تحقیق تکنولوژی کامپوزیت

در یک تعریف کلی، کامپوزیت ترکیب سینرژیک دو یا چند ماده است. مقاومت بالای کامپوزیت ها ناشی از الیاف به هم بافته و در کنار هم پیوسته توسط یک پلیمر می باشد.

معمول ترین الیاف مقاوم، الیاف شیشه می باشند. الیاف شیشه مورد استفاده اغلب از نوعه شیشه کلاس E که بسیار ترد و شکننده و شفاف و دارای مقاومت کششی زیاد هستند، 34compa معادل 500KSI می باشد.

برای تولید الیاف مذکور، شیشه در کوره با حرارت 2F و (1200C) 21 ذوب شده و به صورت الیاف به قطر 10 میکرون (4-10*4 inch) از درون یک سطح سوراخدار بسیار داغ عبور می کند.

کوره های ذوب آلومینیوم را چگونه می سازند؟

در صنعت آلومینیوم 80% کوره های ذوب به صورت چهارگوش با ابعاد و تناژ مختلف مورد استفاده قرار می یگرد. طراحی کوره ذوب بستگی به نوع فلز مورد استفاده و ظرفیت مورد بهره برداری دارد. ظرفیت کوره های چهارگوش از 5 تا 100 تن طراحی و قابل استفاده می باشد.

در کوره هایی که از فلنچ استفاده می شود معمولاً شیب سطح کوره بین 5 تا 7 درجه یم باشد. نصب مشعل ها، دریچه ها و دودکش ها به اشکال مختلف طراحی می گردد.

مزایای کوره های چهارگوش:

1-شارژ، بارگیری و تخلیه آسان (به دلیل دریچه بزرگ)

2-امکان جذب حرارت بیشتر توسط مذاب از مشعل

3-امکان استفاده از انواع مختلف سوخت (گازوئیل – مازوت، گاز و ...)

4-امکان نگهداری، ذوب و ساخت آلیاژ

معایب کوره های چهارگوش:

در آلیاژسازی معمولاً افزودنی هایی مورد استفاده جهت آلیاژهای آلومینیوم سنگین تر از آن بوده و به سمت کف کوره تمایل دارند. این تفاوت دانسیته مذاب باعث همگن نشدن خوب آلیاژ می گردد. همچنین به دلیل سطح زیاد، پرت فلز زیاد است؛ برای متال دانسیته آلومینیوم مذاب 2/38 گرم بر متر مکعب و دانسیته مس مذاب 8/26 گرم بر متر مکعب می باشد. راندمان حرارتی کوره به علت پایین بودن ضریبر جذب حرارت آلومینیوم (17/0 = E) پایین است (حداکثر راندمان 18%)

اجرای نسوز چینی کوره:

نصب مواد نسوز در کوره باید به نحوی صورت گیرد که با توجه به ضریب هدایت حرارتی مواد، آخرین لایه ای که در تماس با محیط قرار دارد حداکثر دمای 110 درجه سانتیگراد داشته باشد. دیواره های کوره معمولاً به صورت چهارلایه چیده می شود. آجرهای لایه اول که در تماس با مذاب آلومینیوم هستند باید به گونه ای انتخاب شوند که در برابر تمایل شدید آلومینیوم به اکسیدشدن و نفوذپریزی شدید آن، مقاومت داشته باشد.

چون نقطه ذوب آلومینیوم 660 درجه سانتی گراد است مقاومت دمایی در این شرایط پارامتر مهمی نیست معمولاً برای لایه اول و دوم از آجرهای آلومینایی استفاده یم شود. لایه سوم از بتن های مقاوم و نسبتاً عایق و لایه چهارم که به شل فلزی می چسبد از عایق استفاده می شود.

منطقه خروج مذاب حدود نصف ضخامت دیوار را دارد و از جنس آجرهای ضدسایش است. جهت نگه داشتن مذاب و جلوگیری از خروج تا موقع شروع عملیات ریخته گری از پلاک استفاده می شود که سر آن در مذاب است.

اگر عرض موره کمتر از 3 متر باشد سقف به صورت قوسی و اگر بیشتر از 3 متر باشد به صورت صاف چیده می شود. ضخامت دیواره بین 460 ال 575 میلی متر و ضخامت کف بین 460 تا 800 میلی متر درنظر گرفته می شود.

بهینه سازی کوره های کارگاه ریخت:

1-درب کوره کاملاً بسته شود و درب دیگر کوچکتر انتخاب شود.

2-در آلیاژ سازی به جای هم زدن مکانیکی از روش الکترومغناطیسی استفاده شود.

3-دودکش بهتر است روی درب مسدود شده قرار گیرد و جای مشعل ها تغییر کرده و روبروی هم قرار گیرد.

4-با استفاده از رکوپراتور می توان 15% مصرف سوخت را کاهش داد.

نهایتاً اکثر اطلاعات و محاسبات مربوط به طراحی کوره در جداول با نام ایزومورفی جمع آوری و با دادن اطلاعات مد نظر می توان ابعاد کوره را تعیین نمود. لیکن بهینه سازی طرح مورد نظره شرایط موجود کارخانجات مختلف متفاوت است.

برخی مزایای مصالح آلومینیومی نسبت به مواد پلیمری P.V.C

1-آلودگی زیست محیطی توسط مواد آلی:

به طور کلی مواد و مشتقات نفتی نظیر P.V.C نایلون و ... در طبیعت تجزیه نمی شوند و ضایعات آنها به صورت ذرات بسیار ریز در محیط زندگی پراکنده و موجب آلودگی محیط زیستی می شود.

2-طول عمر مفید:

آلومینیوم به علت عدم میل ترکیبی و وجود لایه اکسیدی پایدار Al2O3 دارای عمر مفید نامحدود بوده و به علت امکان بازاریابی صنعتی، آلودگی محیطی نخواهد داشت ولی مواد P.V.C در محیطهای خورنده و نور آفتاب تغییر رتگ داده و به تدریج فاسد و پوسیده می شود.

3-مقاومت در برابر حرارت:

حداکثر دمای قابل تحمل برای P.V.C حدود 80 درجه سانتی گراد است. بنابراین در مجاورت مواد و ابزارهای داغ و در سوانح احتمالی مانند آتش سوزی به راحتی تغییر فرم داده و مشتعل می شود و به این ترتیب به گسترش سانحه کمک می کند در حالی که آلومینیوم تا دمای بالاتر از  500 مقاوم بوده و قابل اشتعال نمی باشد.

4-بازیافت مقرون به صرفه:

ضایعات آلومینیوم با کمترین اتلاف و با 80% قیمت مجدداً وارد سیکل تولید می شود.

ولی ضایعات P.V.C نه تنها قابل بازیافت نیست بلکه موجب آلودگی محیط زیست نیز می شود.

5-استحکام:

استحکام مخصوص و سختی درب و پنجره آلومینیوم 3 برابر بیشتر از درب و پنجره های P.V.C است بنابراین در ساختمان ها و بناهای مرتفع و در مقابل حوادث طبیعی به راحتی مقاومت می کند.

6-درب و پنجره آلومینیومی:

نیاز به فریم آهنی ندارد. فریم های آلومینیومی به راحتی جایگزین فریم آهنی شده اند لذا برای مناطق با آب و هوای مرطوب و خورنده مناسب و قابل استفاده بوده و دارای عمر نامحدود است.

استفاده از ساب و فریم های آهنی در پنجره های P.V.C خصوصاً در مناطق مرطوب و صنعتی موجب خوردگی شدید و پوسیدگی سریه می شود.