Các loại vật liệu mới và ứng dụng của chúng

Cùng với sự lớn mạnh của khoa học kỹ thuật và công nghệ. Con người chúng ta ngày càng có những nhu cầu cao hơn vật liệu để ứng dụng trong sản xuất chế tạo cũng như dân dụng. Để đáp ứng nhu những đòi hỏi ngày càng cao của con người thì các nhà sang chế đã không ngừng nghiên cứu,chế tạo để mang những tinh hoa công nghệ đến với nhà sản xuất và người tiêu dùng là những người hưởng lợi nhiều nhất. Cùng với sự phát triển của Ngành Công nghệ vật liệu trên toàn thế giới, gần đây ở Việt Nam cũng đã bắt đầu có những bước phát triển ban đầu, trong đó tiên phong trong lĩnh vực này là các công ti, xí nghiệp sản xuất, nhập khẩu, phân phối nhựa tổng hợp,polymer...đã mang đến một làn gió mới cho ngành công nghệ vật liệu ở nước ta bằng những sản phẩm ưu việt,mang tính thay thế và kế thừa rất tốt cho những vật liệu cũ và đã bộc lộ rõ những điểm yếu của mình trong quá trình sử dụng. Bài báo cáo này là một bài báo cáo về một loại sản phẩm của quá trình thử nghiệm và phổ biến những sản phẩm vật liệu mới vào đời sống và sản xuất tại nước ta. Hi vọng bài báo cáo này sẽ giúp mọi người có cái nhìn khác hơn về ngành công nghệ vật liệu cũng như có tạo được niềm đam mê yêu thích để theo đuổi tới cùng ngành nghề mà chúng ta đang học để có thể giải quyết vấn đề nguồn nhân lực và góp phần công sức của mình vào công việc hiện đại hoá đất nước,đem lại những tia sang mới trên con đường khoa học kỹ thuật cho nước nhà

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

UNIVERSITY OF TECHNOLOGY HCM CITY Khoa : Công Nghệ Vật Liệu

Lớp: VL1203

Môn Học: Kỹ Năng Giao Tiếp Ngành Nghề

Nhóm 2:

DANH SÁCH NHÓM MSSV 1.Nguyễn Ngọc Huy V1201370

2 Ông Bình Hưng V1201509 3.Lại Văn Hưng V1201493

4.Phạm Văn Hùng V1201476 5.Tô Nhựt Phi V1202708

6.Trần Minh Trị V1204088 7.Nguyễn Hoàng Phúc Huy V1201364

Đề Tài: Các Loại Vật liệu Mới Và Ứng Dụng Của Chúng

Mục lục:

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng với sự lớn mạnh của khoa học kỹ thuật và công nghệ Con người chúng ta ngày càng có những nhu cầu cao hơn vật liệu để ứng dụng trong sản xuất chế tạo cũng như dân dụng Để đáp ứng nhu những đòi hỏi ngày càng cao của con người thì các nhà sang chế đã không ngừng nghiên cứu,chế tạo để mang những tinh hoa công nghệ đến với nhà sản xuất và người tiêu dùng là những người hưởng lợi nhiều nhất

Cùng với sự phát triển của Ngành Công nghệ vật liệu trên toàn thế giới, gần đây ở Việt Nam cũng đã bắt đầu có những bước phát triển ban đầu, trong đó tiên phong trong lĩnh vực này là các công ti, xí nghiệp sản xuất, nhập khẩu, phân phối nhựa tổng

hợp,polymer đã mang đến một làn gió mới cho ngành công nghệ vật liệu ở nước ta bằng những sản phẩm ưu việt,mang tính thay thế và kế thừa rất tốt cho những vật liệu cũ

và đã bộc lộ rõ những điểm yếu của mình trong quá trình sử dụng

Bài báo cáo này là một bài báo cáo về một loại sản phẩm của quá trình thử nghiệm

và phổ biến những sản phẩm vật liệu mới vào đời sống và sản xuất tại nước ta Hi vọng bài báo cáo này sẽ giúp mọi người có cái nhìn khác hơn về ngành công nghệ vật liệu cũng như có tạo được niềm đam mê yêu thích để theo đuổi tới cùng ngành nghề mà chúng ta đang học để có thể giải quyết vấn đề nguồn nhân lực và góp phần công sức của mình vào công việc hiện đại hoá đất nước,đem lại những tia sang mới trên con đường khoa học kỹ thuật cho nước nhà

A.HỢP KIM SIÊU ĐÀN HỒI

I/ Giới Thiệu:

_Cùng với những thành tựu của các ngành khoa học kỹ thuật như cơ, điện tử, tin học, hoá học, nghiên cứu vật chất ngành sản xuất vật liệu mới cũng đang bước vào cao trào nghiên cứu, tìm kiếm những vật liệu mới cho tương lai Qua đó những bí ẩn của nhiều loại vật liệu kỳ diệu được khám phá, tổ hợp lại, và hiện thực hóa thành sản phẩm phục

vụ cho sản xuất và đời sống con người trong những năm tới

Bắt đầu là những bí ẩn từ vật liệu hợp kim vì chúng là loại vật liệu thông dụng và quan trọng nhất hiện nay và trong tương lai đặc biệt là hợp kim siêu đàn hồi

II/ Tính Chất

_Đây là những loại hợp kim đặc biệt, độc đáo gồm các hợp chất như : ti-ta-ni-um, cô-ni-um, va-na-di-um, ni-ô-bi-um, ta-ta-lum và một lượng nhỏ ô-xy- thành phần quan trọng trong hợp kim

zi-_Như chúng ta đều biết, phần lớn kim loại và hợp kim thông thường bị biến dạng vĩnh viễn nếu bị kéo tới kích cỡ lớn gấp 2,5 lần chiều dài ban đầu của chúng Nhưng những loại hợp kim mới này ở trạng thái đó sẽ bật trở lại, tạo thành tính năng siêu đàn hồi, rất hữu ích trong việc chế tạo máy móc, thiết bị công nghệ cao Đồng thời hợp kim mới còn đạt tiêu chuẩn siêu cứng, siêu bền, đặc biệt có thể đúc được mà không cần nhiệt, độ cứng của chúng không thay đổi khi bị nung nóng tới hơn 200 độ C Sức căng, sức kéo của những loại hợp kim mới cao gấp hơn hai lần của thép tinh luyện, người ta có thể bẻ cong hoặc làm cho chúng thẳng lại mà không sợ bị giòn, bị gãy

_ Đặc biệt khi cho thêm một lượng nhỏ chất niken vào trong hợp kim sắt để tạo ra một loại hợp kim siêu đàn hồi Loại vật liệu mới này có thể phục hồi hình dạng gốc sau khi được nung ở nhiệt độ từ 196 - 240 độ C

_ Theo tiến sĩ Toshihiro Omori - người đứng đầu nghiên cứu, loại vật liệu mới có độ

co giãn tốt hơn nhiều so với các loại hợp kim siêu đàn hồi trước đây, vốn không thể phục hồi hình dạng gốc sau khi chịu nhiệt độ dưới -20 độ C hoặc trên 80 độ C

_Vật liệu hợp kim siêu đàn hồi của chúng tôi rất nhạy cảm với nhiệt độ Đây là đặc tính rất quan trọng đối với một loại vật liệu khi nhiệt độ thay đổi

Độ bóng bề mặt: Bright Annealed, Bright polished, Tempered

Mép xẻ: Slit Edges, Deburrged Edges, Round Smooth Edges, Square Adges, Smooth Edges with Round Corners

Chủng loại và thành phần hóa học: AISI 301; 302, 304, 316, 410, 420, 430

Ứng dụng: SX lò xo lá, cơ khí chính xác, ngành điện tử viễn thông, công nghiệp in, stamping part, y tế,…

E) Công ty sản xuất và phân phối:

_Công ty TNHH quốc tế TYG

_Công ty: Bigelow Aerospace

_Công ty cổ phần cơ khí Thăng Long.(Phân phối sp)

B VẬT LIỆU GỖ ACRYLIC

I/ Màng Acrylic:

Màng acrylic tổng hợp được làm từ một loại polymer (poly acrylonitrile) Được gọi

là acrylic ở Mỹ, các polymer phải có ít nhất 85% acrylonitrile monomer Comonomers điển hình là vinyl axetat hay methyl acrylate

Poly Acrylonitrile

Polymer được hình thành bởi trùng hợp gốc tự do trong dung dịch Các màng được sản xuất bằng cách hòa tan polymer trong một dung môi như N, N-dimetylformamit hoặc dung dịch natri thiocyanate và đông lại Tạo thành màng Acrylic

N, N-dimetylformamit

Ứng dụng công nghệ nano với polymer có nguồn gốc từ các hợp chất Acrylic có tác dụng tạo ra các tinh thể sơn cực mịn và nhỏ có khả năng thẩm thấu rất sâu vào trong các

thớ gỗ vầ bề mặt gỗ tạo khả năng liên kết bền vững ,chắc chắn và không thể tách lớp

giữa màng sơn phủ với bề mặt gỗ, có khả năng kháng nước cao , chống bám bụi, chống rêu mốc và con trùng như mối mọt

II) Ưu điểm khi kết hợp với gỗ:

Tính ổn định cao cho bề mặt gỗ với mọi sự thay đổi ,giãn nở bề mặt gỗ do ảnh hưởng chênh lệch nhiệt độ, độ ẩm, thời tiết khí hậu, ngoài ra sắc tố mầu sơn có khả năng phản tia UV (cực tím ) và tia IR (hồng ngoại) tới 99.3%

Hoàn toàn thân thiện môi trường và sức khỏe của người sử dụng

Màng Acrylic tạo ra lớp phủ bảo vệ bên ngoài, 100% acrylic, nhẹ mùi Sản

phẩm này khô nhanh chóng, bền với kiềm, chịu được mài mòn, mỡ, dầu, và thiết bị làm sạch.hống trầy trượt hiệu quả

II) Qui trình chế tạo và phạm vi áp dụng:

Phạm vi ứng dụng:

- Trong các công trình xây dựng dân dụng: sàn nhà, cầu thang

- Các xí nghiệp,nhà máy, khu sản xuất

C BÔNG SỢI GỐM CERAMIC

I/ Đặc tính:

Bông sợi gốm Ceramic được chế tạo sản xuất trên dây chuyền tiên tiến, qui trình sản xuất rất tiên tiến, do đó loại bỏ được chu kỳ sản xuất không hiệu quả, sản lượng thấp Bông sợi gốm Ceramic dạng tấm được sản xuất thành nhiều loại tỷ trọng khác nhau bởi nhiệt độ, có thể được sử dụng rộng rải như phần lớp che lót cho lò nung công nghiệp hay bề mặt bị nung nóng của lò nhiệt thấp, đảm bảo cho việc tiết kiệm nhiên liệu

và chất lượng cao

Bông gốm ceramic được sản xuất từ sợi gốm chứa thành phần cơ bản là Alumino Silic dioxyt (hợp chất của silic dưới sợi sa thạch hoặc thạch anh), hệ số dẫn nhiệt thấp và khả năng cách nhiệt cao từ 1260 độ đến 1600 độ C, được dùng cho các dự án cách nhiệt cực nóng – ngọn lửa trực tiếp lên đến 1600 độ C

II/ Ưu điểm và ứng dụng:

- Giữ, hấp thu và dẩn nhiệt thấp

- Rất dẻo dai, bền với lực nén ép

- Kích cỡ chính xác, độ phẳng cao

- Cấu trúc rất đồng nhất, sản lượng máy rất cao

- Rất dễ thi công và sữa chữa

- Qui trình sản xuất liên tục, sản phẩm rất sắc sảo và tính ổn định cao

- Rất bền với hóa chất và kháng nhiệt rất tốt

- Cách nhiệt cho lò nung ngành xi- măng, ngành ceramic, ngành luyện kim, hóa dâu, ngành thủy tinh

- Chịu lửa và cách nhiệt thiết bị xử lý nhiệt

- Gạch chịu nhiệt cho lò luyện nhôm

- Cách nhiệt cho vách, thành lò và thiết bị chịu nhiệt cao

III/ Phương pháp thi công:

Việc lưa chọn sử dụng loại lưới thủy tinh với định lượng bao nhiệu phụ thuộc vào

bề mặt vữa tô dày hay mỏng Lưới thủy tinh có định lượng lớn phù hợp cho tường có lớp vữa tô dày, lưới có định lượng nhỏ thì phù hợp cho tường có lớp vữa tô mỏng

Lưới thủy tinh phải được gắn vào lớp vữa tô thứ 1 khi lớp vữa này đang còn ướt, tấm lưới phải được đặt theo chiều từ trên xuống dưới và tấm sau chồng mí lên tấm trước tối thiểu là 10cm

Tiếp tục tô lớp vữa thứ 2 để hoàn thiện bề mặt tường, dùng bai hoặc bàn là để thi công tạo mặt phẳng cho bề mặt tường, lúc này lớp lưới thủy tinh đã hoàn toàn bị che phủ

Tránh tác động lên bề mặt tường cho đến khi bề mặt tường khô hẳn nhằm tránh sự tạo vết nứt và xủi bọt khí khi bề mặt tường còn ướt

IV/ Công ty sản xuất và phân phối:

Công ty TNHH Nhiệt Phát Lộc

Công ty TNHH Cách Nhiệt Hà Nguyên Phát

D VẬT LIỆU NANO

I) Xu hướng nghiên cứu mới của ngành Vật liệu:

Xu hướng của khoa học ứng dụng (bài này không đề cập đến khoa học cơ bản) hiện nay là tích hợp lại để cùng nghiên cứu các đối tượng nhỏ bé có kích thước tiến đến kích thước của nguyên tử Hàng ngàn năm trước đây, kể từ khi các nhà bác học cổ Hy Lạp xác lập các nguyên tắc đầu tiên về khoa học (đúng hơn là siêu hình học), thì các ngành khoa học đều được tập trung thành một môn duy nhất đó là triết học, chính vì thế người ta gọi họ là nhà bác học vì họ biết hầu hết các vấn đề của khoa học Đối tượng của khoa học lúc bất giờ là các vật thể vĩ mô

Cùng với thời gian, hiểu biết của con người càng tăng lên, và do đó, độ phức tạp cũng gia tăng, khoa học được phân ra theo các ngành khác nhau như toán học, vật lí, hóa học, sinh học, để nghiên cứu các vật thể ở cấp độ lớn hơn micro mét Sự phân chia

đó đang kết thúc và khoa học một lần nữa lại tích hợp với nhau khi nghiên cứu các vật thể ở cấp độ nano mét Nếu ta gọi sự phân chia theo các ngành toán, lí, hóa, sinh là phân chia theo chiều dọc, thì việc phân chia thành các ngành khoa học nano, công nghệ nano, khoa học vật liệu mới, là phân chia theo chiều ngang Điều này có thể được thấy thông qua các tạp chí khoa học có liên quan

Ví dụ các tạp chí nổi tiếng về vật lí như Physical Review có số đầu tiên từ năm

1901, hoặc tạp chí hóa học Journal of the American Chemical Society có số đầu tiên từ năm 1879, đó là các tạp chí có mặt rất lâu truyền tải các nghiên cứu khoa học sôi nổi nhất trong thế kỷ trước Trong thời gian gần đây, người ta thấy xuất hiện một loạt các tạp chí không theo một ngành cụ thể nào mà tích hợp của rất nhiều ngành khác nhau như tạp chí uy tín Nano Letters có số đầu tiên từ năm 2001, tạp chí Nanotoday có số đầu tiên

từ năm 2003 Chúng thể hiện xu hướng mới của khoa học đang phân chia lại theo chiều ngang tương tự như khoa học hàng ngàn năm về trước Bài này xin giới thiệu sơ lược về đối tượng của khoa học và công nghệ nano, đó là vật liệu nano

II/ Vật liệu nano là gì?

Vật liệu nano (nano materials) là một trong những lĩnh vực nghiên cứu đỉnh cao sôi động nhất trong thời gian gần đây Điều đó được thể hiện bằng số các công trình khoa học, số các bằng phát minh sáng chế (hình 1), số các công ty (hình 2) có liên quan đến khoa học, công nghệ nano gia tăng theo cấp số mũ Con số ước tính về số tiền đầu tư vào lĩnh vực này lên đến 8,6 tỷ đô la vào năm 2004 [1] Vậy thì tại sao vật liệu nano lại thu hút được nhiều đầu tư về tài chính và nhân lực đến vậy? Bài này sẽ điểm sơ qua về vật liệu nano, các phương pháp chế tạo, tính chất lí hóa, và các ứng dụng của chúng

Số các công trình khoa học và bằng phát minh sáng chế tăng theo cấp số mũ theo

Công nghệ nano là việc thiết kế, phân tích đặc trưng, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị, và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng và kích thước trên quy mô

liên kết hai lĩnh vực trên với nhau Kích thước của vật liệu nano trải một khoảng khá rộng, từ vài nm đến vài trăm nm Để có một con số dễ hình dung, nếu ta có một quả cầu

có bán kính bằng quả bóng bàn thì thể tích đó đủ để làm ra rất nhiều hạt nano có kích thước 10 nm, nếu ta xếp các hạt đó thành một hàng dài kế tiếp nhau thì độ dài của chúng bằng một ngàn lần chu vi của trái đất

Chúng ta hãy lấy một ví dụ trong bảng 1 Vật liệu sắt từ được hình thành từ những đô men, trong lòng một đô men, các nguyên tử có từ tính sắp xếp song song với nhau nhưng lại không nhất thiết phải song song với mô men từ của nguyên tử ở một đô men khác Giữa hai đô men có một vùng chuyển tiếp được gọi là vách đô men Độ dày của vách đô men phụ thuộc vào bản chất của vật liệu mà có thể dày từ 10-100 nm Nếu vật liệu tạo thành từ các hạt chỉ có kích thước bằng độ dày vách đô men thì sẽ có các tính chất khác hẳn với tính chất của vật liệu khối vì ảnh hưởng của các nguyên tử ở đô men này tác động lên nguyên tử ở đô men khác

Bảng 1: độ dài tới hạn của một số tính chất của vật liệu

hạn (nm)

Điện

Bước sóng điện tử Quãng đường tự do trung bình Hiệu ứng đường ngầm

10-100 1-100 1-10

Từ

Vách đô men Quãng đường tán xạ spin

10-100 1-100

Quang

Hố lượng tử

Độ dài suy giảm

Độ sâu bề mặt kim loại

1-100 10-100 10-100

Siêu dẫn

Độ dài liên kết cặp Cooper

Độ thẩm thấu Meisner

0.1-100 1-100

Cơ

Tương tác bất định xứ Biên hạt

Bán kính khởi động đứt vỡ Sai hỏng mầm

Độ nhăn bề mặt

1-1000 1-10 1-100 0.1-10 1-10

phân tử

Cấu trúc nhị cấp Cấu trúc tam cấp

1-10 10-1000 Miễn

IV/ Vật liệu từ nano ứng dụng trong sinh học như thế nào?

Như trên đã nói, vật liệu nano chỉ có tính chất thú vị khi kích thước của nó so sánh được với các độ dài tới hạn của tính chất và đối tượng ta nghiên cứu Vật liệu nano có khả năng ứng dụng trong sinh học vì kích thước của nano so sánh được với kích thước của tế bào (10-100 nm), virus (20-450 nm), protein (5-50 nm), gen (2 nm rộng và 10-100

nm chiều dài) Với kích thước nhỏ bé, cộng với việc “ngụy trang” giống như các thực thể sinh học khác và có thể thâm nhập vào các tế bào hoặc virus Ứng dụng của vật liệu

từ nano trong sinh học thì có rất nhiều, bài này chỉ đề cập đến những ứng dụng đang được nghiên cứu sôi nổi và có triển vọng phát triển đó là phân tách tế bào (magnetic cell separation), dẫn truyền thuốc (drug delivery), thân nhiệt cao cục bộ (hyperthermia), tăng

độ sắc nét hình ảnh trong cộng hưởng từ hạt nhân (MRI contrast enhancement) Vật liệu nano dùng trong các trường hợp này là các hạt nano

V/ Trên thị trường vật liệu nano phân bố thế nào?

Loại sản phẩm Số

Phần trăm

CN thông tin, viễn thông

E VẬT LIỆU KHÔNG NUNG

I/ Vật liệu không nung là gì?

Vật liệu không nung (viết đầy đủ phải là vật liệu xây không nung hay vật liệu xây dựng không nung) là loại vật liệu dùng trong xây dựng trong đó việc sản xuất/ tạo ra chúng không sử dụng nhiệt để nung.Nói đến vật liệu xây không nung người ta thường chủ yếu nói đến gạch không nung Tuy nhiên, Vật liệu không nung không chỉ có gạch không nung, nó còn có tấm 3D (panels), thạch cao,

Với nhiều lợi ích, vật liệu không nung đang được chú trọng phát triển mạnh và là xu thế phát triển tất yếu trong xây dựng

Gạch không nung là một loại gạch mà sau nguyên công định hình thì tự đóng rắn đạt các chỉ số về cơ học như cường độ nén, uốn, độ hút nước mà không cần qua nhiệt độ, không phải sử dụng nhiệt để nung nóng đỏ viên gạch nhằm tăng độ

Về bản chất của sự liên kết tạo hình, gạch không nung khác hẳn gạch đất nung Quá trình

sử dụng gạch không nung, do các phản ứng hoá đá của nó trong hỗn hợp tạo gạch sẽ tăng dần độ bền theo thời gian Tất cả các tổng kết và thử nghiệm trên đã được cấp giấy chứng nhận: Độ bền, độ rắn viên gạch không nung tốt hơn gạch đất sét nung đỏ và đã được kiểm chứng ở tất cả các nước trên thế giới: Mỹ, Đức, Trung Quốc, Nhật Bản,

II/ Ưu điểm

So sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật sản xuất và sử dụng, sản phẩm vật liệu xây dựng không nung có nhiều tính chất vượt trội hơn vật liệu nung Đó là:

- Không dùng nguyên liệu đất sét để sản xuất Đất sét chủ yếu khai thác từ đất nông nghiệp, làm giảm diện tích sản

xuất cây lương thực, đang là mối đe dọa mang tính toàn cầu hiện nay

- Không dùng nhiên liệu như than, củi để đốt tiết kiệm nhiên liệu năng lượng, và không thải khói bụi gây ô nhiễm môi trường

- Sản phẩm có tính chịu lực cao, cách âm, cách nhiệt phòng hoả, chống thấm, chống nước, kích thước chuẩn xác, quy cách hoàn hảo hơn vật liệu nung