Vật liệu composite là gì? Thành phần cấu tạo và ưu nhược điểm

composite-la-gi-3

Sự ra đời của composite được mệnh danh là “cuộc cách mạng vật liệu mới”. Composite có tính ứng dụng rất cao trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống xã hội, từ ngành hàng không vũ trụ, giao thông vận tải, hàng hải, quốc phòng cho đến thiết kế nội thất… Vậy vật liệu composite là gì? Composite có cấu tạo ra sao và ưu nhược điểm như thế nào? 

Vật liệu composite là gì?

Composite là loại vật liệu quen thuộc trong ngành kỹ thuật và được ứng dụng rộng rãi ở mọi mặt đời sống. Vậy cụ thể vật liệu composite là gì?

Composite (hay còn được gọi là compozit) là một loại vật liệu được tổng hợp từ hai hay nhiều chất liệu khác nhau, nhằm mục đích tạo nên một vật liệu mới bền bỉ và ưu việt hơn so với các chất ban đầu.

composite-la-gi-1
Composite là gì? Đây một loại vật liệu mới được tổng hợp từ hai hay nhiều chất khác nhau

Trên thực tế vật liệu composite cũng là một loại nhựa. Tuy nhiên không phải loại nhựa (plastic) nào cũng đều là chất liệu composite. Hầu hết các loại nhựa polyme hoặc nhựa nguyên chất được sử dụng trong sản xuất đồ chơi, chai nước, đồ gia dụng… không phải là vật liệu composite.

Thành phần cấu tạo của chất liệu composite

Như đã đề cập ở trên, composite là một loại vật liệu tổng hợp từ nhiều chất liệu sẵn có. Vậy thành phần cấu tạo của composite là gì?

Các loại vật liệu cấu thành composite là gì?

Thực chất vật liệu composite được cấu tạo hai thành phần chủ yếu là: Vật liệu cốt và vật liệu nền. Cụ thể như sau:

  • Vật liệu cốt (Fiber): Còn được gọi bằng tên khác là vật liệu gia cường. Thành phần vật liệu cốt có vai trò giúp composite sở hữu các đặc điểm cơ – lý tính cần thiết như độ bền và độ cứng. Về cơ bản có hai dạng vật liệu cốt là vật cốt dạng sợi (sợi thủy tinh, sợi cacbon, sợi cellulose, sợi acramic,…) và vật liệu cốt dạng hạt (hạt đất sét, hạt kim loại, bột đá, bột gỗ,…).
  • Vật liệu nền (Matrix): Là một loại vật liệu pha có chức năng liên kết các thành phần cốt bên trong composite thành một khối thống nhất và bền chắc. Vật liệu nền phổ biến trong composite thường là polymer (PE, PP, PVC, polyester, Epoxy, cao su…), ceramic (xi măng) hoặc kim loại nấu chảy,…
composite-la-gi-2
Cấu tạo vật liệu composite

Nhìn chung, để phù hợp với từng lĩnh vực, từng loại công nghệ chế tạo và đặc thù của từng ngành công nghiệp, chất liệu composite sẽ có sự kết hợp vật liệu cốt và vật liệu nền khác nhau. Đó có thể là sự khác nhau về vật liệu được chọn, cũng có thể khác nhau về tỷ lệ pha. Thông thường, một vật liệu composite được pha theo tỷ lệ thích hợp để tăng tính cơ học và tính kết nối, đồng thời chống hao mòn, trầy xước và các tác động khác từ môi trường.

Đặc tính của từng loại vật liệu tạo nên composite

Đặc tính của vật liệu cốt

Là một trong hai thành phần cơ bản cấu tạo nên composite, vật liệu cốt có các đặc tính sau đây:

  • Có chức năng làm điểm chịu ứng suất tập trung.
  • Có khả năng kháng nhiệt độ và hóa chất môi trường.
  • Có khả năng phân tán tốt vào vật liệu nền.
  • Tạo điều kiện thuận lợi và phù hợp với quá trình gia công.
  • Có khả năng truyền nhiệt và tản nhiệt tốt.
  • Mang tính thân thiện với môi trường.
composite-la-gi-3
Sợi carbon – một trong những vật liệu cốt phổ biến trong composite

Đặc tính của vật liệu nền

Để kết hợp tốt với vật liệu cốt, vật liệu nền tạo nên composite cần đảm bảo các đặc tính như sau:

  • Là chất có khả năng kết dính và tạo môi trường phân tán cho vật liệu cốt.
  • Có khả năng truyền ứng suất sang pha gia cường khi có ngoại lực tác động.
  • Có tính bền, cách điện và kháng môi trường tốt, giúp bảo vệ vật liệu cốt không bị hư hỏng do tác động từ môi trường bên ngoài.
  • Có tính dẻo dai nhằm chống lại sự phát triển của các vết nứt.
composite-la-gi-4
Cận cảnh cấu tạo liên kết bền vững của hợp chất polymer – một loại vật liệu nền trong composite

Ưu nhược điểm của vật liệu composite là gì?

Với khái niệm và những thành phần cấu tạo nên trên, nhiều người băn khoăn ưu nhược điểm của vật liệu composite là gì? 

Ưu điểm của vật liệu composite

Trên thực tế, vật liệu composite có những ưu điểm nổi bật như:

  • Có bộ bền cơ học rất cao, dễ dàng uốn kéo để tạo kiểu dáng đa dạng cho sản phẩm.
  • Có khả năng chống tia UV và chống chịu thời cực tốt. Ngoài ra composite còn có thể cách điện và cách nhiệt vượt trội.
  • Có tính kháng hóa chất và kháng ăn mòn tương đối cao. Nhờ đó quá trình bảo quản ít tốn kém vì không cần phải phủ thêm lớp sơn chống ăn mòn.
  • Dễ dàng chế tạo, gia công (phối màu, tạo hình…), sửa chữa hay thay đổi. Do đó chi phí đầu tư trang thiết bị sản xuất hoặc bảo dưỡng tương đối thấp.
  • Có tuổi thọ cao hơn gỗ hoặc kim loại gấp 2 – 3 lần.
composite-la-gi-5
Chất liệu composite có nhiều ưu điểm vượt trội nên được ứng dụng rộng rãi ở nhiều ngành nghề

Nhược điểm của vật liệu composite

Tuy sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật nhưng composite vẫn tồn tại một số hạn chế nhất định. Vậy nhược điểm của composite là gì? 

Chúng ta có thể kể đến một số khuyết điểm của loại vật liệu này gồm:

  • Rất khó tái chế sau sử dụng.
  • Vật liệu dùng để sản xuất composite thường có giá thành khá cao. 
  • Quá trình gia công vật liệu composite khá tốn thời gian.

Trên đây là những kiến thức bổ ích về vật liệu composite là gì do Phế liệu Tuấn Lộc chọn lọc và chia sẻ với bạn đọc. Qua bài viết trên, mong rằng bạn đọc đã nắm bắt được những hiểu biết cơ bản về khái niệm, thành phần cấu tạo cũng như ưu nhược điểm của vật liệu composite. Đừng quên liên hệ với chúng tôi qua Hotline 0901615888 nếu bạn có nhu cầu thu mua phế liệu tận nơi với giá hấp dẫn nhất thị trường nhé!