Vật liệu composite là gì? Cấu tạo, ứng dụng và ưu nhược điểm

Vật liệu composite đang dần trở thành lựa chọn phổ biến trong nhiều lĩnh vực, trong đó có ngành xây dựng. Với khả năng kết hợp những tính chất ưu việt của nhiều vật liệu khác nhau, composite không chỉ cung cấp độ bền và độ nhẹ mà còn giúp cải thiện hiệu suất cũng như tiết kiệm chi phí. Để hiểu rõ hơn về vật liệu composite là gì? Bạn hãy cùng Sắt Thép Minh Quân tìm hiểu cấu tạo, ứng dụng và những ưu nhược điểm của các loại vật liệu composite bên dưới đây.

Vật liệu composite là gì? 

Vật liệu composite còn được gọi với cái tên khác là vật liệu tổng hợp. Vật liệu composite được tạo thành từ hai hoặc nhiều vật liệu có tính chất vật lý và hóa học khác nhau kết hợp lại. Sự kết hợp này mang lại những tính năng và công dụng vượt trội hơn so với các vật liệu riêng lẻ.

Khái niệm vật liệu tổng hợp không phải mới, mà đã được áp dụng từ xa xưa như việc trộn sỏi nhỏ vào đất để sản xuất gạch, hoặc kết hợp bùn với rơm băm để xây dựng vách nhà. Bê tông chính là loại vật liệu composite trong xây dựng điển hình.

Dù đã tồn tại từ lâu, nhưng nghiên cứu khoa học về vật liệu composite chỉ thực sự phát triển khi công nghệ chế tạo tên lửa ra đời tại Mỹ vào những năm 1950. Kể từ đó, lĩnh vực này đã không ngừng phát triển trên toàn cầu, góp phần vào sự tiến bộ trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Vật liệu composite có thành phần chính là gì?

Những thành phần vật liệu composite gồm vật liệu cốt và vật liệu nền: 

Vật liệu cốt (Fiber)

Đóng vai trò như “xương sống” của composite, cung cấp độ cứng, sức mạnh và khả năng chịu lực. Các loại vật liệu cốt:

• Cốt sợi: Gồm các sợi dài hoặc ngắn như sợi thủy tinh, sợi carbon, sợi aramid,… Các sợi này được sắp xếp theo hướng nhất định để tối ưu hóa tính chất của composite.
• Cốt hạt: Bao gồm các hạt nhỏ như hạt kim loại, hạt gốm, bột đá,… Các hạt này được phân tán đều trong vật liệu nền.

Đặc tính của vật liệu cốt:

• Chịu ứng suất tốt.
• Kháng hóa chất và nhiệt độ.
• Phân tán đồng đều.
• Gia công dễ dàng.
• Truyền và giải nhiệt hiệu quả.

Vật liệu nền (Matrix)

Đóng vai trò như “chất kết dính”, liên kết các sợi hoặc hạt lại với nhau để tạo thành một khối thống nhất. Các vật liệu nền:

• Polymer: Polyester, epoxy, nhựa phenolic,… Đây là loại vật liệu nền phổ biến nhất, nhờ tính linh hoạt và dễ gia công.
• Kim loại: Nhôm, magie,… Sử dụng cho các composite cần độ bền cao và chịu nhiệt tốt.
• Ceramic: Xi măng, gốm,… Được sử dụng cho các composite chịu nhiệt và ăn mòn.

Đặc tính của vật liệu nền:

• Chất kết dính và phân tán.
• Truyền ứng suất.
• Bảo vệ cốt vật liệu.
• Độ bền và dẻo dai.
• Cách điện, độ dẻo dai tốt.

Các loại vật liệu composite

Dưới đây là một số loại composite phổ biến được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực:

• Nhóm composite truyền thống: Bê tông cốt thép, gỗ kỹ thuật, ván ép, gỗ nhựa composite.
• Nhóm composite công nghệ cao: Gốm composite, vật liệu composite nền kim loại, bê tông cốt sợi thủy tinh, bê tông mờ, Polymer gia cố bằng sợi carbon, thép composite.

Chất liệu composite có tốt không?

Để giải đáp được vấn đề: “Chất liệu composite có tốt không?”, bạn cần phải hiểu rõ về những ưu và nhược điểm của loại vật liệu này. Những ưu điểm vượt trội của loại vật liệu composite:

• Khối lượng nhẹ.
• Độ bền cao.
• Độ cứng và uốn kéo tốt.
• Khả năng chống thời tiết.
• Cách điện và nhiệt hiệu quả.
• Kháng hóa chất.
• Chống ăn mòn.
• Dễ dàng chế tạo và sửa đổi.
• Chi phí đầu tư hợp lý.
• Tuổi thọ cao.

Mặc dù vật liệu composite có nhiều ưu điểm, nhưng cũng tồn tại một số nhược điểm cần xem xét:

• Khó tái chế.
• Chi phí sản xuất cao.
• Thời gian gia công lâu.
• Tính toán kỹ thuật phức tạp.

Mặc dù có một số hạn chế, nhưng nhờ vào những ưu điểm vượt trội của composite đã và đang giúp vật liệu này ngày càng được ưa chuộng trong nhiều lĩnh vực.  

Vật liệu composite có công dụng gì trong đời sống?

Vật liệu composite sở hữu ưu điểm của nhiều loại vật liệu khác nhau, trở thành một trong những vật liệu được ứng dụng rộng rãi nhất trong nhiều lĩnh vực:

• Hàng không vũ trụ: Vỏ tên lửa, máy bay, vệ tinh,… 
• Ô tô: Composite được sử dụng để sản xuất các bộ phận thân xe, cản va, la-zăng,…  
• Xây dựng: Bê tông cốt sợi thủy tinh, tấm ốp composite, ống dẫn composite,…  
• Năng lượng: Tuabin gió, các bộ phận của nhà máy điện hạt nhân,…  
• Nội thất: Mặt bàn, tủ bếp, vách ngăn, sàn nhà,…  
• Thể thao: Vợt tennis, gậy golf, xe đạp,…  
• Y tế: Implant nha khoa, khung xương nhân tạo,…  
• Hàng tiêu dùng: Bình nước, vali, đồ chơi trẻ em,…  
• Hàng hải: Thùng tàu, mũi tàu, cánh buồm,… 
• Xử lý nước: Ống dẫn nước, bể chứa nước…  

Báo giá vật liệu composite

Giá cả của vật liệu composite có thể biến động khá lớn tùy thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: Loại vật liệu cốt và nền, tỷ lệ pha trộn, độ dày, kích thước, số lượng đặt hàng, hình dạng, độ phức tạp, các tính năng đặc biệt, nhà sản xuất và vị trí địa lý. Để có được báo giá chính xác nhất, bạn nên liên hệ trực tiếp với các nhà cung cấp hoặc đơn vị sản xuất vật liệu composite uy tín. 

Hy vọng với những thông tin được chia sẻ trên đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về vật liệu composite là gì. Mặc dù công nghệ composite chỉ mới phát triển mạnh mẽ gần đây, nhưng tữa xưa ông cha ta đã khéo léo ứng dụng những nguyên lý cơ bản của loại vật liệu này. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào liên quan đến vật liệu composite hay mua sắt thép xây dựng, hãy liên hệ với Sắt Thép Minh Quân để được hỗ trợ nhanh chóng.

Thông tin liên hệ công ty TNHH Sắt Thép Minh Quân:

• Website: https://satthepminhquan.com.vn
• Địa chỉ: 131/12/4A đường Tân Chánh Hiệp 18, khu phố 8, phường Tân chánh Hiệp, Quận 12, TP.HCM, Việt Nam
• Điện thoại: 0968.973.689
• Hotline: 0949.267.789 (Mr. Bình)
• Email: hoadon.satthepminhquan@gmail.com