Compozit Nền Là Kim Loại Dùng Để Chế Tạo Gì?

Compozit Nền Là Kim Loại Dùng Để Chế Tạo Gì? Điều này sẽ được Trường Kinh Doanh Công Nghệ giải đáp trong bài viết sau đây. Mời bạn đọc cùng theo dõi!

Câu Hỏi: Compozit Nền Là Kim Loại Dùng Để Chế Tạo Gì?

=> Compozit nền là kim loại có độ cứng, độ bền, bền nhiệt cao. Compozit dùng chế tạo bộ phận cắt của dụng cụ cắt trong gia công cắt gọt.

Vật Liệu Composite Là Gì?

Vật liệu composite (hay còn có tên gọi khác là composite, vật liệu compozit, vật liệu tổng hợp) là loại nguyên vật liệu được tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu có tính chất vật lý và hóa học khác nhau, loại vật liệu này sẽ mang tính chất và những công dụng vượt trội hơn hẳn so với những vật liệu ban đầu.

Những vật liệu tổng hợp đã được con người sử dụng từ rất lâu trước đây. Khi con người biết trộn những viên sỏi nhỏ vào đất để làm gạch. Hay trộn bùn với rơm băm nhỏ để làm vách nhà,… Có thể bạn không để ý nhưng bê tông chính là loại vật liệu composite và chúng cực kỳ phổ biến.

Dù đã xuất hiện từ lâu nhưng ngành khoa học về vật liệu composite chỉ mới hình thành khi xuất hiện công nghệ chế tạo tên lửa (Mỹ) vào những năm 1950. Từ đó đến nay khoa học công nghệ của loại vật liệu này đã phát triển trên toàn thế giới với tên gọi “vật liệu composite”.

Cấu tạo chi tiết của vật liệu composite

Composite là vật liệu làm từ loại nhựa tổng hợp nhưng khác hẳn các loại nhựa khác trên thị trường hiện nay. Bởi nó có thể có bao gồm nhiều đặc tính khác nhau của rất nhiều các vật liệu khác. Vật liệu composite thường gồm hai thành phần chính đó là vật liệu nền và vật liệu gia cường.

• Vật liệu nền hay còn gọi là pha nhựa có chức năng đảm bảo cho các thành phần cốt bên trong composite được liên kết với nhau nhằm tạo ra tính nguyên khối và thống nhất cho vật liệu composite. Vật liệu nền bao gồm có polymer (polyester, PE, PP, PVC, Epoxy, cao su…), kim loại, ceramic (xi măng…).
• Vật liệu gia cường (phần cốt) là thành phần cực kỳ quan trọng giúp composite có những đặc điểm cơ lý tính cần thiết. Về cơ bản thì sẽ có hai kiểu vật liệu cốt là dạng cốt sợi (ngắn hoặc dài) và dạng cốt hạt. Vật liệu gia cường thì sẽ bao gồm các loại sợi (thủy tinh, cellulose, cacbon, acramic…), hạt (hạt kim loại, hạt đất sét, bột gỗ, bột đá…), hoặc các hình dạng đặc biệt khác.

Đặc tính của composite

Đặc tính vật liệu cốt

• Đóng vai trò là điểm chịu ứng suất tập trung.
• Tính kháng hóa chất môi trường và nhiệt độ.
• Phân tán tốt vào vật liệu nền.
• Thuận lợi cho quá trình gia công.
• Truyền nhiệt và giải nhiệt tốt.
• Thân thiện với môi trường.

Đặc tính vật liệu nền

• Là chất kết dính và tạo môi trường phân tán.
• Truyền ứng suất sang pha gia cường khi có ngoại lực tác dụng.
• Bảo vệ vật liệu cốt không bị hư hỏng do tấn công của môi trường.
• Bền dẻo dai (chống lại sự phát triển của vết nứt).
• Ngoài ra còn đóng góp các tính chất cần thiết khác như: cách điện, độ dẻo dai, màu sắc…

Phân loại vật liệu composite

Phân loại theo hình dạng

• Vật liệu composite cốt sợi: có chiều dài lớn hơn nhiều lần so với hai kích thước còn lại trong không gian. Chất độn giúp cho vật liệu tăng cường khả năng chống chịu cho vật liệu nền.
• Chất liệu composite cốt hạt: loại vật liệu tăng cường có dạng hạt, các tiểu phân hạt dạng độn phân tán vào trong các polymer. Chất liệu composite cốt hạt phổ biến nhất chính là bê tông.
• Cốt hạt và sợi: tiêu biểu cho loại vật liệu composite này chính là bê tông. Bê tông kết hợp với cốt thép tạo nên loại bê tông cốt thép. Trong đó, thì xi măng là vật liệu nền được tạo thành từ đá, còn cốt bê tông là cát vàng và đá dăm là cốt hạt, còn cốt sợ chính là những thanh thép.

Phân loại theo bản chất

• Composite bản chất có nền kim loại: là sự kết hợp của nhiều hợp kim khác nhau như: titan, hợp kim nhôm,… Cùng với đó là các sợi Kim loại (Bo), Sợi khoáng (Si, C),…
• Composite bản chất nền khoáng (phổ biến nhất là gốm): sợi kim loại (Bo), hạt kim loại (chất gốm), hạt gốm (Niton, Cacbua,…). Nhiệt độ tối đa có thể chịu đựng của loại composite nền khoáng và cả nền kim loại là: 600 ÷ 1.000°C (1.000°C nếu là nền gốm).
• Composite bản chất nền hữu cơ (nền cao su, nền nhựa, nền nhựa đường, nền giấy,… ) là sự kết hợp của nhiều sợi hữu cơ khác nhau (Polyamit, Kevlar) với các sợi kim loại (Bo, Al) và các sợi khoáng (Thủy tinh, Cacbon,…). Composite bản chất nền hữu cơ có thể chịu được nhiệt độ tối đa lên đến 200 ÷ 300°C.

Có Những Loại Vật Liệu Composite Phổ Biến Nào Hiện Nay?

Một số vật liệu composite phổ biến hiện nay bao gồm:

• Gốm composite (Ceramic composite): Gốm được trải ra trong một ma trận gốm. Chúng tốt hơn gốm sứ bình thường vì chúng có khả năng chống sốc nhiệt và chống gãy
• Composite kim loại (Metal composite): Một kim loại kết hợp với nhựa tổng hợp
• Bê tông cốt thép (Reinforced concrete): Bê tông được gia cố bằng vật liệu có cường độ chịu kéo cao như thanh cốt thép
• Bê tông cốt sợi thủy tinh (Glass fibre reinforced concrete): Bê tông được đổ theo cấu trúc sợi thủy tinh với hàm lượng zirconia cao
• Bê tông mờ (Translucent concrete): Bê tông bao bọc các sợi quang
• Gỗ kỹ thuật (Engineered wood): Gỗ sản xuất kết hợp với các vật liệu rẻ tiền khác (ví dụ sẽ là ván dăm), vật liệu đặc biệt như veneer (đọc là vơ-nia) cũng có thể được tìm thấy trong composite này.
• Ván ép (Plywood): Gỗ kỹ thuật bằng cách dán nhiều lớp gỗ mỏng lại với nhau ở các góc độ khác nhau.
• Tre kỹ thuật (Engineered bamboo): Các dải sợi tre được dán lại với nhau để tạo thành một tấm ván. Đây là một composite hữu ích do thực tế nó có độ bền nén, kéo và uốn cao hơn gỗ
• Thép composite (Steel composite): ứng dụng để làm nhà khung thép và nhà container với độ bền cao hơn rất nhiều so với thép truyền thống.
• Gỗ nhựa composite (Wood-plastic composite): Sợi gỗ hoặc bột đúc bằng nhựa
• Sợi thủy tinh (Fibreglass): Sợi thủy tinh kết hợp với nhựa tương đối rẻ và linh hoạt
• Polymer gia cố bằng sợi carbon (Carbon Fibre reinforced polymer): Sợi carbon được đặt trong nhựa có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao
• Giấy tráng nhựa (Plastic coated paper): Giấy được tráng nhựa để nâng cao độ bền. Được sử dụng trong các bộ bài cao cấp mà chúng ta chơi

Ưu điểm của vật liệu composite

Một số ưu điểm của vật liệu composite là:

• Khối lượng nhẹ, độ bền cơ học cao:

Vật liệu composite có thể chịu được các tải trọng lớn mà không bị biến dạng hay gãy vỡ. Điều này giúp tiết kiệm nhiên liệu và tăng hiệu suất của các phương tiện giao thông và máy móc.

• Độ cứng và uốn kéo tốt:

Vật liệu composite có thể uốn cong theo nhiều hình dạng khác nhau mà không làm giảm độ cứng của chúng. Điều này cho phép tạo ra các sản phẩm đa dạng và phù hợp với nhu cầu của khách hàng.

• Khả năng chịu đựng thời tiết, chống lão hóa, chống tia UV cao:

Vật liệu composite không bị ảnh hưởng nhiều bởi các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng hay bụi bẩn. Chúng cũng không bị oxi hóa hay phai màu khi tiếp xúc với tia UV. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của các sản phẩm làm từ vật liệu composite.

• Cách điện và cách nhiệt tốt:

Vật liệu composite có khả năng ngăn chặn sự truyền dẫn của điện và nhiệt. Điều này giúp bảo vệ các thiết bị điện tử và người sử dụng khỏi các nguy cơ cháy nổ hay bị giật điện.

• Khả năng kháng hóa chất và kháng ăn mòn cao, không gây tốn kém trong bảo quản, không cần phải sơn phủ chống ăn mòn:

Vật liệu composite có thể chống lại các tác động của các hóa chất và các yếu tố gây ăn mòn như muối, axit hay kiềm. Chúng cũng không cần phải được sơn phủ hay bảo dưỡng thường xuyên để duy trì chất lượng.

• Dễ tạo hình, tạo màu, thay đổi và sửa chữa:

Vật liệu composite có thể được gia công theo nhiều kỹ thuật khác nhau để tạo ra các sản phẩm có hình dạng và màu sắc mong muốn. Chúng cũng có thể được thay đổi hoặc sửa chữa dễ dàng khi bị hư hỏng hoặc khi có yêu cầu mới.

Nhược điểm của vật liệu composite

Mặt khác, vật liệu composite cũng có một số nhược điểm như sau:

• Khó tái chế, tái sử dụng khi hư hỏng hoặc là phế phẩm trong quá trình sản xuất:

Vì vật liệu composite là sự kết hợp của nhiều thành phần khác nhau, việc tách rời chúng để tái chế hoặc tái sử dụng là rất khó khăn và tốn kém. Nhiều loại vật liệu composite cũng không thể phân hủy sinh học được, do đó gây ra ô nhiễm môi trường khi bỏ đi.

• Giá thành nguyên liệu thô tương đối cao:

Một số nguyên liệu thô để sản xuất vật liệu composite như sợi carbon hay sợi thủy tinh có giá thành cao hơn so với các nguyên liệu truyền thống như kim loại hay gỗ. Điều này làm tăng chi phí đầu vào cho các sản phẩm làm từ vật liệu composite.

• Phương pháp gia công tốn thời gian:

Vì vật liệu composite có độ cứng cao và khó uốn cong, việc gia công chúng để tạo ra các sản phẩm có hình dạng mong muốn thường mất nhiều thời gian và công sức hơn so với các vật liệu khác.

• Phức tạp trong phân tích cơ, lý, hóa tính của mẫu vật:

Vì vật liệu composite là sự kết hợp của nhiều thành phần khác nhau có tính chất khác biệt, việc phân tích cơ, lý, hóa tính của chúng để thiết kế và kiểm tra chất lượng là rất phức tạp và đòi hỏi nhiều kiến thức và kỹ năng chuyên môn.

• Chất lượng vật liệu phụ thuộc nhiều vào trình độ của công nhân:

Vì quá trình sản xuất vật liệu composite có nhiều bước và yêu cầu nhiều kỹ thuật khác nhau, việc đảm bảo chất lượng vật liệu phụ thuộc nhiều vào trình độ và kinh nghiệm của công nhân. Nếu công nhân không được đào tạo hoặc không tuân thủ các quy trình sản xuất, vật liệu composite có thể bị lỗi hoặc không đạt tiêu chuẩn.

Bài viết trên đây đã giải đáp về thắc mắc Compozit Nền Là Kim Loại Dùng Để Chế Tạo Gì? Truongkinhdoanhcongnghe hi vọng rằng bài viết hữu ích với bạn.