Với những tính chất thú vị của vật liệu composite, nó có rất nhiều ứng dụng. Nó là vật liệu của tương lai, nó đang dần thay thế hầu hết các vật liệu truyền thống: kim loại, gỗ, gốm, v.v. Vậy nó là chất liệu gì? Thành phần của nó là gì? Và ứng dụng như thế nào?
Vật liệu composite là gì?
Vật liệu composite còn được gọi là vật liệu tổng hợp, vật liệu tổng hợp và vật liệu tổng hợp. Là vật liệu được tổng hợp từ 2 hay nhiều vật liệu khác nhau để tạo thành vật liệu mới. Với những đặc tính và công dụng vượt trội hơn rất nhiều so với những nguyên liệu ban đầu.
Vật liệu tổng hợp đã được sử dụng bởi con người trong một thời gian dài. Khi con người biết trộn những viên sỏi nhỏ trong lòng đất để làm gạch. Hoặc trộn bùn với rơm băm nhỏ để làm tường v.v. Tuy nhiên, khoa học về vật liệu composite chỉ được hình thành khi công nghệ chế tạo tên lửa (Mỹ) xuất hiện vào những năm 1950. Kể từ đó, khoa học và công nghệ về vật liệu này đã phát triển trên toàn thế giới với tên gọi “vật liệu composite”.
Cấu trúc và tính chất của vật liệu composite
Kết cấu
Composite về cơ bản là một loại nhựa tổng hợp. Nhưng nó khác với các loại nhựa trên thị trường hiện nay. Bởi vì nó có thể có nhiều tính chất khác với nhiều vật liệu khác. Vật liệu composite thường được tạo thành từ hai thành phần chính: vật liệu nền và vật liệu gia cố.
- Vật liệu lõi hay còn gọi là pha dẻo có chức năng đảm bảo cho các thành phần lõi bên trong composite liên kết với nhau tạo nên một composite nguyên khối, thống nhất. Vật liệu cơ bản bao gồm polymer (polyester, PE, PP, PVC, Epoxy, cao su…), kim loại, gốm sứ (xi măng…).
- Vật liệu gia cường (cốt thép): Thành phần này giúp composite có được các tính chất cơ lý cần thiết. Về cơ bản có hai loại vật liệu gia cố: gia cố dạng sợi (ngắn hoặc dài) và gia cố dạng hạt. Vật liệu gia cố bao gồm sợi (thủy tinh, cellulose, carbon, gốm, v.v.), hạt (hạt kim loại, hạt đất sét, bột gỗ, bột đá, v.v.) hoặc các hình dạng cụ thể khác.
Thuộc tính thành phần
Chất liệu đáy:
- Là chất kết dính và chất phân tán.
- Truyền ứng suất sang giai đoạn gia cường khi có ngoại lực tác dụng.
- Bảo vệ giai đoạn gia cố khỏi thiệt hại do các cuộc tấn công môi trường.
- Độ dẻo dai (khả năng chống lại sự phát triển của vết nứt).
- Ngoài ra nó còn mang lại những tính chất cần thiết khác như: cách điện, dẻo dai, màu sắc…
Vật liệu gia cố (phần gia cố):
- Hoạt động như một điểm căng thẳng tập trung.
- Kháng hóa chất và nhiệt độ môi trường.
- Phân tán tốt trong nền VL.
- Thuận tiện cho quá trình gia công.
- Truyền nhiệt tốt và tản nhiệt.
- Tôn trọng môi trường.
- Cắt giảm chi phí và đưa ra các tính năng tuyệt vời.
Ưu điểm và ứng dụng của vật liệu composite
Ưu điểm (đặc điểm)
- Nhẹ nhưng chắc chắn, chống va đập, uốn cong, kéo, v.v. Hơn hẳn các vật liệu truyền thống khác (thủy tinh, gốm sứ, gỗ..) rất nhiều.
- Độ bền cao: Bền với môi trường, kháng hóa chất cao, ít tốn chi phí bảo dưỡng và chống ăn mòn, không cần sơn bảo quản như các vật liệu kim loại, gỗ…
- Cách điện và cách nhiệt tốt.
- Chống nóng, lạnh, lửa , v.v.
- Không thấm nước, không độc hại.
- Thời gian sử dụng lâu hơn (thời gian sử dụng kéo dài). Chống chịu thời tiết, chống tia cực tím, chống lão hóa nên rất bền.
- Gia công , chế tạo đơn giản , nhanh chóng, đa dạng, dễ tạo hình, dễ thay đổi, dễ sửa chữa.
- Chi phí đầu tư thấp: việc bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng, chi phí thấp.
- Màu sắc đa dạng, đẹp và bền do được trộn trực tiếp vào nguyên liệu.
- Chi phí thấp nhưng tính chất đặc biệt. Thiết kế, hình dạng thuận lợi, đa dạng, công nghệ rất nhiều.
Một số ứng dụng trong đời sống và sản xuất
Vật liệu composite được ứng dụng trong nhiều ngành công nghệ và sản xuất:
- Ống dẫn nước sạch, nước thô, nước suối composite (hay còn gọi là ống nhựa cốt sợi thủy tinh);
- Ống xử lý nước thải , hóa chất composite;
- Đường ống tưới, đường ống dẫn nước suối qua vùng nước mặn, nhiễm phèn;
- Vỏ bọc bồn, container, bàn ghế, trang trí nội thất, tấm composite;
- Hệ thống thoát rác nhà cao tầng;
- Hệ thống sứ cách điện, sứ polyme, sứ cilicon, sứ epoxy các loại sứ xích, sứ đỡ, sứ nối, sứ trong các bộ thiết bị điện, chống sét, cầu chì;
- Lốp ô tô, xe máy, xe đạp;
- vỏ tàu composite,…
- Thùng rác công cộng.
- Mô hình đồ chơi trẻ em.
- Vỏ động cơ tên lửa.
- Vỏ tên lửa, máy bay, tàu vũ trụ.
- Bình cao áp.
- Đường ống dẫn dầu composite 3 lớp chất lượng cao (sử dụng công nghệ cán ướt của Nga và tiêu chuẩn sản xuất cho đường ống dẫn xăng dầu).
Có thể bạn chưa biết?
Vật liệu composite hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các cột lọc composite của hệ thống lọc nước tổng. Nhờ đó, dây chuyền lọc nước sẽ có độ bền cao. Đảm bảo tính bảo mật tuyệt đối cho người dùng.
Công nghệ sản xuất ngày nay đang phát triển ngày càng nhanh hơn. Đồng thời, yêu cầu về chất liệu cũng ngày càng được thắt chặt. Với yêu cầu ngày càng cao về độ khó cũng như sự tinh vi của thời đại công nghệ hiện nay. Composite chắc chắn là chất liệu tạo nên những sản phẩm ưng ý nhất.
