Vật liệu composite là gì? Thành phần cấu tạo và ứng dụng của nó?

Với những tính chất hấp dẫn của vật liệu composite mà nó có rất nhiều ứng dụng. Đây chính là vật liệu của tương lai, nó đang thay thế dần hầu hết các loại vật liệu truyền thống: kim loại, gỗ, gốm sứ,… Vậy đây là loại vật liệu gì? Nó có thành phần cấu tạo như thế nào? Và ứng dụng ra sao?

Vật liệu composite là gì?

Vật liệu composite hay còn có tên gọi khác là composite, vật việu compozit, vật liệu tổng hợp. Đây là một loại nguyên vật liệu được tổng hợp từ 2 hay nhiều vật liệu khác nhau tạo thành một loại vật liệu mới. Mang tính chất và những công dụng vượt trội hơn hẳn so với những vật liệu ban đầu.

Những vật liệu tổng hợp đã được con người sử dụng từ rất lâu trước đây. Khi con người biết trộn những viên sỏi nhỏ vào đất để làm gạch. Hay trộn bùn với rơm băm nhỏ để làm vách nhà,… Mặc dù vậy nhưng ngành khoa học về vật liệu composite chỉ mới hình thành khi xuất hiện công nghệ chế tạo tên lửa (Mỹ) ở những năm 50. Từ đó đến nay khoa học công nghệ của loại vật liệu này đã phát triển trên toàn thế giới với tên gọi “vật liệu composite”.

Cấu tạo và tính chất của vật liệu composite

Cấu tạo

Composite thực chất là một loại nhựa tổng hợp. Nhưng nó khác hẳn các loại nhựa khác trên thị trường hiện nay.  Bởi nó có thể có nhiều đặc tính khác nhau của rất nhiều các vật liệu khác. Vật liệu composite thường 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 composite được liên kết với nhau nhằm tạo ra tính nguyên khối và thống nhất cho composite. vật liệu nền bao gồm polymer (polyester, PE, PP, PVC, 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 (ngắn hoặc dài) và dạng cốt hạt. Vật liệu gia cường gồm các loại sợi (thủy tinh, cellulose, cacbon, acramic…), hạt (hạt kim loại, hạt đất sét, bột gỗ, bột đá…), hoặc các hình dạng đặc biệt khác.

Tính chất của các thành phần

Vật liệu nền :

• Là chất kết dính và tạo môi trường phân tán.
• Truyền ứng suất sang pha gia cường khi có ngoại lực tác dụng.
• Bảo vệ pha gia cường không bị hư hỏng do tấn công của môi trường.
• Bền dẻo dai (chống lại sự phát triển của vết nứt).
• Ngoài ra còn đóng góp các tính chất cần thiết khác như: cách điện, độ dẻo dai, màu sắc….

Vật liệu gia cường (phần cốt):

• Đóng vai trò là điểm chịu ứng suất tập trung.
• Tính kháng hóa chất môi trường và nhiệt độ.
• Phân tán tốt vào VL nền.
• Thuận lợi cho quá trình gia công.
• Truyền nhiệt và giải nhiệt tốt.
• Thân thiện với môi trường.
• Hạ thấp giá thành mà đem lai tính chất vượt trội.

Lợi ích và ứng dụng của vật liệu composite

Lợi ích (đặc trưng)

• Nhẹ nhưng cứng vững, chịu va đập, uốn, kéo,… Tốt hơn các vật liệu truyền thống khác (thủy tinh, gốm, gỗ..) rất nhiều.
• Độ bền cao: Chịu môi trường, kháng hóa chất cao, không tốn kém trong bảo quản và chống ăn mòn, không cần sơn bảo quản như các loại vật liệu kim loại , gỗ…
• Cách điện và cách nhiệt tốt.
• Chịu nhiệt, chịu lạnh, chống cháy,…
• Không thấm nước, không độc hại.
• Thời gian sử dụng lâu hơn (thời gian sử dụng kéo dài). Chịu thời tiết, chống tia tử ngoại, chống lão hoá nên rất bền.
• Gia công chế tạo đơn giản, nhanh, đa dạng, dễ tạo hình, thay đổi và sửa chữa dễ.
• Chi phí đầu tư thấp: Bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng, chi phí thấp.
• Màu sắc đa dạng, đẹp bền vì được pha ngay trong nguyên liệu.
• Giá thành thấp mà tính chất vượt trội. Thiết kế, tạo dáng thuận lợi, đa dạng, có nhiều công nghệ để lựa chọn.

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 nguồn composite (hay còn gọi là ống nhựa cốt sợi thủy tinh);
• Ống dẫn xử lý nước
• Ống thủy nông, ống dẫn nước nguồn qua vùng nước ngậm mặn, nhiễm phèn;
• Vỏ bọc các loại bồn bể, thùng chứa hàng, mặt bàn ghế, trang trí nội thất, tấm panell composite;
• Hệ thống ống thoát rác nhà cao tầng;
• Hệ thống sứ cách điện, sứ polymer, sứ cilicon, sứ epoxy các loại sứ chuỗi, sứ đỡ, sứ cầu giao, sứ trong các bộ thiết bị điện, chống sét, cầu chì;
• Lốp xe ô tô, xe máy, xe đạp;
• Vỏ tầu thuyền 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 chịu áp lực cao.
• Ống dẫn xăng dầu composite cao cấp 3 lớp (Sử dụng công nghệ cuốn ướt của Nga và các tiêu chuấn sản xuất ống dẫn xăng, dầu).

Có thể bạn chưa biết?

Vật liệu composite hiện nay được ứng dụng rất nhiều trong các cột lọc composite của hệ thống máy lọc nước tổng. Theo đó, các dây chuyền lọc nước sẽ có độ bền cao. Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người sử dụng.

Hiện tại, trên thị trường hiện nay có rất nhiều các nhãn hàng đang bán các hệ thống lọc nước được làm từ vật liệu composite. Trong đó, Sunny-Eco là một thương hiệu đi đầu. Với đa dạng và đủ mọi kích thước. Hệ thống lọc nước công suất lớn SunnyEco luôn đảm bảo rằng nước sau khi lọc của gia đình bạn sẽ có thể loại bỏ hết các cặn bẩn. Đồng thời cũng loại bỏ được các vi sinh vật, virus, kim loại nặng có trong nước. Đảm bảo nguồn nước sạch và an toàn nhất cho người sử dụng.

Công nghệ sản xuất ngày nay đang phát triển ngày càng nhanh. Kèm theo đó là những yêu cầu về các nguyên vật liệu cũng ngày càng được đề cao hơn. Với yêu cầu về độ khó, tinh xảo ngày càng cao cùng độ tinh xảo của hiện tại và thời đại công nghệ. Chắc chắn Composite là vật liệu tạo nên những sản phẩm ưng ý nhất.

>> Xem thêm: