كامپوزيت‌ها يا چندسازه‌ها

از اولین كامپوزیت*ها یا همان چندسازه*های ساخت بشر می*توان به كاه گل اشاره كرد. قایق*هایی كه سرخ*پوست*ها با قیر و بامبو می*ساختند و تنورهایی كه از گل، پودر شیشه و پشم بز ساخته می*شدمد و در نواحی مختلف كشورمان یافت شده است، از كامپوزیت*های نخستین هستند. بسیاری از نیازهای صنعتی صنایعی مانند صنایع فضایی، راكتورسازی، الكترونیكی و غیره نمی*تواند با استفاده از مواد معمولی شناخته شده، برآورده شود. اما قسمتی از آن نیازها، می*تواند با استفاده از چند ساه*ها یا كامپوزیتها برآورده گردد. چندسازه*ها به موادی گفته می*شود كه از مخلوطی از دو یا چند عنصر ساخته شده باشند. درحالیكه در چندسازه*ها، نه فقط خواص هر یك از اجزاء آن برجا باقی می*ماند، بلكه درنتیجه پیوستن آنها با یكدیگر، خواص جدیدتر و بهتر هم بدست می*آید. مواد مختلط همیشه ناهمگن می*باشد.
بررسیها و تحقیقات برای دست یافتن به مواد جدیدتر با خواص مكانیكی بهتر، همواره انجام می*گرفته و هنوز هم همگام با پیشرفت صنایع دنبال می*گردد. در این بررسیها، اغلب این هدف دنبال می*شود كه به موادی با نسبت مناسب از استحكام كششی به چگالی، استحكام حرارتی بالا و خواص ویژه سطح خارجی دست یابند.
انواع چندسازه*ها را می*توان به گروههای زیر طبقه*بندی نمود:
1- كامپوزیت*های پایه پلیمری: این مواد اهمیت صنعتی فراوانی دارد و هنوز هم تحقیقات در این زمینه ادامه دارد. مواد مصنوعی تقویت شده با الیاف شیشه (فایبرگلاس*ها) یكی از این مواد می*باشد كه تاكنون كاربرد صنعتی وسیعی پیدا كرده است.
2- كامپوزیت*های پایه فلزی
3- كامپوزیت*های پایه سرامیكی
كامپوزیت*های پایه پلیمری بیش از 90% كاربرد كامپوزیت*ها را به خود اختصاص داده*اند و از بقیه مهمتر هستند. سابقه استفاده از كامپوزیت*های پیشرفته، به دهه* 1940 بازمی*گردد. در آن زمان ارتش*های 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، كامپوزیت*های پایه پلیمری به طور گسترده*ای به سوی صنایع شهری از جمله ساختمان و حمل و نقل روی آوردند. به طور مثال امروزه خودروهایی ساخته می*شود كه تماماْْ كامپوزیتی هستند. استفاده از كامپوزیت ها در این كاربرد به علت ویژگی*هایی چون وزن كمتر، درنتیجه سوخت كمتر و عمر طولانی*تر آنهاست. با توجه به پایداری بسیار زیاد كامپوزیت های پایه پلیمری و مقاومت بسیار خوب آنها در محیط*های خورنده، این كامپوزیت*ها، كاربردهای وسیعی در صنایع دریایی پیدا كرده*اند كه از آن جمله می*توان به ساخت بدنه قایق*ها و كشتی*ها و تاسیسات فراساحلی اشاره داشت. استفاده از كامپوزیت*ها در این صنعت، حدود 60% صرفه*جویی اقتصادی داشته است كه علت اصلی آن مربوط به پایداری این مواد است.
صنعت ساختمان پرمصرف*ترین صنعت برای مواد كامپوزیتی است.استخرهای شنا، وان حمام، سینك ظرفشویی و دست*شویی، كف*پوش، نماپوش، سقف*پوش، برج*های خنك*كننده و … همگی كامپوزیت*های پایه پلیمری هستند. سبكی، سهولت شكل*دهی، مقاوت در برابر خوردگی و قابلیت آب*بندی، از ویژگی*های كامپوزیت*هایی است كه در صنعت ساختمان به كار می*رود. فایبرگلاس یا الیاف شیشه كه پركاربردترین كامپوزیت*ها هستند، فیبرها یا الیاف ساخت بشر است كه در آن ، ماده*ی تشكیل دهنده*ی فیبر، شیشه است. الیاف شیشه*ها، موارد استفاده*های فراوانی از جمله در: ساخت بدنه*ی خودروها و قایق*های تندرو و مسابقه*ای، كلاه ایمنی موتورسواران، عایقكاری ساختمانها و كوره*ها و یخچالها و … دارند. ساختمان و اندازه*ی این الیاف شیشه*ها بسیار متغیر است. كوچكترین آنها به وسیله*ی چشم غیر مسلح دیده نمی*شود و بسیار ریز هستند. اندازه*های كمی بزرگتر از آن ذراتی هستند كه در كارخانجات ساخت فرآورده*های الیاف شیشه*ها به كمك هوا نقل و انتقال یافته و سبب شوزش پوست و بینی و گلو می*شود. الیاف شیشه متداولترین الیاف مصرفی كامپوزیت*ها در دنیا و ایران است كه متاسفانه در ایران ساخته نمی*شود. 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 محیط*های اسیدی دارد. الیاف شیشه كوارتز، بیشتر در مواردی كه خاصیت دی*الكتریك پایین نیاز باشد، مانند پوشش آنتن*ها و یا رادارهای هواپیما استفاده می*شوند.