Trong cuộc sống hiện nay thì vật liệu Composite được sử dụng rất nhiều từ thiết kế nội thất, quốc phòng, giao thông vận tải, hàng hải cho tới vũ trụ hàng không. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ vật liệu Composite là gì cũng như ưu, nhược điểm và phân loại chất liệu này như thế nào. 

Vật liệu Composite là gì?

Vật liệu Composite hay còn được biết đến với tên gọi khác là vật liệu tổng hợp, vật liệu compozit, Composite,… Đây là một trong những loại vật liệu được tạo nên từ nhiều chất liệu khác khác nhau. Thế nên, nó mang đến nhiều công dụng cũng như tính chất vượt trội hơn so với vật liệu ban đầu. 

Trước đây, con người đã sử dụng rất nhiều các loại vật liệu tổng hợp. Ví dụ như sử dụng đất trộn cùng với sỏi nhỏ để tạo thành gạch. Hoặc là sử dụng rơm băm trộn cùng với bùn để tạo nên vách nhà,… Tuy nhiên, vật liệu Composite cũng chỉ mới được hình thành từ năm 50 của thế kỷ XX khi công nghệ chế tạo tên lửa xuất hiện. Cùng với sự phát triển của khoa học hiện đại, loại vật liệu này đã được phát triển một cách mạnh mẽ trên toàn thế giới với tên gọi là “vật liệu Composite”. 

Cấu tạo của vật liệu Composite

Mặc dù, Composite là một loại nhựa tổng hợp nhưng nó lại hoàn toàn khác biệt với những loại nhựa khác trên thị trường hiện nay. Bởi nó mang trong mình rất nhiều đặc tính của nhiều loại chất liệu khác nhau. Hiện nay, vật liệu Composite thường được tạo nên từ hai thành phần chính là: Vật liệu gia cường và vật liệu nền. Trong đó:

Vật liệu nền hay còn được biết đến với tên gọi khác là pha nhựa và có tác dụng chính là giúp cho những thành phần cốt ở bên trong có tính liên kết và thống nhất để tạo nên tính nguyên khối cho Composite. Thông thường vật liệu nên thường gồm ceramic (xi măng,…), kim loại, polymer (cao su, Epoxy, PVC, PP, PE, polyester,…)

Vật liệu gia cường (phần cốt): Đây là thành phần có tác dụng giúp cho vật liệu composite có được những đặc tính cần thiết về cơ lý. Hiện nay, về cơ bản thì có vật liệu cốt được chia thành hai loại là vật liệu cốt dạng cốt hạt và vật liệu cốt sợi (dài hoặc ngắn). Vật liệu cốt thường được tạo nên từ ceramic, cacbon, cellulose, thủy tinh,…), hạt (bột đá, bột gỗ, hạt đất sét, hạt kim loại,…)

Composite là một loại nhựa tổng hợp nhưng nó lại hoàn toàn khác biệt với những loại nhựa khác

Các loại vật liệu Composite

Tùy theo bản chất của từng loại cốt hình thành và vật liệu nền thì vật liệu Composite được chia thành các loại chủ yếu như:

Vật liệu Composite nền hữu cơ

Đây là loại vật liệu Composite nền cao su (lốp xe máy, ô tô, vật liệu chống thấm, vải bạt, tấm sợi, tấm hạt,…), nền nhựa đường, nền nhựa, nền trắng, sợi khoáng (sợi carbon, sợi thuỷ tinh,…), sợi kim loại (nhôm, bo,…). Tùy thuộc vào sản phẩm Composite mà các loại sản phẩm sẽ có tính chịu nhiệt khác nhau. Thông thường là khoảng từ 200 – 300oC. 

Tổng hợp nền khoáng chất

Đây là sản phẩm mà thường được sử dụng nền khoáng chất để hình thành nên vật liệu Composite như: Composite carbon – carbon, composite nền gốm, bê tông cốt thép, bê tông và thường được kết hợp thêm với cốt kim loại dạng sợi (Thép, bo,…), hạt gốm (gốm Nitơ, gốm cacbua,…)

Tổng hợp nền kim loại

Nền hợp kim nhôm, nền hợp kim titan,… kết hợp cùng với cốt được tạo nên chủ yếu từ sợi khoáng (SiliC, cacbon,…), kim loại (Bo,…). Tổng hợp nền khoáng chất và kim loại có thể chịu được nhiệt độ từ 600 – 1000 độ C (nếu loại vật liệu nền là gốm thì loại Composite đó có thể đạt tối đa lên tới 1000 độ C. 

Tổng hợp nền khoáng chất và kim loại có thể chịu được nhiệt độ từ 600 – 1000 độ C

Vật liệu tổng hợp cốt hạt

Đây cùng là một trong những tên gọi khác của hạt. Tuy nhiên, không giống với vật liệu sợi, vật liệu này thường ưu tiên về kích thước hơn. Bởi hạt thường có bản chất là rất nhỏ bé. Hiện nay, chất liệu composite này thường được sử dụng phổ biến trên thị trường với tên gọi là bê tông . 

Vật liệu tổng hợp cốt hạt và sợi

Bê tông là một trong những loại composite tổng hợp kết hợp với nền khoáng chất. Hiện nay, loại vật liệu tổng hợp này được sử dụng rất phổ biến và khi được kết hợp với cốt thép thì nó sẽ tạo thành bê tông cốt thép và mang đến nhiều tính chất ưu việt hơn rất nhiều so với bê tông. Còn khi kết hợp với đá nhân tạo được tạo nên từ xi măng thì sẽ hình hình vật liệu nền. Các cốt liệu bê tông là đá dăm và cát vàng thì được gọi là cốt hạt, còn bê tông bên ngoài cốt thép thì được gọi là cốt sợi. 

Bê tông là một trong những loại composite tổng hợp kết hợp với nền khoáng chất

Ưu và nhược điểm của vật liệu Composite

Sau đây là một số những ưu và nhược điểm của vật liệu composite mà bạn nên tham khảo để có thêm thông tin cho bản thân:

Ưu điểm của vật liệu composite

Composite có ưu điểm lớn nhất chính là có thể thay đổi các thành phần tạo nên, thay đổi sự phân bố và thay đổi cấu trúc hình học để mang đến một vật liệu mới có độ bền như ý. Không chỉ vậy mà còn có rất nhiều kỹ thuật hiện đại đòi hỏi khắt khe thì chỉ có composite mới có thể đáp ứng được. Thế nên, composite luôn có một vai trò vô cùng quan trọng trong công cuộc tạo nên nên chất liệu mới. Sau đây là một số những ưu điểm vượt trội của composite mà bạn nên biết:

• Uốn kéo tốt, độ cứng vững, độ bền cơ học cao và khối lượng riêng nhỏ. 
• Cách nhiệt tốt, cách điện, chống tia UV cao, chống lão hóa và có khả năng chịu được mọi tác động của thời tiết. 
• Không cần phải phủ sơn chống ăn mòn lên bề mặt nên không gây tốn nhiều chi phí để bảo quản, kháng ăn mòn cao và kháng hóa chất tốt.
• Chi phí bảo dưỡng, đầu tư trang thiết bị để sản xuất thấp.
• Thay đổi màu, tạo hình dễ, chế tạo và gia công đơn giản. 
• Tuổi thọ cao trong quá trình sử dụng. 

Có rất nhiều kỹ thuật hiện đại đòi hỏi khắt khe chỉ có composite mới có thể đáp ứng được

Nhược điểm của vật liệu composite

Không chỉ mang đến nhiều ưu điểm vượt trội, composite cũng còn tồn tại một số nhược điểm nhất định. Trong đó, chúng ta có thể kể đến như: 

• Khó tái sử dụng hay tái chế khi hư hỏng hoặc hoặc trong quá trình sản xuất. 
• Tốn thời gian khi gia công và nguyên liệu thô có giá thành tương đối cao. 
• Quá trình phân tích tính hóa, lý, cơ của mẫu vật phức tạp. 
• Chất lượng của vật liệu composite bị ảnh hưởng rất nhiều bởi trình độ của công nhân. 

Vật liệu Composite tốn thời gian khi gia công và nguyên liệu thô có giá thành tương đối cao

Ứng dụng của vật liệu Composite là để làm gì?

Ứng dụng của vật liệu Composite là để làm gì là câu hỏi được rất nhiều người đặt ra hiện nay. Như đã nói bên trên, Composite hiện nay được ứng dụng trong rất nhiều các lĩnh vực khác nhau để phục vụ quá trình sản xuất, đời sống cũng như khắc phục được rất nhiều nhược điểm của các loại chất liệu khác. Từ đó, giúp cho chất lượng, hiệu quả, hiệu suất của đời sống con người, công việc được cải thiện rất nhiều. Sau đây là một số ứng dụng của Composite mà bạn có thể tham khảo: 

• Ống dẫn nước nguồn Composite, nước thô, nước sạch (hay còn được biết đến với tên gọi khác là sợi thuỷ tinh nhựa cốt). 
• Ống dẫn hóa chất Composite, ống xử lý nước thải.
• Ống dẫn nước qua vùng nhiễm phèn, ngập mặn, ống thuỷ nông. 
• Tấm panel composite, mặt bàn ghế, thùng chứa hàng, bỏ bọc các loại bể, bồn. 
• Hệ thống ống thoát rác cho các tòa nhà cao tầng.
• Hệ thống sứ trong cầu chì, chống sét, các thiết bị điện, sứ cầu giao, sứ đỡ, sứ epoxy các loại sứ chuỗi, sứ silicon, sứ polymer, sứ cách điện.
• Lốp xe đạp, xe máy, xe ô tô,… 
• Thùng rác công cộng.
• Vỏ tàu thuyền composite,…
• Vỏ động cơ tên lửa.
• Mô hình đồ chơi cho trẻ em.
• Bình chịu áp lực cao. 
• Ống dẫn xăng dầu 3 lớp cao cấp.

Vật liệu Composite hiện nay được ứng dụng trong rất nhiều các lĩnh vực khác nhau

Lời kết

Với nhiều ưu điểm vượt trội, composite chính là chất liệu được sử dụng phổ biến trong xã hội hiện nay. Bởi nó giúp những nhược điểm của các chất liệu khác được khắc phục hoàn toàn. Hy vọng với những thông tin được chúng tôi chia sẻ bên trên, bạn đọc đã giải đáp được thắc mắc: “Vật liệu Composite là gì ? Ứng dụng của vật liệu Composite là để làm gì?”. Chúc bạn sớm lựa chọn được loại Composite thích hợp nhất với nhu cầu sử dụng của bản thân.