هنا

[ياس ديالى]

المـــــــــواد المــــــــــركبـــــــة
بقلم المدرس المساعد رونق بهمان جمعة / التدريسية في قسم علوم الكيمياء/ كلية العلوم / جامعة ديالى

سنتحدث في هذا المقال عن المواد المركبة أو " Composite Materials " والتي تعرف بأنها مادة مؤلفة من المزج أو الاتحاد الفيزيائي لمادتين أو أكثرتمتزج إحداهما في الاخرى لتكوين مواد ذات خصائص فيزيائية جديدة تختلف عن خواص المواد التي تكونت منها. أي أن المواد المركبة تتألف من المادة الأساس والمادة المالئة (التقوية أو المعززة).

وتتكون المواد المركبة: المادة الأساس Matrix والهدف من المادة الأساس هو إيصال المجهود الميكانيكي الى مادة التقوية, وهي تضمن حماية مادةالتقوية من العوامل الخارجية.

يتواجد ثلاثة أنواع من المواد الأساس:
1. المواد المركبة ذات مادة الأساس العضوية يتم فيها إستخدام البوليمرات (بلاستيكات) كالبولي أستر, الفينول، الفينيل استر, البولي بروبيلين، البولي أكريليك...إلخ.


2. المواد المركبة ذات الأساس الخزفي (السيراميك) يستخدم للتطبيقات المتقدمة في الجوفضاء وفي المجال العسكري والنووي.
3. المواد المركبة ذات الأساس المعدني في هذه الحالة تكون المادة الأساس معدنية (ألمنيوم, نيكل, مغنيسيوم, أو زنك) ومادةالتقوية معدنية أو خزفية
أما مادة التقوية وهي التي تعطي للمادة الأساس خصائصها الميكانيكية وهي تكون اما أملاح, أكاسيد, كاربيدات أو نتريدات على شكل ألياف, او حبيبات.
عرفت المواد المركبة من قبل الحضارات السومرية والمصرية القديمة الذين إستخدموا طابوق الطين المخلوط بالقش في البناء, أما في عصرنا الحالي فقد إستطاع المهندسين والعلماء إستخدام المواد المركبة في كثير من التطبيقات المهمة في الحياةالصناعية في بداية العام 1960.


تفوقت المواد المركبة على المواد الأنشائية التقليدية في كثير من المجالات وذلك بسبب
1. متانة المواد المركبة أكبر بكثير من المواد الأنشائية التقليدية.


2. تكون مقاومة للتآكل ولتغييرات الظروف الجوية المختلفة.
3. تقلل من إستهلاك المواد الأولية وضياع الطاقة.
4. المواد المركبة تكون خفيفة الوزن دون التأثيرعلى خواص المتانة وبالتالي سهلة النقل.
5. مقاومةحرارية عالية بالنسبة لخلائط السيراميك, ومقاومة أكبرللمواد الكيميائية.
6. ممانعة هائلة لعدم انتشار الشقوق الذي قد يحدث نتيجة للاهتزاز.

المخطط التالي يوضح جميع الفوائد للمواد المركبة:
تطبيقات الموادالمركبة في الحياة اليومية يمكن ان نرى الأثاث المنزلي الذي يتكون من الخشب الرقائقي, الجدران التي تتكون من الأسمنت المسلح, أجهزة الهاتف المحمول والكمبيوترات الحديثة, ماص الصدمات في هيكل السيارة خليط من ألياف صناعية وعجينة من اللدائن, الملابس والدروع الواقية من الرصاص, صناعة الأجهزة الرياضية, الالواح الشمسية وتطبيقات الجوفضائية وغيرها الكثيرمن التطبيقات.



أهم تطبيقاتها في صناعة الطائرات الحديثةكما في الطائرة B787 وذلك لخفة وزنها ولها قوة تحمل كبيرة, تم تصنيع أغلب أجزاء هذه الطائرة من مادة تدعى Kevlar وهي من الموادالمركبة تشبه الخشب مصنوعةعلى شكل خلية نحل مكونة من ستة أضلاع وما يميزها إرتفاع نسبةالمتانة والقوة الى الوزن, أيضا من الموادالمركبة المستخدمة في صناعةالطائرات Fiberglass, Fiber carbon. والشكل التالي يوضح أجزاء الطائرةالتي أستخدمت في صناعتها المواد المركبة أو Composite Materials

للمتابعة اضغط هنا ::::::