………………………………………………… ۸۳

۴-۲۰- تغییرات سختی…………………………………………………………………………………….. ۸۳

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

۴-۲۲- بیشترین و کمترین سختی سرعت ۸۰۰ ……………………………………………………….. ۸۵

۴-۲۳- تغییرات سختی……………………………………………………………………………………… ۸۵

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

۴-۲۵- درصد تغییرات سختی…………………………………………………………………………… ۸۷

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

۴-۲۷- بیشترین و کمترین تنش سرعت ۴۰۰ ………………………………………………….. ۸۹

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

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

۴-۳۰- بیشترین و کمترین تنش …………………………………………………………………… ۹۱

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

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

۴-۳۳- بیشترین و کمترین تنش………………………………………………………………………. ۹۳

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

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

۴-۳۶- بیشترین و کمترین تنش……………………………………………………………………….. ۹۵

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

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

۴-۳۹- بیشترین و کمترین تنش……………………………………………………………. ۹۷

۴-۴۰- درصد تغیرات انرژی سرعت ۸۰۰…………………………………………………… ۹۷

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

۴-۴۲- بیشترین و کمترین تنش…………………………………………………………….. ۹۹

۴-۴۳- تغییرات انرژی سرعت ۱۲۰۰…………………………………………………………. ۹۹

دانلود