بنام او كه بلند است نام او

رديف الف ب ج د   رديف الف ب ج د   رديف الف ب ج د 1     @   35       @ 69 @       2     @   36 @       70   @     3       @ 37     @   71     @   4   @     38   @     72   @     5   @     39     @   73 @       6   @     40       @ 74 @       7 @       41 @       75     @   8       @ 42   @     76     @   9       @ 43       @ 77 @       10   @     44 @       78     @   11     @   45     @   79   @     12     @   46       @ 80     @   13   @     47 @       81     @   14     @   48     @   82 @       15       @ 49   @     83   @     16   @     50       @ 84       @ 17     @   51 @       85 @       18     @   52     @   86 @       19       @ 53       @ 87     @   20 @       54   @     88       @ 21   @     55 @       89   @     22   @     56     @   90     @   23       @ 57   @     91 @       24     @   58 @       92   @     25   @     59       @ 93 @       26 @       60   @     94     @   27       @ 61 @       95   @     28       @ 62       @ 96       @ 29 @       63     @   97     @   30   @     64   @     98   @     31     @   65   @     99   @     32   @     66     @   100     @   33     @   67   @               34 @         68     @               در پشت هیچ در بسته ای ننشینید  تا روزی باز شود . راه کار دیگری جستجو کنید  و اگر نیافتید همان در را بشکنید .  اُرد بزرگ

(نیترید سیلیکونSI3N4)بوسیله واکنش cvdتهیه میشوندو در سیلیکونهای فرار بکار می روند.

واکنش ها معمولا sicl4 و NH3  هستند .SI3N4 روی کربن و یا ماده تنگستن ذخیره می شود .دوباره مانند دیگر فرایند های CVD فایبرهای بدست امده دارای خواص خوبی هستند اما قطر دایره خیلی بزرگ و گران است.

در خط مسیر پلیمر پلیمرهای Organosilazane با گروهای متیل روی سیلیکون و نیتروزن در سیلیکونهای نیترید پیشرونده بکار می رود.

مانند وابسته های کربن سیلیکونهای نیتروزن پیشرونده  روی plylosis سیلیکون کار باپدهایی بخوبی سیلیکون نیتریدی می دهد. نتیجه فایبر sic سیلیکون نیترید ازاد نیست.

{70}بحثهایی در مورد مکانیزمهای پیچیده از organonetalic های مرکب در سرامیکها دارد .نیترید بورون قابلیت رقابت زیادی با فایبر کربن داشته و حدودا دانسیته یکسانی (2.2g/cm2)با فایبر کربن دارد .اما مقاومت اکسیدی بزرگتر و خاصیتهای عالی دارد .

یک روش از پوشاندن فیبر های پیشرونده اکسید بوریک در داخل فایبرهای نیترید در {71و72}شرح داده شده است.

فایبر اکسید بوریک که ذوب شده است همراه آمونیاک یک نیترید است

با ادامه واکنش :

B2O3+2NH3=2BN+3H2O

این واکنش در دمای بالا اتفاق افتاده که اثر اکسیدها را دفع می کند و محصول را تثبیت می کند و به حالت موازنه در می آید.{71}

کاربید بورن هم خیلی سبک و ماده ای قوی است و بوسیله واکنش نخ کربن با BCL3,H2  در دمای پایین تهیه می شود که یک فرآیندCVD که واکنش های شیمیایی پیچیده ای می باشد است .

4BCL3+6H2+Cfibers=B4Cfibers+12HCL

واکنشهای واقعی در دو مرحله رخ می دهند:

2BCL3+3H2=2B+6HCL

4B+C=B4C

مشابه دیگر فرآیند های CVD که قبلا شرح داده شده است مخلوط گازی از BCL3,H2 دار در یک انتهای کوره وارد می شوند.واکنش ها در منطقه داغ صورت می گیرد  و محصول واکنش از انتهای دیگر خارج می شود.

مرحله دوم در واکنش بالا نرخ کنترل مرحله است. زیرا واکنش بورن و کربن بوسیله لایه های B4C  آرامتر است.

2.7 – فایبر های فلزی METALIC FIBERS

خیلی از فلز ها در شکلهای مفتولی  سطح استحکام بیشتری را نشان می دهند.

سیمهای برلیوم (دانسیته پایین و مدول بالا)فولاد(قدرت و قیمت بالا)و تنگستن(مدول بالا و دیرگدازونسوز) در میان بقیه اهمیت بیشتری دارند.

یک مزیت بزرگ از سیمهای فلزی این است که ارزش استحکام خیلی ثابتی نسبت به فایبر های سرامیکی دارند.بویزه برلیوم با مدول (300GPA)و دانسیته پایین(1.8G.CM-3) نامزد استحکام ایده آل است که آلودگی بیشتر وقیمت بالا داشته و قدرت نسبتا پایینی دارد.(1300MPA)

تنگستن که در لامپها از آن استفاده می شود دارای دانسیته بالای است(19.3GRCM-3) خاصیت دیرگدازی نیز دارد واز آن در استحکام بعضی نیکلها و کبالت بکار می رفته است{74}بعلاوه برای فایبر های تنگستن مس سیستم قالب که روی آن مطالعه زیادی شده است مانند سیستم فایبر مستحکم.(75-78)

برخی از کاربردهای تنگستن – مس مرکب مانند اتصال الکتریکی گزارش شده اند.(79)

یک مسئله برای تنگستن اکسید شدن آسان است و اکسید تنگستن برایvolalilize شبیه دماهای سرویس بالا است.

فولاد یک ماده مستحکم تجارتی عمومی است.سیمهای فولادی معمولا برای استحکام تایر ها بکار برده می شوند. سیمهای فولادی خیلی نازک (قطر.1mm)و کربن بالا(90%)می توانند قدرت سطحی بسیار زیادی داشته باشند.(5Gpa)هر چند کم شدن سطح باعث کم شدن استحکام می شود.

پردازش سیمهای نازک فنری خیلی گران است.این عملکرد در مدت معین برای مثال برای سیمهای فولادی با قطر کمتر از25um هزینه تهیه سیم در قطر های نازک ارزان نیست اما فرایند تهیه آن گران است.

سیمهای کونشنال روشهای نقشه کشی برای تولید تنگستن -  تیتانیم-  تانتالیم- مولبیدیوم- فولادها و همچنین قطرهای کمتر از 100um کاملا مناسب هستند.هزینه محصول با قطرکمتر از این افزایش خیلی زیادی می یابد.

سیمهایی با قطر کمتر از 10um یا کمتر بوسیله روش تیلور بدست می آیند.سیمهای فنری بوسیله یک پوشش فدا شونده پوشیده می شوند.

خاصیت مکانیکی بعضی از سیمهای فنری تجاری در جدول 2.10 خلاصه شده است.

جدول 2.10

فنر ها مواد بلوری هستند .در پایان حالت فرآیند ممکن است یک فنر با ساختمان شیشه ای بدست آید که ما آنها را فنر های بی شکل یا فنر های شیشه ای می نامیم.

فلزات شیشه ای بوسیله فرو نشاندن فلزات گداخته بدست می آیندوبه نرخ سرمای حدود 10^5-10^8ks^-1 برای مقابله کردن با اکسید شیشه ای احتیاج دارند.

در حوزه فلزات شیشه ای در سالهای 1960تا 1970 پیشرفت سریعی دیده شده و بطور قابل ملاحظه ای و تعداد کمی شرکت بطور قابل ملاحظه ای نوار فلزات شیشه ای را تولید می کنند.

در خیلی از فرآیندها نوارها بوسیله گداخته های مختلف البته در لایه های نازک از آمیختن گذاخته های مناسب  بطور نخ ریسی پیچیده ای تهیه می شوند.

نوارهایی که چند کیلومتر درازا دارند و 25-100um کلفتی دارند و1-5mm می توانند در سرعتهایی از 5-20ms^-1 ساخته شوند.هرچند فلزات شیشه ای شبیه اکسید های شیشه ای هستند که بی شکلی آنها شباهت آنهاست ولی تفاوتهای مهمی نیز دارند.

فنر های شیشه ای اساسا از عنصرهای فلزی تشکیل شده اند.آنه نیتره هستند و بیشتر انبار های فلزی آنها را دارند.

خیلی از فلز های آلیازی- ترکیبات دوشاخه ای-سه شاخه ای و یا آلیازهای مرکب هستند.

بطور نمونه فنرهای شیشه ای چگالی در حدود2% و مدولی در حدود 20-30% دارند که پایین تراز همتایشان در{80}هستند.

بعضی از انواع فنر های شیشه ای مرکب همراه خاصیتهای آنها در جدول2-11 موجودند.

جدول2-11

2-8 مقایسه ای از فایبر ها

یک مقایسه از بعضی از مشخصات بارز در این قسمت بحث شده است.2.2-2.7 در جدول2.12 ساخته شده و یک دیاگرام نیرو در مقابل مدولها در شکل 2.50 آمده است.

ما مقایسه می کنیم و فرقهای نمایان و نکته های مهمی را از آن فایبر ها می یابیم.ابتدا آنهایی که فایبر های پیشرفته نامیده می شوند و ارزش دانسیته بالایی دارند را یاد داشت می کنیم. از این  فایبر ها آنهایی که دانسیته پایین دارند بهترین فایبرهای پیشرفته با هم از بالای دست راست گوشه شکل 2.49 آمده است .دوم شناختن عنصر هایی که شامل این فایبر ها می شود در اولین ردیف از جدول آمده است.

بعضی از این فایبر ها مشخصه ویزه آنیزتروپیک را دارند.رکولار بطور ویزه خاصیت قوی کمتری در برابر کردن تراکم در آن تنشها دارد.

این ساختار در قسمت2.5 توضیح داده شده است.کوانست که بار های تنشی دارند در فشار ضعیف هیدروزن وارد عمل می شوند.عمده بار موضعی به شکل سگک و گرهی است.یک مسئله در دمای بالا رخ میدهد(دما>1500c)آن از فایبر و یا اکسید ماتریکس است.

فایبر کربن برای مثال مقاومت اکسیدی در برابر آن دمای بالا را ندارد.انواع سرامیکsic یا si3N4 تنها برای دما های خیلی بالا و در هوا مناسب هستند(دما>1200-1300c)مشخصات ویزه و مهم دیگر این فایبرها ارزش کم از کشش برای شکست که آن معمولا کمتر از 2-3% است.

عملکرد ماتریکس فقط گرفتن فایبر ها با هم نیست بلکه بار عملی را به فایبر ها انتقال می دهد عموما بار بزرگتر یاتاقان ممکن است در آن مختصه ویزه شرکت کند. ما باید قیدهی طبیعی را بین فایبر ها و ماتریکس ها اظافه کنیم.همچنین باید در ترکیبهای نازک و قوی نفوذ کرد.

ما در دو فصل دیگر مشخصات ویزه مواد ماتریکس را شرح داده ایم.(فصل3وفصل4)   

2.6.1فایبر های آلو مینا

فایبر های آلومینا از انواع مختلف هستند که بوسیله تعدادی از شرکتها تولید می شوند.تولیدات دیوپونت یک تار پیوسته پلی کریستالی رشته آلومنیومa است. شرکت شیمیایی سامیتامو تولیدات یک فایبر ممکن است بوسیله ترکیب کردن 100-70%  AL2O3  و30-0%  sio2 باشد.ICS رشته کوتاه فایبر آلو مینا (با نام تجاری سفید)را تولید می کند.در زیر آینده روشن بعضی از این روشهای ساخت و دارایی هایی که از فایبر ها حاصل شده است را بیان می کنیم.

فایبرFP

فایبر FP یک رشته a  آلو مینا پیوسته با 98% جرم حجمی نظری  است.دهانگرا{55} روش ساخت پایه ای را ه سه مر حله پایین را داراست شرح می دهد.

1- یک مخلوط میع از قطعات له شده آلومینا انتخاب شده و بعضی فرایندها برای ساختن آنها قابل پرسش است.ویسکوزیته توسط کنترل قداری از مایع آماده شده کنترل می شود.

2- فایبرها هسته ریشه های خشک از این مخلوط تابیده شدند.

3- سرانجام رشته های تابیده خشک شده در مرحله پختن در کوره تقسیم می شوند.

حرارت دادن پایین انقباض را کنترل می کند همزمان نقطه حرارت چگالی AL2O3- a را افزایش می دهد یک سیلیکنینک ضعیف معمولا به کار برده شده استکه در جوش دادن سطوح ترکها  بکار برده می شود(حدود50%کشش بیشتری از فایبر های روکش نشده می دهد)

شکل27.2 دیاگرام مراحل را نشان می دهد و جدول 2.6 خصوصیات فایبر fp را نشان می دهد و همچنین شکل2-38b تصویر میکروسکوپی یک فایبر fp راکه نشان میدهد سطح فابر as-produce fp را که سطح بافته خیلی نا همواری دارد . یک ضربت عالی فایبر fp  این است که مقاومت زیادی در دمای بالا دارد . یک مقایسه از این مقاومت زیاد برای مقداری از فایبرها در شکل 2-35 آورده شده است.{55}

دیگر فایبر های آلومینا

تنوعی بین فایبرهای آلومینا وجود دارد.شرکت شیمیایی سومیتومو مخلوطی از فایبر آلومینا و سیلیکا تولید کرده است که مراحل آن در شکل 2-40 نشان داده شده است.

ابتدا پردازش با یک رگانو آلومینا دپلوآلومیناکس یا یک مخلوط آلومیناکس شروع می شود و یک یا چند نوع از ترکیبات سیلیکان دار و یک فایبر پیشرو تهیه شده است و بوسیله درای اسپینگ این فایبر پیشرو خشک شده است وبرای تولید فایبر نهایی شرکت 3M تولید کرده است . فایبر های سرامیکی دارای AL2O3 63%,B2O3 14%,SiO2 24% است فایبر یک اسم ثبت شده Nexted312 دارد.مراحل ساخت شامل یک تکنولوزی sol-gl و شروع مواد ره حلی از فلز alkozdes است.فلزalkozdes نوع ترکیبی M(OR)n که M یک فلز است و n یک ظرفیت فلز وr یک ترکیب آلی است انتخاب یک گروه سازمانی مناسب خیلی مهم است.آن پایه  پایداری کافی و قابلیت تبخیر به alkozdes که زنجیرM-OR شکسته می شودو MO-R بدست می آید برای اکسید سرامیک مطلوب(56) هیدرولیز فلزآلوکسی در SOLS را نتیجه می دهد که شامل Spunوgiled است .

فایبرgelled غلیظ می شود و دمای میانی سطح  زیاد بدون انرزی موجود در منافذ فایبرgelled باعث یک غلیظ شوندگی در دمای کم ی دهد.شکل 2-41 یک شکل میکروسکوپی از فایبر NEXTEL  را نشان می دهد. اکنون یک تنوع از فایبر های   آلومینای موجود به صورت تجاری &-AL2O3 ماده اصلی فایبرهای خام تولید شده است باICI (هم ثبت شده استSAHIL)

این فایبر حدودا 4% SIO2 و قطر خیلی خوب (3.6) .این همچنین تولید شده است بوسیله گردش و خشک کردن در درجه حرارت بالا شکل 2.7 خلاصه خصوصیات  این سه فایبر را نشان می دهد.

2.6.2 ما می توانیم به سادگی دسته بندی کنیم روشهای فایبر کردن را برای SIC به متعارف وغیر متعارف  دسته بندی های پیشین شامل بخار شیمیایی بدون پردازش در حالی که دسته بندی های بعدی شامل مراحل تجزیه گرمایی کنترل پلی مرکب است. هنوز دسته مهم دیگری از SICها برای موارد استحکام موجود است(نامیده می شودSIC)ما یک توضیح خلاصه در مورد اینها ارائه می دهیم.

خروج بخارات شیمیایی:

SIC به صورت شیمیایی و پیریدپیوزیت روی یک تنگستن (بعضی اوقات)پایه که داغ  شده است تا حدود  1300Cمخلوط گازی رادیو اکتیو شامل هیدروزن و الکل میلانس می باشد معمولا مخلوط گازی شامل 70%هیدروزن و30%سیلانس که تهیه شده است در بالاترین قسمت راکتورمی باشد (2.42)تنگستن پایه(13un)وارد راکتور می شود جیوه های داخلی انتهایی استفاده شده اند در دو تا انتها به منظور الکترودهای برای فیلمانها .پایه گرم شده است بوسیله جریان مستقیم250Ua با فرکانس خیلی بالا (VHF-60MHZ)برای بدست آوردن یک محیط حرارتی خیلی مناسب برای بدست آوردن 100um وsic یک فیلمانی حدود 20s وقت داخل راکتور مصرف می کند فیلمان پیچیده شده است بر روی قرقره در انتهای راکتور گاز خارج شده (95%مخلوط hcl)می رود به طرف منقبض کننده برای بازیافت میلسن استفاده نشده .باز یافت موثر سیلانس استفاده نشده برای خواننده باید متوجه باشد که شبا هتهایی میان مراحل CVD برای SIC و Bفایبرها باشد چنین مراحل پروسه هایی منجر به تک فیلمانی های مرکب می شود که از فشارهای رسوبی ساخته شده است البته این فرایند بسیار گان تمام می شود .متیل تری کلوروسیلن یک ماده خام ایدهال است به دلیل آنکه از یک اتم سیلیکون و یک اتم کربن ترکیب شده که آن شامل یک اتکیو متریک SIC برای خارج شدن است و واکنش شیمیایی آنم به صورتزیر می باشد:

CH2SiCl3----SiC+3HCl

عموما کربن جامد (آزاد)و سیلیکون جامد یا مایع با sic مخلوط می شوند.

منوفیلمان نهایی (100-150um)شامل یک روکش Bsic اصلی با ...

a-   sic روی دانه تنگستن برش مقاطع تک فیلمان sic شبیه...

یک فایبر boton است .خصوصیات یک cvd   sic تک فیلمانی در جدول 2-8 داده شده است.

شرکت مداد ونیزه avco یک فایبر کاربید سیلیکون بنام فایبر ... توسعه داده است که به طور رجسته ای مناسب برای تقویت فلزات .

Scs-2 از آلومنیوم و منیزیم ساخته شده در حالی که sic-6 از تیتانیم ساخته شده این... مخصوص که به واسطهساختار مندرج پیچیدگی دارد .scs-6 برای مثال فایبر ضخیم(14um =ضخامت)و بوسیله cvd سیلیکون و کربن تولید شده است که محتوی اجزاء داخل یک دانه کربن پوشیده شده با گرافیت مصنوعی است...

-1um ضخامت سطح پوشیده شده شامل کربن تقطیرشده با سیلیکون تصویر ..نشان می دهد به طور نمایی AVCD-SCS فابر سیلکون کاربید را و خصوصیاتش را ... سطح مندرج مرکب.در و نزدیک سطح منطقهI منطقه ای از ... است که با ماتریکس مقید می شود . این منطقه I از کربن غنی است . این لایه ...برای بهبود دادن مقید کردن به کار گرفته می شود و ممکن است خیلی مناسب باشد برای تعامل با ماتریکس ...تنزل می دهد فایبر را منطقه TY که در آن ظرفیت سیلیکون کاهش می یابد که منطقه با قابلیت بخش گسترده نامیده می شود .این بوسیله منطقه ... دنبال می شود که ظرفیت سیلیکون  افزایش می یابد  به سوی عقب به ترکیب مرکب SIC استو کیو متریک در ... فایبر سیلیکون کارباید  یک سطح مندرج به سوی بیرون دارد که از کربن غنی است و... SIC استوکیو متریک در میکرومترهای کمی از سطح این فایبر دارد یک ...

لایه سطحی که اجازه می دهد فایبر قوی شده و حتی در مدت طولانی و در درجه حرارت بالا پیوستگی در داخل مواد ماتریسی نگهداری کند.

فایبر های سرامیکی بوسیله پلیمر:

با توجه به نکات بالا فایبر sic بوسیلهcvd بدست آورده می شود خیلی ضخیم و نرم هم نیست ....

اخیرا پرفوسور یاجیما و دانشگاهش {58و59} در زاپن مراحلی از شبیه سازی یک فایبر با کنترل pgrolysis از پلیمر پیشرفته تشکیل شده جدید را توسعه داد.

شگفت آور نیست که خود زاپن وانمود کند که رهبری در ادامه تولید فابیر sic تحت نام تجاری nicalon است.

یک شماره از تشریه کالاهای برگشتی شرح میدهد در باره موضوع فن ساخت و خصوصیات از فایبرsic تا زمانی حدود 1980در دسترس است.این روش استفاده می شد در تولید پلیمر های silicon-based یکی از فایبر های خانواده سرامیک که خواص مکانیکی خوبی دارد و استحکام حرارتی خوب و عایق مقاوم در مقابل اکسیداسیون دارد یک عامل نهایی بزرگ است.

مراحل پیچیده گوناگون در این خط سیر پلیمر در شکل 2.44 نشان داده شده اند.

1-  شناختن یک شروع مناسب پلیمر

2-  درست کردن یک روش تهیه پلیمر کارآمد

3-  توصیف کردن پلیمر(eg – حاصل- وزن مولکولی و خواص)

4-  ذوب چرخشی پلیمر در یک فابر جدید

5-  بهبود فایبر تشکیل شده جدید باعث می شود اتصال ضربدری(متقاطع)زنجیری ملکولی غیر قابل ذوب باشد در حن پس آیندpyrolysis

6-  بدست آوردن pyrolyze با فایبر سرامیک

مخصوصا روش یاجیما از درگیریsic ساخته شده گامهای نتشابه نشان داده شده است در نمودار شکل 2.45

Polycarbosilane یک وزن وزن مولکولی بالای پلیمر شامل سیلیس و کربن ترکیب شده است فاز آغازین تجاری و قابل دسترس هست dichlorodimethylsilane

Polydimethylsilane جامد بدست آورده می شود با کاهشrination of dichlorodimethy lsilane

در واکنش دادن با سدیم

Polycarbosilane بدست آورده می شود در درجه حرارت متلاشی کننده و پلیمریزیشن از polydimethylsilane این سطح بالای فعالیت زیاد دریک ظرف شبیه قابلمه در دمای 470c در یک فضای خشک برای 8الی 14 ساعت یک حالت تقطیر در خلاء بالای 280c دنبال کردن میانگن وزن مولکولی از پلیمر حاصل هست در حدود 1500- این حل می شود 500 سوراخ لوله ای در حدود 350c در مجاورت گاز N2 بدست می آیدSO-Ca سرامیک قبلی پیوسته فایبر پیشرته ضعیف بدست آورده می شود.

این تسعید کننده بهsic غیر آلی توسط هوای آشفته گرم در حدود 1000c در گاز N2 دواره با گرمای 13000در مجاورت N2 کشیده می شود .این قلیایی کربن  تیزابCO است (NCK)فرایند ساخت برای فایبرN:CALON است.

صاف کردن تغیرات کم در ما بین  کار وجود داشتن و فرآیند های گوناگون   ازمایشگاه بوده است در مدت این Pyrolysis مرحله نخست درباره بوجود آمدن تبدیل در حدود 550c وقتی ممانعت می کند از متصل شدن  زنجیره های پلیمر بوجود  بیایید.

در درجه حرارت بالا هیدروزن شامل زنجیرهای دنباله دار و متلاشی کردن گروه های متیل چگالی فایبر و بهبود مناسب مکانیکی بطور دقیق تبدیل به sic در بالای حدود 850c  انجام می شود

Simon و bunserl تاسیس کردن نوع تجاری از Nicalon با داشتن یک ساختار بی شکل در صورتی که microstructural نشان می دهد تجزیه هر دو شامل فایبر های در افزایش sic.sio2 و کربن(شعاع خردهsic در حدود 1.7nm)

جدول2.9 

بعضی خواص فایبرnicaronsic

چگالی فایبر در حدود 2.6gcm-3 که این مقدار کمی است در مقایسه با ...فرضی B-sic این شگفت آور نیست در نظر کیفیت آن که ترکیب ..برایsic و sio2 و کربن خلاصه ای از فایبر مرتب شده در جدول 2-9 در یک مقایسه فایبر NIC-SIC با فایبرCVD-SIC بدست آمده بوسیله AVCD (دیده می شود در جدول2.8)

که فایبر CVD بیشتر مناسب تر و بهتر است زیرا تقریبا 100% ...در صورتی که فایبر NICALON

مخلوطی از sio2 وsic و کربن آزاد است شکل 2.47 مقايسه اي اؤ كشش لغزیدن در فایبر های nicaron , cvd sic و در نظر داشتن ...اجزای از فایبر cvd و فایبر cvd می بایست گرانتر از فایبر nicalon باشد.

Sicwhiskers وخرده ها

Sic  بصورت خرده خرده ارزان و کاملا قابل دسترسی وجود دارد و فراوان و ساینده دیرگداز و استعمال شیمیایی دارد .

در این فرآیند قراردادی سیلیس به صورت آمیخته با ماسه و کربن بصورت کک ساخته واکنش می دهد در دمای 2400c در کوره الکتریکی

تولید sic در شکل و فرم دانه های درشت هست کمک می کند comminuted و به حالت چسپیده می باشد.

Whiskers معمولا بوسیله شکل بخار بدست می آیند آنها فایبر های کوتاه تک بلوری با نیرو و قدرت بی نهایت هستند.

نوعا whiskers ها را قطر دایره ای کمتر از یک میکرومتر و طول کمتر از یک میلیمتر می باشد.

بنا بر این اندازه های آنها نسبت (قطر و طول)می تواند بین 50تا10000 باشد whiskers ها اندازه ها و یا مشخصات ندارند. شاید ان عیب بزرگشان باشد.

دسته بندی بی نهایت بزرگ و همبندی قالبی از whiskers در تولید و مرکب مشکل دیگری هست اولین بار در سال 1970 یک ....cess توسعه داد و شروع کرد از پوسته های برنج به تولید کردن خرده های sicو...{67و66}تولید خرده های sic بوسیله این روش یک چسب زدن صاف هست ... یک کار باطل کردن محصول فرعی  راجع به برنج آسیاب شده است.برای هر 200kg از برنج آسیاب کرده تقریبا برنج پوست کرده تولید کرد.

پوستهخ برنج شامل غشای نازک روی آن سیلیس و دیگر مواد مرکب تشکیل دهنده است.

سیلیس از خاک حل شده در اسید منو سیلیس ته نشین می شود در ترکیب celluosic  توسط تبخیر روان

این تبدیل کردن که بیشتر از مقصود silica هست در پوسته است

این مخلوط نزدیک از سیلیس در سلولوز که مقدار فرضی نزدیک بخشیدن از سیلیس و کربن از تولید سیلیکون کربن است.

پوست کندن برنج حساس هست در گرمای بدون اکسیزن در حالت 700c خارج راندن ترکیب فرار است.

این ترکیب گفته می شود کک کک پوسته برنج شامل میزان مساوی از sio2 و کربن آزاد است حرارت در یک حالت بی اثر یا تبدیل وجود N2 مایع یا NH3 گازی به درجه حرارت بین 1500 تا 1600 درجه سانتی گراد در مدت یک ساعت به شکل SILICONCARBID  مثل بوسیله واکنش نتیجه :

3C+SIO2=SIC+2CO

شکل 2.48A نشان می دهد نقشه ای از فرایند را در صورتیکه شکل 2.48B نشان می دهد نگاهی اجمالی به میکروگراف الکترون از این WHISKERS وقتی واکنش بالا هست بیش از حد است باقیمانده گرمایی 800C بر می دارد هر کربن آزاد را عموما هر دو خرده های WHISKERS محصول بدست می آید بوسیله برخی کربن آزاد زیادی مرطوب کردن فرآیند تفکیک می کند خرده ها و WHISKERS بطور نمونه معادل نسبت ظاهری از مواد مانند محصول 50WHISKERS هست

استثنا نیرومندی و سفتی SILICONCARBID .WHISKERS دارند به عمل می آورند در آزمایشگاه ملی LOSALAMS معدلشان مربوط به قوه کشش و MODULUS مدول بود 8.46PA و581GPA به ترتیب مقایسه می شود با فایبر NICALON (بترتیب180GPA و246PA )

این ارزشها به راستی خیلی عالی هستند

LANL.WHISKERS بزرگ شده بود توسط فرآیند ACRONYMVLS بلند می شود بصورت بخار گازی خوراکی و مایع کاتالیزوری وwhiskers بلوری جامد.

کاتالیزور محلول مایع face  های در هم تاثیر گذاربا شکل بلوری بعمل می آورد در صورتی که whiskers رشد یافته با سرعت زیاد از مایع اشباع زیاد در جامد – مایع فیسهای بر هم کنش کاتا لیزور موثر باید واقع شود در محلول بصورت اتمی از بزرگ شدن whiskers

Sicwiskers تغییر می دهند فلزات و آهن آلیازی مناسب که احتیاج است .

همانطور که شرح داده شد فرآیند شان به عمل می آوردwhiskers – B

شکل 2.49 شکل فرآیند LANAL برای  SICWHISKERS پیشرفته است

خرده های آهن (-30um)هستند در کاتالیزور استفاده می شود

در دمای 1400 درجه کاتالیزور و فولاد جامد خرده حل شده و شکل یک توپ کاتالیزور مایع می شود از خوراک بخار H2 و SIO وch4 کاتالیزور مایع انتهای کربن و سیلیس و شکل یک محلول اشباء عالی بدست می آید .گاز سیلیکن منو اکسید عموما بوسیله واکنش جانشینی بدست می آید

sico2(g)+c(s)=sio(g)+co(g)

محلول اشباح عالی  از کربن وsic سیلیس در کاتالیزور و در مایع جدا شده و بصورت sicwhiskers عمل آورده شود روی ماده اصلی قرار می گرد .ادانه داده می شود با سرعت و دقت زیاد whiskers عمل آورده شود (fig 2.49)آنها بصورت یک رشته whiskermorphologies قدرت و ارزش رشته از1.7 تا23.7 ,40cpa آزمایش طولwhiskers در حدود 10mm ومقطع مدور معادل آن بطور متوسط 5.9um این باید ...در نظر داشت و لیکن آن مربوط بود به نتیجه lanal یک محصول ورقه آزمایشگاه nicalon یک محصول تجاری مملو از پردراوره هست و فایبر پیوسته

فایبر های سرامیکی دیگر

گذشته از این آلومنیوم و سیلیکون کاربید فایبر سرامیکی دیگر prom هستند فایبر های سرامیکی برای مثال نیترید سیلیکن کاربید و نیترید برون  

تعریف اجمالی مکانیزم خوردگی و روشهای جلوگیری از آن:

خوردگی آهن در شرایط معینی انجام می پذیرد، برای شروع خوردگی و تداوم آن بایستی یک سل الکترو شیمیایی تشکیل گردد. در هر سل جهار عنصر آند، کاتد، الکترولیت و هادی حضور دارند.

آند:

نقاطی از سطح فلز که دارای پتاسیل یا انرژی بیشتری نسبت به سایر نقاط بوده و برای تبدیل شدن به یون مثبت آمادگی دارد.

کاتد:

نقاطی از فلز که پتاسیل کمتری داشته و محل احیای عناصر موجود در محیط است.

الکترولیت:

محلول آبی که عناصر مستعد مانند اکسیژن، یون هیدروژن،... از طریق آن خود را به کاتد رسانده، احیاء می گردند.

آهن بلافاصله پس از تشکیل با اکسیژن هوا، انواع اکسید آهن تولید کرده و بر روی سطح ضخامت و تراکم متفاوت تشکیل می شود.  بنابراین نقاط متفاوت از نظر پتانسیل بوجود می آید و پس از فراهم شدن الکترولیت برروی سطح خوردگی شروع می گردد.

عوامل دیگری مانند اکسیژن، گازهای اسیدی، اسیدها وبازها، الکترولیت ها و بویژه نمکهای محلول کلراید و سولفات از نظر تئوری جزء مربع خوردگی نیستند ولی خوردگی در حضور آنها سرعت می گیرد.

برای جلوگیری از خوردگی یکی از سه عنصر آند، کاتد و الکترولیت را حذف کنید، روشهای جلوگیری از خوردگی عبارتند از:

1-   حفاظت کاتدی

2-   حفاظت آبزی

3-   استفاده از مواد کندکننده

4-   پوششهای آلی

رنگهای صنعتی: 

عناصر تشکیل دهنده رنگ

رنگ در حالت قبل از مصرف مخلوطی از مواد جامد مایع و حلالهای فرار بوده که پس از مصرف با خروج حلالهای فرار از آن و در بیشتر مواقع انجام واکنشهای شیمیایی بین اجزاء و یا اکسیژن هوا مخلوط جامدی به را به نام فیلم رنگ را بر جا  می گذارد.

مواد تشکیل دهنده رنگها:

1-    رزینها: بخش اصلی تشکیل دهنده بدنه یا متریکس رنگ هستند سایر مواد را در خود جا داده و به سطح زیر کار می چسبانند.

 خواص رنگ کاملاً با خواص رزین رابطه دارد، خواص گرانروی، چسبندگی، براقیت،مقاومت  به عناصر خورنده، سختی وانعطاف، به طور عمده با خواص رزین یک رنگ رابطه دارد .

2-    رنگدانه ها (pigments) : مواد جامد و غیر محلول در آب و حلالهای آلی هستند که به صورت پخش در زرین یا متریکس رنگ قرار می گیرند . رنگدانه ها به طور عمده وظیفه ایجاد رنگ و یا فام را به عهده دارند. ولی وظیفه اصلی بعضیها ایجاد شرایط برای جلوگیری از خوردگی می با شد . مهمترین رنگدانه های عمده در خواص ضد خوردگی عبارتند از گردروی (zincdust)،فسفات روی(zinc.Phosphate)، کرومات روی واکسید سرب نارنجی(red lead)

3-    پرکننده ها (fillers) : وظیفه اصلی پرکننده ها بدنه دادن به رنگ (building) و بالابردن مقاومت به نفوذ عناصر خورنده می باشد. پرکننده ها ی متداول عبارت است از: کربنات کلسیم، تالک، میکا، سیلس و باریت

4-    حلال ها: بیشتر رزینها به صورت جامد هستند، بنابراین برای محلول کردن آنها و سپس پخش کردن رنگدانه ها به حلال مناسب نیاز می باشد.  انتخاب حلالها براساس قدرت حلالیت (پلادیته منطبق) و پرش پذیری آنها صورت می گیرد.  پرش زود هنگام حلال نتایج بسیار متفاوتی مانند شره و یا پودری شدن برای رنگ بدست می دهد.

حلالها به سه گروه آلفاتیک، آروماتیک و اکسیژنه تقسیم می گردند.

5-   افزودنیها (addifives): افزودنیها بر حسب اثر گذاری عبارتند از:

 استفاده از رنگها به عنوان عامل جلوگیری کننده از خوردگی:

برای جلوگیری از خوردگی سطوح از رنگ به عنوان پوشش استفاده می شود، لذا در جهت موفقیت بیشتر در عملیات بازدارندگی از چند لایه پوشش روی سطح استفاده              می گردد.

سه لایه اصلی عباتند از :

پرایمرها (primers): پرایمرها براساس مکانیزم عملکرد به دو دسته تقسیم می گردند.

گروه اول که بنام پرایمرهای تغذیه کننده ویا حفاظت کننده  کاتد (cathodic protection)

معروفند، با ایجاد یک آند جایگزین بجای آهن از خورده شدن آن جلوگیری می کند.

گروه دوم که بنام پرایمرهای غیر فعال کننده آند(anodie passivation) معروفند با پلاریزه کردن آند اختلاف پتانسیل بین آند و کاتد را کاهش داده سرعت خوردگی را کند می نماید.

اساس فرمول پرایمرهای حفاظت کننده کاتد استفاده از یک فلز با پتانسیل منفی بزرگتر ار آهن در جدول الکتروموتیوی به عنوان آند فدا شونده می باشد.

روی بعنوان آند فدا شونده به صورت گرد روی این وظیفه را به خوبی انجام می دهد.

با توجه به لزوم حضور مقدار بسیار بالای روی در فیلم خشک رنگ، این نوع پرایمرها به zinc rich معروفند. درصد روی در فیلم خشک رنگ باید از 77 تا 94 درصد باشد.

بدلیل اینکه چسبندگی فیلم رنگ در پرایمرها بسیار مهم است از زرین های اپوکسی ها و سیلیکات ها استفاده می شود.

 پرایمرهای ایتل سیلیکات به واسطه پیوند شیمیایی که با سطح برقرار می کنند دارای چسبندگی بالایی هستند.

راه دیگری جلوگیری از خوردگی غیر فعال کردن آند بوده که این کار با تشکیل کمپلکس های ویژه ای (از رنگدانه هایی که شامل نمکها ی فلزهای روی، سرب، استرانسیوم، باریم و... با آنیون معین عمدتاً کرومات، فسفات، بورات و... هستند) بر روی سطح  اهن صورت می گیرد. در میان نمکهای فلزی زینک کرومات و زینک فسفات بیشترین استفاده را دارند. دراین رنگدانه ها اگر آب از فیلم رنگ در حال گذر باشد کمپلکس های ذکر شده تشکیل گردیده و اجازه نمی دهد الکترولیت ایجاد شده باعث خوردگی شود.

بنابراین عملکرد این نوع پرایمرAP)) به مقدار در صد رنگدانه ضد خوردگی در فیلم خشک  بستگی مستقیم دارد. رنگدانه های ضد خوردگی و فیلرهای متورق، براقیت فیلم رنگ را کاهش می دهد .                             

واش پرایمرها که در زمره پرایمرهای AP هستند چسبندگی بسیار خوبی دارند و واسطه چسبندگی برای رنگهایی که تمایل به چسبندگی ندارند می باشند .

لایه میانی یا آستر: پرایمرها وظیفه کنترل کاتد یا آند را بعهده دارند ولی این کار بطور صد در صد قابل انجام نیست . بنابراین برای افزایش عمر پرایمر باید عا مل دیگری،در واقع از رسیدن الکترولیت به سطح جلوگیری کند. از اینرو وجود یک لایه با مقاومت بالا نسبت به عبور آب ، اکسیژن، اسیدها و بازها و نمکهای محلول، تکمیل کننده نقش پرایمر بوده و عمر سیستم را بالا می برد. رزینهای با پلارتیه کم عناصر خورنده را زیاد عبور نمی دهند. رزین های طبیعی هیدروکربوری مانند کول تار و قیر که غیر پلار هستند آب و اکسیژن را عبور نمی دهند. از طرف دیگر برای چسبندگی مناسب به پلارتیه بالا نیاز است. ترکیب رزین و هارد نر در بعضی از سیستمهای دو جزیی مانند اپوکسی پلی آمینها و پلی اورتانهای ویژه موجب تشکیل فیلمی با دانسیته شبکه ای بالا می گردند که با وجود یونی بودن، عبور عناصر خورنده و بویژه الکترولیتها از نظر سایز و اندازه را مانع میشوند.     

ذرات رنگدانه ها و پر کننده ها به دو صورت کروی و ورقه ای هستند که طبق تئوری و تجربه رنگدانه ها و پرکننده های متورق توانایی بالایی در جلوگیری از عبور عناصر خورنده دارند. استفاده از رنگدانه و پر کننده های متورق همراه با سیستم رزین خوب موجب تشکیل یک سد مناسب در برابر عبور عناصر خورنده می گردد. هرچه ضخامت لایه میانی بیشتر باشد عمر کل سیستم افزایش می یابد .

لایه نهایی(topcoats): لایه دویی سیستم با محیط در تماس قرار می گیرد و بایستی بتواند با عوامل خورنده مقابله نماید.  لایه دویی باید در مقابل اشعه فرابنفش خورشید دوام داشته و فام و براقیت خود را حفظ کند، علاوه بر آن باید در مقابل سایش، خش، ضربه پا شش اسید، قلیا الکترولیتها و سنگ ریزه مقاومت لازم را داشته باشد و انتظارات مصرف کننده را تأمین نماید.

رنگهای اپوسکی در برابر قلیاهاف بسیاری از اسیدها، الکترولیتها، بسیاری از خلالها و سایش مقاومت خوبی دارند ولی در مقابل اشعه فرابنفش مقاوم نبوده و گچی می شوند.

رنگهای پلی اورتان خواص اصلی اپوکسی ها را کم و بیش دارند و یک نوع آن در مقابل نور U-V مقاومت خوبی دارند.

رنگهای کوره ای ترموست مانند آلکید آمنی، اکریلیک و پلی استرآمین به ترتیب مقاومتهای بالاتری از نظر مکانیکی و مقاومت به اثرات محیطی و اشعه U-V دارند.

استفاده از افزودنیهای روان کننده، ضد رو افتادگی، ضد شره و ضد کف از ضروریات یک رنگ رویی است.

 سطح زیر کار و آماده سازی آن:

درجه چسبندگی رنگ به سطح زیرکار از نظر رسیدن به خواص مکانیکی تعریف شده و مقاومت خوردگی و شیمیایی از بالاترین اهمیت برخوردار است. چسبندگی با تأمین دو شرط قابل دستیابی است.

اول، سطح مورد نظر باید تمایل به چسبیدن فیزیکی یا شیمیایی به پرایمر مربوطه را داشته باشد و دوم، سطح بایستی کاملاً پاک (طبق استاندارد) باشد.  از نظر تئوری برای چسبیدن پرایمر باید فاصله فیلم تا سطح اصلی کمتر از 15 آنگسترم باشد.

روشهای متداول برای آماده سازی سطح استفاده از انواع بلاستینگ مانند، شات بلاس، سند بلاست و گریت بلاست می باشد.                 

 با روشهای ذکر شده دندانه یا پروفایل سطحی ایجاد شده و موجب چسبندگی بهتر پرایمر می گردد.

استانداردهای عمده آماده سازی سطح شامل SSPC آمریکا، NACE سوئدی و ISO می باشد.

زنگهای پاک نشده همانند نمکهای محلول پس از رسیدن رطوبت به آنها، به صورت محلول درآمده و خوردگی را شروع نموده و شدت می دهد.

اگر یک نقطه از فلز دچار محیط خورنده شود آن نقطه یک آند فعال شده و بقیه سطح فلز یک کاتد بزرگ برای آن خواهد شد .

مقاومت به حرارت : معمولا تا حدودC 10+120 سانتیگراد بسیاری از رنگهای معمولی ، مقاومت به صورت شوک حرارتی و حرارت پیوسته را دارند . از محدوده ذکر شده تا 150 درجه رنگهای پلی استر کوره ای بدون تغیر فام قابل استفاده ا ند و تا محدوده های 300 – 250 درجه انواع رنگهای سیلیکونی اصلاح شده توسط آلکید ،اکریلیک و پلی استر امکان استفاده دارند . از این محدوده به بالا صرفا رنگهای سیلیکونی خالص امکان مقاومت دارند و قیمت رنگهای سیلیکونی اصلاح شده و سیلیکونی خالص به مراتب بالا می باشند.

روش های تميزکاری

برای پاکسازی سطوح از انواع ترکيبات آلاينده روشهای مختلفی وجود دارد، که ميزان بازده هر کدام وابسته به شرايط به کار گيری آن است.

با در نظر گرفتن اهميت فرآيند تميزکاری در صنعت پوشش دهی سطوح ضروری است، فرآينده های گوناگون تميزکاری مورد بررسی قرار گيرد توجه به انواع آلاينده هايی که سطوح مختلف فلزی و غير فلزی را می پوشانند نشان می دهد که برای ايجاد يک فرآيند با بازده بالا می بايست روش تميزکاری مناسب انتخاب شود.

1-1           انتخاب روش های تميزکاری

برای انتخاب يک روش، فاکتورهای زيادی را بايد مدنظر قرار داد و با توجه به آن عوامل، روش بهينه را انتخاب نمود:

•         جنس ذرات آلاينده روی سطح

•         نوع سطح پايه (آهنی، غيرآهني و ...)

•         شرايط مورد نياز سطح در پايان هر مرحله

•         درجه تميزکاری مورد نظر

•         توانايی موجود برای دست يابی به تجهيزات لازم

•         مسائل زيست محيطی هر فرايند

•         برآورد هزينه ها

•         مقدار مساحتی که بايد پاکسازی شود

•         بازده فرآيندهای قبلی انجام شده روی سطح

•         چگونگی جابجايی مواد

•         چگونگی کيفيت سطح برای پذيرش پوششهای بعدی نظير فسفاته، رنگ و آبکاری

 در اکثر عملياتهای صنعتی سعی می شود روشی انتخاب شود که قابل انعطاف بوده و به وسيله آن تميزکاری کليه قطعات ممکن باشد.  البته به عنوان پايه طراحی، همواره بزرگترين سايز قطعه در نظر گرفته خواهد شد.

انواع روشهای استفاده شده عبارتند از:

روش سايشی، تميزکاری با حلال، شست وشو با بخار حلال، شوينده های امولسيونی، شوينده های قليايی الکتروليتی، شوينده های اسيدی، استفاده از بستر نمک مذاب و تميزکاری با امواج ماورای صوت که به ترتيب: روش سايشی حداقل بازده و روش ماورای صوت حداکثر بازده را در تميزکاری از خود نشان داده اند و به دليل تفاوت های موجود بين تميزکننده ها، فرآيند را براساس ميزان تميزکاری مورد نظر و ماده شيميايی مورد استفاده انتخاب می نمايند.

در ادامه با معرفی روشهای مختلف تميزکاری، نحوه عملکرد هر روش در زدايش آلاينده های سطحی             بررسی شود.

انواع روش های تميزکاری:

برای انتخاب يک روش بايد عملکرد واکنش های بين محلول شوينده و مواد آلاينده سطح را دقيقاً بررسی نمود و سپس با تعيين واکنشهای که برای تميزکاری سطح بايد انجام شود، فرآيند و روش مناسب              انتخاب شود.

2-2     تميزکاری با حلال

در اين روش آلاينده ها در يک محلول آلی حل شده و به اين ترتيب از سطح جدا می شوند.

حلالهای مورد استفاده معمولاً تری کلرواتین، متين کلرايد، تولوئن و بنزن هستند.

با روش های متفاوتی می توان سطح را در تماس با حلال قرار داد اين روش ها عبارتند:

•        ماليدن حلال روی سطح قطعه

•        غوطه ور کردن قطعه در مخزن حلال

•        پاشش حلال روی سطح قطعه

•        استفاده از بخار حلال

در روشهای تميزکاری با بخار حلال قطعه درون توده ای از بخار غوطه ور شده و به دلیل ميعان بخار حلال بر سطح قطعه آلاينده ها از آن جدا می شوند، در نتيجه سطح پاک می شود، با افزايش دمای بخار فعاليت حلال بيشتر شده و بازده کار بالا می رود.

عمليات اصلی که در شست و شو با حلال به مراحل تميزکاری اضافه می شود پاکسازی کلی سطح قطعه پس از پايان تماس با حلال است که بوسيله آن باقی مانده های حلال از سطح پاک می شوند.

ايراد اين روش اضافه شدن تعداد مراحل و اثرهای منفی زيست محيطی آن است به همين علت است که فرآيندهای ديگر جايگزين اين روش شده اند معمولاً در تميزکاری روشهايی انتخاب می شود که از نظر محيطی و دفع ضايعات مناسبتر باشد.

2-2 تميزکاری امولسيونی

در اين روش بين ذرات آلاينده ها و محلول امولسيون کننده واکنش فيزيکی صورت می گيرد که در نتيجه آن آلاينده ها از سطح جدا شده و در محلول معلق می شوند.

عمده اين تميزکننده ها محلولهايی بر پايه آب و يا بر پايه حلال هستند به عنوان مثال می توان               مولسيون های هيدروکربنی مانند (کروزن) را نام برد.

معمولاً برای پايداری امولسيون ها، عوامل چليت کننده به محلول ها افزوده می شود.

3-2 تميزکاری قليايی

در اين روش يکی از موثرترين و عمده ترين فرآيندهايی است که در صنعت تميزکاری انجام می شود. در حين پاکسازی سطح واکنش های شيميايی و فيزيکی انجام شده باعث بهبود کيفيت تميزکاری می شود.

ترکيبات اين محلولها عبارتند از:

•        فعال کننده های سطوح

•        تجزيه کننده ها

•        صابونی کننده ها

•        امولسيون کننده ها

•        چليت کننده ها

•        پايدارکننده ها

•        افزايش دهنده های سطح تماس

پديده صابونی شدن يک واکنش شيميايی است که در آن محلول شوينده با روغن های آلاينده تشکيل صابون می دهند. اين عمل باعث کاهش کشش سطحی آلاينده ها شده و آن ها را از سطح جدا می کند. به جز مرحله صابونی شدن باقی مراحل واکنشهای فيزيکی هستند در اين حالت ذرات آلاينده بر سطح محلول شناور شده، سوسپانسيون ايجاد می کنند، ذراتی که به صورت الکتريکی با سطح پيوند دارند توسط عوامل مرطوب ساز احاطه شده با الکتريکيشان خنثی گشته و در محلول شناور می شوند سرانجام به صورت لجن در ته مخزن انباشته می شوند.

صابونی شدن يک واکنش شيميايی است که در آن استر طی يک واکنش برگشت ناپذير به الکل و اسيد تجزيه می شود محصولات اين واکنش توسط فعال کننده های سطحی - که در محلول شوينده قليايی وجود دارند -  به راحتی از روی سطح پاک می شوند.

اگر خاصيت قليايی محلول توانايی هيدروليز کردن مولکولهای استر را نداشته باشد کف قابل ملاحظه ای در آن ايجاد شده که اين کف محصول واکنش ايجاد شده بين شوينده تميزکننده و روغن روی سطح است.

4-2 تميزکاری الکترولينی

در تميزکاری الکترولينی جريان الکتريکی از داخل محلول حاوی قطعه عبور کرده و باعث ايجاد آشفتگی روی سطح قطعه می شود اين آشفتگی جدا شدن ترکيبات آلاينده را تسريع می کند.

در تميزکاری الکترولينی می توان به صورت اندی و کاتدی عمل نمود تميزکاری آندی را تميزکاری معکوس و تميزکاری کاتدی را تميزکاری مستقيم می گويند.

گاز متصاعد شده طی تميزکاری کاتدی، هيدروژن است در حاليکه در فرآيند آندی گاز اکسيژن آزاد می شود آزاد شدن حباب های گاز موجب ايجاد آشفتگی روی سطح قطعه گرديده و اين آشفتگی جداسازی آلاينده ها را راحتر می کند.

5-2 تميزکاری سايشی

برای تميزکاری قطعات در ابعاد گوناگون، ذرات ساينده متنوعی موجود است در مواردی که سطح قطعه بزرگ است از اين روش برای جداکردن رنگها و رسوبات سنگين استفاده می شود در اين فرآيند مخلوطی از آب يا هوا با ذرات ساينده روی سطح قطعه پاشش می شود فشار پاشش ذرات ساينده سبب جدا شدن آلودگی ها از سطح می شود.

برای سطح فولادی که تردی ناشی از تشکيل حباب هيدروژن حساسيت دارند، روش سايش نسبت به            روش های ديگر ارجح است.

همچنين اين روش با ايجاد ناهمواری (تضرس) روی سطوحی از جنس stainless steel و تيتانيوم سطح فلز را برای پذيرش رنگ آماده کند، به طوری که پوشش های واسط توانايی چسبندگی به سطح را پيدا نمايد.

6-2 تميزکاری اسيدی

تميزکاری اسيدی روشی است که معمولاً توام با روشهای ديگر انجام می شود. اسيدها قابليت حل کردن اکسيدهای نامحلول در حلالهای ديگر را دارند.

اسيدهای معدنی نظير اسيدنيتريک، اسيدکلريدريک، اسيد سولفوريک و اسيدهای آلی مانند اسيد سيتريک، اگزاليک ، استيک و گلوکونيک مهمترين اسيدهای هستند که در اين روش استفاده می شوند.

اسيد فسفر يک  عامل خورنده مناسبی برای فلزات غيرآهنی مانند مس، قلع، آلومينيوم و روی است.

اين اسيد برای افزايش چسبندگی پوششها به سطح فلزات کاربرد دارد.

معمولاً مناسبترين ترکيب برای تميزکاری و مضرس کردن سطوح، محلول فسفات آهن به همراه عوامل شوينده است

7-2       تميزکاری با نمک مذاب

اگر چه در اين روش دمای عملياتی بسيار بالاست و هزينه زياد گرم کردن سيستم عامل مهم عدم استفاده از آن است اما برای جداسازی ذرات آلاينده به خصوص رنگها و رسوبات سنگين بسيار مناسب عمل می کند.

 8-2 تميزکاری ماورای صوت

در اين روش امواج صوتی با فرکانس بسيار بالا از درون مخزن که حاوی محلولهای اسيدی، قليايی يا حلالها است عبور داده می شود.

عبور اين امواج از درون محلول سبب ايجاد آشفتگی محلول شده و در نتيجه حبابهای ريزی در آن تشکيل می شود. اين حبابها با دمای بسيار بالا و فشار حدود kpa400 با سطح قطعه برخورد کرده و به خاطر دما و فشار زياد و سرعت برخورد بالا متلاشی می شوند که نتيجه اين امر شکستن پيوند بين آلودکننده ها و سطح است.

بازده اين روش بسيار بالاست و برای پاکسازی سطوح با شکل هندسی پيچيده بسيار موثر است. ايراد اصلی اين روش هزينه عملياتی بسيار بالاست. اين هزينه به صرفه تأمين نيروی برق و مبدلهای گرم کننده           سيستم می شود

جداسازی رسوبات و زنگارهای روی سطوح

برای رسوب گيری و اکسيدزدايی از روی سطوح آهنی ريخته گری شده، ماشين کاری شده و سطوح فابريک هفت روش اصلی وجود دارد:

·        پاشش ذرات ساينده (خشک و مرطوب)

·        غلتاندن قطعه در بستری از ساينده ها

·        روش سايشی

·        رسوب گیری توسط بستر نمک

·        رسوب گيری با مواد قليايی

·        تميزکاری با اسيد

پارامترهای مهم در انتخاب روشهای بالا عبارتند از:

·        ضخامت رسوب موجود روی سطح

·        ترکيب فلزات

·        مقدار مجاز اتلاف فلز

·        تلورانس های پرداخت سطح

·        شکل و اندازه قطعه کاری

·        نيازهای محصول

·        تجهيزات در دسترس

·        هزينه

·        عدم احتمال شکنندگی سطح با هيدروژن

 1-8     تميزکاری سايشی

اين روش عموماً برای تميزکردن سطوح آهنی ريخته گری شده، فورج شده و برشکاری شده استفاده              می شود با انجام عمليات بلاست می توان تمام رسوبات را جداسازی کرد.

عمليات بلاست برای پرداخت قطعاتی از جنس فولاد مقاوم، تيتانيوم و فولادزنگ نزن بکار می رود.

پس از اين عمل اگر رسوب گيری شيميايی هم انجام شود بازده کار بسيار بالا خواهد بود.

2-8     تميزکاری غلتشی

استفاده از اين روش برای رسوب گيری و زنگارگيری سطوح قطعات بسيار کم هزينه است، روش کار به اين صورت است که در بستری از مواد ساينده قطعات کاری حرکت کرده و می غلتند و به دليل سايش ذرات ساينده به سطح قطعه ، رسوبات از روی سطح جدا می شوند.

البته محدوديت اين روش، تميزکار قطعات با اشکال پيچيده است به گونه ای که برای ايجاد يک سطح يکنواخت چندين ساعت وقت نياز است.

البته اضافه کردن مواد رسوب گير به ذرات ساينده بستر، زمان لازم برای تميزکاری را تا 75% کاهش                      می دهد.

3-8     برس زنی

از برس زنی برای رسوب گيری به ندرت استفاده می شود. اگر چه برای رسوبات و زنگارهايی که چسبندگی ضعيف تری به سطح دارند می توان برس زنی را به عنوان يکی از روشهای تميزکاری مطرح نمود.

اين روش برای پاکسازی سطوحی که لوله ای شکلند بيشتر قطعات ريخته گری شده يا فورج شده              کاربرد دارد.

4-8 رسوب گيری شيميايی

محلول های گرم و قوی از اسيد سولفاميک، فسفريک، سولفوريک يا هيدروکلريک برای رسوب گيری سطح به طور کامل استفاده می شوند، بازده اين روش بسيار بالاست.

در حالتی که محلول رسوب گير به طور اتوماتيک استفاده شود غلظت اسيد بايد به طور مداوم افزايش يابد و شارژ محلول به گونه ای باشد که غلظت اسيدکلريدريک همواره 30% کنترل شود، دمای عملياتی در c60 درجه و يا پايينتر تنظيم شود. اين عمليات معمولاً بعد از قرارگرفتن قطعه در فرآيند سايشی و يا بستر نمک انجام می شود. سطوحی از جنس آلياژهای آلومينيوم با استفاده ار محلولهای اسيدی (کروميک، نيتريک، سولفوريک) در دمای c25 درجه اکسيدگيری می شوند.

5-8 رسوب گيری الکتروليتی

اگرچه اين روش نسبت به رسوب گيری عادی پرهزينه تر است ولی از لحاظ سرعت کار بسيار بالاست و بکارگيری آن کارايی تميزکاری را حدود 2 برابر افزايش می دهد. در مواردی که زمان محدود است و بازده کار بالا، نياز است استفاده از اين روش پيشنهاد می شود.

در فرآيند اتوماتيک رسوبات سبک و اکسيدها دائماً با اين روش جداسازی می شوند در اين حالت غلظت اسيدکلريدريک 30% و دمای عملياتی c60-55 درجه است، از جريانی با ولتاژv6 – 3 از محلول به مدت 20-5 ثانيه عبور کرده و سيستم فرآيند نيز کاتدی است.

برای برداشتن رسوبات سبک از روی قطعات جوشکاری شده سيکل تميزکاری، با استفاده از محلول 10% اسيد سولفوريک در c82 درجه و با عبور جريان v 6- 3 برای مدت s20- 5 بکار گرفته می شود.

ايراد اصلی اين روش هزينه زياد کاربرد آن است، به علاوه تجهيزات مربوطه بايد کاملاً دقيق و ماهرانه      ساخته شوند.

6-8 رسوب گيری در بستر نمکی

يک روش موثر برای رسوب گیری سطوح از جنس کربن، آلياژهای آهن، آلياژهای مقاوم در برابر حرارت، آلياژهای نيکل، تيتانيوم و فلزات منعکس کننده نور استفاده از بستر نمک است.

با استفاده از اين روش رسوبات روی سطح اکسيد می شوند.

انواع بسترهای نمکی در دماهای مختلف در محدوده c525- 400 درجه طراحی می شوند.

به جز رسوب گيری از موليبدنيوم خالص، بسترهای نمکی به ندرت به تنهايی برای رسوب گيری از سطوح استفاده می شوند. معمولاً فرآيند بسترهای نمکی بعنوان آخرين مرحله برای افزايش بازده پس از عمليات رسوب گيری با اسيد به کار می رود.

عمليات رسوب گيری اوليه توسط اسيدهای رقيق در دماهای پايين و زمان کوتاه و به دنبال استفاده از بستر نمکی روشی کارآتر از رسوب گيری شيميايی است.

7-8 رسوب گيری قليايی

زنگارگيری قليايی برای جداسازی رسوبات سبک و دوده های کربن از روی سطوح کربنی، آلياژی و فولاد زنگ نزن وآلياژهای مقاوم حرارت بکار می رود.

سرعت رسوب گيری قليايی کمتر از رسوب گيری يا اسيد بوده و هزينه عملياتی نيز بالاتر است ولی در اين روش هيچ قسمتی از سطح فلز به هدر نمی رود، چرا که واکنشهای شيميايی پس از پايان رسوبات سطح متوقف می شود، در حالی که در روش اسيدی پس از پايان رسوبات، سطح فلز نيز با اکسيد واکنش می دهد.

در رسوب گيری با مواد قليايی احتمال اشکالات ايجاد شده ناشی از تردی هيدروژن حذف می شود.

اچينگ قليايی آلياژهای آلومينيوم خيلی کم هزينه تر از رسوب گيری با محلولهای اسيدی است.

مواد مخصوصی در اين فرآيند استفاده می شوند که ترکيبی از هيدروکسيد سديم 60% يا بيشتر به همراه عوامل کمپلکس کننده است.

دمای عملياتی در بستر غوطه وری معمولاً از c100- 93 درجه تغيير می کند و غلظت محلول kg1 از قليا در هر kg4 آب است، زمان غوطه وری نيز بستگی به خاصيت رسوبات و ضخامت آنها روی سطح دارد.

سرعت جداشدن رسوبات با عبور جريان برق از داخل محلول، بيشتر می شود اين جريان می تواند مستقيم باشد يا به صورت متناوب تغيير کند.

به عنوان مثال دريک فرآيند رسوب گير الکتريکی، قطعات در زمان min5/1 دقيقه رسوب گيری می شوند، در حالی که در حالت عادی min 18 برای همين رسوب گيری وقت صرف می شود.

قطعات هنگامی که به صورت الکتريکی رسوب گيری می شوند هزينه عملياتی بيشتری دارند، چون تجهيزات مربوط به اين روش گران قيمت است.

اضافه کردن حدود kg5/0از سيانيدسديم در هر 4 ليتر آب باعث افزايش بازده کار در بستر الکتريکی         می شود ذکر اين نکته ضروری است زمانی که سيانيد استفاده می شود دمای عمليات بايد زير c54 درجه باشد، به اين دليل که ساختار سيانيدسديم در بالای c54 به هم می ريزد.

يکی از موارد کاربرد اين نوع بسترها رسوب گيری قطعات با مقاومت حرارتی بالاست که در آنها جريان مستقيم برق همراه سيانيد استفاده می شوند.

در فرآيندی دیگر در يک بستر قليايی با دمای عملياتی c93-82 درجه و غلظت محلول gr/lit              90-60 و بدون استفده از سيانيد سطح قطعات رسوب گيری می شود.

 بستر ديگر در شرايطی عمل می کند که جريانی با شدت A/dm² 20-2 و يک جريان متناوب متغير که به صورت 55 ثانيه آنديک و 5 ثانيه کاتديک است از محلول عبور می کند.

بسترهايی که معمولاً برای اين کار استفاده ميشوند g/1 120 غلظت دارند و دمای عملياتی آنها c95-80 درجه است و بسته به ضخامت رسوبات و شرايط شيميايی آنها مدت 30 دقيقه يا بيشتر قطعه در تماس با محلول قرار می گيرد.

عليرغم اينکه رسوب گيری با قليا پرهزينه تر از روشهای ديگر تمام می شود اما نهايتاً اقتصادی تر است.

چون در بسترهای قليايی رسوب گير از محلولی استفاده می شود که دارای شوينده ها، زنگارگيرها و عوامل تميزکننده شيميايی است و می توان پس از فيلتر کردن محلول قليايی، مجدداً از آن استفاده نمود.

رنگ، رزين، روغن، گريس و دوده های کربن، در طی رسوب گيری از سطح جدا می شوند، بنابراين در يک مرحله قطعه هم برای فسفاته شدن و هم برای پذيرش پوشش رنگ و يا آب کاری آماده می شود.

رسوب گيری قليايی برای قطعات حساس نظير پره های توربين کاربرد ويژه ای دارد و برای قطعات آلياژی  با درصد کربن بالا و چدن ها هم مفيد است.

8-8 رسوب گيری اسيدی

غلظت اسيد محلولی که در اين روش استفاده می شود از محلول رسوب گير کمتر بوده و برای جداسازی زنگارهای سبک نظير رسوباتی که روی قطعات فلزی در محيط های مرطوب تشکيل می شوند مناسب است .

محلول های اکسيد گير اسيدی برای برداشتن اکسيدها از سطوح آلومينيومی بسيار مفيدند و بايد قبل از اين که قطعه آب کاری شود، يا پوشش رنگ روی آن قرار گيرد با اين فرآيند کاملاً اکسيد گيری شود.

محلول های آلی با پايه های اسيدی مختلف نظير اسيد سيتريک برای برداشتن زنگارها و اکسيدها از روی سطوح آهنی بسيار مفيدند.

 آماده سازی سطح برای پذيرش رنگ

کيفيت آماده سازی به طور مستقيم روی خواص پوشش رنگ تأثيز می گذارد. اگر بهترين نوع رنگ روی سطحی كه به خوبی آماده سازی نشده است پاشيده شود، پوشش مناسبی ايجاد نخواهد کرد.

خواص ظاهری لايه رنگ متأثر از نوع سطح است. رنگ کاری سطوح پيچيده مشکل است زيرا گوشه ها، جوانب و نقاط کور قطعه در تماس پيوسته با رنگ قرار نمی گیرد.

الودگی هايی که به طور اوليه روی سطح قرار دارند عبارتند از: توده های روغنی، گريس، ته مانده های مواد قليايی، زنگارها، تراشه ها و برش های فلزات، آب، نمک های کلراته و سولفاته که بايد حتماً جداسازی شوند.

عمليات دقيق تميزکاری مکانيکی و يا شيميايی و يا احياناً ترکيبی از اين ها سطحی مناسب برای رنگ کاری ايجاد می کند به عنوان مثال برای سطوح آهنی که در تماس با مواد شيميايی قرار می گيرند بايد نوع تميزکاری به گونه ای باشد که کليه آلاينده ها از روی سطح جدا شوند.

برای ايجاد مقاومت در آلياژهای غير آهنی نظير آلومينيوم، تشکيل پوشش کروماته روی سطح لازم است.

 شمع در سیستم جرقه وظیفه دارد امکان جهش جرقه برای احتراق مخلوط سوخت و هوا را در سیلندر از فاصله الکترودهای خود فراهم نماید. برای این منظور باید در مقابل ولتاژ زیاد تولید شده در کوئل کاملا عایق بندی شده باشد. شمعها باید از نظر اختلاف سطح زیاد ، خوب عایق بوده و دارای مقاومت مکانیکی (فشار کار سیلندر) و مقاومت در حرارت (حرارت درسیلندر) ، که حرارت احتراق تقریبا حدود 2000 درجه سانتیگراد و فشار آن حدود 40 اتمسفر است، باشند. یک موتورچهار زمانه که 4200 دور در دقیقه بزند، 35 بار در هر ثانیه یک شمع جرقه می‌زند. به علت این بار شدید الکترودهای شمع که در محوطه احتراق واقع شده‌اند، تحت تاثیر این فشار و حرارت واقع می‌شوند و باید بتوانند تمامی عوامل ناشی از احتراق سیلندر را بخوبی تحمل نمایند.

ساختمان شمع

پایه شمع

قسمتی که در داخل سر سیلندر پیچ می‌شود، پایه نامیده می‌شود. در قسمت داخلی انتهای آن یک یا دو زائده فلزی تعبیه شده است، که الکترود منفی نامیده می‌‌شود. امروزه در اکثر موراد موتورهای سیستم اینچی نیز از شمعهایی با پیچ میلیمتری دنده ریز از نوع M14x1025 (قطر خارجی پیچ 14 میلی متر و گام دنده 1.25 استفاده می‌کنند) و در موتورهای دوزمانه برای بعضی موارد خاص ، شمعهایی با نوع 105×18 M نیز بکار می‌رود. در موارد نادر نیز استعمال شمعهایی با پیچ M12X1.25 و SAE 7/8 به چشم می‌خورد.

میله مرکزی و الکترودها

میله مرکزی در وسط شمع قرار گرفته است که قسمت ابتدایی آن به وایریکه از دلکو می‌آید، بسته می‌شود و قسمت انتهایی آن تشکیل الکترود مثبت را می‌دهد. این الکترود نسبت به جداره‌ها عایق الکتریکی گردیده و جنس آن از آلیاز بسیار پر مقاومت در برابر حرارت درست شده است که آلیاژی از نیکل ، منگنز و یا آلیاژ آهن کروم می‌باشد. در عین حال قابلیت انتقال حرارت خوب دارند و الکترود منفی که روی پایه تعبیه شده ، کار اتصال را انجام می‌دهد. فاصله الکترود شمع ، تأثیر مستقیم در کیفیت جرقه دارد. بدین معنی که هر قدر فاصله الکترودها بیشتر باشد، زمان اثر جرقه بیشتر و ولتاژ تولید شده در کوئل نیز زیادتر است.

در نتیجه احتراق بهتر و کاملتر صورت می‌گیرد. ولی باید توجه نمود که ولتاژ تولید شده در کوئل ممکن است به شدت به کوئل صدمه بزند و حتی آن را بسوزاند. همچنین فاصله کم الکترود شمع ، ولتاژ لازم برای جرقه را در کوئل تقلیل می‌دهد و د رنتیجه احتراق کامل و مطلوب در سیلندر انجام نمی‌شود. فاصله الکترودهای شمع در سیستم جرقه باطری دار معمولا 0.7 تا 0.9 میلی متر و در بعضی موارد حتی تا 1 میلی متر و در سیستم جرقه ماکنتی مانند موتورسیکلت 0.4 تا 0.5 میلی متر است که باید هر چند وقت یکبار این فاصله به کمک فیلتر تنظیم گردد.

عایق شمع

قسمت عایقی که در بین بدنه و میله مرکزی شمع قرار می‌گیرد، قسمت حساس و اصلی شمع را تشکیل می‌دهد.

عایقهایی که در شمع بکار می‌رود، معمولا از چینی یا سرامیک یا از جنس اکسیدهای مختلف آلومینیوم (پیرانیت – کروندیت) بتونه شده می‌باشد. این عایقها می‌توانند از 7 تا 800 درجه سانتیگراد در مقابل حرارت عبور جریان مقاومت کنند، در حالیکه درحرارت 1000 درجه سانتیگراد کم کم مقاومت خود را از دست می‌دهند. در بعضی از شمعها قسمت چینی آن طوری ساخته شده است که می‌توان با باز نمودن یک مهره ضامن از روی پایه فلزی آن را بیرون آورد. این نوع شمعها به نام شمعهای دوتکه معروف هستند.

 شمع موتورهای دو زمانه

 معمولا شمع در موتورهای دو زمانه تحت تاثیر بار بیشتری نسبت به موتورهای چهار زمانه واقع می‌شود. زیرا اولا تعداد جرقه‌های موتور دو زمانه مخلوط بنزین و روغن است و از طرفی شمع فرصت کافی برای خنک شدن ندارد، در نتیجه احتمال کثیف شدن و دوده گرفتن و سوختن الکترودهای آن بیشتر است. بنابراین شمع موتورهای دو زمانه باید دارای مقاومت بیشتر در مقابل عوامل مختلف در محوطه احتراق باشد. بدین جهت برای موتورهای دو زمانه شمعهای مخصوصی تهیه شده که خواص شمعهای همه کاره را دارند.

شمعهای همه کاره

شمعهای همه کاره ارزش حرارتی خیلی زیاد ، مثلا از 175 تا 240 دارند. به این علت حالات مختلف حرکت را بهتر تحمل می‌کنند. این شمعها با ساختمان خاصی که دارند، در حرکت آرام هم به حرارت کافی برای خود پاک کنی می‌رسند و در بار زیاد هم حرارت را با اطمینان منتقل می‌کنند و از خودسوزی جلوگیری می‌نمایند.

 عمر شمع

 در ایران بعضی از مکانیسین‌های اتومبیل ، به عمر شمع توجه کافی ندارند و تا زمانی که عیب ظاهری در کار موتور ایجاد نشود، تعویض آن را توصیه نمی‌نمایند. در حالیکه گاهی یک شمع کار کرده ، علاوه بر اینکه بطور ناگهانی ممکن است از کار بیفتد، به مقدار زیادی از قدرت موتور می‌کاهد. معمولا این کاهش بدون توجه کافی محسوس نیست.

به علاوه یک شمع ضعیف می‌تواند به مقدار زیاد در طرز روشن شدن موتور ، مصرف سوخت ، میزان گرم کردن و کنش موتور و بالاخره در استهلاک و دوام موتور مؤثر باشد. بنابراین این شمع را باید به موقع تعویض کرد. معمولا کارخانجات سازنده شمع تعویض هر شمع را برای 15000 کیلومتر کار موتور توصیه می‌نمایند. در موقع سرویس اتومبیل و موتور ، شمعها هم باید بازدید شوند.

عوامل موثر در طول عمر شمع

 در اثر سوختن شمع ، فاصله الکترودها تغییر پیدا می‌کند. فاصله الکترودها را با یک فیلتر آزمایش می‌نمایند و با یک اسباب کج کردن ، مانند دم باریک کوچک باید آن را به اندازه درست تنظیم کرد. معمولا برای تنظیم کردن الکترودها نباید با چکش روی الکترود زد، چون باعث شکستن آن می‌شود.

شمعها کثیف را باید پاک کرد. می‌توان با یک برس آلوده به بنزین آن را برس زد و گودیهای آن را با یک چوب نازک پاک نمود. ولی بهتر است از دستگاه شن پاش برای پاک کردن شمع استفاده شود.

 آزمایش شمع باید تحت شرایط عادی باشد. این کار با دستگاه آزمایش شمع ، برای درست کار کردن آن انجام می‌گیرد و یا اینکه موقع کار کردن موتور در روی آن آزمایش می‌کنند. هنگامی که موتور به صورت در جا و دور آرام کار می‌کند، سر شمعها را یکایک با آچار پیچ گوشتی به بدنه موتور وصل می‌کنیم. در موقع وصل کردن سر شمع به بدنه موتور ، اگر دور موتور و صدای موتور تغییر نکرد، همان شمع کار نمی‌کند یا اینکه وایرها را از روی شمع بر می‌داریم که باز هم اگر دور و صدای موتور تغییر نکرد، همان شمع که وایرش را در آورده‌ایم، خراب است.

اگر دور و صدای موتور تغییر کرد، یا موتور خواست خاموش شود، شمع سالم است و خوب کار می‌کند.

 شمع ماشين چه كاری را انجام می دهد

اولين عمل موثر شمع ماشين ، آتش زدن مخلوط هوا و سوخت در احتراق داخلی موتور است. شمع ماشين بايد پالس الکتریکی با ولتاژ بالا را همراه با ٢٥٠٠٠ ولت بصورت مكرر به داخل محفظه احتراق موتور انتقال دهد. الكترودهای با دوام را از بين آنهايي كه جريان الکتریکی را می توانند قوس داده يا جرقه بزنند تا مخلوط هوا و سوخت در سيلندر را محترق ، پيش بيني و تهيه كنند. تحت شرايط فشار و حرارت شديد آماده اند تا ميليونها بار جرقه بزنند. ميزان عملكرد شمع ماشين همزمان با افزايش توان خروجی خودرو ، سخت تر و شديد تر می شود.

ساختار شمع

شمع*ها بطور كلی از چندین بخش تشكيل شده*اند: بخش فلزی، عايق چينی، الكترودها ، واشرها، مهره سرشمع و پودرهوا بند

- بخش فلزی يا بدنه:

هر شمع دارای يك بخش فلزی است. بالای اين قسمت فلزی به شكل شش گوش است تا شمع به طور محكم در جا خود نصب شود. قسمت پايين اين بخش رزوه شده به روی سر سيلندر پيچيده می*شود. يك الكترود منفی از قسمت پايينی بخش بيرون آمده است. يك واشر نسوز در زير رزوه*ها قرار دارد كه در مقابل لبه بيرون آمده جای گرفته است. در محل قرار گرفتن شمع در سر سيلندر موتور واشر مسی با تركيبی از مس و آزبست با مقطع يو شكل (U) قرار گرفته تا از نشت گاز در اتاقك احتراق به خارج جلوگيری شود. در ضمن محل نصب بعضی از شمع*ها به شكل اوريب بوده و به خوبی آب بندی می*شود. بیشتر شمهای امروزی دارای پیچی به قطر ١٤ میلیمتر می باشد. هر چند بعضی از شمع ها دارای ١٨ میلیمتر قطر و بعضی دیگر قطرشان ١٠ میلیمتر است. معمولاً رزوه ها با گام ٢\١ یا ٥ \١ میلیمتری می باشند که طبق مشخصات پیچ پایه شمع ها عبارتست از ٢٥\١ گاهی هم پیچ های قطورتر از ١٤ برای موتورهای دو زمانه و قطر کمتر برای موتور سیکلتها ساخته می شود . پایه شمع وقتی در سر سیلندر قرار گرفت باید با اطاق احتراق تراز باشد. چنانچه کوتاه تر انتخاب شود موجب جرم گیری شده و اگر بلندتر باشد قشمت بیرون زده داغ می ماند و در هر دو صورت ایجاد خودسوزی می کند.

عايق شمع

عايق شمع از جنس نوعی سراميك است كه در حرارت، فشار و ولتاژ بالا بسيار مقاوم است. اين عايق طوری قرار داده شده كه از پوسته صدفی بيرونی به وسيله يك واشر نسوز داخلی و تركيبات اب بندی كننده كاملا جدا است. اين عايق علاوه بر اين كه الكترود مركزی را نگه می*دارد به منزله يك محافظ برای الكترود نيز هست و جريان الكتريسيته مجبور است فقط از داخل الكترود بگذرد. عايق بايد در مقابل حرارت زياد، خنك شدن و لرزش مقاومت داشته باشد قسمت بالايی عايق كه در معرض گرد و خاك است بايد هميشه تميز نگه داشته شود تا از هدر رفتن الكتريسته جلوگيری شود. در بعضی از انواع شمع*ها، عايق*های پشته*ای وجود دارند كه گاه گاه می*توان از طريق اين پشته گثافت*هاي جمع شده را دور انداخت.

- الكترودها :

شمع دارای دو الكترود مياني (مثبت) و كناری (منفی) است كه به بدنه آن متصل هستند الكترود ميانی در وسط عايق سراميكی قرار گرفته و در مقابل فشار زياد تا ٤٠ اتمسفر و حرارت بالا تا ٢٠٠٠ درجه سانتيگراد مقاوم است. الكترود كناری به پوسته فلزی چسبيده و با الكترود ميانی فاصله هوائی دارد كه فاصله دهانه شمع ناميده می*شود. فاصله بين دهانه دو الكترود شمع، نخستين عامل جرقه زنی است. اين فاصله بايد مطابق خصوصيات موتور باشد. اگر فاصله دو الكترود خيلی كم باشد، جرقه ضعيف شده و موجب بد كار كردن و روشن نشدن موتور می*شود.

اگر فاصله دو الكترود خيلی زياد باشد، موتور در دورهای كم خوب كار خواهد اما در دورهای زياد يا داشتن بار، به كوئل فشار زيادی می*آيد و موجب روشن نشدن و يا بد كاركردن موتور مي*شود. سطح الكترودها در قسمتی كه روبروی هم قرار می*گيرند بايد كاملا موازی و به شكل چهار گوش باشند، به اين طريق جهش جرقه از دهانة شمع راحت تر صورت می*گيرد. الكترود ميانی شمع*های جديد دو تكه بوده و واير شمع به قسمت بالای آن وصل شده و قسمت پايينی تا داخل اتاقك احتراق ادامه پيدا می*كند. در بعضی از مقاومت ١٠٠٠ اهم قرار داده شده است. اين مقاومت پارازيت*های راديو و تلويزيون را گرفته و همچنين عمر شمع را افزایش می*دهد. جنس الكتروها از فلز ديرگدازی مانند آلياژ نيكل د و يا آلياژ آهن و كروم است كه هم هادی جريان الكتريسيته خوبی بوده و نيز در مقابل حرارت زياد مقاومت می*كند

عملكرد شمع

 
شمع*ها دارای دو قسمت هادی يا الكترود می*باشند. يك الكترود به سيم درب دلكو و ديگری به بدنه سر ديگر هريك از الكترودها در شمع و به فاصله كمی از يكديگر قرار دارند. موجی از ولتاژ قوی سبب القای اتصال دارد. جريان الكتريكی از كوئل به داخل درب دلكو گرديده و از آنجا از طريق وايرها به يكی از الكترودهای شمع می*رسد. سپس اين جريان از شكاف و فاصله بين دو الكترود انتهای شمع جستن كرده و به طرف الكترود ديگر و بدنه می*رود و به اين ترتيب ضمن جهش جريان برق از شكاف و فاصلة بين الكترودهای شمع، مدار كامل شده و عبور جريان برق همچنان ادامه می*يابد.
كامل كردن مدار برق يكی از كارهای مهم سيم پيچ ثانويه است. حقيقت مهم ديگر آنست كه وقتی كه جريان الكتريسيته از شكاف و فاصلة بين دو الكترود انتهای شمع *ميگذرد، يك جرقه ايجاد می*شود و اين آخرين كاری است كه مدار جرقه زنی انجام می*دهد.

شمع سرد و گرم ماشين  

معنای "شمع سرد"و"شمع گرم"و"محدوده حرارتی" چيست ؟

 به طور كلی شمع*ها به دو نوع "گرم" و "سرد" تقسيم می*شوند. شمع گرم به گونه*ای طراحی شده است كه دما به اندازه كافي در دماغه سراميك نگهداری شود تا رسوبات روغن و كربن بسوزند. در اين حالت حرارت، روی دماغه عايق پخش می*شود. نوع سرد به منظور جلوگيری از احتراق زودرس طراحی شده است. در اين حالت حرارت، سريع*تر انتقال می*يابد و به همين دليل است كه اين نوع شمع*ها در زمانی كه موتورها بايد بار زيادی را تحمل كند، مورد استفاده قرار می*گيرند. در نوع گرم، به دليل جريان بيشر، سطح دماغه بيش از نوع سرد در معرض گازهای احتراقی قرار دارد و در مقايسه با شمع سرد، به درجه حرارت بيشتری می*رسد.
اما در محدوده حرارتی، كه مهمترين شاخص عملياتی شمع خودرو به شمار می*رود، توصيه می*شود كه شمع*ها در محدودهای حرارتی گوناگون طراحی شوند.

دليل در نظر گرفتن محدوده حرارتی آنست كه سر شمع*ها بايد در دماهای بالا عمل كنند تا از جرم گيری يا كثيف شدن جلوگيری شده و به اندازه كافی خنك بمانند تا "پيش اشتغال" نيز پيش نيايد سرعت انتقال حرارت- چه سريع، چه آهسته- به طراحی شمع مربوط می*شود و تفاوت بين شمع گرم و سرد را نشان می*دهد.