KĨ THUẬT VẬT LIỆU DÀNH CHO SINH VIÊN CƠ KHÍ
VẬT LIỆU CƠ KHÍ Đề tài: VẬT LIỆU COMPOSITE Nội dung bản: I Khái niệm chung Khái niệm, đặc điểm Phân loại Tổ chức vật liệu composite Liên kết nền- cốt II Composite hạt III Composite cốt sợi IV Composite cấu trúc V Công nghệ chế tạo composite I Khái niệm chung Bêtông = Cát + Đá + Ximăng + Nước Bồn = Sợi thuỷ tinh + Nhựa 1.Khái niệm đặc điểm .Là loại vật liệu đa pha có thành phần hóa học khác nhau, không tan vào nhau, phân cách ranh giới pha, kết hợp với theo sơ đồ thiết kế trước, nhằm tận dụng phối hợp tính chất ưu việt pha Đặc điểm: •Là loại vật liệu đa pha khác chất, không tan vào nhau, phân cách ranh giới pha •Nền cốt có tỷ lệ, hình dáng, kích thước phân bố theo thiết kế định trước •Tính chất pha thành phần kết hợp lại tạo nên tính chất composite Phân loại: a Theo chất b Theo hình học cốt đặc điểm cấu trúc Tổ chức vật liệu composite: Tổ chức: đa pha, thông thường có pha a Cốt: Nền Cốt Cốt: pha gián đoạn, đóng vai trò tạo nên độ bền môđun đàn hồi cao •Vật liệu: kim loại, chất vô cơ, polyme,… •Hàm lượng, hình dạng, kích thước phân bố cốt ảnh hưởng mạnh đến tính chất composite • Hình dạng: sợi, hạt, Chế tạo máy bay Ngành thể thao c Composite kim loại - sợi • Nền Al, Cu, Mg, Ti với cốt sợi C, SiC, sợi bo, dây kim loại,…với tỉ lệ thể tích khoảng 20 ÷ 50% • Composite Al – sợi bo có phủ SiC có độ bền riêng cao, môđun đàn hồi cao, nhẹ sử dụng lĩnh vực hàng không • Composite Cu cốt hạt thép có tính chống mài mòn cao dùng làm bạc đỡ ổ trục •Composite Ni Co với cốt sợi dây W có tính chịu nhiệt cao dùng làm tuabin Composite cacbon - sợi cacbon •Tính chất: có tính chịu nhiệt cao nhất, khối lượng riêng nhỏ, độ bền môđun đàn hồi cao, hệ số giãn nỡ nhiệt nhỏ không bị ăn mòn •Ứng dụng: lĩnh vực hàng không, vũ trụ, chi tiết ma sát, chịu nhiệt cao,… Chế tạo tàu vũ trụ Chế tạo chi tiết máy IV Composite cấu trúc Composite cấu trúc dạng lớp Hình 4.1 Sơ đồ xếp lớp composite cấu trúc dạng lớp Tổ chức: •Nhiều lớp từ loại vật liệu: Loại 1: vật liệu đồng nhất, đóng vai trò liên kết Loại 2: composite cốt sợi, đóng vai trò chịu lực •Sắp xếp: theo lớp đổi hướng thỏa yêu cầu thiết kế ép dính lại với Tính chất: có độ bền cao theo phương song song với mặt tấm, bền theo phương vuông góc với mặt Ứng dụng: rộng rãi lĩnh vực xây dựng, hàng không, dụng cụ thể thao, khí chế tạo máy; dùng để sản xuất gỗ dán, cót ép Composite cấu trúc dạng ba lớp (panel sandwich) Hình 4.2 Sơ đồ cấu tạo composite cấu trúc ba lớp • Hai lớp mặt chế tạo từ vật liệu có độ bền độ cứng vững cao (như hợp kim nhôm, hợp kim titan, thép composite dạng lớp) có chức chịu toàn tải trọng tác dụng theo chiều song song với mặt • Lớp lõi có tác dụng trì khoảng cách lớp mặt, giảm biến dạng theo chiều vuông góc với mặt tấm, tạo độ cứng vững định, tránh cong vênh.Vật liệu làm lõi cao su nhân tạo, polyme bọt dạng tổ ong V Công nghệ chế tạo composite Quy trình chế tạo tổng quát: 1- Chuẩn bị cốt (hạt, sợi, tấm) 2- Chuẩn bị liên kết (polyme, kim loại, gốm) 3- Kết hợp cốt theo thiết kế cho trước 4- Gia công khí 5- Kiểm tra Khâu kết hợp cốt đặc biệt quan trọng, định chất lượng cốt, hình dạng kích thước chi tiết hay bán thành phẩm Phương pháp đúc: cốt kết hợp tạo hình khuôn đúc khuôn ép Phương pháp bột: cốt kết hợp với tạo hình công nghệ bột Phương pháp tẩm chất lỏng: cốt tẩm chất lỏng sau đúc ép khuôn + trình đóng rắn gia nhiệt để tạo hình composite Phương pháp kết tinh định hướng: phương pháp dùng cho composite ứng với hợp kim tinh CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ QUAN TÂM THEO DÕI! ... Khái niệm, đặc điểm Phân loại Tổ chức vật liệu composite Liên kết nền- cốt II Composite hạt III Composite cốt sợi IV Composite cấu trúc V Công nghệ chế tạo composite I Khái niệm chung Bêtông =... chất pha thành phần kết hợp lại tạo nên tính chất composite 2 Phân loại: a Theo chất b Theo hình học cốt đặc điểm cấu trúc Tổ chức vật liệu composite: Tổ chức: đa pha, thông thường có pha a... mà môđun đàn hồi Ec composite nằm giới hạn đường biểu diễn: Hình 2.1 Sự phụ thuộc môđun đàn hồi hàm lượng cốt composite Cu, cốt hạt W số loại composite hạt thô thông dụng: • Composite hạt thô