كامپوزيت هاي زمينه فلزي تقويت شده باآلياژهاي حافظه شكلي

کامپوزیت ها [1]
بسیاری از فن آوریهای نوین به موادی نیاز دارند که ترکیب غیر معمولی از خواص را با آلیاژهای فلزی ، سرامیکی و پلیمرهای معمولی حاصل نمی آید بدست می دهد . به عنوان نمونه مواد مورد نیاز درسفینه های فضائی ، زیر دریائی ها و کاربردهای حمل و نقل از این قبیل است که باید در عین چگالی کم ، استحکام سفتی و مقاومت به سایش و ضربه نیز وجود داشته باشد .از اينرو نياز به مواد
جديدي به نام كامپوزيت ميباشد. کامپوزیت عبارت است از هر ماده چند فازی که سهم برای بدست آوردن مواد با استحکام و به ویژه استحکام به وزن بالا، می توان رشته هایی با مدول کشسانی و استحکام بالا را در یک زمینه فلزی یا پلیمری قرار داد. در کامپوزیت ها که مواد مرکب هم نامیده می شوند، دو یا چند ماده در مقیاس ماکروسکوپی با هم ترکیب شده و خواص مورد نظر را ایجاد می کنند. اگر چه می توان با ترکیب کردن بعضی مواد در مقیاس میکروسکوپی هم به خواص مورد نظر دست یافت، که به بحث آلیاژها مربوط می گردد.درواقعکامپوزیتها موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود می‌بخشند. کاپوزینت یک ماده چند فازی است که بصورت مصنوعی ساخته می شود فازها باید از لحاظ شیمیائی متفاوت باشد و با فصل مشترکهایی مچزا شوند. مطابق این تعریف ، اغلب آلیاژهای فلزی و بسیاری از سرامیکها کامپوزیت نیستند زیرا فارهای چند گانه آنها درنتیجه یک پدیده طبیعی تشکیل شده است .بسیاری از کامپوزیت هاتنها از دو فاز تشکیل شده اند:
فاز زمینه که پیوسته است وفاز دیگر که غالبا فاز پراکنده است تقويت كننده گفته ميشود . خواص کامپوزیت به خواص فازهای تشکیل دهنده آن ، مقادیر آنها و هندسه فاز پراکنده شده وا بسته است . منظور از هندسه فاز پراکنده شده ، شکل و اندازه ذرات ، نحوه توزیع و جهت آنهاست .



1-1-ساختمان کامپوزیت ها:
کامپوزیت ها از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند: 1)الیاف یا تارها. 2)پرکننده یا ماتریس. 3)چسب. معمولاً ماتریس دارای سختی و استحکام کمتری نسبت به ا لیاف می باشند، ولی اختلاط الیاف و ماتریس باعث تشکیل محصولی می شود که دانسیته کمی داشته ودر عین حال از استحکام فشاری و کششی بالایی برخوردار می باشد. مانند مواد اپوکسی مثل نارمکو((Narmco2387  که دارای دانسیته  / lb044/0، استحكام فشاری  / lb23000 و استحكام کششی  / lb4200 است.
1-1-1-رشته ها:
هر چه قطررشته کوچکتر باشد ، رشته مستحکم تر ازماده زمینه خواهد بود.موادی که بعنوان رشته های تقویت کننده بکارمیرود استحکام کششی بالایی دارند.براساس قطر و مشخصه رشته ها به 3 دسته تقسیم می شوند:ویسکرها،رشته ها وسیم ها.ویسکرها تک بلورهای بسیارنازکی هستند که نسبت طول به قطرآنهافوق العاده زیاداست.آنها مستحکم ترین موادی هستندکه شناخته شده اند. مواد ویسکری شامل گرافیت ، کاربید سیلیسیم، نیترید سیلیسیم و اکسید آلومینیم است.

1-1-2-فاز زمینه:
فاززمینه کامپوزیت های رشته ای میتواند فلز ، پلیمر یا سرامیک باشد. معمولا ازفلزات یا پلیمرها به عنوان ماده زمینه استفاده میشود،زیراانعطاف پذیری مطلوبی دارند.درکامپوزیت های زمینه سرامیکی جز تقویت کننده برای بهبود چقرمگی شکست استفاده می شود . در انتخاب ترکیب زمینه – رشته ، مهمترین عامل استحکام پیوند است .

1-2- انواع کامپوزیت ها:
کامپوزیت ها را مي توان بر اساس شكل تقويت كننده،نوع تقويت كننده وفاز زمينه دسته بندي كرد.دسته بندي بر اساس شكل تقويت كننده شامل سه دسته است: 1)کامپوزیت با الياف تصادفی. 2) کامپوزیت لايه ای. 3) کامپوزیت ذره ای.وبر اساس فاز زمينه به سه دسته عمده تقسيم ميشود:1)زمينه پليمري،2)زمينه فلزي،3)زمينه سراميكي،
انواع الیاف تجاری عبارتند از:
شیشه : نوع اصلی این الیاف E-glass و نوع  دیگر آن S-glass است که استحکام و مدول و قیمت بالاتری نسبت به نوع E-glass دارد. استحکام کششی مناسب الیاف شیشه باعث شده تا این الیاف در بسیاری از مصارف بکار رود.
کربن وگرافیت : الیاف کربنی ارزان از تجزیه حرارتی بسیاری از مواد آلی بدست می آیند وبرای مصارف عمومی بکار می روند. نوع دیگر الیاف کربنی، الیاف گرافیتی است.
بر: این الیاف با روش تبخیر بدست می آیند. در این روش یک سیم نازک تنگستن توسط جريان الكتريكى گرم شده و بواسطه وجود هيدروژن در هوا و با كنترل دقيق دما،بر روى تنگستن مى نشيند. به علت نياز به مقاومت بالا در درجه حرارت هاى بالا، از W خالص استفاده می شود.
از آنجا که انهدام الیاف بعد از مقاومت زمينه و رسیدن به استحکام برشی به خمش الیاف بستگی دارد، الیاف بر به علت داشتن قطر بالا که حدود  μm125 است دارای مقاومت خمشی خوبی است.
الیاف آرامید: این الیاف از جدیدترین الیاف صنعتی و تجاری است و تنها محصول این الیاف کولار می باشد.

کامپوزیت های زمینه فلزی مدت های مدیدی وجود داشتند ، اما به عنوان مواد مهندسی قابل پذیرش تنها از نیمه دوم قرن بیستم مورد توجه قرار گرفتند . از آغاز تحقیقات بر روی آن ها ، کامپوزیت های زمینه فلزی به موادی با کارایی بالا در صنایع هوافضا ، خودرو، سیستم های الکترونیکی و محصولات تفریحی مبدل شده اند .
در این راستا می توان به ساخت کابل هایی از جنس کامپوزیت زمینه فلزی رشته ای  به کار رفته در خطوط انتقال قدرت ، سیستم های ابر رسانای دما بالا ، کامپوزیت های زمینه فلزی ذره ای به کار رفته در خودرو و هواپیما های غیر نظامی و ساخت زیر لایه هایی با هدایت حرارتی بالا برای قظعات الکترونیکی، اشاره نمود.
کامپوزیت زمینه فلزی یکی از مهم ترین انواع مواد پیشرفته می باشد که قدمتی بیش از 50 سال دارد، با این وجودپیشرفت های تکنو لوژی در تولید و کاربرد انواع متفاوت و متنوع کامپوزیت های زمینه فلزی باعث شده است این مواد همچنان در حیطه مواد پیشرفته باقی بمانند . به عنوان مثال می توان به ظهور انواع نانوکامپوزیت های زمینه فلزی در بسیاری از کاربرد های سازه ای و غیر سازه ای اشاره کرد . با این وجود به نظر می رسد هنوز توانایی به کار گیری این کامپوزیت ها در بسیاری از موارد ناشناخته مانده است . از مزایای قطعات ساخته شده از جنس کامپوزیت های زمینه فلزی به جای مواد معمولی، می توان به مواردی همچون کارایی بالاتر در عملکرد ، کاهش وزن قابل توجه ، صرفه اقتصادی ( در بیشتر موارد با در نظر گرفتن افزایش عمر قطعه ) و فقدان مشکلات زیست محیط و ... اشاره نمود.
 این نوع کامپوزیت ها در صنایع بسیاری قابل کاربرد می باشند که به تعدادی از آن ها به اجمال اشاره می شود .