Vật liệu composite là gì

Vật liệu Compozit là vật liệu được chế tạo tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau nhằm mục đích tạo ra một vật liệu mới có tính năng ưu việt hơn hẳn vật liệu ban đầu. Vật liệu Compozit được cấu tạo từ các thành phần cốt nhằm đảm bào cho Compozit có được các đặc tính cơ học cần thiết và vật liệu nền đảm bảo cho các thành phẩm của Compozit liện k6e1t, làm việc hài hoà với nhau....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật liệu composite là gìGiớithiệuvậtliệucompozitVật liệu Compozit là vật liệu được chế tạo tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệukhác nhau nhằm mục đích tạo ra một vật liệu mới có tính năng ưu việt hơn hẳnvật liệu ban đầu. Vật liệu Compozit được cấu tạo từ các thành phần cốt nhằmđảm bảo cho Compozit có được các đặc tính cơ học cần thiết và vật liệu nềnđảm bảo cho các thành phần của Compozit liên kết, làm việc hài hoà với nhau.1. Lịch sử hình thành và phát triển:Vật liệu Compozit đã xuất hiện từ rất lâu trong cuộc sống, khoảng 5.000 năm trướcCông nguyên người cổ đại đã biết vận dụng vật liệu compozit vào cuộc sống (ví dụ:sử dụng bột đá trộn với đất sét để đảm bảo sự dãn nở trong quá trình nung đồ gốm).Người Ai Cập đã biết vận dụng vật liệu Compozit từ khoảng 3.000 năm trước Côngnguyên, sản phẩm điển hình là vỏ thuyền làm bằng lau, sậy tẩm pitum về sau này cácthuyền đan bằng tre chát mùn cưa và nhựa thông hay các vách tường đan tre chát bùnvới rơm, rạ là những sản phẩm Compozit được áp dụng rộng rãi trong đời sống xãhội. Sự phát triển của vật liệu compozit đã được khẳng định và mang tính đột biếnvào những năm 1930 khi mà stayer và Thomat đã nghiên cứu, ứng dụng thành công sợithuỷ tinh; Fillis và Foster dùng gia cường cho Polyeste không no và giải pháp này đãđược áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo máy bay, tàu chiến phục vụcho đại chiến thế giới lần thức hai. Năm 1950 bước đột phá quan trọng trong ngànhvật liệu Compozit đó là sự xuất hiện nhựa Epoxy và các sợi gia cường như Polyeste,Nylon,… Từ năm 1970 đến nay vật liệu compozit nền chất dẻo đã được đưa vào sửdụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và dân dụng,y tế, thể thao, quân sự vv…2. Ưu điểm:Tính ưu việt của vật liệu Compozit là khả năng chế tạo từ vật liệu này thành các kếtcấu sản phẩm theo những yêu cầu kỹ thuật khác nhau mà ta mong muốn, các thànhphần cốt của Compozit có độ cứng, độ bền cơ học cao, vật liệu nền luôn đảm bảocho các thành phần liên kết hài hoà tạo nên các kết cấu có khả năng chịu nhiệt và chịusự ăn mòn của vật liệu trong điều kiện khắc nghiệt của môi trường. Một trong cácứng dụng có hiệu quả nhất đó là Compozit polyme, đây là vật liệu có nhiều tính ưuviệt và có khả năng áp dụng rộng rãi, tính chất nổi bật là nhẹ, độ bền cao, chịu môitrường, rễ lắp đặt, có độ bền riêng và các đặc trưng đàn hồi cao, bền vững với môitrường ăn mòn hoá học, độ dẫn nhiệt, dẫn điện thấp. Khi chế tạo ở một nhiệt độ vàáp suất nhất định dễ vận dụng các thủ pháp công nghệ, thuận lợi cho quá trình sảnxuất.PHÂN LOẠI COMPOZIT:Vật liệu compozit được phân loại theo hình dạng và theo bản chất của vật liệu thànhphần.1 - Phân loại theo hình dạnga. Vật liệu compozit độn dạng sợi:Khi vật liệu tăng cường có dạng sợi, ta gọi đó là compozit độn dạng sợi, chất độndạng sợi gia cường tăng cơ lý tính cho polymer nền.b. Vật liệu compozit độn dạng hạt :Khi vật liệu tăng cường có dạng hạt, các tiểu phân hạt độn phân tán vào polymer nền.Hạt khác sợi ở chỗ nó không có kích thước ưu tiên.2 - Phân loại theo bản chất, thành phần• Compozit nền hữu cơ (nhựa, hạt) cùng với vật liệu cốt có dạng: sợi hữu cơ(polyamide, kevlar…), Sợi khoáng (thủy tinh, carbon…), sợi kim loại (Bo, nhôm…)• Compozit nền kim loại: nền kim loại (hợp kim Titan, hợp kim Al,…) cùng với độndạng hạt: sợi kim loại (Bo), sợi khoáng (Si, C)…• Compozit nền khoáng (gốm) với vật liệu cốt dạng: sợi kim loại (Bo), hạt kim loại(chất gốm), hạt gốm (cacbua, Nitơ)…CẤU TẠO CỦA VẬT LIỆU COMPOZIT1) Polymer nền:Là chất kết dính, tạo môi trường phân tán, đóng vai trò truyền ứng suất sang độn khicó ngoại lực tác dụng lên vật liệu.Có thể tạo thành từ một chất hoặc hỗn hợp nhiều chất được trộn lẫn một cách đồngnhất tạo thể liên tục.Trong thực tế, người ta có thể sử dụng nhựa nhiệt rắn hay nhựa nhiệt dẻo làmpolymer nền:•Nhựa nhiệt dẻo: PE, PS, ABS, PVC…độn được trộn với nhựa, gia công trên máy épphun ở trạng thái nóng chảy.•Nhựa nhiệt rắn: PU, PP, UF, Epoxy, Polyester không no, gia công dưới áp suất vànhiệt độ cao, riêng với epoxy và polyester không no có thể tiến hành ở điều kiệnthường, gia công bằng tay (hand lay- up method). Nhìn chung, nhựa nhiệt rắn cho vậtliệu có cơ tính cao hơn nhựa nhiệt dẻo.•Một số loại nhựa nhiệt rắn thông thường:Polyester:Nhựa polyester được sử dụng rộng rãi trong công nghệ compozit, Polyester loại nàythường là loại không no, đây là nhựa nhiệt rắn, có khả năng đóng rắn ở dạng lỏnghoặc ở dạng rắn nếu có điều kiện thích hợp. Thông thường người ta gọi polyesterkhông no là nhựa polyester hay ngắn gọn hơn là polyester.Polyester có nhiều loại, đi từ các acid, glycol và monomer khác nhau, mỗi loại cónhững tính chất khác nhau. Chúng có thể rất khác nhau trong các loại nhựa UPE khácnhau, phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố:Thành phần nguyên liệu (loại và tỷ lệ tác chất sử dụng)Phương pháp tổng hợpTrọng lượng phân tửHệ đóng rắn (monomer, chất xúc tác, chất xúc tiế ...