Composite Là Gì? Ưu Nhược Điểm Và Ứng Dụng Của Vật Liệu ...

Được xem là vật liệu của tương lai với nhiều ứng dụng quan trọng trong cuộc sống từ bồn FRP, hầm biogas, bồn chứa axit đậm đặc, thiết kế nội thất đến ngành hàng không vũ trụ,… vật liệu Composite đang dần thay thế những loại vật liệu truyền thống như kim loại, gỗ, gốm, sứ,… Vậy vật liệu Composite là gì? Nó có thành phần cấu tạo ra sao? Hãy cùng Wisevietnam tìm hiểu qua những thông tin trong bài viết dưới đây!

1. 1. Vật liệu Composite là gì?
2. 2. Composite được khám phá ra từ khi nào?
3. 3. Cấu tạo của vật liệu Composite
4. 4. Các loại vật l
   1. Vật liệu composite nền hữu cơ
   2. Vật liệu tổng hợp nền khoáng chất
   3. Vật liệu tổng hợp nền kim loại
   4. Vật liệu tổng hợp cốt sợi
   5. Vật liệu tổng hợp cốt hạt
5. 5. Ưu nhược điểm của vật liệu Composite là gì?
   1. Ưu điểm
   2. Nhược điểm
6. 6. Ứng dụng của vật liệu Composite

1. Vật liệu Composite là gì?

Vật liệu Composite hay còn được gọi là vật liệu tổng hợp, vật liệu Compozit, là một loại nguyên vật liệu được tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau nhằm mục đích tạo nên một loại vật liệu mới mang tính chất và những công dụng vượt trội, ưu việt, bền bỉ hơn so với những vật liệu ban đầu.

Composite bao gồm vật liệu nền và cốt. Vật liệu nền của Composite có thể là Polyme, các kim loại và hợp kim, carbon hoặc gốm. Vật liệu cốt của cốt của Composite có thể là các hạt ngắn, bột, hoặc các sợi cốt như sợi thuỷ tinh, sợi polyme, sợi kim loại, sợi gốm và sợi carbon,…Vật liệu cốt đảm bảo cho Composite có các mođun đàn hồi và độ bền cơ học cao.

2. Composite được khám phá ra từ khi nào?

• Từ xa xưa, các vật liệu tổng hợp đơn giản đã được tạo ra. Vào khoảng 5000 năm trước công nguyên, con người đã biết dùng các viên đá nhỏ trộn với đất trước khi làm gạch, để tránh bị cong vênh trong khi phơi nắng. Điển hình về Composite 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.
• Tuy composite là vật liệu đã có từ lâu nhưng ngành khoa học về loại vật liệu này chỉ mới được hình thành khi xuất hiện trong công nghệ chế tạo tên lửa ở Mỹ vào những năm 1950.
• Loại vật liệu mang tên Composite được thiên nhiên tạo ra trước cả khi được con người phát hiện, có thể kể đến như thân cây gỗ, có cấu trúc composite & những sợi xenlulo dài được kết nối với nhau dưới tác động của licnin, nhờ sự kết nối này mà thân cây trở nên bền dẻo, trở thành công cụ, nguyên liệu để con người xây nhà, làm đồ nội thất với thời gian sử dụng lâu dài.

3. Cấu tạo của vật liệu Composite

Composite bản chất có thể xem là một loại nhựa tổng hợp. Nhưng nó khác hẳn với các loại nhựa khác trên thị trường hiện nay.  Bởi nó có nhiều đặc tính khác nhau của các vật liệu khác. Vật liệu Composite gồm hai thành phần chính: Vật liệu nền và vật liệu gia cường.

• Vật liệu nền hay còn gọi là pha nhựa có chức năng đảm bảo các thành phần cốt bên trong của Composite được liên kết với nhau nhằm tạo ra tính nguyên khối và thống nhất. Vật liệu nền bao gồm polymer (polyester, PP, PVC, PE, Epoxy, cao su…), kim loại, ceramic (xi măng…).
• Vật liệu gia cường (phần cốt): Thành phần này giúp Composite có các đặc điểm cơ lý tính cần thiết. Về cơ bản có hai kiểu vật liệu cốt là dạng cốt sợi và dạng cốt hạt. Vật liệu gia cường gồm các loại sợi (thủy tinh, cacbon, acramic, cellulose,…), hạt (hạt kim loại, hạt đất sét, bột đá, bột gỗ,…), hoặc các hình dạng đặc biệt khác nhau.

4. Các loại vật l

Vật liệu composite nền hữu cơ

Đây là loại vật liệu nền trắng bằng nhựa, nhựa đường hay nền cao su ( vải bạt, tấm sợi, tấm hạt, lốp ô tô, xe máy….). Sau khi đã lựa chọn được nền sẽ tiến hành lựa chọn các dạng vật liệu thích hợp tiếp theo, có thể là sợi hữu cơ, sợi khoáng hay sợi kim loại. Để sau ra chế tạo thì Composite sẽ ra nhiều sản phẩm khác nhau và tính chịu nhiệt của chúng cũng cao lên tới 200 – 300 độ C.

Vật liệu tổng hợp nền khoáng chất

Có thể thấy những sản phẩm vật liệu được tổng hợp từ nền khoáng chất đó là bê tông, nền gốm, carbon… tất cả những sản phẩm này được kết hợp với cốt dạng sợi kim loại, hạt kim loại hay hạt gốm.

Vật liệu tổng hợp nền kim loại

Vật liệu tổng hợp nền kim loại có thể là hợp kim titan, hợp kim nhôm cùng các sợi kim loại và sợi khoáng. Sản phẩm được tổng hợp từ nền kim loại có khả năng chịu được nhiệt độ cao lên tới 600 – 1000 độ C.

Vật liệu tổng hợp cốt sợi

Đây là vật liệu quan trọng trong việc chế tạo ra Composite, cốt sợi có chiều dài lớn vì vậy được phân bố một cách gián đoạn trong chế tạo vật liệu Composite.

Vật liệu tổng hợp cốt hạt

Những vật liệu Composite được sử dụng tổng hợp cốt hạt thường thấy là bê tông bởi tính chất bền vững.

5. Ưu nhược điểm của vật liệu Composite là gì?

Ưu điểm

• Màu sắc đa dạng, bền đẹp
• Không thấm nước & không gây độc hại
• Chi phí đầu tư thấp; bảo trì, bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng
• Khả năng chống tia tử ngoại, chống lão hóa, chịu nhiệt, chịu lạnh, chống cháy tốt,…
• Tuổi thọ sử dụng cao hơn (so với kim loại hoặc gỗ thời gian sử dụng dài hơn khoảng 2-3 lần)
• Gia công chế tạo đơn giản, không mất nhiều thời gian, sản phẩm đa dạng, dễ tạo hình và thay đổi
• Cách điện, cách nhiệt tốt. Đối với loại Composite cốt sợi thủy tinh còn có thể hấp thụ sóng điện tử tốt.
• Nhẹ nhưng có độ bền cơ học cao, độ cứng vững, chịu được va đập, dễ dàng uốn kéo,… Tốt hơn so với nhiều vật liệu truyền thống như gốm, gỗ, thủy tinh,…
• Độ bền cao: có khả năng chịu môi trường, kháng hóa chất, không gây tốn kém trong khâu bảo quản cũng như chống ăn mòn, không cần sơn bảo quản như các vật liệu gỗ, kim loại,

Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm của vật liệu Composite thì chúng vẫn còn tồn tại một số nhược điểm cụ thể như:

• Phương pháp gia công mất tương đối nhiều thời gian.
• Mẫu vật gặp khó khăn trong phân tích cơ, lý, hóa tính.
• Trình độ của công nhân ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm
• Mặc dù giá thành phẩm thấp nhưng nguyên liệu nhập thô lại có giá tương đối cao.
• Là vật liệu khó tái chế và tái sử dụng nếu xuất hiện tình trạng hư hỏng nặng hoặc là phế phẩm.

6. Ứng dụng của vật liệu Composite

Với sự phát triển của công nghệ hiện đại, ngày nay, vật liệu Composite đã nhanh chóng được đưa vào sử dụng ở nhiều lĩnh vực khác nhau, ví dụ như:

• Sử dụng trong chế tạo vỏ động cơ tên lửa, máy bay, tàu thuyền, tàu vũ trụ.
• Composite dùng trong các loại ống dẫn nước sạch, nước thô, nước nguồn.
• Chế tạo bình chứa trong hệ thống xử lý nước sinh hoạt.
• Làm ống dẫn nước thải, ống dẫn nước cho các vùng bị ngập mặn, nước bị nhiễm phèn, ống thủy nông,…
• Làm vỏ bọc các loại bồn chứa nước, bề hay thùng chứa hàng, tấm panel composite,…
• Tạo ra các loại sứ cách điện, sứ polymer, sứ silicon, sứ cầu giao, sứ cầu chì, chống sét.
• Dùng trong ứng dụng làm phù điêu, điêu khắc, nội thất.

5 / 5 ( 2 bình chọn )