Composite là loại vật liệu được sử dụng rất phổ biến, xuất hiện trong rất nhiều đồ vật hàng ngày của chúng ta mà đôi khi chính bản thân chúng ta cũng không thể biết hết được. Vật vật liệu composite là gì? đặc điểm và tính ứng dụng của nó ra sao chúng ta cùng tìm hiểu trong nội dung bài viết dưới đây nhé!

Composite là gì?

Composite là loại vật liệu được tạo thành bằng việc kết hợp hai hoặc nhiều loại vật liệu khác nhau với nhau để tạo thành một vật liệu mới có những đặc tính vượt trội so với từng vật liệu gốc. Composite được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất ô tô, hàng không, đóng tàu, thiết kế thể thao, cơ khí và nhiều lĩnh vực khác.

Composite

Composite

Cấu tạo của vật liệu composite

Vật liệu composite có thể được cấu tạo từ nhiều lớp khác nhau, tùy thuộc vào ứng dụng và yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm. Mỗi lớp trong vật liệu composite có chức năng và tính chất khác nhau, tạo nên tính chất tổng thể của vật liệu.

Cấu tạo vật liệu composite

Cấu tạo chung của vật liệu composite bao gồm hai lớp chính là lớp ma trận và lớp sợi. Lớp ma trận có chức năng liên kết các sợi với nhau, tạo thành một cấu trúc vững chắc, đồng thời bảo vệ sợi khỏi các tác động bên ngoài. Lớp sợi có chức năng chịu lực và truyền lực từ bề mặt của sản phẩm sang lớp ma trận.

Các loại vật liệu composite khác nhau sẽ có sự khác biệt về số lớp và cấu trúc của mỗi lớp. Chẳng hạn, trong vật liệu composite sợi carbon, các sợi carbon sẽ được liên kết với nhau bằng một lớp ma trận polymer đặc biệt, tạo nên một sản phẩm có tính cứng và bền vượt trội. Trong khi đó, trong vật liệu composite sợi thủy tinh, lớp ma trận thường là nhựa polyester, được tạo thành từ polymer và các hóa chất kết dính khác, để liên kết các sợi thủy tinh với nhau.

Ngoài ra, một số sản phẩm composite còn có thêm các lớp khác như lớp lót hoặc lớp phủ bề mặt, để cải thiện tính năng và tính thẩm mỹ của sản phẩm. Lớp lót có chức năng giảm ma sát và bảo vệ lớp ma trận, trong khi lớp phủ bề mặt có chức năng tạo sự chống trầy xước và giảm tác động của các tác nhân bên ngoài.

Tóm lại, cấu tạo của vật liệu composite có thể được thay đổi linh hoạt để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, chúng đều có cấu trúc chung bao gồm hai lớp chính là lớp ma trận và lớp sợi, tạo nên tính chất đặc biệt và độ bền cao của vật liệu composite.

Đặc điểm của vật liệu composite

  • Độ cứng cao: Composite có độ cứng cao hơn so với các vật liệu khác như kim loại hay nhựa đơn thuần.
  • Độ bền cao: Composite có khả năng chịu tải tốt và có độ bền cao hơn so với các vật liệu khác.
  • Khối lượng nhẹ: Composite có khối lượng nhẹ hơn so với kim loại, giúp giảm trọng lượng thiết bị và tiết kiệm năng lượng.
  • Tính dẫn nhiệt thấp: Composite có tính dẫn nhiệt thấp hơn so với kim loại, giúp bảo vệ các thiết bị khỏi tác động của nhiệt độ cao.
  • Khả năng chống ăn mòn: Composite có khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với kim loại, giúp bảo vệ thiết bị trong môi trường ăn mòn.

Ứng dụng của vật liệu composite

Sản xuất ô tô: Composite được sử dụng để sản xuất các chi tiết nội thất và ngoại thất của ô tô, giúp giảm trọng lượng và tăng tính thẩm mỹ của xe.
Hàng không và vũ trụ: Composite được sử dụng để sản xuất các chi tiết của máy bay, tàu vũ trụ và tên lửa. Với tính năng nhẹ, bền và chịu tải tốt, composite giúp tiết kiệm nhiên liệu và tăng hiệu suất của các thiết bị bay.
Đóng tàu: Composite được sử dụng để sản xuất các chi tiết của tàu, giúp giảm trọng lượng và tăng khả năng chịu tải của tàu.
Thiết kế thể thao: Composite được sử dụng để sản xuất các thiết bị thể thao như vợt tennis, gậy đánh golf, giày thể thao, giúp tăng tính năng động và độ bền của thiết bị.
Cơ khí: Composite được sử dụng để sản xuất các chi tiết máy móc, giúp tăng tính cứng và bền của thiết bị, giảm trọng lượng và tăng hiệu suất.

Ứng dụng sợi composite

Sợi composite được ứng dụng ở hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống

Các loại vật liệu composite phổ biến

Composite sợi carbon (Carbon Fiber Composite): Composite sợi carbon là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng nặng như hàng không, đóng tàu, ô tô, đua xe, thể thao và y tế. Composite sợi carbon có độ cứng và độ bền cao hơn so với kim loại, nhưng lại có khối lượng nhẹ hơn nhiều. Với các ứng dụng trong lĩnh vực hàng không, composite sợi carbon được sử dụng để sản xuất các chi tiết cơ khí, tấm vách nội thất, cánh tàu bay và tên lửa.

Composite sợi thủy tinh (Fiberglass Composite): Composite sợi thủy tinh là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khác nhau như sản xuất tàu, đóng cửa và vách ngăn, ống dẫn và bồn chứa. Composite sợi thủy tinh có độ bền và độ cứng cao hơn so với nhựa polyester, nhưng lại có giá thành rẻ hơn so với composite sợi carbon.

Composite sợi Kevlar (Kevlar Composite): Composite sợi Kevlar là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng nặng như sản xuất đồ bảo hộ, thiết bị bảo vệ, cơ sở hạ tầng và thiết bị y tế. Composite sợi Kevlar có độ bền và độ cứng cao hơn so với sợi thủy tinh và nhựa polyester, nhưng lại có độ cứng thấp hơn so với composite sợi carbon. Điều này làm cho composite sợi Kevlar được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng y tế và an ninh, như sản xuất áo giáp, mũ bảo hiểm và tấm đệm cho các phương tiện đi lại.

Composite gốm (Ceramic Composite): Composite gốm là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khác nhau như sản xuất đĩa phanh, vật liệu chịu lửa, cánh tàu bay và tên lửa. Composite gốm có độ cứng và độ bền cao hơn so với kim loại, nhưng lại có tính chịu tác động và chịu va đập kém hơn so với kim loại.