يمكن تصنيف المتراكبات النانوية، شأنها شأن المتراكبات التقليدية وذلك رجوعا إلى نوع مادة القالب – مادة الأساس المراد إضافة سمات وخواص جديدة إليها عن طريق دعمها بحبيبات نانوية لمادة أو مواد أخرى تختلف عنها – التي عادة ما تكون من مواد لينة أو ضعيفة، أو تفتقر إلى إحدى الخواص المهمة.

– متراكبات الكربون

تتميز تلك الفئة من المتراكبات عن غيرها، بانخفاض تكلفتها وسهولة الحصول عليها من مصادر متعددة غنية بالمواد الكربونية مثل الفحم. وتصنع متراكبات هذا النوع من القوالب بطريقة تكنولوجيا المساحيق Powder Technology، وذلك من خلال كبس وتجميع مساحيق الكربون الناعمة باستخدام المكابس الساخنة عند درجات حرارة عالية.

وعلى الرغم من أن معظم المواد المقوية المضافة إلى هذا النوع من القوالب تكون عادة أليافا كربونية Carbon Fibers نانوية البنية، فإن تلك المواد المضافة قد تختلف وتتنوع، وذلك بناء على طرق تصنيع المتراكبة والخواص المطلوب الحصول عليها.

وتعد قابضات السيارات (دوبرياج) Clutches ووسائد فرامل Brake Pads الطائرات بعضا من الأمثلة التطبيقية المهمة التي فيها يوظف هذا النوع من المتراكبات.

– متراكبات السيراميك

على الرغم من تميز قوالب هذا النوع من المواد السيراميكية بارتفاع صلادته، ومقاومته للإجهادات الناشئة عن أحمال الضغط، مع ثباته الحراري والكيميائي، فإنه فقير في التوصيل الكهربي والحراري. ولهذا، فتتنوع المواد النانوية المضافة إلى تلك القوالب من عناصر أو سبائك فلزية، مواد سيراميكية أو ألياف زجاجية تبعا للخواص المطلوب الحصول عليها والتطبيقات التي ستوظف فيها. وتستخدم هذه الفئة من المتراكبات في تصنيع منتجات التشغيل التي تعمل عند درجات الحرارة العالية، مثل أجزاء من محركات الصواريخ، أو تلك الأجزاء المعرضة العوامل البري والصدأ والتآكل في أثناء التشغيل، مثل بعض أجزاء الماكينات والمحركات.

– المتراكبات الزجاجية

تتشابه المواد الزجاجية Glasses مع المواد السيراميكية في كثير من الخواص، فهي مواد قصفة ذات صلادة مرتفعة وثبات حراري عال. وتتألف متراكبات هذه الفئة من القوالب عن طريق إضافة مواد صلبة، مثل حبيبات نانوية الأبعاد من الأكاسيد الفلزية أو الألياف. هذا وتتميز متراكبات هذا النوع بمقاومتها الفائقة عند التشغيل في درجات الحرارة العالية Strength at High Service Temperatures ما يوفر لها عوامل النجاح للاستخدام في صناعة مكونات أجزاء المحركات المقاومة للحرارة Heat Resistance Parts for Engines وأيضا في أجزاء المحركات التي لها صلة بالعوادم ومخلفات الاحتراق الداخلي مثل غرف العادم Exhaust Chambers وحلقات تجميع العادم Exhaust–Collector Rings.

– المتراكبات الفلزية

تعد قوالب الفلزات أكثر أنواع القوالب شيوعا واستخداما. ويتوقف اختيار الفلز المستخدم في تصنيع مادة القالب على الغرض من استخدام المتراكبة النانوية والخواص المرجوة منها. فمثلا إذا كان الهدف هو تأليف متراكبات للاستخدام في بيئة أو أجواء مؤكسدة Oxidizing Environments عند درجات الحرارة العالية، فإن قوالب فلز التنجستن تكون الأنسب لهذا الغرض، وذلك نظرا إلى الثبات الحراري والكيميائي لهذا الفلز المقاوم للانصهار وقوالب العناصر الفلزية الخفيفة، مثل الألومنيوم والمغنيسيوم تجد مكانا مرموقا في الصناعات التي يكون الوزن فيها عاملا مهما، مثل صناعة السيارات والطائرات والمركبات الفضائية.

وتتألف المتراكبات الفلزية من قوالب لمواد فلزية تضاف إليها نسبة حجمية بسيطة من مواد مدعمة لعناصر فلزات حرة أو مواد سيراميكية.

– متراكبات البلمرات

تتكون قوالب هذا النوع من المتراكبات من مادة البوليستر Polyesters أو الفينيل إستيرز Vinyl Esters، وذلك نظرا إلى شيوع استخدامهما وقلة تكلفتهما. وعادة ما تُدعم هذه القوالب بالألياف الكربونية النانوية أو أنابيب الكربون النانوية، وكذلك أنابيب الصلصال الطبيعي أو المخلَّق. وسبب اختيار هذه الأنواع من المواد النانوية الداعمة يرجع إلى ما تتميز به من مقاومة عالية وصلادة، علاوة على أنها خفيفة الأوزان، وبالتالي لن تؤثر سلبا في خواص هذه القوالب من ناحية الوزن وتتميز الألياف والأنابيب النانوية للكربون بعدم التأثر بالرطوبة، وبثباتها الكيميائي العالي، وارتفاع مقاومتها أمام كل الأحماض والقلويات والمذيبات عند درجة حرارة الغرفة.

وتوظف متراكبات هذا النوع من القوالب البلمرية اليوم بكثرة في تصنيع الأدوات الرياضية، مثل مضارب التنس وأعصية مضارب الغولف، وكذلك في تصنيع قضبان صيد الأسماك. كما أن هذه المتراكبات تعد مواد واعدة حين تستخدم في بعض من أجزاء هياكل السيارات والطائرات.

مواضيع ذات صلة

Atomic processes

حساسات أنابيب الكربون النانوية

المحفزات النانوية

الطرق المستخدمة في الطلاء النانوي

مواد الطلاء النانوية واستخداماتها

تطبيقات الاسلاك النانوية

ماهي الاسلاك النانوية

الأسلاك النانوية

المتراكبات النانوية

تطبيقات السبائك الفلزية نانوية الحبيبات

السبائك الفلزية نانوية الحبيبات

تطبيقات الحبيبات الكمومية