ردکردن این

کاربرد نانو فناوری در سازه‌های فلزی

آیا با کاربرد نانو فناوری و فلزات نانو ساختار آشنا هستید؟ اندازه نانو در فلزات نانو ساختار ، نانومتر است. این اندازه نانومتر باعث مقاومت بیشتر و استحکام بیشتر در فلزات می شوند. بیشترین تلاشی که امروزه در تجاری سازی فلزات در حال انجام است در واقع برای بهبود بخشیدن آلیاژهای زیر است:

  • فولاد
  • کبالت
  • مس
  • نیکل
  • روی
  • تیتانیوم

با پیش زمینه گفته شده در ادامه به بررسی بیشتر کاربرد نانوفناوری در سازه های فلزی صحبت خواهیم کرد:

کاربرد نانو فناوری بر فولاد:

فناوری و انواع کاربرد نانو فناوری نقش مهمی در صنعت های ساخت و ساز دارد.زیرا اضافه کردن ذرات نانو مس به فولاد باعث می شود که ناهمواری های فولاد کاهش پیدا کند. همچنین ترک خوردگی هایی که به خاطر خستگی فولاد به وجود می آید را محدود بشود.

یکی از دلایلی که باعث ترک خوردن و در نهایت شکستن فولاد در سازه های متفاوت از جمله پل و برج می شود،خستگی فولاد است. یکی از انواع کاربرد نانوفناوری محدود کردن تنش های فولاد است . این موضوع با استفاده از ذرات نانو اتفاق می افتد. در نتیجه کاهش دادن ترک های ناشی از خستگی فولاد است.

یکی دیگر از کاربردهای نانو فناوری بالا بردن ایمنی فولاد است. این موضوع باعث می شود که نیاز به نظارت بر ماد استفاده شده در سازه و استفاده بهتر از موادی که احتمال خستگی در آن ها وجود دارد را کاهش می دهد.

فلزات نانوساختار متشکل از ذرات در اندازه نانومتری هستند. این موضوع موجب بالا رفتن سختی فلز می شود.

خصوصیات فلزات نانو ساختار عبارت اند از :

  • مقاومت بسیار بالا
  • استحکام بالا
  • ضد زنگ بودن بودن
  • ضد اثر انگشت بودن

نانو ذرات مس در واقع یک ساختار پایه ای در فولاد نانو است . این ساختار باعث شکل گرفتن مرزهای اجزاء فولاد می شود. تغییر در این ساختار موجب موارد زیر خواهد شد:

  • پایداری بیشتر در فولاد
  • ایجاد فولاد جوش پذیر
  • مقاومت بالا فلز در برابر خوردگی

کاربرد نانو فناوری در سازه ها : فولاد

در صنعت ساختمان سازی فولاد به خاطر داشتن ویژگی های زیر جایگاه ویزه ای دارد :

  • استحکام بالا
  • قابلیت جوشکاری
  • مقاومت بالا در برابر خوردگی
  • مقاومت در برابر زنگ زدگی

کاربردهای فولاد عبارت اند از :

  • قابل استفاده در ساختمان سازی به عنوان تیر و ستون در اسکلت فلزی سازه ها
  • قابل استفاده به عنوان میلگرد در سازه های بتنی
  • باد بند
  • پلیت کف
  • قابل استفاده در لوله های آب
  • قابل استفاده در لوله های گاز
  • قابل استفاده در صنعت برق
  • قابل استفاده در اتصالات
  • قابل استفاده در پیچ و مهره
  • قابل استفاده در اسکلت فلزی پنجره ها
  • قابل استفاده در کابل های کششی
  • قاابل استفاده در نمای ساختمان

معایب فولاد عبارت اند از :

  •  خوردگی فلز در مجاورت با سیمان
  • ترک خوردگی فولاد به مرور زمان
  • ضریب ارتجاعی کم در فولاد
  • سیکل مقاومت کم در سازه ها
  • آسیب زدن به سازه هایی از جمله برج ها و پل ها به دلیل شکست فولاد

تاثیر و کاربرد نانو فناوری در فلز:

کاربرد نانو فناوری بر روی فلز موجب پوشش کامل تمام معایب فلز است که بالا تر به آن اشاره شد.

برای این کار به ذرات مس نانو اضافه می شود تا ناهمواری سطح فولاد کاهش پیدا کند . در نتیجه از شکستن و ترک خوردگی فولاد در مقاومت های بالا جلوگیری می شود.یکی دیگر از کاربرد نانو فناوری در فلز مقاوم سازی سازه های فلزی و بالا بردن ضریب ایمنی سازه است.

 

تاثیر و کاربرد فناوری نانو در سازه ها : جوشکاری فلزات

یکی دیگر از کاربرد نانوفناوری در جوشکاری فلزات است. در ابتدا به معایب جوشکاری که باعث بحران های جدی می شود می پردازیم:

معایب جوشکاری عبارت اند از :

  • شکننده بودن و ترد بودن نقلط جوش و نقاط اطراف محل جوشکاری شده در سازه های فلزی
  • شکسته شدن در هنگام فشار دینامیکی و در نتیجه از هم گسیختگی سازه
  • ریزش کامل سازه در زمان زلزله به دلیل میزان شکنندگی بالا  در هنگام فشار دینامیکی

اتصالات جوشکاری باید بتواند ضریب ایمنی سازه را افزایش بدهد تا سازه به پایداری مطلوب برسد.

کاربرد نانو فناوری و تاثیر آن بر روی جوشکاری فلزات هنوز در دست تحقیق است . اما طبق آخرین تحقیقات با اضافه کردن نانو ذرات کلسیم و منیزیوم می توانیم مشکل شکست و چقرمگی در نقطه های جوش را برطرف کنیم.

 

پیشنهاد می کنیم برای کسب اطلاعات بیشتر مقالات مربوط به ساخت قطعه و cnc  و همچنین مقالات مربوط یه فرزکاری را مطالعه بفرمایید.

کاربرد نانو فناوری در سازه ها : نانو کابل

کابل های فولادی در حالی عادی خود به خاطر ضریب استحکام بالا و امنیت کابل بالا بیشترین کارایی را در ساخت پل های معلق دارد. علاوه بر این کابل های فولادی نانو میزان هزینه ساخت و ساز را تا حد زیادی کاهش می دهد.

با در نظر گرفتن کاربرد نانو فناوری در کابل ها ، به وسیله اضافه کردن ذرات نانو به کابل ، ما به کابل های فوق العاده قوی تری دست پیدا خواهیم کرد.

البته لازم به ذکر است که کاربرد فناوری نانو در سازه ها در موارد نام برده شده در بالا خلاصه نمی شود.

برای کاربرد های دیگر نانو فناوری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • ساخت نانو کابل ها
  • ساخت نانو پوشش ها از قبیل در اکسید تیتانیم
  • استفاده از نانو فناوری در تولید پیچ و مهره

موارد نام برده شده در بالا که کاربرد نانو فناوری است باعث تحول عظیمی در ساخت سازه ها شده است. زیرا سازه های بلند نیاز به استحکامات قوی تر و مقاوم تر دارند. در نتیجه اضافه کردن نانوذرات وانادیم و مولیبدن در ترکیبات پیچ و مهره می تواند به راحتی موجب شکستن دیرتر تجهیزات در اتصال سازه ها بشود.

فلز نانو ساختار چیست؟

می توان گفت که فولاد جزء پر مصرف ترین و اصلی ترین مصالح ساختمانی است. فولاد از طریق احیاء کردن سنگ آهن و اضافه کردن کک و اکسیژن در کوره های بلند با درجه حرارت بالا تشکیل می شود.فلز به خاطر مشخصات منحصر به فردش سالیان سال در صنایع ساخت و ساز در حال استفاده است.

فولاد در واقع یک نوع آلیاژ متشکل از آهن و کربن است . البته میزان کربن در آن کمتر از ۲ % است .

خصوصیات فلز عبارت اند از :

  • ممقاومت بالا
  • قابلیت خمش پذیری
  • چکش خواری
  • جوش پذیری
  • سختی دینامیکی
  • سختی استاتیکی
  • ضریب ارتجاعی بالا
  • همگن بودن
  • امکان استفاده از ضایعات

ویژگی ها و ثابلیت های نام برده شده در بالا موجب شده تا فولاد جزء یکی از مقاوم ترین مصالح  در صنعت ساختمان سازی باشد. و سالیان سال به میزان زیادی در صمعت ساخت و ساز استفاده بشود.

البته امروزه می توانیم با انواع کاربرد نانوفناوری میزان مقاومت و کارکرد مصالح را بالا ببریم.

 

هنوز نظری ثبت نشده،نظر خود را ثبت کنید!


افزودن نظر

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *