Vật liệu composite là gì? Cấu tạo, ứng dụng của vật liệu composite

Với độ bền cao, khả năng cách điện tốt,…vật liệu composite đang rất được người dùng ưa chuộng hiện nay và ứng dụng rộng rãi trong đời sống, ngành công nghiệp. Vậy vật liệu composite là gì? Cấu tạo, ứng dụng của vật liệu composite như thế nào? Cùng SaiGonDoor tìm hiểu tất tần tật thông tin liên quan tới vật liệu composite qua bài viết dưới đây!

Vật liệu composite là gì?

Vật liệu composite hay còn có các tên gọi khác là vật liệu compozit hoặc vật liệu tổng hợp, là loại nguyên vật liệu được tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu có tính chất vật lý, hoá học khác nhau. Chính vì thế, chúng sẽ tạo nên loại vật liệu mới có tính chất, công dụng vượt trội hơn hẳn so với từng loại vật liệu thành phần riêng rẽ hoặc các vật liệu như thủy tinh, gỗ, kim loại,…

Với tính chất nhẹ, bền, khả năng chống ăn mòn và chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt mà vật liệu composite thường được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: Xây dựng, nội thất, đóng tàu,…

Xem thêm >>> Có nên chọn mua cửa chống cháy tại An Giang không?

Cấu tạo, đặc tính của vật liệu composite

Dưới đây là thông tin chi tiết về cấu tạo và đặc tính của vật liệu composite:

Cấu tạo

Vật liệu Composite được cấu tạo gồm hai thành phần chính là vật liệu cốt và vật liệu nền.

Vật liệu cốt (vật liệu gia cường)

Có vai trò giúp composite có độ cứng và độ bền cao hơn. Thông thường, vật liệu cốt có 2 dạng chính là dạng cốt sợi ngắn hoặc cốt sợi dài như sợi carbon, sợi thủy tinh, sợi cellulose, sợi acramic,…và loại dạng cốt hạt như: Hạt đất sét, hạt kim loại, bột gỗ, bột đá,…

Vật liệu nền (Pha nhựa)

Có chức năng gắn kết các thành phần cốt của composite với nhau, nhằm tạo ra tính nguyên khối và thống nhất cho composite. Vật liệu nền gồm những chất liệu như polymer ( polyester, PF, PVC, PP, Epoxy, cao su,…), các kim loại nấu chảy, ceramic (xi măng),…

Đặc tính vật liệu composite

Mỗi loại vật liệu làm nên composite sẽ mang một đặc tính riêng, kết hợp hài hòa với nhau để tạo nên vật liệu composite mới, có tính năng ưu việt hơn, công dụng vượt trội hơn so với vật liệu truyền thống.

Vật liệu cốt

• Bổ trợ cho vật liệu nền;
• Phân tán tốt vào vật liệu nền;
• Khả năng truyền nhiệt, giải nhiệt tốt;
• Có khả năng chống lại sự tác động của hoá chất và điều kiện môi trường khắc nghiệt;
• Thuận lợi cho gia công;
• Thân thiện với môi trường,…

Vật liệu nền

• Là chất kết dính các thành phần cốt với nhau tạo nên mảng liên kết, đảm bảo cấu trúc vật liệu có tính nguyên khối;
• Bảo vệ vật liệu cốt không bị hư hỏng do tác động của môi trường;
• Bền, dẻo dai, chống chịu tốt, ít xảy ra những vết nứt;
• Cách điện tốt, màu sắc, kiểu dáng đa dạng,…

Tìm hiểu các loại vật liệu composite phổ biến hiện nay

Một số loại vật liệu composite phổ biến hiện nay như:

Gốm composite

Gốm composite được tạo thành từ sự kết hợp giữa sợi gốm với ma trận polymer. Do đó, chúng tốt hơn gốm sứ bình thường, có đặc tính cơ học vượt trội, có khả năng sốc nhiệt và chống gãy.

Composite kim loại

Composite kim loại là dạng vật liệu được tạo thành từ một kim loại kết hợp với nhựa tổng hợp. Từ đó, tạo ra một vật liệu có tính chất cơ học và cơ động tốt, được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, hàng không.

Thép composite 

Thép composite sở hữu độ bền cao hơn rất nhiều so với thép truyền thống, được ứng dụng để làm nhà khung thép, nhà container.

Sợi thủy tinh

Sợi thủy tinh được hình thành từ sự kết hợp giữa sợi thủy tinh và ma trận polymer. Đặc biệt, chúng có giá thành tương đối rẻ, được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp và trong cuộc sống hằng ngày.

Gỗ nhựa composite

Là một vật liệu được kết hợp giữa sợi gỗ và bột đúc bằng nhựa. Sau đó, chúng được pha trộn với tỷ lệ phủ hợp, được nối chặt lại với nhau bằng lực và nhiệt. Để tạo ra một vật liệu gỗ nhựa composite có độ bền cao hơn, khả năng chống ẩm tốt hơn so với gỗ tự nhiên.

Sợi carbon

Sự kết hợp giữa cốt và ma trận epoxy đã tạo nên những sợi carbon có độ cứng và độ bền cao, trọng lượng nhẹ hơn so với các kim loại. Đặc biệt, sợi carbon có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận của máy bay hay sử dụng để sản xuất gậy golf, vợt tennis, ván trượt,…

Giấy tráng nhựa

Giấy tráng nhựa là giấy được bọc bằng nhựa nhằm cải thiện độ bền cho sản phẩm.

Xem thêm >>> Nên chọn cửa nhựa composite hay cửa gỗ tự nhiên?

Ưu điểm, nhược điểm của vật liệu composite

Vật liệu composite được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực như: y tế, xây dựng, công nghiệp, thể thao và giải trí,…Bởi chúng sở hữu những ưu điểm nổi bật như:

• Trọng lượng nhẹ hơn so với các vật liệu khác như gỗ;
• Khả năng chống chịu va đập tốt, uốn, kéo dễ dàng hơn so với thủy tinh, gốm hay gỗ,…
• Độ bền cơ học cao, có thể chịu được những tác động của môi trường bên ngoài;
• Cách điện và cách nhiệt tốt, chống cháy hiệu quả;
• Có khả năng chống ăn mòn và kháng hóa chất cực cao;
• Chi phí bảo quản thấp, không phải mất chi phí sơn phủ chống ăn mòn như gỗ hay kim loại;
• Quá trình gia công đơn giản, dễ tạo thành nhiều sản phẩm với hình dạng khác nhau, thay đổi và sửa chữa;
• Dễ vận chuyển, lắp đặt, chi phí bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa không quá tốn kém;

Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm thì vật liệu composite cũng có một số nhược điểm như:

• Khó tái chế, tái sử dụng khi hư hỏng nặng hoặc là phế phẩm trong quá trình sản xuất;
• Phương pháp gia công cần mất nhiều thời gian;
• Nguyên liệu nhập thô có có thành tương đối cao;
• Khó phân tích cơ, lý, hóa của mẫu vật;
• Chất lượng vật liệu tốt hay không phụ thuộc nhiều vào trình độ công nhân,…

Những ứng dụng của vật liệu composite phổ biến hiện nay

Với độ bền vượt trội cùng những đặc tính ưu việt hơn so với vật liệu truyền thống mà vật liệu composite được đưa vào ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, trong đời sống như:

• Dùng để trang trí nội thất như: sàn nhà, tường, trần nhà, cửa…
• Sử dụng trong các loại ống dẫn nước sạch, nước nguồn, nước thô;
• Chế tạo ống dẫn nước thải, ống dẫn nước cho các vùng bị ngập mặn, nhiễm phèn, dẫn hóa chất tại các nhà máy, xí nghiệp;
• Làm ống thoát rác cho các tòa nhà cao tầng, hệ thống ống thoát khí;
• Sử dụng để chế tạo vỏ động cơ tên lửa, tàu vũ trụ, máy bay;
• Dùng để chế tạo vỏ tàu thuyền;
• Sử dụng để sản xuất thân tàu, vỏ tàu, boong tàu và một số phụ kiện khác trên tàu như: cột buồm, cánh buồm,…
• Dùng làm lốp xe đạp, xe máy, xe ô tô;
• Mô hình đồ chơi trẻ em;
• Dùng làm vật liệu để tạo ra các loại sứ cách điện, sứ cầu giao, sứ cầu chì, sứ polymer, sứ silicon,…
• Vỏ bọc các loại bồn bể, mặt bàn ghế, thùng chứa hàng, tấm panel composite;
• Làm bình chịu áp lực cao;
• Thùng rác công cộng;
• Dùng để sản xuất các thiết bị y tế như: kim tiêm, ống tiêm, dụng cụ phẫu thuật,…
• Được dùng để sản xuất các cầu răng, răng giả,…
• Sử dụng để sản xuất thân xe, mui xe, khung xe ô tô, xe máy,…

Như vậy, bài viết đã giải đáp tất tần tật thông tin liên quan tới vật liệu composite là gì, cấu tạo, đặc điểm và ứng dụng của vật liệu composite. Hy vọng qua những chia sẻ của SaiGonDoor ở bài viết giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về loại vật liệu có tính ứng dụng cao này!