Thiết kế canô kéo dù bay phục vụ du lịch, chương 2

Vật liệu Composite hay Composite là vật liệu tổ hợp từ hai vật liệu có bản chất khác nhau. Vật liệu tạo thành có đặc tính trội hơn đặc tính của từng vật liệu thành phần khi xét riêng rẽ. Tuy nhiên, định nghĩa này chưa đầy đủ. Vật liệu composite được xác định theo các tiêu chuẩn: - Cả hai chất thành phần phải có tỷ lệ lớn hơn 5%. Chỉ khi các pha thành phần có cơ tính khác nhau và cơ tính của vật liệu Composite khác một cách đáng kể với cơ tính của vật...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế canô kéo dù bay phục vụ du lịch, chương 2 Chương 2: VẬT LIỆU COMPOSITE1.3.1.Định nghĩa thành phần và phân loại.1.3.1.1. Định nghĩa. Vật liệu Composite hay Composite là vật liệu tổ hợp từ haivật liệu có bản chất khác nhau. Vật liệu tạo thành có đặc tính trộihơn đặc tính của từng vật liệu thành phần khi xét riêng rẽ. Tuynhiên, định nghĩa này chưa đầy đủ. Vật liệu composite được xácđịnh theo các tiêu chuẩn: - Cả hai chất thành phần phải có tỷ lệ lớn hơn 5%. - Chỉ khi các pha thành phần có cơ tính khác nhau và cơ tínhcủa vật liệu Composite khác một cách đáng kể với cơ tính của vậtliệu thành phần. - Trong vật liệu Composite, các vật liệu thành phần không hoàtan hẳn vào nhau. Về phương diện hoá học, Composite có hai pha (hoặc nhiềuhơn) riêng biệt, được phân ra bởi mặt phân cách riêng biệt. Thànhphần liên tục tồn tại với khối lượng lớn trong Composite gọi lànền. Composite có thể là nền gốm, kim loại hoặc polymer. Thành phần thứ hai được gọi là cốt, có tác dụng làm tăng cơtính cho vật liệu nền. Cơ tính của vật liệu composite phụ thuộcvào: Cơ tính của vật liệu thành phần, luật phân bố hình học của vậtliệu cốt, tác dụng tương hỗ giữa các vật liệu thành phần,….1.3.1.2. Phân loại. Vật liệu Composite được phân loại theo hình dáng và theo bảnchất của các vật liệu thành phần. * Theo bản chất vật liệu nền: Tùy thuộc vào bản chất vật liệu nền, vật liệu Composite chia thành ba nhóm: - Composite nền kim loại (như hợp kim nhôm, titan…) với vật liệu cốt dạng: Sợi kim loại (Bo); sợi khoáng (cacbon, SiC). - Composite nền khoáng (gốm) với cốt là các dạng: sợi kim loại (Bo); hạt gốm (cacbua,nitơ). Hạt kim loại (chất gốm kim). - Composite nền hữu cơ (nhựa, hạt) cùng với vật liệu cốt dạng: sợi hữu cơ (polyamit, Kevlar..); sợi khoáng (thuỷ tinh cacbon…); sợi kim loại (Bo, nhôm..)* Theo hình dáng vật liệu cốt: - Vật liệu Composite cốt sợi: Khi vật liệu cốt là các sợi, ta gọilà Composite cốt sợi, sợi được sử dụng có thể dưới dạng liên tục,có thể dưới dạng gián đọan: Sợi ngắn, vụn….Ta có thể điều khiểnsự phân bố, phương của sợi để có vật liệu dị hướng theo ý muốn.Và cũng có thể tạo ra các vật liệu có cơ lý tính khác nhau, khi chúý tới: + Bản chất của vật liệu thành phần. + Tỷ lệ các vật liệu tham gia. + Phương của sợi. - Vật liệu Composite cốt hạt: Khi vật liệu cốt có dạng hạt, tagọi là Composite cốt hạt. Hạt khác sợi ở chỗ, nó không có kíchthước ưu tiên. Hạt thường được sử dụng để cải thiện một số cơ tínhcủa vật liệu nền, chẳng hạn tăng độ cứng, tăng khả năng chịu nhiệt,chịu mòn, giảm khả năng co ngót…1.3.1.3. Vật liệu Composite (FRP) chế tạo canô.Vật liệu Compositer (FRP) trong chế tạo canô là cốt sợi thuỷ tinhnền nhựa polyester không no. * Cốt là những tấm sợi thuỷ tinh băm (sau đây gọi là “tấm sợibăm”), những tấm vải sợi thuỷ tinh thô (sau đây gọi là “vải sợithô”), và sợi thuỷ tinh thô (sau đây gọi là “sợi thô”), dùng làm cốtcho FRP được chế tạo từ sợi dài. * Mát gồm các lớp sợi liên tục hoặc gián đoạn, phân bố hỗnloạn trong một mặt phẳng. Các sợi được giữ với nhau nhờ chất liênkết có thể hoà tan hoặc không hoà tan trong nhựa, tuỳ thuộc vàocông nghệ sử dụng. Tính phân bố hỗn loạn của các sợi làm cho“mát” có tính đẳng hướng trong mặt phẳng của nó. Vải (hay băng) là một tổ hợp mặt các sợi, các mớ …vv, đượcthực hiện nhờ kỹ thuật dệt. Vải gồm: - Phương cơ bản (dọc), đó là tập hợp tất cả các sợi song song, phân bố trong mặt phẳng theo chiều dài của vải. - Phương ngang, đó là tập hợp tất cả các sợi bắc ngang qua các sợi dọc.Người ta phân biệt các loại vải dựa vào loại sử dụng (sợi đơn giản,mớ…), có nghĩa là dựa vào khối lượng dài của sợi, và vào kiểutréo sợi dọc và ngang, bao gồm 4 kiểu: Lụa trơn, xa tanh, vân chéo,kiểu đồng phương.* Nhựa polyester. Nhựa polyester được sử dụng từ lâu để chế tạo các vật liệuComposite. Dựa trên mô đun đàn hồi, người ta phân loại polyester:Nhựa nền, nhựa cứng vừa phải và nhựa cứng. Loại nhựa cứngthường được sử dụng để chế tạo vật liệu composite. Chúng ta cóthể liệt kê một số cơ tính chính của loại nhựa cứng đã đóng rắn.Khối lương riêng1.200 kg/m3Mô đun đàn hồi kéo 2,8đến 3,5 GpaMô đun đàn hồi uấn 3đến 4 GpaỨng suất phá huỷ kéo 50đến 80 MpaỨng suất phá huỷ uấn 90đến 130 MPaBiến dạng phá huỷ kéo 2 đến5%Biến dạng phá huỷ uấn 7 đến9%Độ bền nén 90 đến200 MPaĐộ bền cắt 10 đến20 MPaNhiệt độ uấn cong dưới tải trọng (1,8 Mpa) 60 đến1000C* Nhựa polyester có ưu điểm: - Cứng. - Ổn định kích thước. - Khả năng thấm vào sợi và nhựa cao. - Dễ vận hành. - Chống môi trường hoá học. - Giá thành hạ* Nhựa polyeste có nhược điểm sau: - Dễ bị nứt, đặc biệt nứt do va đập. - Độ co ngót cao (khoảng 8 – 10%). - Khả năng chịu hơi nước, nước nóng kém. - Bị hư hại dưới tác hại của tia cực tím. - Dễ bắt lửa.- Chịu nhiệt trung bình (dưới 1200C). ...