وبلاگ

در سالهای اخیر با رشد روزافزون و شتابان صنایع مختلف و پیشرفته تر شدن دسـتگاههـای صـنعتی و توسـعه
موتورهای پرقدرت صنایع هوافضا، توربینها و راكتورها و دیگر ماشینها نیاز بـه مـوادی بـا مقاومـت حرارتـی بـالا و
مقاومتر از لحاظ مكانیكی احساس شده است. در سالهای قبل در صنایع هوافضـا از مـواد سـرامیكی خـالص جهـت
پوشش و روكش قطعات با درجه كاركرد بالا استفاده میشد. این مواد عایقهای بسـیار خـوبی بودنـد ولـی مقاومـت
زیادی در برابر تنشهای پسماند نداشتند. تنشهای پسماند در این مواد مشكلات زیادی از جمله ایجاد حفره و ترك
مینمود. بعدها برای رفع این مشكل از مواد كامپوزیت لایهای استفاده شد. تنشهای حرارتی در این مواد نیز موجـب
پدیده لایهلایه شدن میگردید. با توجه به این مشكلات طرح مادهای مركب كه هم مقاومت حرارتی و مكـانیكی بـالا
داشته و هم مشكل لایهلایه شدن نداشته باشد، ضرورت پیدا كرد.
FGMها مواد كامپوزیتی با ریزساختار ناهمگن میباشند، كه خواص مكانیكی آنها بطور ملایم و پیوسـته از یـك
سطح به سطح دیگر جسم تغییر میكند. نوع رایج آن تركیب پیوسـتهای از سـرامیک و فلـز مـیباشـد. ایـن مـواد از

اختلاط پودر فلز و سرامیک بدست میآیند. تغییر فلز و سرامیک از یک سطح به سطح دیگر كاملاً پیوسته میباشـد؛
به گونهای كه یک سطح از جنس سرامیک خالص و یک سطح، فلز خالص است. بین دو سطح، تركیب پیوسـتهای از
هر دو ماده میباشد. خواص مكانیكی نیز با توجه به نوع تركیب تغییـرات پیوسـتهای در جهـت ضـخامت دارد. مـاده
ساختاری سرامیک به علت ضریب انتقال حرارت كم و مقاومت زیاد در مقابل دما، درجات حرارت بسیار بالا را تحمل
كرده و ماده ساختاری فلز انعطافپذیری لازم را فراهم میكند. بهعلاوه، اختلاط سرامیک و فلز با تغییرات پیوسـته از
یک سطح تا سطح دیگر در یک سازه به آسانی قابلساختن میباشـد. بـه علـت تغییـرات پیوسـته خـواص مكـانیكی
مشكلات عدم پیوستگـی كه در سازه های كامپوزیت وجود دارد؛ در مواد FGM به وجود نمیآید. این مواد ابتدا بـرای
در سازه های مختلف تولید شدند. مزیـت اسـتفاده از ایـن مـواد، ایـن  ایجاد سپر حرارتی و پوششهای عایق حرارتی
است كه قادر به تحمل درجات حرارت بسیار بالا و اختلاف درجه حرارت بسیار بالا بوده و مقاوم در مقابل خوردگی و
سایش میباشند و همچنین مقاومت بالایی در مقابل شكست دارند. در حال حاضر از این مواد برای سازه هایی كـه در
قابل درجات حرارت بالا باید مقاوم باشند، استفاده میگردد. از نكات بسیار برجسته این مـواد، امكـان بهینـه سـازی
تغییرات تنش در آنها با تغییر مناسب پروفیل تغییـرات مـواد سـاختاری اسـت. تـا مـدتهـا افـزایش یكنـواختی در
ریزساختارها مورد توجه بود تا بدین وسیله خصوصیات ماده بهبـود یابـد. حـال آنكـه امـروزه مـواد FGM همـراه بـا
غیریكنواختیهای فضایی كه عمداً در آنها ایجاد میشود، محبوبیت زیادی در محیطهای با دمای بالا كسب نمودهاند.
این مواد با توجه به پیوستگی تركیب مواد تشكیلدهنده، دارای خواص مكانیكی مؤثرتری نسبت به مـواد كامپوزیـت
لایهای میباشد.
این مواد در ساخت صفحات و پوسته های مخازن، راكتورها و توربینها و دیگر اجزای ماشینهـا كـاربرد زیـادی
دارند، زیرا این قطعات آمادگی بالایی جهت واماندگی ناشی از كمانش حرارتـی دارنـد. از دیگـر مزایـای مـواد FGM
نسبت به مواد كامپوزیت لایهای، عدم گسستگی در محل اتصال لایه ها میباشد؛ زیرا همانطور كه گفته شـد در مـواد
FGM تركیب سرامیک و فلز پیوسته میباشد.