Vật liệu composite là gì? Ưu nhược điểm và ứng dụng của Composite

Vật liệu Composite có ứng dụng bao trùm trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống từ ngành hàng không vũ trụ, hàng hải, giao thông vận tải, quốc phòng hay thiết kế nội thất,… Vậy composite là gì? Vật liệu composite trong nội thất có ưu nhược điểm gì? Phân loại như thế nào? Và có những ứng dụng cụ thể nào trong cuộc sống. Hãy cùng Nội thất An Lộc tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé!

Tổng quan về vật liệu composite

Vật liệu Composite là gì?

Vật liệu composite (có tên gọi khác là Compozit, vật liệu tổng hợp, chất liệu composite,…) là vật liệu mới được tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau. Vật liệu Composite sẽ có những đặc tính vượt trội hơn hẳn các vật liệu ban đầu, khi những vật liệu này làm việc riêng rẽ.

Vật liệu composite là gì
Composite là vật liệu mới được tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau

Lịch sử ra đời của chất liệu composite xuất hiện từ rất lâu. Điển hình là việc trộn đất vào đá để làm gạch nhằm giúp cho viên gạch trở nên cứng cáp hơn và không bị cong khi phơi nắng. Ngoài ra, người ta cũng phát hiện ra chất liệu compozit trong hợp chất có trong xác ướp người Ai Cập cổ đại.

Đặc điểm cấu tạo

Thực chất vật liệu composite được tổng hợp từ nhiều loại vật liệu khác nhau và có hai thành phần cơ bản là: Vật liệu gia cường và vật liệu nền:

  • Phần cốt (vật liệu gia cường): Tạo các đặc điểm cơ – lý tính cần thiết cho composite. Có hai loại cốt là dạng hạt và cốt dạng sợi (thủy tinh, cellulose, cacbon, acramic,…) và cốt dạng hạt (Hạt đất sét, bột đá, bột gỗ, hạt kim loại,…).
  • Phần nền (Vật liệu nền): Đảm bảo các phần cốt được gắn kết với nhau tạo ra tính thống nhất và nguyên khối cho Composite. Các loại vật liệu nền gồm: Kim loại, Ceramic (Xi măng,…), Polymer (PE, PP, PVC, Cao Su, Epoxy, Polyester,…).

Ưu nhược điểm của vật liệu composite:

+ Ưu điểm:

  • Độ bền cơ học cao, dễ dàng uốn kéo nên dễ tạo hoa văn, kiểu dáng cho sản phẩm.
  • Khả năng chống tia UV cao, chịu thời tiết tốt, chống lão hóa, cách điện và cách nhiệt vượt trội.
  • Kháng ăn mòn và kháng hóa chất cao, bảo quản ít tốn kém, không cần phải sơn phủ chống ăn mòn.
  • Việc làm giả các vật liệu khác như: đá, kim loại, gỗ, gốm,… trở nên dễ dàng hơn với Compozit.
  • Chế tạo và gia công đơn giản, dễ tạo màu, tạo hình, sửa chữa hay thay đổi. Chi phí đầu tư trang thiết bị hay bảo dưỡng không quá tốn kém.
  • Vật liệu composite cốt sợi thủy tinh có khả năng hấp thụ sóng điện tử tốt.
  • Composite có tuổi thọ cao hơn gỗ hay kim loại từ 2 – 3 lần.
Vật liệu composite trong nội thất
Vật liệu composite trong nội thất có nhiều ưu điểm vật trội

+ Nhược điểm:

  • Nhược điểm của vật liệu composite là khó tái chế. Đây là phế phẩm trong quá trình sản xuất nếu không sử dụng.
  • Chất liệu thô sử dụng để sản xuất composite có giá thành khá cao. Thời gian gia công và tạo ra chất liệu composite cũng khá lâu.
  • Phức tạp trong quá trình phân tích mẫu vật compozit và cơ, lý hóa,…
  • Trình độ của công nhân ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng của vật liệu.

Vật liệu Composite được phân loại như thế nào?

+ Phân loại theo hình dạng:

  • Chất liệu compozit cốt sợi: có chiều dài lớn hơn nhiều lần so với 2 kích thước còn lại trong không gian. Chất độn giúp tăng cường khả năng chống chịu cho vật liệu nền.
  • Chất liệu compozit cốt hạt: Vật liệu tăng cường có dạng hạt, các tiểu phân hạt dạng độn phân tán vào polymer. Chất liệu composite cốt hạt phổ biến chính là bê tông.
  • Cốt hạt và sợi: Tiêu biểu cho loại vật liệu này chính là bê tông. Bê tông kết hợp với cốt thép tạo nên bên tông cốt thép. Trong đó, xi măng là vật liệu nền được tạo thành từ đá, Cốt bê tông là cát vàng và đá dăm là cốt hạt, cốt sợ chính là những thanh thép.

+ Phân loại theo thành phần, bản chất:

  • Composite nền kim loại: là sự kết hợp của hợp kim titan, hợp kim nhôm,… cùng các sợi Kim loại (Bo), Sợi khoáng (Si, C),…
  • Composite nền khoáng (Phổ biến nhất là Gốm): Sợi Kim loại (Bo), hạt kim loại (chất gốm), hạt gốm (Niton, Cacbua,…). Nhiệt độ tối đa có thể chịu đựng của Composite nền khoáng và cả nền kim loại là: 600 ÷ 1.000°C (1.000°C nếu là nền gốm).
  • Composite nền hữu cơ (nền cao su, nền nhựa, nền nhựa đường, nền giấy,… ) là sự kết hợp của các sợi hữu cơ (Polyamit, Kevlar) với các sợi kim loại (Bo, Al) và các sợi khoáng (Thủy tinh, Cácbon,…). Composite nền hữu cơ có thể chịu được nhiệt độ tối đa lên đến 200 ÷ 300°C.

Ứng dụng Composite

1. Ứng dụng vật liệu Composite trong thiết kế nội thất

a. Sử dụng làm sản phẩm ngoài trời

Vật liệu composite trong nội thất thường được sử dụng trong các vật dụng trang trí ngoài trời như bàn, ghế, chất liệu cho hồ bơi. Có được điều này xuất phát từ ưu điểm về khả năng chống ẩm mốc, chống thấm nước và chịu được nắng mưa.

Ứng dụng của vật liệu composite trong nội thất
Vật liệu Composite trong nội thất làm sản phẩm ngoài trời

b. Sử dụng làm sản phẩm trang trí

Những đồ vật trang trí như tượng, bình hoa,… hoàn toàn có thể tạo một dáng vẻ mới trong không gian nội thất hiện đại với chất liệu composite. Được tổng hợp từ nhiều chất liệu khác nhau với màu sắc, hình dạng nổi bật, ít bị phai màu, ẩm mốc lại dễ dàng gia công. Đây là một trong những sản phẩm trang trí được ưa chuộng.

Ứng dụng của vật liệu composite trong nội thất
Sử dụng chất liệu composite làm vật trang trí

c. Giả các vật liệu khác bằng composite

Việc làm giả các vật liệu khác giúp ta có được vẻ đẹp bên ngoài của sản phẩm đó. Đồng thời lại có những đặc tính nổi bật và vật liệu bị làm giả không có. Có được điều này cũng nhờ vào tính đa cấu trúc của vật liệu cho ta một vẻ ngoài đầy phong phú. Vật liệu composite trong nội thất có thể làm giả các chất liệu: đá, gỗ tự nhiên, kim loại,…

Ứng dụng của vật liệu composite trong nội thất
Ứng dụng của vật liệu Composite trong nội thất làm giả các vật liệu khác khác

2. Ứng dụng vật liệu composite trong các lĩnh vực khác

+ Ứng dụng trong hàng không, vũ trụ: Vỏ động cơ tên lửa, vỏ tên lửa, máy bay, tàu vũ trụ,…

Các bộ phận trên máy bay gần đây đã được thay thế bằng chất liệu composite như: bộ phận dẫn hướng, cánh, khung xương, thân máy bay,… 50% chiếc máy bay Boeing Dreamliner 787 sử dụng composite. (Theo thống kê của hãng Boeing).

Ứng dụng vật liệu composite trong sản xuất máy bay boeing 787
50 % máy bay Boeing 787 được làm từ vật liệu composite

Cũng không quá phải ngạc nhiên khi vật liệu này được ứng dụng trong ngành hàng không, vũ trụ. Bởi đặc tính bền và độ cứng tương đối trên khối lượng riêng cao. Sử dụng chất liệu compozit giúp trọng lượng máy bay giảm đi đáng kể, tiết kiệm được nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường và tăng hiệu quả kinh tế.

Ngoài ra, các chi tiết phức tạp trên máy bay cũng được thay thế bằng chất liệu composite. Điều này giúp giảm chi tiết, giảm chi phí lắp đặt sản phẩm. Vật liệu composite cốt sợi thủy tinh có tính trong suốt với sóng rada được ứng dụng trong máy bay quân sự và công nghệ vũ trụ.

+ Ứng dụng trong giao thông vận tải: Lốp xe ô tô, xe máy, xe đạp,..

Một số chi tiết của xe mô tô, ô tô được thay thế bằng chất liệu composite. Ngoài ra còn được sử dụng để thay thế gỗ, ván, sắt,… Mang đến phương tiện nhẹ hơn lại có nhiều đặc tính vượt trội.

Ứng dụng trong giao thông vận tải
Ứng dụng trong giao thông vận tải

+ Ứng dụng trong công nghiệp hóa chất:

Làm bồn chứa dung dịch kiềm (epoxy được thay thế bằng gelcoat), làm bồn chứa dung dịch acid (sử dụng epoxy hoặc nhựa vinyleste thay cho gelcoat). Làm ống dẫn hóa chất composite. Ống dẫn xăng dầu composite cao cấp 3 lớp (Với công nghệ cuốn ướt của Nga để sản xuất ống dẫn xăng, dầu theo các tiêu chuẩn).

+ Trong dân dụng:

  • Dùng để làm các sản phẩm như chén, đũa, tô, bình,…
  • Các loại ống dẫn nước sạch, nước thô, nước nguồn composite.
  • Ống thủy nông, ống dẫn nước nguồn qua vùng nước ngậm mặn, nhiễm phèn.
  • Ống dẫn nước thải.
  • Hệ thống thoát rác nhà cao tầng.

+ Ứng dụng trong hàng hải: Vỏ tàu thuyền composite (vỏ lãi)….

Sử dụng chất liệu này để sản xuất tàu, thuyền, làm ghe, thùng,…

Ứng dụng trong hàng hải
Ứng dụng trong hàng hải

=====>> Bạn có thể sẽ quan tâm đến gỗ nhựa là một trong những loại composite phổ biến hiện nay

+ Ứng dụng trong quốc phòng:

Sản xuất các phương tiện chiến đấu như: máy bay, phi thuyền, tàu, cano,… Sản xuất các thiết bị phục vụ quân đội như: Bia tập bắn, bồn chứa nước hoặc hóa chất, khay trồng rau,…

Với nhiều đặc tính vật trội so với các chất liệu khác, rõ ràng đây là một vật liệu của tương lai. Chất liệu composite đang ngày càng được nhiều người biết đến và tin tưởng sử dụng trong không gian nội thất cũng như các sản phẩm gia dụng khác. Còn trong nhà bạn có những sản phẩm nào được làm bằng vật liệu composite không? hãy liệt kê và để lại dưới bình luận nhé!

Ngoài ra, Nội Thất An Lộc là công ty hàng đầu trong lĩnh vực thiết kế, thi công nội thất. Chúng tôi có đội ngũ kiến trúc sư giàu kinh nghiệm, thợ thi công lành nghề và xưởng sản xuất đồ gỗ riêng. Đảm bảo mang đến cho khách hàng những không gian sống sang trọng, đẳng cấp. Chất liệu compozit đã được An Lộc ứng dụng rất nhiều trong các mẫu thiết kế nội thất chung cư, nhà phố, biệt thự.

Thiết kế thi công nội thất tại An Lộc

Tham khảo thêm:

Nội Thất An Lộc – Vững Bước Niềm Tin