کامپوزیت زمینه فلزی و کاربرد آن در صنعت

کامپوزیت، از ترکیب دو یا چند ماده تولید می شود. کامپوزیت ها از دو قسمت اصلی زمینه و تقویت کننده تشکیل می شود. زمینه کامپوزیت ها به دسته های پلیمری، سرامیکی و فلزی تقسیم می شوند.

زمینه ای که برای کامپوزیت ها استفاده می شود، تأثیر گذار کاربرد آن می شود.

عموماً کامپوزیت هایی که دارای زمینه ی فلزی می باشند، نسبت به بقیه ی کامپوزیت ها خاصیت و ویژگی های بهتری دارد. در این مطلب قصد داریم شما را با کامپوزیت های فلزی آشنا کنیم.

برای تولید کامپوزیت های زمینه فلزی MMC که مخفف عبارت Metal Matrix Composite، از یک قطعه فلزی مانند فلز آلومینیوم، برای زمینه استفاده می شود. به عنوان تقویت کننده، با الیافی مانند سیلیکون ترکیب می شود.

کامپوزیت های زمینه فلزی، در این مدت کمی که در بازار وارد شده، محبوبیت زیادی نسبت به رقبای خود پیدا کرده و جایگاه ویژه ای دارد.

کامپوزیت هایی که با زمینه فلزی تولید می شود، اقتصادی تر و مقرون به صرفه تر از سایر کامپوزیت ها است.

امروزه به دلیل نوسانات بازار و قیمت آهن آلات، قیمت کامپوزیت زمینه فلزی، بیشتر شده است. ولی همچنان قیمت آن نسبت به بقیه کامپوزیت ها معقول تر است.

انواع کامپوزیت زمینه فلزی:
فلزهای متفاوتی به عنوان زمینه برای کامپوزیت ها استفاده می شود. که هر فلز، کاربرد متفاوتی دارد و ویژگی های خاصی دارد. انواع مختلف پایه های فلزی عبارتند از: منیزیم، مس، آهن، تیتانیوم، آلومینیوم و نیکل.

خواص و تفاوت کامپوزیت های پایه فلزی نسبت به سایر مواد مرکب:
کامپوزیت های فلزی، نسبت به سایر کامپوزیت ها، دارای فرایند متفاوتی است. بهترین و پرکاربردترین زمینه، آلومینیوم و منیزیم می باشد.

این دو پایه نسبت ب بقیه ی فلزها، خواص منحصر به فردی دارد. از جمله این خواص می توان به قابلیت ماشین کاری، قابلیت ریخته گری، استحکام بالا و غیره اشاره کرد.

مقاومت پایین پایه نسبت به فرسایش، عیب بزرگ این محصول است. کامپوزیت های پایه فلزی در مقایسه با کامپوزیت های زمینه پلیمری ظرفیت گرمایی بالاتری دارد.

کامپوزیت های پایه فلزی نسبت به کامپوزیت های زمینه سرامیکی از ظرفیت گرمایی پایین تری برخوردار هستند.

انواع کامپوزیت ها، در مورد تقویت کننده ها نیز با یکدیگر متفاوت هستند. در کامپوزیت های فلزی، جنس زمینه، یک فلز آلیاژی یا خالص می باشد، ولی دو نوع دیگر که پلیمر یا سرامیک است که جنس زمینه را تشکیل می دهند.

روش های ساخت کامپوزیت های زمینه فلزی:
کامپوزیت زمینه فلزی در سه روش می گردد:

روش متالوژی پودر:
در روش ساخت کامپوزیت به روش متالوژی پودر، از کامپوزیت با الیاف نا پیوسته استفاده می شود.

در ابتدای کار، تقویت کننده را با پودرهای مواد زمینه مخلوط می کنند و داخل قالب می ریزند. سپس با پرس کاری سرد اتصال را بهتر می کنند. در مرحله ی بعدی، ذرات را تا زیر نقطه ذوب آنها حرارت می دهند. و نهایتاً کامپوزیت تولید می شود.

این روش یک روش مطمئن برای تولید کامپوزیت زمینه فلزی است. و از محبوبت زیادی برخوردار است. متالوژی پودر گران ترین روش در روش های تولید کامپوزیت زمینه فلزی می باشد.

روش مایع یا ریخته گری:
در روش مایع یا ریخته گری، ذرات تقویت کننده به فلز مذاب اضافه می شود. و به شکل مکانیکی در داخل فلز پراکنده می شود. اغلب کامپوزیت های پایه فلزی، با این روش تولید می شود.

کامپوزیت دارای یک مایع با حالت آبکی است. در قالب های مختلفی ریخته می شود تا برای انجام مراحل نهایی آماده گردد.

مهم ترین مزیت روش مایع یا ریخته گری، تولید کامپوزیت با هزینه بسیار پایین است. از معایب این روش می توان به عدم مرطوب کردن ذرات تقویت کننده به وسیله آلومینیوم مایع اشاره کرد.

روش آلیاژسازی مکانیکی:
یکی از مهم ترین روش های نانو کامپوزیت های زمینه فلزی، آلیاژ سازی مکانیکی است. در این روش، ذرات نانو پودری را با هم آسیاب می کنند.

پس از آن انتقال مواد بعد از تغییر شکل، شکست ذرات و جوش خوردن انجام می شود. اگر ذرات نانو پودر، ترکیب شیمیایی همسانی داشته باشد، بعد از عملیات اندازه ذرات کاهش پیدا می کند.

کاربرد کامپوزیت زمینه فلزی:
کامپوزیت های زمینه فلزی، یکی از پرکاربردترین کامپوزیت هایی است که در صنایع مختلف استفاده می شود. این نوع کامپوزیت، در صنایع مختلفی مانند صنعت خودرو سازی، هوافضا و غیره کاربرد دارد.

در ایران به دلیل صرفه جویی در هزینه، از کامپوزیت های پلیمری استفاده می شود که کیفیت کمتری دارد.

اما در کشورهای پیشرفته در صنعت خودرو سازی، از نانو کامپوزیت و کامپوزیت های فلزی استفاده می کنند که به مراتب کیفیت فوق العاده ای دارد و در برابر ضربه و تخریب های شیمیایی مقاومت گسترده ای دارد و وزن آن کمتر می باشد.

کاربرد دیگری که کامپوزیت های پایه فلزی دارند، در صنعت هوافضا و ساخت ماشین های مسابقه ای است.

کاربرد کامپوزیت زمینه فلزی چیست؟
کامپوزیت های زمینه فلزی، یکی از پرکاربردترین کامپوزیت هایی است که در صنایع مختلف استفاده می شود. این نوع کامپوزیت، در صنایع مختلفی مانند صنعت خودرو سازی، هوافضا و غیره کاربرد دارد.

کامپوزیت زمینه فلزی چیست؟
برای تولید کامپوزیت های زمینه فلزی MMC که مخفف عبارت Metal Matrix Composite، از یک قطعه فلزی مانند فلز آلومینیوم، برای زمینه استفاده می شود. به عنوان تقویت کننده، با الیافی مانند سیلیکون ترکیب می شود.