Tài liệu Vật liệu compozite docx

 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 li

NHÓM 1

DANH SÁCH THÀNH VIÊN

NỘI DUNG

2 Lịch sử phát triển vật liệu compozite

6 Một số sản phẩm được chế tạo tư vât

liệu compozite

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

2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

 Những vật liệu compozit

đơn giản đã có từ rất xa

xưa Khoảng 5000 năm

trước công nguyên con

 Và ở Việt Nam, ngày xưa truyền lại cách làm nhà bằng bùn trộn với rơm băm nhỏ để trát vách nhà, khi khô tạo ra lớp vật liệu cứng, mát về mùa hè và

ấm vào mùa đông

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 gọi

là vật liệu nền (matrice),

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

Nền cácbon

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

, 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 khác như:

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

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

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

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

polypropylen , nhựa

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

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

.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 phần) 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 thể 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

4.PHÂN LOẠI VẬT LIỆU COMPOZITE

 4.7 Theo hình dạng cốt liệu

 4.7.1 Vật liệu composite cốt sợi

Sợi là loại vật liệu có một chiều kích thước (gọi là chiều dài) lớn hơn rất nhiều so với hai chiều kích thước không gian còn lại Theo hai chiều kia chúng phân bố gián đoạn trong vật liệu composite, còn theo chiều dài thì chúng có thể ở dạng liên tục hay gián đoạn Ta thường thấy các loại vật liệu cốt sợi này gắn liền với từ composite trong tên gọi Các sản phẩm composite dân dụng thường là được chế tạo từ loại vật liệu composite cốt sợi, trên nền nhựa

là chủ yếu

4.PHÂN LOẠI VẬT LIỆU COMPOZITE

 4.7.2 Vật liệu composite cốt hạt

 Hạt là loại vật liệu gián đoạn, khác sợi là không có kích thước ưu tiên Loại vật liệu composite cốt hạt phổ biến nhất chính là bê tông, thường lại được gọi ngắn gọn chỉ là bê tông, nên ta thường thấy cái được gọi là composite lại là vật liệu composite cốt sợi

 4.7.3 Vật liệu composite cốt hạt và sợi

 Ví dụ: ở bê tông cốt thép thì đá nhân tạo tạo thành từ

xi măng là vật liệu nền, các cốt liệu bê tông là cát vàng

và đá dăm thì là cốt hạt, còn cốt thép trong bê tông là cốt sợi

 Khuôn chân không

 Khuôn chân khônAg -

6.MỘT SỐ SẢN PHẨM ĐƯỢC CHẾ TẠO TƯ VẬT

LIỆU COMPOZITE

 Vỏ động cơ tên lửa

 Vỏ tên lửa, máy bay, tàu vũ

Ảnh: Reuters

6.MỘT SỐ SẢN PHẨM ĐƯỢC CHẾ TẠO TƯ VẬT

LIỆU COMPOZITE

 Ống dẫn xăng dầu composite

cao cấp 3 lớp (Sử dụng công

nghệ cuốn ướt của Nga và các

tiêu chuấn sản xuất ống dẫn

xăng, dầu)

 Ống dẫn nước sạch, nước thô,

nước nguồn composite (hay

còn gọi là ống nhựa cốt sợi

thủy tinh);

 Ống dẫn nước thải, dẫn hóa

chất composite;

 Ống thủy nông, ống dẫn nước

nguồn qua vùng nước ngậm

mặn, nhiễm phèn;

ống dẫn dầu

6.MỘT SỐ SẢN PHẨM ĐƯỢC CHẾ TẠO TƯ VẬT

6.MỘT SỐ SẢN PHẨM ĐƯỢC CHẾ TẠO TƯ VẬT

Vỏ tàu thuyền compuzite

6.MỘT SỐ SẢN PHẨM ĐƯỢC CHẾ TẠO TƯ VẬT

LIỆU COMPOZITE

6.MỘT SỐ SẢN PHẨM ĐƯỢC CHẾ TẠO TƯ VẬT LIỆU

COMPOZITE

6.MỘT SỐ SẢN PHẨM ĐƯỢC CHẾ TẠO TƯ VẬT

LIỆU COMPOZITE

6.MỘT SỐ SẢN PHẨM ĐƯỢC CHẾ TẠO TƯ VẬT

LIỆU COMPOZITE

Máy phát điện nano

Máy biến nước biển thành nước ngọt được làm từ vật liệu

compozite

7.PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG

TƯƠNG LAI