Vật liệu Composite là gì? Đặc điểm cấu tạo của Composite

Được xem là vật liệu của tương lai với nhiều ứng dụng quan trọng trong cuộc sống từ thiết kế nội thất đến ngành hàng không vũ trụ, quốc phòng,… vật liệu composite đang dần thay thế hầu hết những loại vật liệu truyền thống như kim loại, gốm, sứ, gỗ,… Vậy vật liệu composite là gì? Nó có thành phần cấu tạo ra sao? Tính chất, phân loại và ứng dụng của vật liệu này như thế nào? Hãy cùng tìm câu trả lời thông qua bài viết dưới đây.

Vật liệu composite là gì ?

Vật liệu composite hay còn có các tên gọi khác như vật liệu tổ hợp, vật liệu compozit hoặc composite. Đây là vật liệu được tổng hợp từ hai hay nhiều loại vật liệu khác với sản phẩm tạo ra có tính chất vượt trội hơn hẳn so với các vật liệu ban đầu.

Vật liệu composite là gì ?

Lịch sử tò mò composite

• Từ rất lâu rồi, những vật liệu tổng hợp đơn thuần đã được tạo ra. Vào khoảng chừng 5000 năm trước công nguyên, con người đã biết dùng những viên đá nhỏ trộn với đất trước khi làm gạch, giúp tránh bị cong vênh do phơi nắng. Điển hình về compozit là hợp chất được người Ai Cập dùng để ướp xác .

• Người Hy Lạp cổ đã biết sử dụng mật ong trộn với đất, đá, cát sỏi để làm vật liệu xây dựng. Ở Việt Nam, cũng có cách làm nhà bằng việc trộn bùn với rơm băm nhỏ để trát vách nhà.

  Bạn đang đọc: Vật liệu Composite là gì? Đặc điểm cấu tạo của Composite

• Tuy composite là vật liệu đã có từ lâu nhưng ngành khoa học về loại vật liệu này chỉ mới được hình thành khi Open trong công nghệ tiên tiến sản xuất tên lửa ở Mỹ vào những năm 1950 .
• Ngày nay, ngành khoa học công nghệ tiên tiến về vật liệu composite đã tăng trưởng trên toàn quốc tế .

Thành phần và cấu trúc của vật liệu composite

Nhìn chung mỗi vật liệu composite đều gồm có một hay nhiều pha gián đoạn ( còn được gọi là cốt hay vật liệu tăng cường ) được phẩn bố trong một pha liên tục duy nhất ( hay vật liệu nền ) .

☢️☢️☢️ Vật liệu Polymer là gì? Những ứng dụng của Polime trong đời sống

Tính chất của composite

1. Vật liệu nền

• Là chất kết dính và giúp tạo môi trường tự nhiên phân tán
• Truyền ứng suất sang pha gián đoạn ( pha gia cường ) khi có ngoại lực ảnh hưởng tác động
• Bảo vệ phần cốt không bị hư hỏng dưới tiến công của môi trường tự nhiên
• Bền dẻo dai ( có năng lực chống lại sự tăng trưởng của vết nứt )
• Góp phần tạo ra những đặc thù thiết yếu khác như cách điện, sắc tố, độ dẻo dai, …

2. Vật liệu gia cường hay phần cốt

• Về cơ bản có hai dạng vật liệu cốt là dạng cốt sợi và dạng cốt hạt
• Có vai trò là điểm chịu ứng suất tập trung chuyên sâu
• Có tính kháng hóa chất thiên nhiên và môi trường cùng nhiệt độ
• Phân tán tốt vào vật liệu nền
• Tạo sự thuận tiện cho quy trình gia công
• Có năng lực truyền nhiệt và giải nhiệt tốt
• Thân thiện với thiên nhiên và môi trường
• Giá thành thấp mà đặc thù tiêu biểu vượt trội

Những ưu và điểm yếu kém của vật liệu composite

1. Ưu điểm

• Nhẹ nhưng độ bền cơ học cao, độ cứng vững, chịu va đập, thuận tiện uốn kéo, … Tốt hơn so với nhiều vật liệu truyền thống cuội nguồn như thủy tinh, gốm, gỗ, …
• Độ bền cao : có năng lực chịu thiên nhiên và môi trường, kháng hóa chất cao, không gây tốn kém trong dữ gìn và bảo vệ cũng như chống ăn mòn, không cần sơn dữ gìn và bảo vệ như những vật liệu gỗ, sắt kẽm kim loại, …
• Cách điện, cách nhiệt tốt. Đối với loại composite cốt sợi thủy tinh còn hoàn toàn có thể hấp thụ sóng điện tử tốt .
• Khả năng chịu thời tiết cao, chống tia tử ngoại, chống lão hóa, chịu nhiệt, chịu lạnh, chống cháy, ..
• Không thấm nước và không gây ô nhiễm
• Tuổi thọ sử dụng cao hơn ( so với sắt kẽm kim loại, gỗ thời hạn sử dụng dài hơn khoảng chừng 2-3 lần )
• Gia công sản xuất đơn thuần, không tốn quá nhiều thời hạn, mẫu sản phẩm phong phú, dễ tạo hình, dễ biến hóa và thay thế sửa chữa
• Ngân sách chi tiêu góp vốn đầu tư thấp : từ bảo dưỡng đến bảo trì và thay thế sửa chữa rất thuận tiện
• Màu sắc phong phú, bền đẹp

Vật liệu composite có năng lực chống thấm nước, chịu được nắng mưa

2. Nhược điểm

• Khó tái chế hay tái sử dụng khi hư hỏng hoặc là phế phẩn trong quy trình sản xuất
• Giá thành của nguyên vật liệu thô tương đối cao và giải pháp gia công cũng tốn thời hạn
• Phức tạp trong việc nghiên cứu và phân tích những đặc thù cơ, lý, hóa của vật mẫu
• Chất lượng của vật liệu phụ thuộc vào vào trình độ của công nhân

♻️♻️♻️ Đất hiếm là gì? Nơi nào ở Việt Nam có đất hiếm?

Phân loại vật liệu composite

• Dựa theo bản chất của thành phần (vật liệu nền và cốt)

– Tổng hợp nền hữu cơ : composite nền nhựa, nền giấy, nền nhựa đường, … Nó có năng lực phối hợp với hầu hết những dạng cốt như sợi hữu cơ, sợi khoáng, sợi sắt kẽm kim loại, … Đối với loại nền này thì nhiệt độ tối đa hoàn toàn có thể chịu được là khoảng chừng 200 ÷ 300 oC
– Tổng hợp nền khoảng chừng chất : nền gốm, bê tông, bê tông cốt thép, cacbon – cacbon. Loại nền này thường hoàn toàn có thể tích hợp với cốt dạng sợi sắt kẽm kim loại, hạt sắt kẽm kim loại và hạt gốm. Khả năng chịu nhiệt tối đa khoảng chừng từ 600 ÷ 1000 oC, trong đó nền gốm đến 1000 oC
– Tổng hợp nền sắt kẽm kim loại : nền kim loại tổng hợp titan hay kim loại tổng hợp nhôm, … thường phối hợp với vật liệu cốt dạng sợi sắt kẽm kim loại và sợi khoáng. Có năng lực chịu nhiệt tối đa khoảng chừng 600 ÷ 1000 oC .

• Dựa theo hình dạng cốt liệu

– Vật liệu tổng hợp cốt sợi
– Vật liệu tổng hợp cốt hạt

– Vật liệu tổng hợp cốt hạt và sợi

Các công nghệ tiên tiến chế tạo vật liệu composite

Ứng dụng của vật liệu composite

1. Trong phong cách thiết kế nội thất bên trong

– Làm loại sản phẩm ngoài trời

• Với năng lực chống ẩm mốc, chịu được nắng mưa và chống thấm nước, vật liệu composite được sử dụng làm những đồ vật trang trí ngoài trời tiêu biểu vượt trội như bàn, ghế, vật liệu cho hồ bơi .

Ứng dụng của vật liệu composite trong kiến thiết xây dựng hồ bơi
– Làm loại sản phẩm trang trí

• Đồ vật trang trí được làm từ vật liệu composite như tượng, bình hoa, … đang được ưu chuộng bởi ưu điểm về sắc tố, hình dạng, năng lực chống ẩm mốc, mang lại khoảng trống nội thất bên trong văn minh .

– Làm giả những vật liệu khác

• Composite hoàn toàn có thể làm giả những vật liệu đá, gỗ tự nhiên hay sắt kẽm kim loại, .. không chỉ có được vẻ đẹp bên ngoài của loại sản phẩm mà còn có những đặc tính điển hình nổi bật mà vật liệu bị làm giả không có .

Vật liệu composite hoàn toàn có thể làm giả vật liệu gỗ

2. Trong những nghành nghề dịch vụ khác

– Hàng không, thiên hà : ứng dụng trong làm vỏ động cơ tên lửa, vỏ tên lửa, máy bay, …

• Việc sử dụng vật liệu composite trong những bộ phận của máy bay giúp giảm đi đáng kế khối lượng máy bay, tiết kiệm ngân sách và chi phí được nguyên vật liệu, giảm ngân sách lắp ráp đồng thời giảm thiểu ô nhiểm thiên nhiên và môi trường và tăng hiệu suất cao kinh tế tài chính .
• Vật liệu composite cốt sợi thủy tinh do có tính trong suốt với sóng rada đã được ứng dụng trong máy bay quân sự chiến lược và công nghệ tiên tiến thiên hà

– Trong giao thông vận tải vận tải đường bộ : lốp những phương tiện đi lại như xe hơi, xe máy, xe đạp điện, …

• Sử dụng sửa chữa thay thế 1 số ít chi tiết cụ thể của xe hay thay thế sửa chữa những vật liệu bằng gỗ, ván, sắt giúp phương tiện đi lại nhẹ hơn và có những đặc tính tiêu biểu vượt trội khác

– Trong công nghiệp hóa chất

• axitĐược sử dụng làm bồn chứa những loại dung dịch như kiềm ,
• Dùng làm ống dẫn hóa chất composite

– Trong gia dụng

• Ứng dụng làm những loại sản phẩm như chén, tô, bình, đũa, …
• Các loại ống dẫn nước, ống thủy nông, ống dẫn nước thải, …
• Hệ thống thoát rác của tòa nhà cao tầng liền kề

– Trong hàng hải

• Sử dụng vật liệu composite để sản xuất những tàu, thuyền, ghe, …

– Trong quốc phòng

• Ứng dụng trong sản xuất những phương tiện đi lại chiến đấu như máy bay, con thuyền, tàu, .. hay những thiết bị ship hàng cho quân đội : bia tập bắn, khay trồng rau, bồn chứa nước, ..

Trên đây là những thông tin VietChem muốn chia sẻ đến bạn đọc về vật liệu composite, mong rằng có thể giúp bạn hiểu rõ hơn loại vật liệu của tương lai này. Truy cập hoachat.com.vn để theo dõi nhiều bài viết hữu ích khác.

Source: https://suanha.org
Category: Vật Liệu