Composite Là Gì? Cấu Tạo, Đặc Tính Và Ứng Dụng Thực Tế

Chắc hẳn, ai trong số chúng ta đều từng nghe đến vật liệu “composite". Song, để hiểu đúng và nắm vững thì không phải ai cũng tường tận. Vậy, vật liệu Composite là gì? Cấu tạo bởi thành phần nào? Sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực gì? Mọi thông tin sẽ được Sakura giải đáp trong bài viết dưới đây! 

Tìm hiểu vật liệu composite là gì?

Tìm hiểu vật liệu composite là gì?

Composite là vật liệu tổng hợp, được tạo nên từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau, cho ra một loại vật liệu mới ưu việt hơn và bền hơn so với các vật liệu đơn lẻ ban đầu. 

Ưu điểm của vật liệu Composite là: 

• Tạo ra vật liệu nhẹ, giảm thiểu trọng lượng, độ bền cơ học cao, độ cứng vững và uốn kéo tốt. Chẳng hạn như sợi carbon gia cường có thể cứng hơn thép tới 5 lần và chỉ bằng 1/5 trọng lượng thép.
• Có khả năng chống chịu thời tiết tốt, cách điện và cách nhiệt
• Khả năng kháng hóa chất và kháng ăn mòn cao, không gây tốn kém trong bảo quản, không cần sơn chống ăn mòn.
• Gia công, chế tạo đơn giản, dễ tạo hình, tạo màu, thay đổi sữa chữa chi phí thấp.
• Tuổi thọ sử dụng cao, thời gian sử dụng lâu hơn kim loại cũ từ 2-3 lần. 

Một số loại vật liệu Composite phổ biến như: Bê tông cốt thép, bê tông sợi thuỷ tinh, gỗ kỹ thuật, ván ép, sàn gỗ, sợi thuỷ tinh,....

Như việc kết hợp xi măng với thép người ta đã tạo ra một loại vật liệu composite đủ cứng và bền để làm nên các cây cầu ngày nay. 

Cấu tạo và đặc tính của vật liệu composite

Cấu tạo

Có thể thấy, vật liệu composite được hình thành từ 2 thành phần : pha gián đoạn ( vật liệu cốt) và pha liên tục ( vật liệu nền).

Vật liệu cốt

Vật liệu cốt làm gia tăng các tính chất cơ học của vật liệu composite như khả năng chống chịu và chống mài mòn. Vật liệu cốt về cơ bản tồn tại ở hai dạng: vật liệu dạng sợi và vật liệu dạng hạt. 

Vật liệu cốt thường được cấu tạo từ các nhóm sợi như thủy tinh, cacbon, chất hữu cơ. Mỗi loại vật liệu khác nhau sẽ tăng cường cho vật liệu composite những đặc tính khác nhau.

Vật liệu nền

Vật liệu nền trong composite là loại vật liệu có tác dụng gắn kết các thành phần cốt cán thành 1 thể ổn định và vững chắc. 

Cấu tạo và đặc tính của vật liệu composite

Vật liệu nền được chế tạo dưới các dạng như: nền nhựa, nền kim loại, nền gốm, xi măng, polymer,.....

Đặc tính

Mỗi loại vật liệu trong composite lại mang một đặc tính khác nhau, kết hợp với nhau nhuần nhuyễn tạo nên vật liệu composite có tính năng mới tốt hơn. 

Vật liệu cốt

• Phân tán tốt vào vật liệu nền
• Bổ trợ tốt cho vật liệu nền nên còn được gọi là vật liệu gia cường
• Thuận lợi cho gia công, thân thiện với môi trường.

Vật liệu nền

• Kết dính các thành phần cốt tạo nên mảng liên kết, đảm bảo tính nguyên khối cho cấu trúc vật liệu. 
• Bảo vệ vật liệu cốt không bị hư hỏng khi có tác động từ môi trường
• Dẻo dai, chống chịu tốt, ít xảy ra tình trạng nứt gãy so với các vật liệu truyền thống
• Cách điện, màu sắc, kiểu dáng đa dạng.

Ứng dụng vật liệu composite trong thực tế

Composite là vật liệu tổng hợp có nhiều ưu điểm và có tính ứng dụng cao. Trong cuộc sống ngày nay, vật liệu Composite được sử dụng rất phổ biến trong việc chế tạo các thiết bị gia dụng, thiết bị nhà bếp phục vụ đời sống con người.  

Trong công nghiệp sản xuất ô tô, xe máy

Composite được sử dụng chủ đạo trong chế tạo ô tô

Vật liệu composite được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực sản xuất ô tô, xe máy. Được sử dụng làm vỏ xe, thùng xe, khung xe,... với giá thành rẻ, dễ thay thế, sửa chữa khi bị hỏng hoặc có nhu cầu cải tạo, thay mới. 

Vừa đảm bảo an toàn, vừa đảm bảo thẩm mỹ với màu sắc, kiểu dáng đa dạng, hợp thời trang. 

Các phương tiện giao thông như xe máy, ô tô có kết cấu nặng nề, nếu sử dụng các loại vỏ, thùng xe làm bằng chất liệu khác thì người sử dụng sẽ rất khó khăn trong việc di chuyển. Việc sử dụng vật liệu composite cũng làm giảm trọng lượng của xe và giúp người dùng di chuyển nhanh hơn.

Trong chế tạo đường ống 

• Chế tạo ống dẫn nước thải, dẫn hóa chất tại các nhà máy, xí nghiệp
• Chế tạo ống dẫn nước sạch, nước nguồn, nước thô với đa dạng kích thước
• Làm hệ thống ống thoát khí, ống thoát rác nhà cao tầng

Trong y tế

Trong lĩnh vực y tế, đặc biệt là trong quy trình xử lý hóa chất, các dung dịch như axit, kiềm đựng trong các loại chai, lon,... đều được làm bằng vật liệu composite. Trước khi có sự phát triển này, các dung dịch hóa học được đựng trong các ống nghiệm và lọ thủy tinh.

Đối với việc sử dụng ống thủy tinh và lọ thủy tinh rất tốn kém, vì để sản xuất ra các sản phẩm thủy tinh đạt tiêu chuẩn mất khá nhiều chi phí, quan trọng nhất là lọ thủy tinh rất dễ vỡ trong quá trình vận chuyển, sử dụng. 

Vật liệu Composite đã khắc phục hoàn toàn những nhược điểm ấy. Ống nghiệm, ống đựng được làm bằng chất liệu composite có độ bền cao, chống ăn mòn, giá thành rẻ hơn rất nhiều so với chất liệu thuỷ tinh. 

Trong lĩnh vực vũ trụ, hàng không

Ít ai biết rằng vật liệu composite được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Có tới 60% các thành phần thiết bị máy bay và tàu vũ trụ được làm từ vật liệu này. 

Cụ thể, vật liệu composite thường được sử dụng để chế tạo các bộ phận như thân máy bay, vỏ bọc động cơ, cánh… Vật liệu composite dùng trong ngành hàng không thường có độ bền và khả năng chịu nén, chịu lực lớn, trọng lượng nhẹ, không dễ biến dạng khi gặp tác động bên ngoài. 

Chính vì những đặc điểm này mà vật liệu composite được ứng dụng đặc biệt trong lĩnh vực hàng không vũ trụ.

Trong thiết kế nội thất

Lĩnh vực nội thất đang là lĩnh vực được nhiều người quan tâm và đầu tư, đồng thời đây cũng là thị trường khách hàng tiềm năng. Đặc biệt đối với người Việt Nam, ngôi nhà là ước mơ và mục tiêu phấn đấu của mọi người.

Trong bối cảnh dân số tăng nhanh và đô thị tập trung đông đúc dân cư, để đáp ứng nhu cầu chỗ ở của người dân, các chủ đầu tư tập trung xây dựng các khu chung cư cao cấp, vật liệu composite đang là sự lựa chọn của hầu hết các chủ đầu tư tại các dự án này.

Trong chế tạo máy lọc nước 

Cột lọc Composite trong hệ thống lọc tổng đầu nguồn 

Vật liệu Composite hiện nay được sử dụng rất nhiều trong các cột lọc composite của hệ thống máy lọc tổng đầu nguồn để chứa các vật liệu lọc như than hoạt tính, hạt cation, cát thạch anh,...

Với tính chống chịu cao dưới mọi điều kiện thời tiết khác nhau cùng với đặc tính cách điện, cách nhiệt tốt. Quan trọng hơn, không bị tình trạng gỉ sét trong quá trình sử dụng, an toàn cho quá trình lọc nước sinh hoạt của gia đình. Kéo dài tuổi thọ của máy lọc nước.

Bên cạnh đó, cột lọc Composite ở máy lọc nước siêu cứng, không bị ăn mòn bởi phản ứng hoá học của các chất axit, muối, nước biển, các chất độc hại trong quá trình lọc nước. 

Hiện nay, có rất nhiều thương hiệu máy lọc nước nổi tiếng như Karofi, Kangaroo,...ứng dụng vật liệu composite tạo ra các cột lọc có tính chống chịu cao, bền, tiện lợi khi sử dụng.

Hy vọng với những thông tin bổ ích về vật liệu composite là gì cùng cấu tạo và ứng dụng, sẽ giúp bạn hình dung được rõ hơn về tầm quan trọng của nó trong đời sống ngày nay. Composite được coi là bước nhảy vọt trong lĩnh vực xây dựng, công nghiệp, là bước đệm giúp cuộc sống trở nên hoàn hảo hơn.