Những vật liệu composite đơn giản đã có từ xa xưa, khoảng 5000 năm trước công nguyên, con người đã biết trộn những viên đá nhỏ vào đất trước khi làm gạch để tránh bị cong vênh khi phơi nắng, điển hình về composite chính là hợp chất dùng để ướp xác của người Ai Cập. Mặc dù composite đã có từ rất lâu, nhưng ngành khoa học về vật liệu composite chỉ mới hình thành gắn với sự xuất hiện của công nghệ chế tạo tên lửa từ những năm 1950. Từ đó đến nay, khoa học công nghệ vật liệu composite đã phát triển trên toàn thế giới. VINA ENCORP xin giới thiệu một số thông tin cơ bản về vật liệu composite và những ứng dụng của sản phẩm này.

Định nghĩa

Vật liệu composite, còn gọi là vật liệu compozit hay composite, là vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau tạo nên vật liệu mới có tính năng hơn hẳn các vật liệu ban đầu(Khi những vật liệu này làm việc riêng rẽ)

THÀNH PHẦN CỐT LÕI

Nhóm sợi khoáng chất: Sợi thủy tinh, sợi carbon, sợi gốm…

Nhóm sợi tổng hợp ổn định nhiệt: Sợi Kermel, sợi Kynol, sợi Apyeil…

Các nhóm sợi khác ít phổ biến hơn: sợi gốc thực vật (xenlulo, gỗ…): giấy, sợi đai, sợi gai,sợi dứa, sơ dừa…Sợi gốc khoáng chất: Sợi Amiăng, sợi Silic…

Sợi nhựa tổng hợp: Sợi polyeste (Tergal, dacron, terylene…), sợi polyamit…

Sợi kim loại: thép, đồng, nhôm…

THÀNH PHẦN CẤU TẠO

Nhìn chung, mỗi vật liệu composite gồm một hay nhiều pha gián đoạn, được phân bố trong một pha liên tục duy nhất (Pha là một loại vật liệu thành phần nằm trong cấu trúc của vật liệu composite), pha liên tục gọi là vật liệu nền (Matrix), thường làm nhiệm vụ liên kết các pha gián đoạn lại. Pha gián đoạn được gọi là cốt hay vật liệu tăng cường được trộn vào pha nền làm tăng cơ tính, tính kết dính, chống mòn, chống xước…

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO

- Công nghệ khuôn tiếp xúc:

+ Lăn tay

+ Phun

+ Lát máy

- Công nghệ khuôn với diaphragm đàn hồi:

+ Khuôn chân không

+ Khuôn chân không autolave

+ Khuôn ép diaphragm

- Công nghệ tẩm áp lực:

+ Tẩm áp lực trong điều kiện thường

+ Tẩm áp lực trong chân không

- Công nghệ dập trong khuôn:

+ Dập trực tiếp

+ Dập đúc

+ Dập ép nóng

- Công nghệ quấn:

+ Các phương pháp công nghệ

+ Máy quấn

- Công nghệ pulltrusion

ƯU ĐIỂM

Tính ưu việt của vật liệu composite là khả năng chế tạo từ vật liệu này thành các kết cấu sản phẩm theo những yêu cầu kĩ thuật khác nhau mà ta mong muốn. Các thành phần cốt lõi của composite có độ cứng, độ bền cơ học cao, vật liệu nền luôn đảm bảo cho các thành phần liên kết hài hòa tạo nên các kết cấu có khả năng chịu nhiệt và chịu sự ăn mòn của vật liệu trong điều kiện khắc nhiệt của môi trường

Một trong những ứng dụng hiệu quả nhất là composite polyme, đây là vật liệu có nhiều tính ưu việt và có khả năng áp dụng rộng rãi với những tính chất nổi bật: Nhẹ, độ bền cao, chịu môi trường, dễ lắp đặt, có độ bền riêng và các đặc trưng đàn hồi cao, bền vững với môi trường ăn mòn hóa học, độ dẫn nhiệt, dẫn điện thấp. Khi chế tạo ở một nhiệt độ và áp suất nhất định dễ triển khai được các thủ pháp công nghệ, thuận lợi cho quá trình sản xuất.

PHÂN LOẠI COMPOSITE

Vật liệu composite được phân loại theo hình dạng và theo bản chất của vật liệu thành phần:

- Phân loại theo hình dạng:

+ Vật liệu composite độn dạng sợi: Khi vật liệu tăng cường có dạng sợi, ta gọi đó là composite độn dạng sợi, chất độn dạng sợi tăng cường  tính chất cơ học cho polyme nền

+ Vật liệu composite độn dạng hạt: Khi vật liệu tăng cường có dạng hạt, ta gọi đó là composite độn dạng hạt, các tiểu phân hạt độn phân tán vào polyme nền, hạt khác sợi ở chỗ không có kích thước ưu tiên.

­- Phân loại theo bản chất thành phần:

+ Composite nền hữu cơ (nhựa, hạt) cùng với vật liệu cốt có dạng : Sợi hữu cơ, sợi khoáng, sợi kim loại…

+ Composite nền kim loại : Nền kim loại cùng với độn dạng hạt : Sợi kim loại, sợi khoáng…

+ Composite nền khoáng cùng với vật liệu cốt có dạng: Sợi kim loại, hạt kim loại, hạt gốm…

ỨNG DỤNG

- 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).

- Ống dẫn nước sạch, nước thô, nước nguồn composite (hay còn gọi là ống nhựa cốt sợi thủy tinh);

- Ống dẫn nước thải, dẫn hóa chất composite;

- 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 tàu thuyền composite (vỏ lãi).....

- Thùng rác công cộng

- Mô hình đồ chơi trẻ em

- Vật liệu cải tạo nhà.