Vật liệu Composite là gì? Cấu tạo và đặc tính của composite là gì?

Với tính chất của vật liệu đã có tính hấp dẫn vốn có, vật liệu Composite đang dần được ưa chuộng và ứng dụng rộng rãi, đang thay thế dần dần các loại vật liệu truyền thống. Vậy loại vật liệu composite là gì? Vật liệu composite có những cấu tạo và đặc tính là gì? Ứng dụng của chúng ra sao? Hãy cùng Sàn Phẳng UTC tìm hiểu ở bài viết dưới đây nhé!

Composite là gì? 

Composite hay compozit hoặc còn gọi là vật liệu tổng hợp. Là loại vật liệu được tạo từ 2 hoặc nhiều vật liệu khác nhau. Chúng có tính chất lẫn công dụng nổi bật, vượt trội hơn hẳn so với các loại vật liệu truyền thống như: Gỗ, kim loại, gốm sứ,… Thực chất Composite là loại như tổng hợp, có sự pha lẫn giữa pha nền và cốt pha.

Cụ thể: 

• Pha nền/ pha nhựa có nhiệm vụ bảo đảm các thành phần cốt lõi ở bên trong composite liên kết chặt chẽ với nhau. Từ đó, tạo ra tính nguyên khối lẫn thống nhất cho vật liệu composite.
• Pha cốt có tính hỗ trợ composite có những đặc điểm cơ lý tính quan trọng. Hiện có 2 kiểu vật liệu cốt là dạng cốt hàng và dạng cốt sợi. 

 Cấu tạo và các đặc tính của composite

Trước tiên chúng ta hãy tìm hiểu về cấu tạo của composite tìm hiểu sau về vật liệu cốt với vật liệu nền .

Cấu tạo của chất liệu composite 

Vật liệu composite được chia làm hai thành phần chính là vật liệu cốt và vật liệu nên:

• Vật liệu cốt (vật liệu gia cường): Thành phần này giúp composite có các đặc điểm lý tính cần thiết như sức mạnh và độ cứng. Về cơ bản, có 2 kiểu vật liệu cốt là dạng cốt sợi (ngắn hoặc dài) như thủy tinh, sợi acramic, sợi carbon,… và dạng hạt như kim loại, bột đá bột gỗ, hạt đất sét,…
• Vật liệu nền: Đây là loại vật liệu pha có chức năng đảm bảo các thành phần cốt bên trong được liên kết với nhau nhằm tạo ra một thể thống nhất nguyên khối cho composite. Vật liệu nền có thể là polymer ( polyester, PVC, PE, PP,…), kim loại nấu chảy hay ceramic (xi măng,…).

Đặc tính chính của 2 thành phần compozit 

Chất liệu nền

• Với vai trò là điểm chịu ứng suất tập trung.
• Tính kháng hóa chất nhiệt độ và môi trường.
• Phân tán tốt vào vật liệu nền.
• Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình gia công.
• Truyền nhiệt và giải nhiệt khá tốt.
• Thân thiện với môi trường.

Chất liệu cốt

• Là chất kết dính, tạo môi trường phân tán cốt.
• Truyền ứng suất sang pha gia cường khi có ngoại lực tác động đến.
• Bảo vệ vật liệu cột không bị hư hỏng bởi sự tấn công của môi trường.
• Bền dẻo dai, có tác dụng chống lại sự phát triển của vết nứt.
• Đóng góp vào những tính chất cần thiết như: cách điện, độ dẻo dai, màu sắc,…

 Ưu và nhược điểm của vật liệu composite

Dưới đây UTC-Box sẽ giải đáp cho các bạn những ưu và nhược điểm của loại vật liệu composite.

Ưu điểm

• Khối lượng riêng nhỏ, độ bền cơ học cao và độ cứng vững, uống kéo tốt.
• Khả năng chống chịu thời tiết, chống lão hóa và chống tia cực tím cao.
• Khả năng cách nhiệt, cách điện tốt.
• Kháng hóa chất, chống ăn mòn cao, dễ bảo quản và bảo dưỡng.
• Gia công, chế tạo đơn giản, dễ tạo màu, tạo hình, thay đổi sửa chữa. 
• Tuổi thọ sử dụng cao, hơn kim loại và gỗ khoảng 2 đến 3 lần
• Chi phí đầu tư và lắp đặt bảo trì thấp.

Nhược điểm

• Khó tái chế, tái sử dụng khi bị hư hỏng hoặc là phế phẩm trong quá trình sản xuất.
• Giá thành nguyên liệu thô khá cao, tốn thời gian gia công.
• Khá phức tạp khi phân tích cơ, lý và hóa tính của các mẫu vật.
• Chất lượng vật liệu phụ thuộc vào tay nghề và trình độ của công nhân.

 Các loại composite phổ biến hiện nay

Một số vật liệu composite phổ biến hiện nay gồm:

• Gốm composite ( Ceramic composite ): Gốm được trải ra trong một ma trận gốm. Chúng tôi hơn gốm sứ bình thường vì chúng có khả năng chống sốc nhiệt và chống gãy.
• Composite kim loại (Metal composite): Một kim loại  kết hợp với nhựa tổng hợp.
• Bê tông cốt thép ( Reinforced concrete) Một loại kim loại kết hợp với nhựa tổng hợp.
• Bê tông cốt thép ( Reinforced concrete): Bê tông được gia cố bằng vật liệu có cường độ chịu kéo cao như thanh cốt thép.
• Bê tông cốt sợi thủy tinh ( Glass fibre reinforced concrete): Bê tông được đổ theo cấu trúc sợi thủy tinh với hàm lượng zirconia cao.
• Bê tông mờ ( Translucent concrete): Bê tông bao bọc các sợi quang.
• Gỗ kỹ thuật ( Engineered wood): Gỗ sản xuất kết hợp với các loại vật liệu khác với giá trị thấp như ván dăm, vật liệu đặc biệt như veneer cũng có thể tìm thấy được trong composite này.

• Ván ép (Plywood): Gỗ kỹ thuật bằng cách dán nhiều lớp gỗ mỏng lại với nhau ở các góc độ khác nhau.
• Tre kỹ thuật (Engineered bamboo): Các dải sợi tre được dán lại với nhau để tạo thành một tấm ván. Đây là một composite hữu ích do thực tế nó có độ bền nén, kéo và uốn cao hơn gỗ.
• Thép composite ( Steel composite): Ứng dụng để làm nhà khung thép và nhà container với độ bền cao hơn rất nhiều so với thép truyền thống.
• Gỗ nhựa composite (Wood-plastic composite): Sợi gỗ hoặc bột đúc bằng nhựa.
• Sợi thủy tinh (Fibreglass): Sợi thủy tinh kết hợp với nhựa tương đối rẻ và linh hoạt.
• Polymer gia cố bằng sợi carbon ( carbon fibre reinforced polymer): Sợi carbon được đặt trong nhựa có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao.
• Giấy tráng nhựa ( Plastic coated paper): Giấy được tráng nhựa để nâng cao độ bền. Được sử dụng trong các bộ bài cao cấp mà chúng ta chơi.

 Ứng dụng của composite

Vật liệu composite được sử trong vào nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm tạo ra các sản phẩm phục vụ đời sống và sản xuất, ví dụ như:

• Vỏ động cơ tên lửa 
• Vỏ tên lửa, máy bay, tàu vũ trụ
• Bình chịu lực cao.
• Ống dẫn nước sạch, nước thô, nước nguồn composite (hay còn được gọi là ống nhựa cốt sợi thủy tinh)
• Đá composite nhân tạo hay còn gọi là solid surface là loại vật liệu nội thất được ứng dụng rất nhiều trong việc làm mặt bếp trong gia đình.
• Ống dẫn nước thải, dẫn hóa chất composite, ống thủy nông, ống dẫn nước nguồn qua vùng nước ngập mặn, nhiễm phèn.
• Vỏ bọc các loại bồn bể, thùng chứa hàng, mặt bàn ghế, trang trí nội thất, tấm panel composite.
• Hệ thống ống thoát rác nhà cao tầng.
• Hệ thống sứ cách điện, sứ polymer, sứ silicon, sứ epoxy các loại sứ chuỗi , sứ đỡ, sứ cầu giao, sứ trong các bộ thiết bị điện, chống sét, cầu chì.

• Lốp xe oto, xe máy, xe đạp
• Vỏ tàu thuyền.
• Thùng rác công cộng.
• Vật liệu sửa chữa, nâng cấp công trình dân dụng và công nghiệp, công cụ như các sợi carbon, sợi thủy tinh để gia cố các kết cấu công trình cầu cảng.
• Tranh phù điêu nhựa composite, phù điêu nhựa composite hay tượng composite làm bằng nhựa tổng hợp với độ bền rất tốt được ứng dụng nhiều vào việc trang trí nội thất.

Như vậy, trên đây chúng tôi đã giải đáp cho các bạn về composite là gì? tác dụng của composite trong đời sống hiện nay hay các loại composite phổ biến. Tất cả đã được chúng tôi giải đáp chi tiết. Nếu con những thắc mắc gì hãy liên hệ với chúng tôi để được giải đáp chi ti