Xem mẫu
- NỘI DUNG
Khái niệm vật liệu compozite
1.
Lịch sử phát triển vật liệu compozite
2.
Thành phần cấu tạo vật liệu compozite
3.
Phân loại vật liệu compozite
4.
Công nghệ chế tạo vật liệu compozite
5.
Một số sản phẩm được chế tạo tư vât
6.
liệu compozite
Phương hướng phát triển.
7.
- 1. KHÁI NIỆM VẬT LIỆU COMPOZITE
Vật liệu composite hay
composite là vật liệu tổng hợp
từ hai hay nhiều vật liệu khác
nhau tạo lên vật liệu mới có
tính năng hơn hẳn các vật liệu
ban đầu, khi những vật liệu
này làm việc riêng rẽ.
Vật liệu Composite được cấu
tạo từ các thành phần cốt
nhằm đảm bảo cho
Composite có được các đặc
tính cơ học cần thiết và vật
liệu nền đảm bảo cho các
thành phần của Composite
liên kết, làm việc hài hoà với
nhau
- 3. THÀNH PẦN VÀ CẤU TẠO VẬT LIỆU
COMPOZITE
Nhìn chung, mỗi vật liệu
composite gồm một hay
nhiều pha gián đoạn được
phân bố trong một pha liên
tục duy nhất. (Pha là một
loại vật liệu thành phần
nằm trong cấu trúc của vật
liệu composite.) Pha liên tục Nền
gọi là vật liệu nền (matrice), cácbon
thường làm nhiệm vụ liên
kết các pha gián đoạn lại.
Pha gián đoạn được gọi là
cốt hay vật liệu tăng cường
(renfot) được trộn vào pha
nền làm tăng cơ tính, tính
kết dính, chống mòn, chống
xước ...
- 3. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO VẬT LIỆU
COMPOZITE
3.1 thành phần cốt: gồm có 9 loại cốt
3.1.1 Sợi thuỷ tinh
Sợi thủy tinh, được kéo ra từ các loại
thủy tinh kéo sợi được (thủy tinh dệt),
có đường kính nhỏ vài chục micro
mét. Khi đó các sợi này sẽ mất những
nhược điểm của thủy tinh khối, như:
giòn, dễ nứt gẫy, mà trở nên có nhiều
ưu điểm cơ học hơn. Thành phần của
thủy tinh dệt có thể chứa thêm những
khoáng chất như: silic, nhôm, magiê
, ... tạo ra các loại sợi thủy tinh khác
nhau như: sợi thủy tinh E (dẫn điện
tốt), sợi thủy tinh D (cách điện tốt),
sợi thủy tinh A (hàm lượng kiềm cao),
sợi thủy tinh C (độ bền hóa cao), sợi
thủy tinh R và sợi thủy tinh S (độ bền
cơ học cao). Loại thủy tinh E là loại
phổ biến.
- 3. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO VẬT LIỆU
COMPOZITE
3.1.2 Sợi Bazan
- 3. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO VẬT LIỆU
COMPOZITE
3.1.3 Sợi hữu cơ
Các loại sợi hữu cơ phổ
biến:
Sợi kenvlar cấu tạo từ hợp
chất hữu cơ cao phân tử
aramit, được gia công bằng
phương pháp tổng hợp ở
nhiệt độ thấp (-10°C), tiếp
theo được kéo ra thành sợi
trong dung dịch, cuối cùng
được sử lý nhiệt để tăng mô
đun đàn hồi. Sợi kenvlar và
tất cả các sợi làm từ aramit
như:
khác Twaron,
Technora, ... có giá thành
thấp hơn sợi thủy tinh như
cơ tính lại thấp hơn: các loại
sợi aramit thường có độ bền
nén, uốn thấp và dễ biến
dạng cắt giữa các lớp.
- 3. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO VẬT LIỆU
COMPOZITE
3.1.4 Sợi Cacbon
Sợi cacbon chính là sợi graphit
(than chì), có cấu trúc tinh thể bề
mặt, tạo thành các lớp liên kết
với nhau, nhưng cách nhau
khoảng 3,35 A°. Các nguyên tử
cacbon liên kết với nhau, trong
một mặt phẳng, thành mạng tinh
thể hình lục lăng, với khoảng
cách giữa các nguyên tử trong
mỗi lớp là 1,42 A°. Sợi cacbon có
cơ tính tương đối cao, có loại gần
tương đương với sợi thủy tinh, lại
có khả năng chịu nhiệt cực tốt.
- 3. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO VẬT LIỆU
COMPOZITE
3.1.5 Sợi Bor
Sợi Bor hay Bore (ký hiệu
hóa học là B), là một
dạng sợi gốm thu được
nhờ phương pháp kết
tủa. Sản phẩm thương
mại của loại sợi này có
thể ở các dạng: dây sợi
dài gồm nhiều sợi nhỏ
song song, băng đã tẩm
thấm dùng để quấn ống,
vải đồng phương.
- 3. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO VẬT LIỆU
COMPOZITE
3.1.6 Sợi Cacbua Silic
Sợi Cacbua Silic (công thức hóa học là: SiC) cũng là
một loại sợi gốm thu được nhờ kết tủa.
- 3. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO VẬT LIỆU
COMPOZITE
3.1.7 Sợi kim loại
- 3. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO VẬT LIỆU
COMPOZITE
3.1.8 Sợi ngắn và các hạt
phân tán
- 3. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO VẬT LIỆU
COMPOZITE
3.1.9 Cốt vải
Cốt vải là tổ hợp thành bề mặt
(tấm), của vật liệu cốt sợi, được
thực hiện bằng công nghệ dệt.
Các kỹ thuật dệt vải chuyền
thống thường hay dùng là: kiểu
dệt lụa trơn, kiểu dệt xa tanh,
kiểu dệt vân chéo, kiểu dệt vải
mô đun cao, kiểu dệt đồng
phương. Kiểu dệt là cách đan
sợi, hay còn gọi là kiểu chéo sợi.
Kỹ thuật dệt cao cấp còn có các
kiểu dệt đa phương như: bện,
tết, và kiểu dệt thể tích tạo nên
vải đa phương.
- 3. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO VẬT LIỆU
COMPOZITE
3.2 Vật liệu nền
3.2.1 Chất liệu nền
polyme nhiệt rắn:
Nhựa polyeste và nhóm
nhựa cô đặc như: nhựa
phenol, nhựa furan, nhựa
amin, nhựa epoxy.
- 3. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO VẬT LIỆU
COMPOZITE
3.2.2 Chất liệu nền polyme
nhiệt dẻo
Nền của vật liệu là
nhựa nhiệt dẻo như: PVC,
nhựa polyetylen, nhựa
nhựa
polypropylen,
polyamit,...
- 3. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO VẬT LIỆU
COMPOZITE
3.2.3 Chất liệu nền
cacbon:
- 3. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO VẬT LIỆU
COMPOZITE
3.2.4 Chất liệu nền
kim loại
Vật liệu compozit nền
kim loại có modun đàn
hồi rất cao có thể lên
tới 110 GPa. Do đó đòi
hỏi chất gia cường
cũng có modun cao.
Các kim loại được sử
dụng nhiều là: nhôm,
niken, đồng.
- .ƯU, NHƯỢC ĐIỂM VẬT LIỆU COMPOZITE
Ưu điểm:
Khả năng chế tạo từ vật liệu này thành các kết cấu
sản phẩm theo những yêu cầu kỹ thuật khác nhau
Khả năng chịu nhiệt và chịu sự ăn mòn của vật liệu
trong điều kiện khắc nghiệt của môi trường.
Khả năng áp dụng rộng rãi, tính chất nổi bật là nh ẹ,
độ bền cao, chịu môi trường, rễ lắp đặt, có độ bền
riêng và các đặc trưng đàn hồi cao, bền vững với môi
trường ăn mòn hoá học, độ dẫn nhiệt, dẫn điện thấp
Khi chế tạo ở một nhiệt độ và áp suất nhất định dễ
triển khai được các thủ pháp công nghệ, thuận lợi
cho quá trình sản xuất.
- 4.PHÂN LOẠI VẬT LIỆU COMPOZITE
4.6 Theo bản chất vật liệu nền và cốt
Composite nền hữu cơ: composite nền giấy (cáctông), composite
nền nhựa, nền nhựa đường, nền cao su (tấm hạt, tấm sợi, vải
bạt, vật liệu chống thấm, lốp ô tô xe máy),... Loại nền này thường
có thể kết hợp với mọi dạng cốt liệu, như: sợi hữu cơ (polyamit,
kevlar (là sợi aramit cơ tính cao),..), sợi khoáng (sợi thủy tinh, sợi
cacbon,...), sợi kim loại (Bo, nhôm,...). Vật liệu composite nền hữu
cơ chỉ chịu được nhiệt độ tối đa là khoảng 200 ÷ 300°C.
Composite nền khoáng chất: bê tông, bê tông cốt thép, composite
nền gốm, composite cacbon - cacbon. Thường loại nền này kết
hợp với cốt dạng: sợi kim loại (Bo, thép,...), hạt kim loại (chất gốm
kim), hạt gốm (gốm cacbua, gốm Nitơ,...).
Composite nền kim loại: nền hợp kim titan, nền hợp kim nhôm,...
Thường kết hợp với cốt liệu dạng: sợi kim loại (Bo,...), sợi khoáng
(cacbon, SiC,...). Composit nền kim loại hay nền khoáng chất có
thể chịu nhiệt độ tối đa khoảng 600 ÷ 1.000°C (nền gốm tới
1.000°C).
- .ƯU, NHƯỢC ĐIỂM VẬT LIỆU COMPOZITE
Nhược điểm:
- 4.PHÂN LOẠI VẬT LIỆU COMPOZITE
4.1 Vật liệu composite polyme
là loại vật liệu được cấu tạo bởi 2 hay nhiều cấu tử (thành ph ần).
Trong đó, loại cấu tử thứ nhất là 1 hay nhiều polyme nền thông
thường. Loại cấu tử thứ hai là các chất phụ gia (chất độn) như
vật liệu sợi, bột của các chất vô cơ cơ... Còn có th ể có thêm 1
thành phần thứ ba là chất liên kết.
4.2 Vật liệu composite cacbon-cacbon
Đây là vật liệu nền cacbon cốt sợi cacbon.
4.3 Vật liệu composite gốm
Thành phần là Đất sét hay đất sình nhiều mùn được xem như
nguyên liệu chủ yếu để làm gạch
4.4 Vật liệu composite kim loại
Đây là vật liệu nền kim loại và sợi kim loại: thép, đồng, nhôm,...
4.5 Vật liệu composite tạp lai
Là loại vât liêu được làm từ nhiều loại cốt sợi và vật liệu nền
khác nhau
nguon tai.lieu . vn