Vật liệu composite là gì? Đặc điểm và tính ứng dụng của composite trong đời sống

Vật liệu composite ra đời đánh dấu cho cuộc cách mạng của ngành công nghiệp vật liệu. Vậy composite là gì? Chất liệu này có đặc điểm và ứng dụng ra sao? Hãy cùng khám phá trong bài viết dưới đây.

>> Xem thêm: Cách xử lý nắp hố ga bị hỏng

Chất liệu composite là gì?

Chất liệu composite hay compozit là loại vật liệu tổng hợp. Nguyên liệu này được tổng hợp từ hai hay nhiều loại vật liệu khác nhau để tạo thành một chất liệu mới. Nên composite sở hữu những tính chất và công dụng vượt trội hơn so với hầu hết các vật liệu xây dựng khác.

Đồng thời, composite còn được ứng dụng phổ biến trong hầu hết các công trình xây dựng, cầu đường như nắp hố ga, song chắn rác thải…hiện nay.

Đặc điểm cấu tạo của chất liệu composite

Thực chất composite là một loại nhựa tổng hợp, nhưng cấu tạo của nó khác hẳn với các loại chất liệu nhựa khác trên thị trường hiện nay. Bởi nó là tập hợp của nhiều đặc tính khác nhau từ các chất liệu cấu thành.

Cấu tạo của chất liệu composite

Cấu tạo của vật liệu composite là gì? Vật liệu composite hiện nay có cấu tạo gồm hai thành phần chính là vật liệu cột (vật liệu gia cường) và vật liệu nền.

Vật liệu nền

Còn có tên gọi khác là vật liệu pha nhựa, vật liệu nền có chức năng đảm bảo cho các thành phần cốt bên trong chất liệu composite liên kết với nhau. Nhằm tạo ra tính thông nhất và nguyên khối cho vật liệu composite.

Chất liệu nền của composite gồm có polymer như cao su, PE, PP, PVC, Polyester…Và kim loại, xi măng.

Vật liệu cốt (vật liệu gia cường)

Phần cốt luôn là thành phần cực kỳ quan trọng giúp composite có những đặc điểm cần thiết. Về cơ bản, vật liệu gia cường gồm hai chất liệu cốt là phần dạng cốt sợi (có thể là các sợi ngắn hoặc dài) và phần cốt hạt.

Vật liệu này sẽ bao gồm các loại sợi như thủy tinh, cacbon… hay dạng cốt hạt như hạt kim loại, bột đá…hoặc các hình dạng chất liệu đặc biệt khác.

Tính chất của vật liệu công nghiệp composite

Đặc trưng của composite là gì? Với vật liệu composite thì tùy thuộc vào từng loại chất liệu cấu thành mà tính chất của chất liệu là khác nhau.

Tính chất đặc trưng của vật liệu nền

Được biết đến là chất kết dính và tạo môi trường phân tán, vật liệu nền sở hữu những tính chất đặc trưng sau:

• Độ bền và dẻo dai cao, hạn chế xuất hiện những vết nứt. Ngăn cản sự phát triển của vết nứt trên bề mặt sản phẩm.
• Bảo vệ pha cốt không bị hư hỏng khi có tác động ngoại lực hoặc lực tấn công từ môi trường.
• Truyền ứng suất sang chất liệu cốt khi có tác động ngoại lực trực tiếp trên bề mặt
• Vật liệu nền còn có các tính chất khác như có khả năng cách điện, độ bền cao, màu sắc…

Đặc trưng chống thấm của chất liệu composite

Tính chất đặc trưng của vật liệu cốt

Chất liệu cốt của composite bao gồm những đặc tính sau:

• Đây là điểm chịu ứng suất tập trung của composite
• Sở hữu tính kháng hóa chất môi trường và nhiệt độ
• Khả năng phân tán tốt vào chất liệu nền của vật liệu composite
• Đem đến sự thuận lợi và dễ dàng hơn khi gia công và chế tạo sản phẩm
• Khả năng dẫn nhiệt và giải nhiệt rất tốt
• Giá thành và chi phí thấp nhưng chất lượng sản phẩm tốt
• Thân thiện với môi trường sống

Ưu và nhược điểm của vật liệu composite là gì?

Ưu điểm

Composite là chất liệu sở hữu rất nhiều ưu điểm vượt trội so với các sản phẩm nhựa thông thường khác. Trong đó có thể kể tới như:

• Chống chịu được thời tiết, hao mòn và chống được tia UV
• Chất liệu có độ cứng và uốn kéo tốt
• Trọng lượng nhẹ và có độ bền cơ học cao
• Cách điện và cách nhiệt rất tốt
• Khả năng kháng hóa chất và ít bị ăn mòn. Nên không cần sơn phủ chống ăn mòn giúp tiết kiệm tối đa thời gian và chi phí cho việc bảo quản sản phẩm.
• Chất liệu không thấm nước, không gây độc hại nên đảm bảo an toàn với con người, thân thiện với môi trường sống.
• Quá trình gia công, chế tạo đơn giản, giúp thợ thiết kế dễ dàng tạo màu, thay đổi và sửa chữa.
• Màu sắc đa dạng, bền đẹp
• Chi phí đầu tư thấp. Quá trình bảo trì, bảo dưỡng không tiêu tốn nhiều chi phí
• Tuổi thọ sử dụng cao, bền theo thời gian. Quá trình sử dụng lâu hơn gỗ, kim loại từ 2-3 lần.

Chất liệu composite có tính bền cao, chống chịu tốt

Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm vượt trội, vật liệu composite vẫn tồn tại một số nhược điểm sau:

• Composite là vật liệu khó tái chế hoặc tái sử dụng khi đã bị hư hỏng
• Giá thành của vật liệu thô tương tối cao
• Phương pháp và quá trình gia công vật liệu mất nhiều thời gian
• Phức tạp trong phân tích hóa tính, cơ lý của mẫu vật
• Chất lượng của chất liệu phụ thuộc nhiều vào trình độ và kinh nghiệm của thợ gia công

Vật liệu composite được chia thành những loại nào?

Phân loại composite theo hình dạng

• Composite cốt sợi: Vật liệu dạng cốt sợi có chiều dài lớn. Chất độn giúp cho chất liệu cốt sợi này tăng cường khả năng chống chịu tác động cho vật liệu nền.
• Composite cốt hạt: Là loại vật liệu tăng cường dạng hạt. Với các hạt có kích thước nhỏ dạng độn phân tán vào trong các polymer. Chất liệu cốt hạt thường được sử dụng nhiều nhất hiện nay chính là bê tông.
• Cốt hạt và sợi: Sự kết hợp giữa bê tông và cốt thép tạo nên chất liệu bên tông cốt thép. Trong đó, xi măng chính là vật liệu nền được cấu thành từ đá. Còn bên tông phần cốt chính là cát và đá vụn. Phần cốt sợi chính là những thanh thép cứng.

Phân loại composite theo bản chất

• Vật liệu composite bản chất là nền kim loại: Loại composite này là sự kết hợp của nhiều các loại hợp kim khác nhau như nhôm, titan…Cùng với đó là các loại sợi kim loại, sợi khoáng.
• Vật liệu composite bản chất nền khoáng: Nhiệt độ tối đa mà loại composite nền khoáng có thể chịu đựng là từ 600 – 1000 độ C. Composite nền khoáng phổ biến nhất hiện nay thường là gốm.
• Vật liệu composite bản chất là nền hữu cơ: Nền hữu cơ thường là nền cao su, nhựa, nhựa đường…Đây là sự kết hợp của nhiều sợi hữu cơ khác nhau kết hợp với các sợi kim loại và sợi khoáng. Vật liệu composite bản chất nền hữu cơ có thể chịu được nhiệt độ tối đa từ 200-300 độ C.

Ứng dụng của vật liệu composite trong đời sống hiện nay

Ngày nay, vật liệu composite được ứng dụng hầu hết trong các lĩnh vực của đời sống. Trong đó có thể kể đến như:

Ứng dụng trong thiết kế nội thất

Sở hữu nhiều công dụng và tính năng vượt trội, vậy ứng dụng trong thiết kế nội thất của composite là gì? Với khả năng chống nước và chống thấm cao nên vật liệu này thường được sử dụng để thiết kế các loại bàn ghế ngoài trời. Hay sử dụng làm vật liệu trang trí cho hồ hơi, bể cá…

Ứng dụng của vật liệu composite trong thiết kế nội thất.

Ứng dụng trong sản xuất đồ gia dụng

Với ngành công nghiệp đồ gia dụng, vật liệu composite được sử dụng nhiều khi chế tạo ô tô, xe máy. Hay các bộ phận của các phương tiện khác như thùng xe, khung trần xe…và một số loại phụ tùng khác của xe.

Không chỉ vậy, chất liệu này còn được sử dụng trong ngành công nghiệp điện tử như chế tạo điều hòa, máy giặt…

Một số ứng dụng khác của composite trong đời sống

Tuy giá thành của vật liệu composite thấp hơn so với các chất liệu khác nhưng đây vẫn là loại vật liệu cao cấp vì được cấu thành từ sợi cacbon và thủy tinh cao cấp. Nên chúng được sử dụng nhiều trong một số lĩnh vực khác như cầu đường, nắp hố ga, song chắn rác, luyện kim…

Ứng dụng của composite trong thiết kế nắp hố ga

Những sản phẩm được làm từ composite thường có độ bền cao, thân thiện mới môi trường…nên được ứng dụng rộng rãi trong đời sống và công nghiệp sản xuất.

Hi vọng với những thông tin được chia sẻ đã giúp bạn trả lời được câu hỏi vật liệu composite là gì. Cũng như hiểu rõ hơn về đặc điểm, cấu tạo, tính chất và ứng dụng của vật liệu này trong đời sống hiện nay.