Vật liệu Composite là gì?

Vật liệu Composite là có xuất xứ từ lâu đời trên thế giới. Tuy nhiên phải đến những năm gần đây chúng mới được quan tâm và ứng dụng nhiều hơn trong đời sống. Vậy Composite là gì? Chúng có những đặc điểm và ứng dụng như thế nào? Các câu hỏi trên sẽ được Vattuaz.vn giải đáp qua bài viết dưới đây.

1. Khái niệm về vật liệu Composite

Khái niệm về vật liệu Composite
Khái niệm về vật liệu Composite

Vật liệu Composite hay có tên gọi khác là vật liệu tổ hợp là loại vật liệu được sản xuất từ ​​hai hoặc nhiều vật liệu khác nhau cấu thành. Những vật liệu này có tính chất vật lý và hóa học khác nhau.Chúng được kết hợp với nhau với mục đích tạo ra một loại vật liệu chuyên dụng với những tính năng tối ưu hơn các vật liệu truyền thống như: bền hơn, nhẹ hơn, cứng cáp hơn, ….

Tuỳ vào từng mục đích sử dụng trong thực tế mà người ra sẽ kết hợp ra những vật liệu Composite khác nhau.

2. Lịch sử ra đời của loại vật liệu này

Người Ai Cập xây dựng bằng vật liệu Composite
Người Ai Cập xây dựng bằng vật liệu Composite

Từ hàng nghìn năm trước con người đã sử dụng những vật liệu tổng hợp để phục vụ cho đời sống của mình. Ở xã hội cổ đại, người ta dán các dải gỗ chồng lên nhau ở các góc độ khác nhau để tạo ra ván ép.

Vào khoảng năm 2181 trước Công nguyên, người Ai Cập bắt đầu làm mặt nạ tử thần từ vải lanh hoặc giấy cói ngâm trong thạch cao.

Vào năm 1200 sau Công Nguyên, người Mông Cổ chế tạo ra cung bằng cách kết hợp nhựa thông cùng với gỗ, xương, sừng và lụa,…

Tuy nhiên, đến tận những năm 1900 – 1930 mới là thời kỳ tiến bộ vượt bậc của loại vật liệu này.

Chất dẻo gia cố bằng sợi nhân tạo đầu tiên (FRP) là sự kết hợp của sợi thủy tinh và bakelite. Chúng được tạo ra vào năm 1935 bởi Al Simison và Arthur D Little của Công ty Owens Corning.

Sau đó, Những sản phẩm bằng vật liệu tổ hợp liên tục được cho ra đời. Cho đến những năm cuối thế kỉ 20, loại vật liệu này được sử dụng ngày càng trở nên phổ biến và thông dụng hơn trong các lĩnh vực của đời sống.

3. Cấu tạo của vật liệu Composite

Cấu tạo của vật liệu Composite
Cấu tạo của vật liệu Composite

Vật liệu Composite bao gồm 2 thành phần là vật liệu nền và vật liệu cốt.

Vật liệu nền giúp liên kết các các thành phần bên trong của Composite, chúng có tác dụng như một chất kết dính và gia cố chất liệu tăng độ bền hoá, khả năng chịu đựng khỏi những tác động từ môi trường. Một số chất liệu làm nền tiêu biểu như: các bon, polyme, gốm, kim loại cùng ceramic, …

Vật liệu cốt là thành phần quan trọng giúp Composite có các đặc điểm cơ lý tính cần thiết. Vật liệu cốt thì rất đa dạng, chúng ta có thể chia thành 2 loại như các cốt dạng hạt ngắn, bột hoặc các sợi cốt.

4. Đặc điểm của vật liệu Composite

Đặc điểm của vật liệu Composite 
Đặc điểm của vật liệu Composite

4.1 Ưu điểm của Composite

Tại sao nên sử dụng Composite? Chất liệu composite có tốt không?

Là sự kết hợp của các thành phần vật liệu khác nhau để tối ưu sản phẩm nên cùng với đó Composite mang trong mình những ưu điểm nổi trội như:

  • Giá vật liệu composite rẻ so với các loại vật liệu truyền thống khác có cùng công dụng. Chi phí đầu tư sản xuất và bảo dưỡng cũng không hề tốn kém
  • Thiết kế linh hoạt do việc gia công và chế tạo loại vật liệu này rất dễ dàng, dễ tạo hình, thay đổi
  • Một ưu điểm nữa không thể không nói đến là vật liệu này không bị ăn mòn, chúng cũng có khả năng kháng hóa chất rất cao
  • Chúng sở hữu khối lượng riêng nhỏ, nhưng độ bền cơ học tương đối cao. Chúng chịu được va đập mạnh nhưng cũng dễ dàng uốn kéo
  • Chúng cách điện và cách nhiệt tốt có thể tồn tại trong các môi trường khắc nghiệt mà vẫn đảm bảo về chất lượng
  • Tuổi thọ sử dụng chúng tương đối cao (gấp vài lần so với các vật liệu truyền thống)

Bằng đó lý do đã đủ để trả lời cho câu hỏi Chất liệu Composite có tốt hay không của bạn?

Tuy nhiên Composite cũng không hẳn là một vật liệu hoàn hảo, chúng cũng có những nhược điểm nhất định. Chúng ta cùng đến với phần 4.2. Những nhược điểm của Composite.

4.2 Nhược điểm của Composite

Một số nhược điểm của Composite có thể kể đến như sau:

  • Khó tái chế để sử dụng lại một khi đã bị hư hỏng
  • Chế tạo ra các vật liệu Composite cũng không hề dễ dàng. Yêu cầu sản xuất vật liệu Composite đòi hỏi một trình độ chuyên môn nhất định
  • Các nguyên liệu thô để sản xuất Composite có giá thành tương đối cao

5. Các loại Composite phổ biến

Gỗ nhựa composite (Wood-plastic composite)
Gỗ nhựa composite (Wood-plastic composite)

Các loại  vật liệu Composite rất đa dạng và phong phú, tuy nhiên chúng ta có thể kể đến một vài vật liệu phố biến sau đây:

  • Giấy tráng nhựa (Plastic coated paper)
  • Gỗ nhựa composite (Wood-plastic composite)
  • Bê tông cốt thép (Reinforced concrete)
  • Gốm composite (Ceramic composite)
  • Thép composite (Steel composite)

6. Ứng dụng của vật liệu Composite trong đời sống hiện nay

Ứng dụng của vật liệu Composite trong cấu tạo tàu thuyền
Ứng dụng của vật liệu Composite trong cấu tạo tàu thuyền

Composite có những ứng dụng tuyệt vời trong nhiều lĩnh vực của đời sống, ngày càng được ưa chuộng sử dụng và sản xuất bởi tính ứng dụng ưu việt mà chúng sở hữu. Những ứng dụng của chúng là không giới hạn và vẫn đang được tìm tòi và nghiên cứu, sử dụng rộng rãi hơn. Chúng ta có thể điểm qua một vào những ứng dụng nổi bật của Composite qua nội dung dưới đây:

6.1 Ứng dụng trong các thiết bị điện.

Do các đặc tính cách điện, cách nhiệt mạnh, Composite thường được sử dụng làm thiết bị đóng cắt, điều khiển động cơ, cách điện dự phòng. Các thành phần như: thiết bị trạm biến áp, ăng-ten vi sóng, chân đế và phần cứng đường dây cực cũng được ưa chuộng sử dụng vật liệu Composite.

6.2 Trong cấu trúc hàng không vũ trụ

Tiềm năng của Composite trong ứng dụng sản xuất của ngành này ngày càng tăng. Bằng chứng là mỗi thế hệ máy bay mới thì tỷ lệ vật liệu composite ngày càng tăng lên. Hiện nay, tỷ lệ composite trong máy bay Boeing 787 Dreamliner là cao nhất với tỷ lệ là 50%.

6.3 Trong cơ sở hạ tầng dân dụng và trong lĩnh vực kiến trúc

Sử dụng Composite giúp các nhà kiến ​​trúc sư và nhà thiết kế nâng cao hiệu suất và giá trị trong các dự án quy mô lớn. Vậy nên tính ứng dụng của chúng ngày càng tăng trong các tòa nhà thương mại và nhà ở.

Trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng, các phần nhựa gia cường sợi (FRP) có thể thay thế thép trong nhiều kết cấu chịu lực. Các vật liệu tổng hợp đang được nghiên cứu để có thể thay thế bê tông hoặc cốt thép bị ăn mòn.

6.4 Trong lĩnh vực hàng hải

Do đặc tính chống ăn mòn, cùng trọng lượng nhẹ hơn nhiều so với các vật liệu truyền thống khác, Composite được sử dụng để chế tạo vỏ tàu, vách ngăn và một số những ứng dụng như: Vòng bi, cánh quạt và ống xả, …

Trên đây là chỉ một số những ứng dụng nổi bật của Composite. Tuy nhiên, trên thực tế còn rất nhiều những ứng dụng khác của Composite có thể kể đến như: Trang trí nội ngoại thất, ứng dụng trong lĩnh vực y tế như trám răng thẩm mỹ, các sản phẩm trong môi trường hóa chất, …

Composite có thể nói là một phát minh tuyệt vời của nhân loại. Trải qua hàng nghìn năm, với thêm nhiều cải tiến, Composite đã thể hiện được những ích lợi vô cùng độc đáo của mình trong nhiều  lĩnh vực của đời sống. Bài viết trên đây của Vattuaz.vn hi vọng đã cung cấp được cho bạn thêm những thông tin thú vị về loại vật liệu này.

5/5 - (3 bình chọn)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Liên hệ ngay

Liên hệ
"