एग्रीगेट (संमिश्रित)
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कुल एक समग्र सामग्री का घटक है जो संपीड़न तनाव का प्रतिरोध करता है और समग्र सामग्री को बल्क प्रदान करता है। कुशल भरने के लिए, तैयार वस्तु की तुलना में कुल मिलाकर बहुत छोटा होना चाहिए, लेकिन इसमें कई प्रकार के आकार होते हैं। उदाहरण के लिए, कंक्रीट बनाने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले पत्थर के कणों में आम तौर पर रेत और बजरी दोनों शामिल होते हैं।
फाइबर कंपोजिट्स की तुलना
फाइबर प्रबलित सम्मिश्र की तुलना में समग्र सम्मिश्रण बनाना बहुत आसान होता है, और उनके तैयार गुणों में अधिक अनुमानित होता है। फाइबर अभिविन्यास और निरंतरता का अत्यधिक प्रभाव हो सकता है, लेकिन इसे नियंत्रित करना और आकलन करना मुश्किल हो सकता है। निर्माण एक तरफ, कुल सामग्री भी कम खर्चीली होती है; ऊपर वर्णित सबसे आम समुच्चय प्रकृति में पाए जाते हैं और अक्सर केवल न्यूनतम प्रसंस्करण के साथ उपयोग किए जा सकते हैं।
सभी समग्र सामग्रियों में कुल शामिल नहीं है। कुल कण हर दिशा में लगभग समान आयाम रखते हैं (अर्थात, एक विक्षनरी: लगभग एक का पहलू अनुपात), ताकि समग्र कंपोजिट तालमेल के स्तर को प्रदर्शित न करें जो फाइबर कंपोजिट अक्सर करते हैं। एक कमजोर मैट्रिक्स (भूविज्ञान) द्वारा एक साथ रखा गया एक मजबूत समुच्चय तनाव (यांत्रिकी) में कमजोर होगा, जबकि फाइबर मैट्रिक्स गुणों के प्रति कम संवेदनशील हो सकते हैं, खासकर अगर वे ठीक से उन्मुख होते हैं और भाग की पूरी लंबाई (यानी, एक निरंतर) चलाते हैं रेशा)।
अधिकांश सम्मिश्रण ऐसे कणों से भरे होते हैं जिनका पहलू अनुपात उन्मुख तंतुओं और गोलाकार समुच्चय के बीच कहीं होता है। एक अच्छा समझौता कटा हुआ फाइबर है, जहां फिलामेंट या कपड़े के प्रदर्शन को अधिक समग्र-जैसी प्रसंस्करण तकनीकों के पक्ष में बंद कर दिया जाता है। दीर्घवृत्ताभ और प्लेट के आकार के समुच्चय का भी उपयोग किया जाता है।
सकल गुण
ज्यादातर मामलों में, आदर्श तैयार टुकड़ा 100% समग्र होगा। किसी दिए गए एप्लिकेशन की सबसे वांछनीय गुणवत्ता (चाहे वह उच्च शक्ति, कम लागत, उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक, या कम घनत्व हो) आमतौर पर समग्र रूप से सबसे प्रमुख होती है; सभी समग्र अभावों में छोटे पैमाने पर प्रवाहित होने और कणों के बीच जुड़ाव बनाने की क्षमता होती है। इस भूमिका को निभाने के लिए मैट्रिक्स को विशेष रूप से चुना गया है, लेकिन इसकी क्षमताओं का दुरुपयोग नहीं किया जाना चाहिए।
सकल आकार
प्रयोगों और गणितीय मॉडल से पता चलता है कि किसी दिए गए आयतन का अधिक भाग कठोर गोलों से भरा जा सकता है यदि इसे पहले बड़े गोलों से भरा जाता है, फिर (विक्षनरी: इंटरस्टिस) के बीच के स्थानों को छोटे गोलों से भरा जाता है, और नए अंतरालों को और भी छोटे गोलों से भरा जाता है। जितनी बार संभव हो। इस कारण से, कुल के चुनाव में कण आकार वितरण का नियंत्रण काफी महत्वपूर्ण हो सकता है; विभिन्न आकार के कणों के इष्टतम अनुपात को निर्धारित करने के लिए उपयुक्त सिमुलेशन या प्रयोग आवश्यक हैं।
कण आकार की ऊपरी सीमा समग्र सेट से पहले आवश्यक प्रवाह की मात्रा पर निर्भर करती है (कंक्रीट फ़र्श में बजरी काफी मोटे हो सकती है, लेकिन ठीक रेत का उपयोग टाइल मोर्टार (चिनाई) के लिए किया जाना चाहिए), जबकि निचली सीमा के कारण है मैट्रिक्स सामग्री की मोटाई जिस पर इसके गुणों में परिवर्तन होता है (मिट्टी को कंक्रीट में शामिल नहीं किया जाता है क्योंकि यह मैट्रिक्स को अवशोषित कर लेती है, जिससे अन्य समुच्चय कणों के लिए एक मजबूत बंधन को रोका जा सकता है)। मिट्टी के पात्र और पाउडर धातु विज्ञान के क्षेत्र में कण आकार वितरण भी बहुत अध्ययन का विषय है।
इस नियम के कुछ अपवादों में शामिल हैं:
कठोर सम्मिश्र
कठोरता सामग्री और प्लास्टिसिटी (भौतिकी) की ताकत की (अक्सर विरोधाभासी) आवश्यकताओं के बीच एक समझौता है। कई मामलों में, समुच्चय में इन गुणों में से एक होगा, और यदि मैट्रिक्स इसकी कमी को जोड़ सकता है तो लाभ होगा। शायद इसका सबसे सुलभ उदाहरण एक कार्बनिक यौगिक मैट्रिक्स और सिरेमिक समुच्चय के साथ कंपोजिट हैं, जैसे कि डामर कंक्रीट (टरमैक) और भरा हुआ प्लास्टिक (यानी, पाउडर काँच के साथ मिश्रित नायलॉन), हालांकि अधिकांश धातु मैट्रिक्स कंपोजिट भी इस प्रभाव से लाभान्वित होते हैं। इस मामले में, हार्ड और सॉफ्ट घटकों का सही संतुलन आवश्यक है या सामग्री या तो बहुत कमजोर या बहुत भंगुर हो जाएगी।
नैनोकंपोजिट्स
कई भौतिक गुणों में मौलिक रूप से छोटी लंबाई के पैमाने पर परिवर्तन होता है (नैनो तकनीक देखें)। ऐसे मामले में जहां यह परिवर्तन वांछनीय है, अच्छे प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए समग्र आकार की एक निश्चित सीमा आवश्यक है। यह स्वाभाविक रूप से उपयोग की जाने वाली मैट्रिक्स सामग्री की मात्रा की निचली सीमा निर्धारित करता है।
जब तक कणों को सूक्ष्म या नैनो-समग्रों में उन्मुख करने के लिए कुछ व्यावहारिक विधि लागू नहीं की जाती है, उनके छोटे आकार और (आमतौर पर) कण-मैट्रिक्स बंधन के सापेक्ष उच्च शक्ति उनसे बने किसी भी स्थूल वस्तु को कई में समग्र समग्र के रूप में माना जाता है। सम्मान।
जबकि कार्बन नैनोट्यूब जैसे नैनोकणों का थोक संश्लेषण वर्तमान में व्यापक उपयोग के लिए बहुत महंगा है, कुछ कम चरम नैनोसंरचित सामग्रियों को इलेक्ट्रोस्पिनिंग और स्प्रे पायरोलिसिस सहित पारंपरिक तरीकों से संश्लेषित किया जा सकता है। स्प्रे पाइरोलिसिस द्वारा बनाया गया एक महत्वपूर्ण समुच्चय ग्लास माइक्रोस्फीयर है। अक्सर माइक्रोबैलून कहा जाता है, वे कई दसियों नैनोमीटर मोटे और लगभग एक माइक्रोमीटर व्यास के एक खोखले खोल से बने होते हैं। एक बहुलक मैट्रिक्स में उन्हें कास्टिंग करने से ग्लास माइक्रोस्फीयर प्राप्त होता है, इसकी कम घनत्व के लिए अत्यधिक उच्च संपीड़न शक्ति होती है।
कई पारंपरिक नैनोकम्पोजिट दो तरीकों में से एक में समग्र संश्लेषण की समस्या से बचते हैं:
'प्राकृतिक समुच्चय': अब तक नैनो-कंपोजिट के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले समुच्चय प्राकृतिक रूप से पाए जाते हैं। आमतौर पर ये सिरेमिक सामग्री होती हैं जिनकी क्रिस्टलीय संरचना अत्यंत दिशात्मक होती है, जिससे इसे गुच्छे या तंतुओं में आसानी से अलग किया जा सकता है। ऑटोमोटिव उपयोग के लिए जनरल मोटर्स कॉर्पोरेशन द्वारा बताई गई नैनो तकनीक पूर्व श्रेणी में है: एक थर्माप्लास्टिक ओलेफिन (एक वर्ग जिसमें POLYETHYLENE और polypropylene जैसे कई सामान्य प्लास्टिक शामिल हैं) में एक लामिना संरचना के साथ एक महीन दाने वाली मिट्टी। बाद की श्रेणी में रेशेदार अदह कंपोजिट (20वीं शताब्दी के मध्य में लोकप्रिय) शामिल हैं, अक्सर मैट्रिक्स सामग्री जैसे लिनोलियम और पोर्टलैंड सीमेंट के साथ।
'इन-सीटू एग्रीगेट फॉर्मेशन': कई माइक्रो-कंपोजिट स्व-असेंबली की प्रक्रिया द्वारा अपने कुल कणों का निर्माण करते हैं। उदाहरण के लिए, उच्च प्रभाव POLYSTYRENE में, बहुलक के दो घुलनशीलता चरण (भंगुर पॉलीस्टाइनिन और रबरयुक्त polybutadiene सहित) एक साथ मिश्रित होते हैं। विशेष अणु (भ्रष्टाचार कॉपोलिमर) में अलग-अलग भाग शामिल होते हैं जो प्रत्येक चरण में घुलनशील होते हैं, और इसलिए केवल डिटर्जेंट के तरीके से उनके बीच इंटरफ़ेस (रसायन विज्ञान) में स्थिर होते हैं। चूंकि इस प्रकार के अणु की संख्या इंटरफेशियल क्षेत्र को निर्धारित करती है, और चूंकि स्फेयर प्राकृतिक रूप से सतह के तनाव को कम करने के लिए बनते हैं, इसलिए सिंथेटिक केमिस्ट पिघले हुए मिश्रण में पॉलीब्यूटैडिन की बूंदों के आकार को नियंत्रित कर सकते हैं, जो कठोर मैट्रिक्स में रबरयुक्त समुच्चय बनाने के लिए कठोर होते हैं। फैलाव सुदृढ़ीकरण धातु विज्ञान के क्षेत्र से एक समान उदाहरण है। कांच सिरेमिक में, समुच्चय को अक्सर थर्मल विस्तार के एक नकारात्मक गुणांक के लिए चुना जाता है, और कुल मिलाकर मैट्रिक्स के अनुपात को समायोजित किया जाता है ताकि समग्र विस्तार शून्य के करीब हो। कुल आकार को कम किया जा सकता है ताकि सामग्री अवरक्त प्रकाश के लिए पारदर्शी हो।
यह भी देखें
- निर्माण कुल
- सकल (भूविज्ञान)
- इंटरफेसियल ट्रांजिशन जोन (ITZ)
- संतृप्त-सतह-शुष्क
श्रेणी:कंक्रीट
श्रेणी:मिश्रित सामग्री
श्रेणी: सामग्री का ग्रैन्युलैरिटी
