Takviye (kompozit) - Reinforcement (composite)

Liflerin yerleştirilme şeklindeki farklılıklar, farklı güçler ve üretim kolaylığı sağlar.

Takviye , kompozit bir malzemenin bir bileşenidir .

Fonksiyon

Bir kompozitteki takviyenin işlevleri şunlardır:

• Kompozitin mekanik özelliklerini artırır.
• Takviye, yükü elyafın uzunluğu boyunca taşıdığından kompozite tek yönde mukavemet ve sertlik sağlar.

Elyaf takviyesi

Çatlak yayılması önemli ölçüde önlenirken, sertlik normal olarak takviye ile eklenir. İnce lifler çok yüksek mukavemete sahip olabilirler ve matrise mekanik olarak bağlanmaları şartıyla kompozitin genel özelliklerini önemli ölçüde artırabilirler.

Elyaf takviyeli kompozitlerin iki türü vardır, kısa elyaf takviyeli ve sürekli elyaf takviyeli. Sac kalıplama ve sıkıştırma kalıplama işlemleri genellikle uzun ve kısa lifleri kullanır. Bunlar yongalar, pullar ve rastgele eş formunda mevcuttur (bunlar ayrıca laminat / katın istenen kalınlığına ulaşılana kadar rastgele serilmiş sürekli bir elyaftan da üretilebilir).

Katmanlı veya katmanlı bir yapı genellikle sürekli güçlendirilmiş malzemelerden oluşturulur. Kesintisiz ve dokunmuş elyaf stilleri genellikle çeşitli formlarda mevcuttur, belirli matris (reçine) ile önceden emprenye edilmiş, farklı genişliklerde kuru, tek yönlü bantlar, düz dokuma, koşum satenleri, örgülü ve dikilmiştir.

Takviye, karbon elyafı, selüloz (ağaç / kağıt elyafı ve saman), cam elyafı ve yüksek mukavemetli polimerler, örneğin aramid gibi bazı yaygın elyafları kullanır . Yüksek sıcaklık uygulamaları için Silisyum karbür elyaflar kullanılır.

Partikül takviyesi

Parçacık takviyesi , metallerde ve seramiklerde çökelme sertleşmesine benzer bir etki katar . Büyük parçacıklar dislokasyon hareketini ve çatlak yayılmasını önler ve kompozitin Young Modülüne katkıda bulunur . Genel olarak, Young Modülü üzerindeki partikül takviye etkisi, tarafından tahmin edilen değerler arasındadır.

${\ displaystyle E_ {c} = {\ frac {E _ {\ alpha} E _ {\ beta}} {(V _ {\ alpha} E _ {\ beta} + V _ {\ beta} E _ {\ alpha})}}}$

alt sınır olarak ve

${\ displaystyle E_ {c} = V _ {\ alpha} E _ {\ alpha} + V _ {\ beta} E _ {\ beta}}$

üst sınır olarak.

Bu nedenle, matristen gelen katkı ile parçacıkların bazı ağırlıklı katkılarının doğrusal bir kombinasyonu olarak ifade edilebilir.

${\ displaystyle E_ {c} = V_ {m} E_ {m} + K_ {c} V_ {p} E_ {p}}$

K _c , 0 ile 1 arasında deneysel olarak türetilen bir sabit olduğunda. K _c için bu değerler aralığı, partikül takviyeli kompozitlerin izostrain koşulu ile karakterize edilmediğini yansıtır.

Benzer şekilde, gerilme mukavemeti, K _s'nin aynı K _c değerine sahip olması gerekmeyen benzer şekilde sınırlı bir sabit olduğu benzer yapıdaki bir denklemde modellenebilir.

${\ displaystyle (TS) _ {c} = V_ {m} (TS) _ {m} + K_ {s} V_ {p} (TS) _ {p}}$

K _c ve K _s'nin gerçek değeri, partikül şekli, partikül dağılımı ve partikül / matris arayüzü gibi faktörlere bağlı olarak değişir. Bu parametreler bilinerek , mekanik özellikler tane sınırı güçlendirme , dislokasyon güçlendirme ve Orowan güçlendirme etkilerine dayalı olarak modellenebilir .

En yaygın parçacık takviyeli kompozit, genellikle küçük kayalar veya kum ilavesiyle güçlendirilmiş çakıl ve kum karışımı olan betondur. Metaller, süneklik pahasına mukavemeti artırmak için genellikle seramiklerle güçlendirilir . Son olarak, polimerler ve kauçuk genellikle otomobil lastiklerinde yaygın olarak kullanılan karbon siyahı ile güçlendirilir.

Referanslar