Trong l?nh v?c v?t li?u hi?n ??i, composite ???c xem là m?t trong nh?ng lo?i v?t li?u tiên ti?n và có tính ?ng d?ng r?ng r?i nh?t hi?n nay. V?i kh? n?ng k?t h?p ?u ?i?m c?a nhi?u v?t li?u khác nhau, composite kh?ng ch? mang l?i ?? b?n c? h?c v??t tr?i mà còn có tính linh ho?t cao, phù h?p trong nhi?u ngành c?ng nghi?p t? xay d?ng, giao th?ng v?n t?i, hàng kh?ng, n?ng l??ng cho ??n y t? và ??i s?ng h?ng ngày.

Bài vi?t này s? giúp b?n hi?u r? h?n v?t li?u composite là gì, thành ph?n c?u t?o c?ng nh? nh?ng tính ch?t n?i b?t ?? khi?n composite tr? thành “l?a ch?n vàng” trong các gi?i pháp k? thu?t và s?n xu?t hi?n ??i.

V?t li?u composite là gì?

V?t li?u composite là m?t lo?i v?t li?u t? h?p ???c hình thành t? hai hay nhi?u thành ph?n khác nhau v? tính ch?t v?t ly và hóa h?c. Khi k?t h?p, các thành ph?n này t?o nên m?t v?t li?u m?i có tính n?ng v??t tr?i mà t?ng v?t li?u riêng l? kh?ng th? ??t ???c.

?u ?i?m l?n nh?t c?a composite là có th? t?n d?ng th? m?nh c?a t?ng thành ph?n ?? kh?c ph?c nh??c ?i?m v?n có. Chính vì v?y, composite s? h?u nhi?u ??c tính n?i b?t nh? ?? b?n cao, tr?ng l??ng nh?, ch?ng ?n mòn, ch?u th?i ti?t, ch?ng n??c và h?n ch? cong vênh.

Ví d?:

• S?i th?y tinh có ?? b?n c? h?c cao k?t h?p v?i nh?a Polyester có tính kháng hóa h?c, s? t?o ra v?t li?u composite b?n ch?c, kháng hóa t?t.
• G? k?t h?p v?i nh?a PVC s? t?o ra composite g? – nh?a, v?a mang v? ??p t? nhiên c?a g?, v?a có kh? n?ng ch?ng th?m n??c, ch?ng m?i m?t và h?n ch? cong vênh.

Nh? nh?ng ??c tính ?u vi?t, v?t li?u composite ngày nay ?? tr? thành l?a ch?n quan tr?ng trong nhi?u l?nh v?c, t? xay d?ng, giao th?ng, c?ng nghi?p, y t? cho ??n ?? gia d?ng.

Tham kh?o thêm: Nh?a composite là gì? Tìm hi?u v? ?ng d?ng c?a v?t li?u composite

Thành ph?n và c?u t?o chi ti?t c?a v?t li?u composite

Composite là m?t lo?i v?t li?u ??c bi?t, khác h?n so v?i nh?a th?ng th??ng trên th? tr??ng b?i nó ???c t?o thành t? nhi?u thành ph?n khác nhau, k?t h?p ?? t?o ra nh?ng ??c tính c? – ly – hóa v??t tr?i. C?u t?o c?a composite th??ng g?m hai thành ph?n chính: v?t li?u n?n (matrix) và v?t li?u gia c??ng (reinforcement).

1. V?t li?u n?n (Matrix)

V?t li?u n?n ?óng vai trò liên k?t các thành ph?n c?t, t?o s? nguyên kh?i và th?ng nh?t cho v?t li?u composite. Ngoài ra, n?n còn có nhi?m v? truy?n t?i ?ng su?t, b?o v? ph?n c?t tr??c tác ??ng c?a m?i tr??ng và phan tán l?c tác ??ng lên toàn b? v?t li?u.

Các lo?i v?t li?u n?n ph? bi?n:

• Polymer: Polyester, PE, PP, PVC, Epoxy, cao su… (ph? bi?n nh?t).
• Kim lo?i: Nh?m, magie…
• Ceramic: Xi m?ng, g?m ch?u nhi?t…

2. V?t li?u gia c??ng (Reinforcement)

?ay là thành ph?n quan tr?ng quy?t ??nh tính ch?t c? h?c c?a composite, giúp t?ng ?? b?n, ?? c?ng, kh? n?ng ch?u t?i và ch?ng bi?n d?ng. V?t li?u gia c??ng có th? ? nhi?u d?ng:

• C?t s?i: S?i th?y tinh, s?i carbon, s?i aramid, s?i cellulose… (ng?n ho?c dài).
• C?t h?t: H?t kim lo?i, h?t ??t sét, b?t g?, b?t ?á…
• Hình d?ng ??c bi?t: V?y, t?m, ho?c c?u trúc 3D ph?c t?p.

S? k?t h?p gi?a n?n và c?t chính là y?u t? làm nên nh?ng ??c tính v??t tr?i c?a composite, ch?ng h?n nh?: tr?ng l??ng nh? nh?ng b?n ch?c, ch?u nhi?t t?t, ch?ng ?n mòn, và linh ho?t trong thi?t k?.

Tính ch?t c?a v?t li?u composite

Khi ???c s?n xu?t và s? d?ng ?úng tiêu chu?n, composite th? hi?n nhi?u ?u ?i?m n?i b?t:

• Nh? nh?ng c?ng v?ng: Ch?u ???c va ??p, u?n và kéo t?t.
• Ch?u hóa ch?t, ch?ng ?n mòn, kh?ng g? sét: ??c bi?t thích h?p v?i m?i tr??ng bi?n và khí h?u ven bi?n.
• Ch?u th?i ti?t kh?c nghi?t: Kh? n?ng ch?ng tia t? ngo?i, ch?ng l?o hóa, duy trì ?? b?n lau dài.
• Kh? n?ng ch?u nhi?t, ch?u l?nh và ch?ng cháy.
• Cách ?i?n, cách nhi?t hi?u qu?.
• Ch?u ma sát, c??ng ?? l?c và nhi?t ?? cao (r? nét ? composite s?i carbon).
• Kh? n?ng h?p th? sóng ?i?n t? t?t (nh? composite s?i th?y tinh).
• Kh?ng th?m n??c, an toàn, kh?ng ??c h?i.
• B?o trì, b?o d??ng và s?a ch?a d? dàng, chi phí th?p.
• Màu s?c ?a d?ng, b?n ??p, ???c pha tr?c ti?p vào nguyên li?u.
• D? thi?t k? và gia c?ng: Có th? t?o hình ?a d?ng v?i nhi?u c?ng ngh? s?n xu?t khác nhau.

?u và nh??c ?i?m c?a v?t li?u composite

?u ?i?m c?a v?t li?u composite

V?t li?u composite ngày càng ???c ?a chu?ng nh? s? h?u nhi?u l?i th? v??t tr?i so v?i kim lo?i, g? hay th?y tinh truy?n th?ng:

• Kh?i l??ng nh? nh?ng b?n ch?c: Composite có ?? b?n c? h?c cao, kh? n?ng ch?u u?n, kéo và va ??p t?t, trong khi tr?ng l??ng nh? h?n nhi?u so v?i kim lo?i.
• Ch?ng ?n mòn, kháng hóa ch?t: Kh?ng b? g? sét, ch?u ???c axit, ki?m và mu?i bi?n, kh?ng c?n s?n ph? b?o v?.
• Ch?u th?i ti?t kh?c nghi?t: Kh? n?ng ch?ng tia UV, ch?ng l?o hóa, ít b? ?nh h??ng b?i m?i tr??ng ngoài tr?i.
• Cách ?i?n và cách nhi?t t?t: ???c ?ng d?ng nhi?u trong ngành ?i?n, ?i?n t?, n?ng l??ng.
• D? t?o hình, t?o màu: Có th? gia c?ng thành nhi?u ki?u dáng, màu s?c ?a d?ng, ?áp ?ng yêu c?u th?m m?.
• Chi phí b?o d??ng th?p: Tu?i th? dài h?n kim lo?i hay g? t? 2 – 3 l?n, ít t?n kém chi phí b?o trì.

Nh??c ?i?m c?a v?t li?u composite

Bên c?nh nh?ng ?u ?i?m v??t tr?i, composite v?n t?n t?i m?t s? h?n ch? c?n can nh?c khi s? d?ng:

• Khó tái ch?, tái s? d?ng: Khi ?? h? h?ng ho?c tr? thành ph? ph?m, composite khó phan h?y và khó tái ch?.
• Nguyên li?u th? có giá thành cao: Nh?a n?n, s?i carbon ho?c s?i th?y tinh ch?t l??ng cao có chi phí l?n.
• Gia c?ng ph?c t?p và t?n th?i gian: Quá trình s?n xu?t yêu c?u c?ng ngh? và quy trình ch?t ch?.
• Ch?t l??ng ph? thu?c vào tay ngh?: N?u c?ng nhan ho?c k? thu?t s?n xu?t kh?ng ??m b?o, v?t li?u d? b? l?i, kh?ng ??t chu?n.

Tham kh?o thêm: Nh?a Composite có tái ch? ???c kh?ng?

?ng d?ng c?a v?t li?u composite

Nh? s? h?u nhi?u ?u ?i?m v??t tr?i, composite ???c ?ng d?ng r?ng r?i trong h?u h?t các l?nh v?c:

• Xay d?ng – ki?n trúc: t?m ?p, mái che, b?n ch?a, c?u v??t, sàn nh?a g? – composite.
• Giao th?ng – v?n t?i: than ? t?, tàu thuy?n, cánh máy bay, xu?ng composite.
• N?ng l??ng: cánh qu?t turbine gió, thi?t b? n?ng l??ng m?t tr?i.
• ?i?n – ?i?n t?: v? thi?t b?, linh ki?n cách ?i?n, t?m cách nhi?t.
• C?ng nghi?p hóa ch?t: b?n ch?a, ???ng ?ng, thi?t b? kháng hóa ch?t.
• Y t? – th? thao – ??i s?ng: chi gi?, d?ng c? y t?, ván tr??t, g?y golf, bàn gh?, thùng rác composite.

Nh?ng th?ng tin trên ?? giúp b?n hi?u r? h?n v? v?t li?u composite: khái ni?m, thành ph?n, c?u t?o, tính ch?t và ?ng d?ng. Nh? các ?u ?i?m nh? nh?, b?n, ch?ng ?n mòn, cách ?i?n – cách nhi?t và linh ho?t trong thi?t k?, composite ngày càng tr? thành l?a ch?n quan tr?ng trong c?ng nghi?p, xay d?ng và ??i s?ng h?ng ngày.