Bài tập lớn vật liệu phi kim - phần 1 - Các thành phần cốt của vật liệu COMPOSITE

Các thành phần cốt của composite phải thoả mãn được những đòi hỏivề khai thác và công nghệ. Đòi hỏi về khai thác là những đòi hỏi như yêucầu về độ bền, độ cứng, khối lượng riêng, độ bền trong 1 khoảng nhiệtđộ nào đó, bền ăn mòn trong môi trường axit, kiềm… Còn đòi hỏi về côngnghệ là những đòi hỏi về khả năng công nghệ để sản xuất ra các thànhphần cốt này.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài tập lớn vật liệu phi kim - phần 1 - Các thành phần cốt của vật liệu COMPOSITE Bài tập lớn vật liệu phi kim Vật liệu Composite Lời nói đầu Vật liệu composite hay composite là vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiềuvật liệu khác nhau tạo lên vật liệu mới có tính năng hơn hẳn các vật liệu banđầu, khi những vật liệu này làm việc riêng rẽ Những vật liệu composite đơn giản đã có từ rất xa xưa. Khoảng 5000năm trước công nguyên con người đã biết trộn những viên đá nhỏ vào đấttrước khi làm gạch để tránh bị cong vênh khi phơi nắng. Và điền hình vềcomposite chính là hợp chất được dùng để ướp xác của người Ai Cập. Ngày nay trong điều kiện khoa học kỹ thuật phát triển, sản xuất ngàymột nâng cao trình độ, việc phát triển các loại vật liệu mới nhằm phục vụ tốtnhất cho sản xuất kỹ thuật, dân dụng, ….. phục vụ nhu cầu con người.Composite là một loại vật liệu đáp ứng được nhiều yếu tố trong sản xuất. Vàkhi người ta nhắc đến “ Vật liệu mới ” tức là đồng nghĩa với vật liệucomposite. Trong quá trình học môn học Vật liệu phi kim em đã được học và tìmhiểu về vật liệu compostie, thành phần cấu tạo, công nghệ chế tạo,…Sauđây là một số trình bày sơ qua của em về loại vật liệu này.Sinh viên thực hiện: Nông Minh Toàn – Động cơ - ĐHBKHN Page1 Bài tập lớn vật liệu phi kim Vật liệu Composite PHẦN I CÁC THÀNH PHẦN CỐT CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE Các thành phần cốt của composite phải thoả mãn được những đòi hỏivề khai thác và công nghệ. Đòi hỏi về khai thác là những đòi hỏi như yêucầu về độ bền, độ cứng, khối lượng riêng, độ bền trong 1 khoảng nhiệtđộ nào đó, bền ăn mòn trong môi trường axit, kiềm… Còn đòi hỏi về côngnghệ là những đòi hỏi về khả năng công nghệ để sản xuất ra các thànhphần cốt này. Hiện nay, thành phần cốt của composite trên cơ sở nhữngcốt thường dùng là các sở ngắn, các sợi dài đơn, các dạng sợi tết (đượctết xoắn gồm nhiều sợi với nhau), các cốt lưới, vải, các băng dải sợi vàcác loại bảng với tính năng cơ lý đã được xác định. Hiện nay, với các vật liệu composite polyme có pha nền là nhựa tổnghợp, các cốt thường là vải hoặc sợi thuỷ tinh, sợi anamit, sợi cacbon, sợibor hoặc cốt sợi tạp lai. Trên thực tế, thành phần cốt luôn chiếm không quá 60-65% thể tíchcủa vật liệu composite. Theo tính toán nếu thành phần cốt chiếm quá liềulượng trên (tức là khi các thành phần cốt quá sít gần nhau) giữa chúng sẽnảy sinh tương tác dẫn đến sự tập trung ứng suất làm giảm sức bền củavật liệu.Sinh viên thực hiện: Nông Minh Toàn – Động cơ - ĐHBKHN Page2 Bài tập lớn vật liệu phi kim Vật liệu Composite 1. Sợi thuỷ tinh Sợi thuỷ tinh được sử dụng rộng rãi để chế tạo vật liệu compositepolyme. Ưu điểm của sợi thuỷ tinh là nhẹ, chịu nhiệt khá, ổn định với cáctác động hoá - sinh, có độ bền cơ lý cao và độ dẫn nhiệt thấp. Sợi thủy tinh, được kéo ra từ các loại thủy tinh kéo sợi được (thủy tinhdệt), có đường kính nhỏ vài chục micro mét. Khi đó các sợi này sẽ mất nhữngnhược điểm của thủy tinh khối, như: giòn, dễ nứt gẫy, mà trở nên có nhiềuưu điểm cơ học hơn. Thành phần của thủy tinh dệt có thể chứa thêm nhữngkhoáng chất như: silic, nhôm, magiê ,... tạo ra các loại sợi thủy tinh khác nhaunhư: sợi thủy tinh E (dẫn điện tốt), sợi thủy tinh D (cách điện tốt), sợi thủytinh A (hàm lượng kiềm cao), sợi thủy tinh C (độ bền hóa cao), sợi thủy tinhR và sợi thủy tinh S (độ bền cơ học cao). Loại thủy tinh E là loại phổ biến,các loại khác thường ít (chiếm 1%) được sử dụng trong các ứng dụng riêngbiệt. Sợi thuỷ tinh có hai dạng điển hình: Sợi dài và sợi ngắn thông thườngchúng có hình trụ tròn, ngoài ra, cũng gặp sợi thuỷ tinh có thiết diện nganghình tam giác, hình vuông, lục giác. Hiện nay có ba phương pháp chính dùng để sản xuất ra sợi thuỷ tinh:  Kéo sợi từ dung dịch nóng chảy qua khuôn.  Kéo sợi từ những phôi thuỷ tinh được sấy nóng  Nhận được những sợi ngắn từ các tia dung dịch nóng chảy bằng cách thổi không khí, hơi, ga. Quá trình một giai đoạn kéo sợi thuỷ tinh thực chất là từ những thànhphần cơ bản như cát thạch anh, đá vôi, axit bor, đất sét, than. Được chọntheo 1 tỷ lệ hợp lý, sau đó nung nóng chảy ở nhiệt độ khoảng 1260oC.Sinh viên thực hiện: Nông Minh Toàn – Động cơ - ĐHBKHN Page3 Bài tập lớn vật liệu phi kim Vật liệu Composite Dung dịch thuỷ tinh nóng chảy rót trực tiếp vào bộ phận khuôn kéosợi được chế tạo từ platin. Dưới áp lực, dung dịch thuỷ tinh chảy quanhững lỗ nhỏ của khuôn đường kín ...