Ứng Dụng Của Vật Liệu Composite Trong Đời Sống Và Công Nghiệp

Trong thời đại ngày nay, nhờ có sự phát triển của khoa học công nghệ, nhiều vật liệu mới được tìm ra có ứng dụng rộng rãi trong tất cả các ngành nghề và lĩnh vực, trong đó phải kể đến những ứng dụng của vật liệu composite. Đây thực chất là một loại vật liệu tổng hợp, nhờ đó ta có thể tạo ra vật liệu mới có tính năng cao hơn hẳn so với những vật liệu riêng rẽ ban đầu.

• Xem thêm: Bồn Composite Là Gì?

Ứng dụng của Vật liệu Composite trong các lĩnh vực

Vật liệu composite hay còn được gọi là vật liệu hỗn hợp, được tạo thành từ 2 loại vật liệu khác nhau với những đặc tính vượt trội mà vật liệu gốc không có được. Đây là loại vật liệu nhân tạo được tạo ra nhằm đám ứng các mong muốn của con người và hạn chế nguồn nguyên vật liệu tự nhiên đang ngày một khan hiếm. Vật liệu composite có ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp cũng như đời sống. Chúng ta sử dụng nhiều đồ vật làm từ loại vật liệu này, mà có khi chính chúng ta cũng không biết điều đó. Hãy cùng tìm hiểu về những ứng dụng của vật liệu composite qua bài viết.

Các ứng dụng của vật liệu composite trong y tế

Lĩnh vực y tế, cụ thể là với những phòng ban làm việc với hóa chất, với các dung dịch như axit, bazo, … có sự xuất hiện của các chai, lọ, bồn chứa,… được tạo ra từ vật liệu composite. Trước khi có sự phát triển này, các loại dung dịch hóa chất được đựng trong những ống nghiệm, lọ thủy tinh. Đối với việc sử dụng ống, lọ thủy tinh gây ra chi phí rất lớn, bởi để tạo ra một sản phẩm thủy tinh đạt tiêu chuẩn, các ống lọ được chế tác vô cùng cẩn thận, tốn kém chi phí rất lớn, hơn hết, lọ thủy tinh rất dễ vỡ trong quá trình vận chuyển. Các sản phẩm lọ, ống nghiệm làm từ vật liệu composite hoàn toàn khắc phục được nhược điểm này của thủy tinh.  Các ống nghiệm làm từ vật liệu composite có tính bền cao, chống ăn mòn, giá thành cũng rẻ hơn so với giá thành của những lọ, ống nghiệp làm bằng thủy tinh.

Các ứng dụng của vật liệu composite trong công nghiệp

Cùng với sự tăng trưởng kinh tế nhiều ngành công nghiệp cơ khí rất được phát triển, bên cạnh đó, vật liệu composite được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp với nhiều ứng dụng  thiết thực.

Đối với ngành công nghiệp sản xuất ô tô, xe máy

Vật liệu composite được sử dụng để làm vỏ xe, khung xe, thùng xe…. Các bộ phận này được làm để đảm bảo an toàn, tăng tính thẩm mĩ cho xe. Các bộ phận được làm từ composite có giá thành rẻ, dễ thay thế khi bị vỡ, hỏng hoặc đơn gairn là người dùng muốn làm mới xe, có thể thay đổi vỏ xe… Cấu tạo của các loại phương tiện như xe máy, ô tô có động cơ rất nặng, nếu sử dụng vỏ xe, thùng xe từ các chất liệu khác sẽ gây khó khăn cho người sử dụng trong việc di chuyển. Việc sử dụng vật liệu composite còn giảm được khối lượng xe, giúp người dùng di chuyển được nhanh hơn.

Đối với ngành công nghiệp sản xuất đóng tàu

Composite được sử dụng rất nhiều trong lĩnh vực đóng tàu với các bộ phận được chế tạo bằng vật liệu composite như: thùng tàu, mũi tàu, mái che, khung cho các loại tàu, cano… Sản phẩm làm từ vật liệu composite có tính chất bền và có tính thẩm mĩ cao.

Đối với ngành công nghiệp thuộc lĩnh vực vũ trụ hàng không

Ít ai biết rằng, vật liệu composite được ứng dụng rất nhiều trong lĩnh vực vũ trụ hàng không, có đến 60% bộ phận của thiết bị máy bay, tàu vũ trụ được làm nên từ loại vật liệu này. Cụ thể, vật liệu composite thường được sử dụng chế tạo những bộ phận như: Bộ khung máy bay, thân máy, cánh,… Vật liệu composite được sử dụng trong lĩnh vực hàng không thường được chú trọng bởi tính bền, chịu được áp lực cao, nhẹ và khó bị biến dạng. Chính vì những đặc điểm này mà vật liệu composite được sử dụng rất nhiều trong lĩnh vực vũ trụ hàng không.

Vật liệu composite cũng được ứng dụng cao trong lĩnh vực nội thất

Lĩnh vực nội thất là lĩnh vực nhận được rất nhiều sự quan tâm và đầu tư cũng như thị trường khách hàng tiềm năng. Đặc biệt đối với người Việt Nam, ngôi nhà là ước mơ và cũng là mục đích phấn đấu của mỗi người. Trong tình trạng dân số tăng mạnh và đổ dồn về các khu đô thị, để đáp ứng nhu cầu chỗ ở của người dân các nhà đầu tư tập trung xây những khu chung cư cao cấp, vật liệu composite là sự lựa chọn của phần đông các nhà đầu tư trong những dự án này.

Ứng dụng của vật liệu composite trong thiết kế đồ nội thất ngoài trời

Đối với những đồ nội thất ngoài trời như bàn ghế, bể bơi, các vật trang trí,.. vì được đặt ở ngoài trời nên các sản phẩm này có yêu cầu là chịu được sự khắc nghiệp của thời tiết như nhiệt độ cao vào mùa hè, nhiệt độ thấp vào mùa đông, có khả năng chịu được ẩm mốc, không thấm nước,… Đối với các vật liệu khác được sử dụng như nhựa, gạch ốp, gỗ,.. khi sử dụng thời gian dài ngoài trời, có nhiều chất liệu như gỗ sẽ bị mối mọt, mục, … với đặc tính chống nước, chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt, vật liệu composite là sự lựa chọn của nhiều nhà thiết kế trong việc thiết kế vật liệu ngoài trời

Ứng dụng của vật liệu composite trong việc thiết kế đồ nội thất trang trí

Trong việc thiết kế nội thất trong gia đình, có một phần rất quan trọng là đồ trang trí, con người đều có mong muốn làm đẹp cho bản thân cũng như căn nhà của họ. Khi thết kế căn nhà, các nhà thiết kế hướng đến những đồ vật trang trí giúp ngôi nhà tăng thêm điểm nhấn và tính thẩm mỹ, chưa kể đến trong nền kinh tế thị trường, nếu muốn bán được 1 căn chung cư, trừ vị trí đẹp, căn chung cư đó đẹp sẽ dễ dàng được trào bán. Việc trang trí đồ nội thất trong nhà còn thể hiện được tính cách và sở thích của gia chủ, cũng như phong cách của người này.

Những đồ trang trí như tượng, bình hoa, những phần gạch ốp, trụ cột,.. của nhà được chạm khắc hoa văn là sự lựa chọn được ưa chuộng của nhiều người, những vật trang trí này tạo ra một dáng vẻ mới lạ,  là điểm nhất trong không gian nội thất của gia đình. Các vật liệu này thường được  tạo ra bởi vật liệu composite bởi tính chất ít bị phai màu, chống ẩm mốc, dễ dàng gia công của loại vật liệu này.

Ứng dụng của vật liệu composite trong việc làm giả những vật liệu khác

Vật liệu composite có thể chế tác làm giả các loại vật liệu khác, khi nhìn vào chúng ta thường khó phân biệt được đây là sản phẩm được làm từ chất liệu composite. Việc làm giả những chất liệu khác khiến sản phẩm sở hữu vẻ đẹp tự nhiên, mà không có những đặc điểm như vật liệu gốc. Vật liệu composite trong nội thất thường sử dụng để làm giả các chất liệu như: đá, gỗ, kim loại,… Đối với các sản phẩm làm từ chất liệu gốc, có những đặc điểm như khối lượng nặng, dễ bị ăn mòn, mốc, khó bảo quản, không giữ được lâu,… Tuy nhiên, khi chế tác các sản phẩm bằng vật liệu composite  dưới dạng giả các vật liệu trên, ta vẫn thu được sản phẩm giống như được làm từ các vật liệu gốc mà không phải gặp các vấn đề về khối lượng hay khó bảo quản.

Các ứng dụng của vật liệu composite trong đời sống

Có thể chúng ta không để ý, nhưng có rất nhiều vật dụng quanh ta được tạo ra từ vật liệu composite. Vật liệu composite là loại vật liệu có thể chỉnh sửa được đặc tính của chúng theo như mục đích được tạo ra, nên vật liệu composite có tính ứng dụng rất cao.

Các tính chất tiêu biểu của vật liệu composite có thể kể đến là:

• Có khối lượng nhẹ
• Có bề mặt nhẵn
• Cách điện, truyền nhiệt kém
• Có độ bền cao
• Có độ đàn hồi tốt
• Khả năng bị ăn mòn kém
• ….

Nhờ những đặc tính ưu việt kể trên, các sản phầm làm từ vật liệu composite có đặc tính rẻ, dễ thay thế, chịu được trong nhiều môi trường khắc nghiệt, vậy nên chúng ta có thể sử dụng vật liệu composite cho lĩnh vực dân dụng thông qua các sản phẩm như:

• Khung của các thiết bị như: điều hòa, máy tính, tủ lạnh,…
• Các sản phẩm khác trong cuộc sống như: mô hình đồ chơi cho trẻ em, thùng rác công cộng, lốp xe ô tô, xe máy, hệ thống ống nước,…

Vật liệu Composite bao gồm những thành phần gì

Vật liệu composite hay còn gọi là compozit là một loại nhựa được tạo thành từ 2 pha : pha nhựa và pha chất độn. Và được cấu tạo từ các nhóm sợ như: sợi khoáng chất, sợi tổng hợp, sợi nhựa, sợi kim loại,…

Mỗi loại composite lại có 1 hoặc nhiều pha gián đoạn khác nhau được phân bổ trong 1 pha liên tục duy nhất, do đó vật liệu này có khả năng két dính tốt, có thể chống mòm, chống xước nhờ vậy, đây là loại vật liệu được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực xây dựng, công nghiệp và dân dụng.

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).

Các pha hay các thành phần của vật liệu composite sẽ được hình thành từ các chất khác nhau, cụ thể:

Vật liệu cốt

Vật liệu cốt có tác dụng bổ sung các đặc tính cơ học cho vật liệu composite như chống xức, chống mòn,.. Về cơ bản, vật liệu cốt được thể hiện dưới hai dạng: vật liệu dạng sợi và vật liệu dạng hạt.

Vật liệu cốt thường được tạo thành từ các nhóm sợi như: thủy tinh, cacbon, nhóm chất hữu cơ,… Với mỗi vật liệu khác nhau sẽ củng cố cho vật liệu composite một tính chất cơ học khác nhau.

Ví dụ:

• Đối với vật liệu cốt tạo ra từ sợi thủy tinh

Thủy tinh sau khi được kéo sợi và bổ sung thêm các kim loại phù hợp, ta thu được các vật liệu cốt làm từ sợi thủy tinh có tính chất cơ học cụ thể như: Sợi thủy tinh E có tính chất dẫn điện tốt ( đây là loại sợi thủy tinh được sử dụng nhiều nhất); sợi thủy tinh D có tính cách điện tốt; sợi thủy tinh A có tính kiềm cao;….

• Đối với vật liệu cốt tạo ra từ cacbon

Đối với các sợi cốt tạo ra từ cacbon có tính tương đối, có loại giống với sợi tạo từ thủy tinh, nhưng sợi tạo từ cacbon sẽ có thêm tính chịu nhiệt cao.

Vật liệu nền

Vật liệu nền là loại vật liệu có tác dụng liên kết các thành phần cốt của composite thành 1 thể thống nhất và ổn định.

Có các dạng vật liệu nền điểm hình như: nền nhựa, nền kim loại, nền khoáng, nền gốm…

Đối với nền nhựa, đây là loại nền được sử dụng phổ biến nhất được chia thành 2 loại:

• Vật liệu nền polyme nhựa rắn
• Vật liệu nền polyme nhựa dẻo

Composite là loại vật liệu có nhiều ưu điểm hơn hẳn những vật liệu riêng lẻ, chính vì vậy, vật liệu composite được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực xây dựng, công nghiệp, dân dụng,…

Những Ưu, Nhược điểm khi sử dụng vật liệu composite

Giống như những loại vật liệu khác, dù ứng dụng của vật liệu composite trong cuộc sống là rất nhiều tuy nhiên loại vật liệu tuyệt vời này vẫn có những ưu nhược điểm riêng

Ưu điểm

Vật liệu composite có những ưu điểm vượt trội như:

• Giá thành rẻ

Ứng dụng của vật liệu composite trong lĩnh vực xây dựng của chúng rẻ hơn rất nhiều so với gang thép ( tầm 6,7 lần) mà sức chịu được của chúng vẫn được đảm bảo.

• Trong lượng nhẹ

Bản thân vật liệu composite có trọng lượng rất nhẹ, điều này  là giải pháp cho việc vận chuyển vật liệu đến các địa điểm có địa hình khó khăn. Việc thi công và lắp đặt đối với công nhân sẽ dễ dàng hơn rất nhiều khi sử dụng vật liệu composite.

• Tính thẩm mỹ cao

Vật liệu composite là một dạng vật liệu dễ cắt và tạo hoa văn, do vậy nó có tính thẩm mỹ cao hơn so với các loại vật liệu khác. Vật liệu composite còn dễ dàng tạo màu theo mong muốn của khách hàng vì đây là một dạng vật liệu nhân tạo.

• Độ bền cao

Nhờ đặc tính của các chất sử dụng làm vật liệu cốt nên độ bền của vật liệu composite thường cao khi được sử dụng trong các môi trường khắc nghiệt.

Nhược điểm

Là một loại vật liệu nhân tạo, ưu điểm của vật liệu composite nhiều hơn là nhược điểm của nó. Tuy nhiên, vật liệu composite có nhược điểm là không thể tái chế được ngoài ra, nếu so sánh với tính bền của gang, thép thì vật liệu composite không được bền bằng. Đây cũng là một vấn đề đối với các sản phẩm ứng dụng vật liệu composite

Vật liệu composite đã trở thành một loại vật liệu quan trọng có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Các sản phẩm được tạo ra từ vật liệu composite được ưa chuộng và sử dụng vì đặc tính bền và dễ thay thế của chúng. Hi vọng qua bài viết đã giúp các bạn hiểu thêm về ứng dụng của loại vật liệu này. Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết, chúc các bạn thành công.