Aggregate (composite)
مجموعی ایک جامع مواد کا جزو ہے جو کمپریسیو تناؤ کا مقابلہ کرتا ہے اور جامع مواد کو بڑی مقدار فراہم کرتا ہے۔ موثر بھرنے کے لیے، مجموعی تیار شدہ آئٹم سے بہت چھوٹا ہونا چاہیے، لیکن اس کے سائز کی وسیع اقسام ہونی چاہئیں۔ مثال کے طور پر، کنکریٹ بنانے کے لیے استعمال ہونے والے پتھر کے ذرات میں عام طور پر ریت اور بجری دونوں شامل ہوتے ہیں۔ فائبر کمپوزائٹس سے موازنہ مجموعی کمپوزائٹس کو بنانا فائبر کمپوزائٹس کے مقابلے میں بہت آسان ہوتا ہے، اور ان کی تیار شدہ خصوصیات میں بہت زیادہ پیش گوئی کی جا سکتی ہے۔ فائبر کی واقفیت اور تسلسل کا زبردست اثر پڑ سکتا ہے، لیکن اس پر قابو پانا اور اس کا اندازہ لگانا مشکل ہو سکتا ہے۔ بناوٹ ایک طرف، مجموعی مواد خود بھی کم مہنگا ہوتا ہے۔ اوپر بیان کردہ سب سے عام مجموعے فطرت میں پائے جاتے ہیں اور اکثر صرف کم سے کم پروسیسنگ کے ساتھ استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ تمام جامع مواد میں مجموعی شامل نہیں ہوتا ہے۔ مجموعی ذرات ہر سمت میں تقریبا ایک جیسے طول و عرض کے ہوتے ہیں (یعنی تقریبا ایک کا پہلو تناسب)، تاکہ مجموعی مرکب ہم آہنگی کی سطح کو ظاہر نہ کریں جو فائبر مرکب اکثر کرتے ہیں۔ کمزور میٹرکس کے ذریعہ ایک ساتھ رکھے گئے مضبوط مجموعے تناؤ میں کمزور ہوں گے، جبکہ ریشے میٹرکس کی خصوصیات کے لیے کم حساس ہو سکتے ہیں، خاص طور پر اگر وہ مناسب طریقے سے مبنی ہوں اور حصے کی پوری لمبائی (یعنی ایک مسلسل تنت) کو چلائیں۔ زیادہ تر مرکب ایسے ذرات سے بھرے ہوتے ہیں جن کے پہلو کا تناسب مبنی تنوں اور کروی مجموعوں کے درمیان کہیں ہوتا ہے۔ ایک اچھا سمجھوتہ کٹا ہوا ریشہ ہے، جہاں تنت یا کپڑے کی کارکردگی کو زیادہ مجموعی جیسی پروسیسنگ تکنیک کے حق میں تجارت کیا جاتا ہے۔ ایلیپسائڈ اور پلیٹ کی شکل کے مجموعے بھی استعمال کیے جاتے ہیں۔ مجموعی خصوصیات زیادہ تر معاملات میں، مثالی تیار شدہ ٹکڑا 100% مجموعی ہوگا۔ کسی دی گئی ایپلی کیشن کا سب سے زیادہ مطلوبہ معیار (چاہے وہ زیادہ طاقت، کم لاگت، زیادہ ڈائی الیکٹرک مستقل، یا کم کثافت ہو) عام طور پر مجموعی طور پر سب سے زیادہ نمایاں ہوتا ہے۔ تمام مجموعی کمی چھوٹے پیمانے پر بہنے کی صلاحیت ہے، اور ذرات کے درمیان منسلک بناتی ہے۔ میٹرکس کو خاص طور پر اس کردار کو انجام دینے کے لیے منتخب کیا گیا ہے، لیکن اس کی صلاحیتوں کا غلط استعمال نہیں کیا جانا چاہیے۔ مجموعی سائز کے تجربات اور ریاضیاتی نمونوں سے پتہ چلتا ہے کہ کسی دیئے گئے حجم کا زیادہ حصہ سخت شعبوں سے بھرا جا سکتا ہے اگر اسے پہلے بڑے شعبوں سے بھرا جائے، پھر (انٹرسٹیس) کے درمیان کی خالی جگہیں چھوٹے شعبوں سے بھری جائیں، اور نئے انٹرسٹیس اب بھی چھوٹے شعبوں سے بھرے ہوں۔ اس وجہ سے، مجموعی کے انتخاب میں ذرہ سائز کی تقسیم کا کنٹرول کافی اہم ہو سکتا ہے ؛ مختلف سائز کے ذرات کے زیادہ سے زیادہ تناسب کا تعین کرنے کے لیے مناسب تخروپن یا تجربات ضروری ہیں۔ ذرہ سائز کی اوپری حد جامع سیٹوں سے پہلے درکار بہاؤ کی مقدار پر منحصر ہوتی ہے (ہموار کنکریٹ میں بجری کافی موٹی ہو سکتی ہے، لیکن ٹائل مارٹر کے لیے باریک ریت کا استعمال کرنا ضروری ہے)، جبکہ نچلی حد میٹرکس مواد کی موٹائی کی وجہ سے ہے جس پر اس کی خصوصیات تبدیل ہوتی ہیں (مٹی کنکریٹ میں شامل نہیں ہے کیونکہ یہ میٹرکس کو "جذب" کرے گی، جس سے دوسرے مجموعی ذرات سے مضبوط بندھن کو روکا جا سکے گا)۔ ذرات کے سائز کی تقسیم بھی سیرامکس اور پاؤڈر دھات کاری کے شعبوں میں بہت زیادہ مطالعہ کا موضوع ہے۔ اس اصول کے کچھ مستثنیات میں شامل ہیں: سخت مرکب سختی طاقت اور پلاسٹکیت کی (اکثر متضاد) ضروریات کے درمیان ایک سمجھوتہ ہے۔ بہت سے معاملات میں، مجموعی میں ان خصوصیات میں سے ایک ہوگی، اور اگر میٹرکس اپنی کمی کو شامل کر سکتا ہے تو اس سے فائدہ ہوگا۔ شاید اس کی سب سے زیادہ قابل رسائی مثالیں نامیاتی میٹرکس اور سیرامک ایگریگیٹ کے ساتھ کمپوزائٹس ہیں، جیسے ڈامر کنکریٹ ("ٹرمک") اور بھرا ہوا پلاسٹک (یعنی نایلان پاؤڈر گلاس کے ساتھ ملا ہوا)، حالانکہ زیادہ تر دھاتی میٹرکس کمپوزائٹس بھی اس اثر سے فائدہ اٹھاتے ہیں۔ اس صورت میں، سخت اور نرم اجزاء کا صحیح توازن ضروری ہے یا مواد یا تو بہت کمزور ہو جائے گا یا بہت زیادہ ٹوٹنے والا ہو جائے گا۔ نینو کمپوزائٹس بہت سے مادے کی خصوصیات چھوٹی لمبائی کے پیمانوں پر یکسر تبدیل ہوتی ہیں (نینو ٹیکنالوجی دیکھیں)۔ ایسی صورت میں جہاں یہ تبدیلی مطلوب ہے، اچھی کارکردگی کو یقینی بنانے کے لیے مجموعی سائز کی ایک مخصوص حد ضروری ہے۔ یہ قدرتی طور پر استعمال شدہ میٹرکس مواد کی مقدار کی ایک کم حد مقرر کرتا ہے۔ جب تک کہ مائیکرو یا نینو کمپوزائٹس میں ذرات کو سمت دینے کے لیے کوئی عملی طریقہ نافذ نہیں کیا جاتا ہے، تب تک ان کا چھوٹا سائز اور (عام طور پر) ذرہ میٹرکس بانڈ سے متعلق اعلی طاقت ان سے بنی کسی بھی میکروسکوپک شے کو بہت سے معاملات میں مجموعی مرکب کے طور پر استعمال کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ اگرچہ کاربن نینو ٹیوبز جیسے نینو پارٹیکلز کی بلک ترکیب اس وقت وسیع پیمانے پر استعمال کے لیے بہت مہنگی ہے، لیکن کچھ کم انتہائی نینو اسٹرکچرڈ مواد کو روایتی طریقوں سے ترکیب کیا جا سکتا ہے، بشمول الیکٹرو اسپننگ اور اسپرے پائرولیسس۔ سپرے پائرولیسس کے ذریعے بنایا گیا ایک اہم مجموعہ گلاس مائکروسفیئرز ہے۔ اکثر مائیکرو بیلون کہا جاتا ہے، وہ ایک کھوکھلی خول پر مشتمل ہوتے ہیں جو کئی دسیوں نینو میٹر موٹے اور تقریبا ایک مائکرو میٹر قطر پر مشتمل ہوتے ہیں۔ انہیں پولیمر میٹرکس میں ڈالنے سے نحو جھاگ حاصل ہوتا ہے، جس کی کم کثافت کے لیے انتہائی زیادہ کمپریسیو طاقت ہوتی ہے۔ بہت سے روایتی نینو کمپوزائٹس مجموعی ترکیب کے مسئلے سے دو میں سے ایک طریقے سے بچ جاتے ہیں: قدرتی مجموعے: نینو کمپوزائٹس کے لیے اب تک سب سے زیادہ استعمال ہونے والے مجموعے قدرتی طور پر پائے جاتے ہیں۔ عام طور پر یہ سیرامک مواد ہوتے ہیں جن کی کرسٹل ساخت انتہائی دشاتمک ہوتی ہے، جس کی وجہ سے اسے آسانی سے فلیکس یا ریشوں میں الگ کیا جا سکتا ہے۔ آٹوموٹو کے استعمال کے لیے جنرل موٹرز کی طرف سے تجویز کردہ نینو ٹیکنالوجی سابقہ زمرے میں ہے: تھرمو پلاسٹک اولیفن (ایک کلاس جس میں پولی تھیلین اور پولی پروپیلین جیسے بہت سے عام پلاسٹک شامل ہیں) میں لامینر ڈھانچے کے ساتھ ایک باریک دانے والی مٹی۔ مؤخر الذکر زمرے میں ریشے دار ایسبیسٹوس کمپوزائٹس (20 ویں صدی کے وسط میں مقبول) شامل ہیں، اکثر میٹرکس مواد جیسے لینولم اور پورٹلینڈ سیمنٹ کے ساتھ۔ ان سیٹو ایگریگیٹ تشکیل: بہت سے مائیکرو کمپوزائٹس سیلف اسمبلی کے عمل کے ذریعے اپنے مجموعی ذرات بناتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ہائی امپیکٹ پولی سٹیرائن میں، پولیمر کے دو غیر متزلزل مراحل (بشمول بریٹل پولی سٹیرائن اور ربڑ والی پولی بیوٹاڈین) ایک ساتھ ملا دیے جاتے ہیں۔ خاص مالیکیولز (گرافٹ کوپولیمرز) میں الگ الگ حصے شامل ہوتے ہیں جو ہر مرحلے میں گھلنشیل ہوتے ہیں، اور اس لیے ڈٹرجنٹ کے انداز میں ان کے درمیان انٹرفیس پر صرف مستحکم ہوتے ہیں۔ چونکہ اس قسم کے مالیکیول کی تعداد انٹرفیسیل ایریا کا تعین کرتی ہے، اور چونکہ دائرے قدرتی طور پر سطح کے تناؤ کو کم کرنے کے لیے بنتے ہیں، اس لیے مصنوعی کیمسٹ پگھلے ہوئے مکس میں پولی بیوٹاڈین بوندوں کے سائز کو کنٹرول کر سکتے ہیں، جو سخت ہو کر سخت میٹرکس میں ربڑ کے مجموعے بناتے ہیں۔ دھات کاری کے میدان میں پھیلاؤ کو مضبوط کرنا اسی طرح کی ایک مثال ہے۔ شیشے کی سیرامکس میں، ایگریگیٹ کو اکثر تھرمل توسیع کا منفی گتانک رکھنے کے لیے منتخب کیا جاتا ہے، اور ایگریگیٹ سے میٹرکس کا تناسب ایڈجسٹ کیا جاتا ہے تاکہ مجموعی توسیع صفر کے بہت قریب ہو۔ مجموعی سائز کو کم کیا جا سکتا ہے تاکہ مواد اورکت روشنی کے لیے شفاف ہو۔ مزید دیکھیں تعمیراتی مجموعی (ارضیات) انٹرفیشیل ٹرانزیشن زون (آئی ٹی زیڈ) سیچوریٹڈ-سرفیس-ڈرائی کنکریٹ کمپوزٹ میٹریلز مواد کی گرینولرٹی