Vật liệu tổng hợp

NộI Dung

• Các loại vật liệu composite
• Ví dụ về vật liệu composite

Cácvật liệu composite là những chất được tạo thành từ hai hoặc nhiều nguyên tố hoặc chất khác nhau, sự kết hợp của chúng tạo ra chất tạo thành các đặc điểm chung của các thành phần của nó, tức là của hai chất ban đầu cùng một lúc.

Điều này cho phép lựa chọn cụ thể các thành phần để có được vật liệu có các đặc tính khác thường về độ cứng, nhẹ, sức đề kháng, dẫn điện, chống ăn mòn, v.v.

Hầu hết các vật liệu composite là do con người tạo ra, mặc dù một số có thể xuất hiện trong tự nhiên, là sản phẩm của sự phát triển của sinh vật sống. Và trong nhiều trường hợp, chúng là vật liệu kết dính được hưởng lợi từ sự tương tác hóa học của các thành phần của chúng.

Trong các điều khoản chung, vật liệu composite được đặc trưng bởi:

• Được tạo thành từ hai hoặc nhiều thành phần có thể phân biệt được về mặt vật lý nhưng có thể phân tách bằng cơ học.
• Hiển thị một số pha (nguyên tố) khác nhau về mặt hóa học, không hòa tan giữa chúng và cũng được phân tách bằng pha trung gian hoặc bề mặt phân cách.
• Sở hữu sức mạnh tổng hợp cao, nghĩa là, các đặc tính cơ học của nó vượt trội hơn so với tổng đơn giản của các thành phần của nó một cách riêng biệt.
• Phân biệt với các vật liệu nhiều pha, chẳng hạn như hợp kim kim loại, trong đó có thể thay đổi các pha hiện diện bằng sự biến thiên nhiệt (nhiệt).
• Có chất tăng cường (pha thêm vào) và chất nền (pha tăng cường).

Các loại vật liệu composite

Có thể xác định các loại vật liệu composite sau:

• Vật liệu gia cố hạt. Phân tán trong một ma trận mềm hơn và dễ uốn, các thành phần của vật liệu cứng và giòn được phân tán một cách kín đáo và đồng nhất.
• Vật liệu tổng hợp cứng phân tán. Chúng trình bày các hạt gia cường có kích thước rất nhỏ, phân tán trong chất nền cơ bản.
• Vật liệu composite cốt sợi. Những vật liệu này thường chứa các sợi chịu kéo trong một ma trận thường được làm bằng nhựa bao bọc các sợi, chuyển tải từ các sợi bị hỏng sang các sợi nguyên vẹn và đạt được sức đề kháng đặc biệt.
• Vật liệu tổng hợp kết cấu. Được tạo thành từ cả vật liệu đơn giản và vật liệu tổng hợp, thường theo cách ghép (bánh mì) như những vật liệu được sử dụng trong xây dựng, để kết hợp các đặc tính của cả hai vật liệu trong cùng một bức tường.

Nó có thể phục vụ bạn: Ví dụ về vật liệu tự nhiên và nhân tạo

Ví dụ về vật liệu composite

1. Cermet. Là sự kết hợp của gốm và kim loại, chúng được thiết kế để chịu được nhiệt độ cao và chịu được mài mòn, giống như gốm sứ, nhưng có tính dễ uốn của kim loại. Thông thường ma trận của những vật liệu này là kim loại (niken, molypden, coban) và giai đoạn gia cố là cacbohydrat vật liệu chịu lửa (oxit, albumin, borid) đặc trưng của gốm sứ. Điều này cho phép sản xuất các công cụ cắt kết hợp độ dẻo dai với thép không gỉ và có tuổi thọ dài hơn., đặc biệt là những phát triển mới dựa trên titan và coban.
2. Xà cừ. Đây là một ví dụ về vật liệu composite có nguồn gốc tự nhiên, không có sự can thiệp của con người. Nó là một chất vô cơ-hữu cơ cứng, màu trắng với phản xạ óng ánh, tạo thành lớp bên trong của vỏ của nhiều loài nhuyễn thể, chẳng hạn như xà cừ. Trên thực tế, những loài động vật này có thể tiết ra hỗn hợp canxi cacbonat và chất tạo màng sinh học này để sửa chữa vỏ của chúng hoặc bao gồm các tạp chất hoặc tác nhân vi sinh xâm nhập vào nó, do đó tạo ra ngọc trai..
3. Ván ép. Còn được gọi là multilaminate, ván ép, ván ép hoặc ván ép, Nó là một tấm gỗ mỏng được dán với nhau bằng các sợi của chúng theo hướng ngang, sử dụng nhựa tổng hợp, áp suất và nhiệt. Nó được phủ bằng axit sulfuric sau khi chế biến để không có mùi, có chứa polyme và benzen và đặc biệt hữu ích trong xây dựng.
4. Adobe. Vì vậy, gạch không nung được gọi là gạch trám để xây dựng, làm bằng đất sét và cát hoặc các khối lượng bùn khác, trộn với rơm và phơi khô dưới ánh nắng mặt trời. Chúng đã được sử dụng từ thời cổ đại để làm tường và các công trình xây dựng thô sơ, thường có dạng gạch (hình chữ nhật). Mặc dù là một người xuất sắc cách nhiệt, adobe hấp thụ nhiều độ ẩm bằng mao quản, làm mất độ cứng, vì vậy nó phải được lắp đặt trên nền không thấm nước bằng đá hoặc hiện đại là bê tông.
5. Bê tông. Còn được gọi là "bê tông", nó là vật liệu composite được sử dụng nhiều nhất vào thời điểm đó trong xây dựng, nó là nơi tiếp giáp của nhiều chất khác nhau: xi măng, cát, sỏi hoặc sỏi và nước. Với mối nối này, một hỗn hợp đồng nhất sẽ đông lại và cứng lại trong vài giờ cho đến khi đạt được độ đặc như đá.. Hầu hết các công trình xây dựng dân dụng đều sử dụng bê tông.
6. Bảng sợi định hướng. Được gọi là OSB (Bảng định hướng Strand trong tiếng Anh), là một loại ván tập kết, một sự phát triển của ván ép, vì thay vì ghép nhiều tấm gỗ, nó được làm bằng nhiều lớp dăm bào hoặc dăm gỗ đều được định hướng theo cùng một hướng, do đó thu được vật liệu đồng nhất từ ​​nhựa phenolic hoặc polyurethane, formaldehyde hoặc melamine. Thường thì các chất phụ gia khác cũng được kết hợp để cải thiện khả năng chống cháy, chống ẩm hoặc xua đuổi côn trùng.
7. Pykrete. Vật liệu composite này được làm từ 14% mùn cưa hoặc một số bột gỗ hữu cơ khác, trong ma trận 86% băng. Tên của nó xuất phát từ người phát minh ra nó, Geoffrey Pyke, người đã đề xuất với Hải quân Hoàng gia Anh để chế tạo tàu sân bay khó chìm. Pykrete có độ cứng gần bằng bê tông, chỉ số nóng chảy thấp và khả năng chống chịu lực rất lớn.
8. Thủy tinh gia cố nhựa. Được gọi là GFRP (Nhựa gia cố sợi thủy tinh bằng tiếng Anh), Nó là một vật liệu tổng hợp tạo thành một chất dẻo hoặc ma trận nhựa, được gia cố bằng các sợi thủy tinh. Kết quả là tạo ra một loại vật liệu nhẹ, bền, dễ đúc khuôn, thường được gọi phổ biến là “sợi thủy tinh”.. Nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận, trong ngành công nghiệp viễn thông và hàng hải, cũng như trong lĩnh vực xây dựng.
9. Xi măng nhựa đường. Rất được sử dụng trong việc lát đường hoặc đường cao tốc, bê tông nhựa Nó bao gồm một hỗn hợp của nhựa đường và cốt liệu khoáng các loại, để có được một hỗn hợp đồng nhất và bitum, khi thi công nóng sẽ đông cứng và chống thấm, cấu thành vật liệu lý tưởng cho các công trình công cộng đô thị.
10. Xương. Một ví dụ khác về vật liệu composite trong tự nhiên là xương, được tạo thành từ động vật bậc cao bên trong một chất nền xương được củng cố bởi các sợi collagen, một loại protein cung cấp cho nó sức đề kháng tự nhiên, nhờ vào canxi mà cấu trúc của nó được khoáng hóa. Điều này dẫn đến một mặt hàng cứng, giòn, nhưng nhẹ.