Vật liệu composite là gì? Ưu điểm, cấu tạo và ứng dụng hiện nay

Vật liệu composite là gì là câu hỏi nhận về sự quan tâm khá lớn từ phía nhiều người. Môi Trường Song Phụng chia sẻ khái niệm, cấu tạo và ứng dụng của vật liệu này. Khách hàng tham khảo để chọn mua vật liệu phù hợp cho hệ thống lọc nước. 

Vật liệu composite là gì?

Composite (chất liệu tổng hợp) là loại vật liệu được tạo ra bằng cách kết hợp nhiều vật liệu khác nhau để tạo nên vật liệu mới với những đặc tính ưu việt và độ bền cao hơn so với vật liệu ban đầu.

Composite mặc dù kết hợp của hai hay nhiều loại vật liệu khác nhau, nhưng mỗi thành phần vẫn giữ nguyên tính chất cơ bản, cùng nhau tạo ra vật liệu mới có các đặc tính được cải thiện. Do đó, composite không chỉ giữ lại những ưu điểm của từng vật liệu cấu thành mà còn cải thiện và bổ sung thêm các tính năng mới vượt trội hơn so với các vật liệu truyền thống như kim loại, gỗ, thủy tinh,… 

Ví dụ, sợi thủy tinh với độ bền cao khi kết hợp với nhựa Polyester có tính kháng hóa tạo ra composite có độ bền cơ học cao và khả năng chống chịu hóa chất tốt.

Cấu tạo chất liệu composite và đặc tính của từng thành phần

Composite được cấu thành từ hai thành phần chính là vật liệu nền và vật liệu cốt. 

Vật liệu cốt

Vật liệu cốt hay còn gọi là vật liệu gia cường giúp tăng cường các tính chất cơ học cho composite. Từ đó, vật liệu có thêm độ bền, độ cứng và các đặc tính khác. Các loại vật liệu gia cường dạng sợi như sợi thủy tinh, sợi cellulose, sợi carbon, sợi acrylic,…Cốt hạt như các hạt nhỏ như hạt kim loại, bột gỗ, bột đá, hạt đất sét,…

Vật liệu nền

Vật liệu nền có nhiệm vụ kết dính và giữ các thành phần gia cường bên trong composite tạo nên khối thống nhất. Các loại vật liệu nền như Polymer gồm các loại như polyester, PVC, epoxy, PE, cao su, PP, kim loại như nhôm, titan, ceramic gồm các vật liệu gốm như xi măng, thủy tinh,..

Các loại vật liệu composite phổ biến nào hiện nay

Sau khi tìm hiểu vật liệu composite là gì, bạn cũng nên biết qua các loại phổ biến hiện nay:

• Sợi thủy tinh là vật liệu composite đặc biệt được hình thành từ hai thành phần chính là sợi thủy tinh và polymer. Nhờ độ bền và khả năng chịu lực tốt, sợi thủy tinh được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày và công nghiệp. Chúng thường được sử dụng trong việc đóng tàu, sản xuất ô tô, chế tạo cánh quạt gió, sản phẩm gia dụng.
• Sợi carbon là vật liệu composite được kết hợp giữa sợi cốt và epoxy. Với cấu trúc này, sợi carbon có độ cứng và độ bền cao vượt trội hơn so với nhiều vật liệu composite khác. Ngoài ra, sợi carbon còn có trọng lượng nhẹ giúp giảm trọng lượng tổng thể của sản phẩm và tăng hiệu suất năng lượng. Ứng dụng của sợi carbon rất đa dạng như tạo ra cấu trúc nhẹ và bền cho các bộ phận máy bay gồm vỏ ngoài, cánh, đuôi; trong ngành ô tô hiệu suất cao để tăng tính năng, giảm trọng lượng xe và trong sản xuất các thiết bị thể thao như gậy golf, vợt tennis,…
• Sợi kim loại là vật liệu composite được tạo thành bằng cách kết hợp sợi thép, nhôm hoặc titan với polymer. Cấu trúc này tạo vật liệu có tính chất cơ học và cơ động tốt được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. 
• Gốm composite là vật liệu cấu trúc được tạo thành từ sự kết hợp giữa sợi gốm và polymer. Sợi gốm kết hợp vật liệu gốm tự nhiên như sứ, silicat, oxit kẽm, oxit magie, oxit nhôm và các loại sợi gốm tổng hợp như sợi carbon. Polymer thường là nhựa epoxy, polyester hoặc polyimide. Khi kết hợp tạo ra vật liệu có độ cứng, độ bền cơ học cao, chịu va đập và đàn hồi từ ma trận polymer. 
• Composite polymer là vật liệu kết hợp giữa polymer và sợi gia cường. Polymer có tính linh hoạt, đàn hồi, trong khi sợi gia cường cung cấp độ cứng và độ bền. Các loại sợi gia cường thường được sử dụng bao gồm sợi thủy tinh, sợi carbon và sợi aramid. Sự kết hợp này tạo ra một vật liệu có tính chất kỹ thuật đa dạng với các tính chất cơ học, chống ăn mòn và cách điện tốt. 
• Composite gỗ nhựa là vật liệu kết hợp giữa gỗ, nhựa, thường là nhựa epoxy. Quá trình sản xuất bắt đầu bằng việc pha trộn gỗ và nhựa theo tỷ lệ phù hợp, sau đó áp dụng áp lực và nhiệt để kết nối chặt hai thành phần lại với nhau. Kết quả là vật liệu có tính chất của cả gỗ, nhựa, mang lại độ cứng, độ bền cao hơn, khả năng chống ẩm và chống mục nát tốt hơn. 

• Composite nhựa cao su là vật liệu kết hợp giữa nhựa và cao su. Quá trình sản xuất bắt đầu bằng việc pha trộn nhựa với hạt cao su, sau đó thực hiện quá trình gia nhiệt và ép nhiệt để tạo thành vật liệu kết dính đồng nhất. Composite nhựa cao su có tính đàn hồi cao, khả năng co giãn và phục hồi hình dạng ban đầu sau khi chịu lực tác động. 
• Sợi bor là vật liệu composite sử dụng sợi bor làm cốt và polymer. Sợi bor có độ bền kéo, độ cứng cao và khi kết hợp với polymer có khả năng chịu lực kéo mạnh, tính chất cơ học rất ổn định. Với những đặc tính cơ học và khả năng chịu nhiệt, cùng khả năng chống cháy, composite sợi bor được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không. 

Ưu và nhược điểm của vật liệu composite

Vật liệu composite vẫn có ưu điểm và nhược điểm nên khi tìm hiểu khái niệm vật liệu composite là gì cũng nên biết qua. 

Ưu điểm của composite

Việc sử dụng vật liệu composite mang lại nhiều ưu điểm vượt trội nên được ứng dụng rộng rãi. 

• Trọng lượng nhẹ: Composite nhẹ hơn nhiều so với các vật liệu khác, nhưng vẫn có khả năng chống chịu va đập tốt.
• Khả năng uốn, kéo dễ dàng: Vật liệu dễ uốn và kéo hơn so với thủy tinh, gốm hay gỗ.
• Độ bền cao: Composite chịu được tác động của môi trường bên ngoài, chống ăn mòn do hóa chất và chống oxy hóa.
• Chi phí bảo quản thấp: Vật liệu không cần chi phí sơn phủ ngoài như gỗ hay kim loại.
• Cách điện, cách nhiệt tốt: Đặc tính cách điện, cách nhiệt tốt, chống cháy và chống lạnh hiệu quả, vật liệu an toàn khi sử dụng.
• Không thấm nước: Composite không bị thấm nước, không độc hại và có thời gian sử dụng lâu dài.
• Chịu thời tiết và tia tử ngoại: Composite chống chịu tốt trước các điều kiện thời tiết và tác động của tia tử ngoại.
• Gia công đơn giản: Trọng lượng nhẹ vật liệu giúp dễ gia công, tạo thành nhiều sản phẩm với hình dạng khác nhau.
• Dễ vận chuyển và lắp đặt: Người dùng dễ vận chuyển, lắp đặt, bảo trì và bảo dưỡng với chi phí sửa chữa thấp.
• Màu sắc đa dạng: Composite có màu sắc đa dạng, bền màu và hạn chế bị phai màu.
• Giá thành cạnh tranh: Composite thấp hơn nhiều so với các loại vật liệu khác.

Nhược điểm của composite

Mặc dù có nhiều ưu điểm, vật liệu composite cũng tồn tại một số hạn chế cần lưu ý. 

• Khó tái chế: Vật liệu khó tái chế hoặc tái sử dụng nếu bị hư hỏng nặng hoặc trở thành phế phẩm.
• Gia công tốn thời gian: Phương pháp gia công hiện nay thường mất nhiều thời gian.
• Khó phân tích: Mẫu vật liệu khó phân tích về các tính chất cơ, lý, hóa.
• Yêu cầu kỹ năng cao: Trình độ công nhân là yếu tố quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm.
• Nguyên liệu thô đắt: Dù thành phẩm có giá thấp nhưng nguyên liệu nhập thô lại có giá tương đối cao.

Đọc thêm về: Cấu tạo bình lọc cát bể bơi và nguyên lý hoạt động chi tiết

Ứng dụng thực tế của vật liệu composite hiện nay

Với sự phát triển của công nghệ hiện đại, vật liệu composite nhanh chóng được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. 

• Vật liệu dùng để chế tạo vỏ động cơ tên lửa, máy bay, và tàu vũ trụ.
• Composite dùng sản xuất các loại ống dẫn nước sạch, nước thô và nước nguồn.
• Ứng dụng làm vật liệu chế tạo bình chứa trong hệ thống xử lý nước sinh hoạt.
• Composite dùng chế tạo ống dẫn nước thải, ống dẫn nước cho các vùng nước bị ngập mặn, nước bị nhiễm phèn và ống thủy nông.
• Composite sử dụng để làm vỏ bọc cho các loại bồn chứa nước, thùng chứa hàng và tấm panel composite.
• Vật liệu dùng sản xuất các loại sứ cách điện, sứ polymer, sứ silicon, sứ cầu giao, sứ cầu chì, và thiết bị chống sét.
• Chế tạo vỏ tàu thuyền bằng composite. 
• Vật liệu ứng dụng trong sản xuất phù điêu, điêu khắc, nha khoa, và nội thất.
• Composite sử dụng trong chế tạo bồn lọc cho các hệ thống xử lý nước.

Tham khảo thêm: Bồn lọc áp lực là gì? Cấu tạo bồn lọc áp lực, nguyên lý vận hành

Bồn lọc Composite có tốt không?

Nhiều nhà sản xuất sử dụng vật liệu composite vào sản xuất bình và cột lọc nước composite. Các sản phẩm này được cấu thành từ các sợi bazan, sợi thủy tinh, sợi carbon, sợi cacbua silic, sợi ngắn, sợi kim loại, cốt vải và các hạt phân tán.

Tiêu chuẩn của cột lọc nước composite được tổ chức FDA kiểm định và chứng nhận về an toàn sức khỏe đối với người dùng. Để hiểu rõ hơn về cột lọc nước composite có tốt hay không, cùng điểm qua một số ưu điểm nổi bật sau:

• Cột lọc nước composite có độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tốt.
• Không sử dụng kim loại, cột lọc nước composite có khả năng chống gỉ sét hoàn toàn.
• Bồn lọc Composite có khả năng chịu nhiệt tốt.
• Trọng lượng nhẹ, hình dáng và kích thước nhỏ gọn, bình dễ dàng vận chuyển.
• Bề mặt bên ngoài trơn bóng, ít bám bụi và dễ dàng vệ sinh.
• Thiết kế dạng cột thon tròn, màu xanh lá cây nhạt tạo cảm giác thân thiện và mát mẻ cho ngôi nhà.

Tìm hiểu thêm: TOP 12 thiết bị xử lý nước cứng hiệu quả, tốt nhất hiện nay

Mua bồn lọc nước bằng composite ở đâu?

Bồn lọc nước bằng composite là sản phẩm phổ biến trong việc lọc nước nhờ vào giá thành hợp lý, dễ dàng thi công và độ bền cao. Nếu quý khách có nhu cầu tìm hiểu thêm về sản phẩm này, xin vui lòng liên hệ với Môi Trường Song Phụng qua hotline 091307274 – 0984620494 để được tư vấn. Chúng tôi là đơn vị hàng đầu tại Việt Nam chuyên phân phối, lắp đặt thiết bị lọc nước và xử lý nước chuyên nghiệp.

Bài viết vật liệu composite là gì với những thông tin chia sẻ mong muốn mang đến cho bạn đọc nhiều điều hữu ích. Khách hàng liên hệ Môi Trường Song Phụng để được hỗ trợ tư vấn.

Có thể bạn sẽ quan tâm: TOP 7 cách làm máy lọc nước tự chế mini tại nhà tiết kiệm