وبلاگ

:
در دو دهه اخیر پیشرفت های تكنولوژی در زمینه های مهندسی هوافضا و هسته ای ، ترمو الاستیته
را به عنوان یک شاخه اصلی از مهندسی كاربردی آورده است . درجه حرارت های بالا در بسیاری از سازه
ها و قطعات ماشین ها نظیر سازه های هوا – فضایی ، موتورهایی كه در هواپیماهای پر سرعت به كار می
روند ، مخازن مورد استفاده در نیروگاه های اتمی و هسته ای و یا در فرایندهای صنعتی مانند آنهایی كه
از اشعه لیزر با دانسیته انرژی بالا جهت تولید استفاده می كنند ، به وجو میآید . این سازه ها و یا قطعات
تحت شرایط حرارتی غیر یكنواخت ناپایدار كه با تغییر خصوصیات فیزیكی و مكانیكی همراه است ، كار
می كنند . این مساله باعث ایجاد تنش های حرارتی می گردد كه در طراحی سازه ها یا قطعه ها باید
مورد توجه قرار بگیرد ، چراكه همراه با تنش های مكانیكی ناشی از بار های خارجی ، باعث ترك و
شكست در قطعه می شود . تنش های حرارتی می توانند اثراتی نظیر خستگی حرارتی و كمانش حرارتی

از خود نشان بدهند . همچنین پاره ای از مواد در میدان درجه حرارت غیر دائم در اثر گرادیان بالای
درجه حرارت ، ماهیت ترد پیدا خواهند كرد و در نهایت قابلیت تحمل گرادیان های بالای درجه حرارت را
نخواهند داشت كه می تواند فاجعه بار باشد 1[ ] .
1 یكی از راه حل های مقابله با بارهای شدید حرارتی استفاده از مواد هدفمند
می باشد كه موادی
2 نا همگن
ولی ایزوتروپ هستند كه خواص در آنها از نقطه ای به نقطه دیگر تغییر می كند . مثلا در
مقاومت مكانیكی ، مقاومت به سایش ، سختی و ضریب هدایت حرارتی كه به طور پیوسته تغییر می كنند
. این تغییرات پیوسته نسبت به تغییرات گسسته خواص مواد مركب ، مشكل تغییرات ناگهانی را در سطح
تماس دو ماده ی متفاوت رفع می كند . شكل 1 تفاوت های یک ماده مركب را با یک ماده هدفمند از
لحاظ چگونگی توزیع خواص و مواد سازنده نشان می دهد .

انگیزه ساخت این مواد برای اولین بار این بود كه در صنعت به موادی نیاز بود كه بتوانند دماها و
گرادیان های شدید آنرا تحمل كنند . مثلا روی سطح شاتل های فضایی ، معمولا دما هنگام ورود به جو
زمین 2100 كلوین می باشد و این سطح می بایست اختلاف دمابی حدود 1600 كلوین را تحمل نماید .
به این علت دانشمندان علم مواد در ژاپن در مركز تحقیقات هوا و فضا یی در شهر سندایی برآن شدند كه
ماده ای با چنین خصوصیاتی طراحی كنند . در سال 1987 سه سال بعد از اولین ایده های ساخت مواد
هدفمند یک پروژه ملی برای رسیدن به فن آوری اولیه ساخت این مواد تعریف شد .
پس از به پایان رسیدن این پروژه كه موسسه تحقیقات ملی هفده كشور مختلف و چندین دانشگاه و چند
شركت در آن همكاری كردند ، چند قطعه آزمایشگاهی ، مثلا یک صفحه مربعی 300 میلیمتر مربعی و
یک پوسته نیم كروی با شعاع 50 میلیمتر ساخته شد .