TỔNG QUAN về TÌNH HÌNH NGHIÊN cứu và ỨNG DỤNG vật LIỆU mới ở VIỆT NAM

MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong lịch sử phát triển của nhân loại đã sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau. Thí dụ như tranh, tre, nứa, lá, vôi, cát, sắt, gang, thép, xi măng, vật liệu polime,... được dùng trong xây dựng nhà cửa, cầu cống, các công trình kiến trúc. Ở mỗi thời kì văn minh của nhân loại được đánh dấu bằng những loại vật liệu mới đặc trưng cho mỗi thời kỳ phát triển kinh tế và khoa học kĩ thuật của thời kì đó. Thi dụ thời kì đồ đá, thời kì đồ đồng,…. Sự phát triển của các vật liệu mới đã góp phần tạo ra sự phát triển cho những ngành kinh tế mũi nhọn của nhân loại. Cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế và khoa học kĩ thuật, nhu cầu của nhân loại về các vật liệu mới với những tính năng vật lí và hoá học, sinh học mới ngày càng cao. Ngoài những vật liệu tự nhiên, nhu cầu về vật liệu nhân tạo ngày càng đa dạng, phong phú để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao về vật liệu trong các ngành kinh tế quốc dân. Việt nam là một nước đang phát triển trên hướng công nghiệp hoá – hiện đại hoá, nhiều vấn đề lĩnh vực đang trong quá trình hoàn thiện và phát triển. Do đó, Vật liệu mới, vật liệu kỹ thuật cao có thể coi là chìa khóa cho sự phát triển công nghệ trong hầu hết các lĩnh vực như: công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng, giao thông, y học, quốc phòng, an ninh, công nghệ thông tin, truyền thông,....Để hiểu rõ hơn vấn đề, tôi chọn đề tài “Tổng quan về tình hình nghiên cứu và ứng dụng vật liệu mới ở Việt nam”. 2. Phạm vi nghiên cứu Tình hình nghiên cứu và ứng dựng vật liệu composite và vật liệu Nano trong một số lĩnh vực công nghệ tại Việt Nam. 3. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp phân tích tổng hợp để tư duy, suy luận cho bài viết. 1 CHƯƠNG 1. MỤC TIÊU, PHƯƠNG HƯỚNG NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU MỚI TẠI VIỆT NAM 1.1 Tình hình phát triển khoa học vật liệu Khoa học và công nghệ vật liệu là một tập hợp các ngành khoa học trong việc nghiên cứu thành phần, cấu trúc và quy trình gia công vật liệu để tạo ra vật liệu có các tính năng kỹ thuật cần thiết và sản xuất trên quy mô công nghiệp. Công nghệ tiên tiến trong công nghiệp vật liệu đóng góp một phần quan trọng không thể thiếu được đối với sự tăng trưởng kinh tế, là cơ sở phát triển của nhiều ngành mới và sản phẩm mới, tạo điều kiện khai thác tối ưu các nguồn lực phục vụ phát triển sản xuất, nâng cao chất lượng cuộc sống nhân dân và đẩy nhanh tiến trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Cho đến nay, Việt Nam phát triển công nghiệp vật liệu chủ yếu dựa vào nguồn tài nguyên và khoáng sản trong nước, tuy khá phong phú về chủng loại nhưng phức tạp về phương diện khai thác và chế biến. Nhìn chung, các mỏ khoáng sản đều có quy mô vừa và nhỏ, hàm lượng không cao, trữ lượng khai thác thấp và công nghệ tuyển còn lạc hậu. Từ đầu những năm 60 ở miền Bắc và sau năm 1975 trên cả nước, Chính phủ đã chú trọng xây dựng nền công nghiệp nước nhà, đã hình thành một số ngành cùng với các khu, cụm công nghiệp vật liệu, trong đó có một số công trình lớn quan trọng và cải tạo một số công trình kết cấu hạ tầng, tạo cơ sở vật chất kỹ thuật bước đầu để công nghiệp hoá đất nước. Trong các ngành công nghiệp vật liệu, ngành thép Việt Nam đã được hình thành tương đối sớm. Trong hơn hai chục năm qua do không có điều kiện đổi mới thiết bị, cho nên công nghệ sản xuất khá lạc hậu. Những năm gần đây mới chỉ xây dựng thêm một số nhà máy cán thép, đưa sản lượng thép từ 100.000 tấnnăm 1990 lên 1.000.000 tấnnăm trong năm 1995 nhưng chủ yếu là thép xây dựng. Ngành vật liệu xây dựng đặt được những kết quả nhất định. Hiện nay có 5 nhà máy xi măng lớn: Hải Phòng, Bỉm Sơn, Hoàng Thạch, Hà Tiên 1 và Hà Tiên 2. Tổng sản lượng của 5 nhà máy trên là 4,6 triệu tấnnăm và của các nhà máy xi măng nhỏ còn lại khác khoảng 2 triệu tấnnăm. Những nhà máy mới xây dựng trong những năm gần đây đã có công nghệ sản xuất tương đối hiện đại. Ngành gốm, sứ, thuỷ tinh chưa được đầu tư một cách đáng kể, quy mô nhỏ, công nghệ lạc hậu do đó sản lượng và chất lượng còn thấp. Cho đến nay mới chỉ có nhà máy kính Đáp Cầu sản xuất kính xây dựng là có quy mô tương đối lớn với sản lượng khoảng 2.000 tấnnăm. Ngành công nghiệp chất dẻo và sơn đã bắt đầu hình thành trong những năm gần đây. Các loại vật liệu thông dụng khác được sản xuất với quy mô nhỏ, trên các dây chuyền lạc hậu hoặc thủ công. Nhìn chung, năng lực công nghiệp vật liệu nước ta còn nhỏ bé và chưa đủ sức tự đầu tư phát triển, dây chuyền sản xuất còn lạc hậu và chậm được đổi mới, năng suất và chất lượng còn thấp chưa đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng trong nước, nhiều sản phẩm quan trọng chủ yếu vẫn phải nhập khẩu. Hiện nay khoa học và công nghệ đã trở thành yếu tố quan trọng trong phát triển quốc gia. Điều này đòi hỏi nước ta phải tăng cường đầu tư, đổi mới nhanh chóng và cơ bản ngành công nghiệp vật liệu nhằm tạo ra động lực thúc đẩy sự phát triển của toàn bộ nền kinh tế quốc dân. Bối cảnh và tình hình quốc tế trong những năm tới sẽ có những chuyển biến sâu sắc, vừa thuận lợi cho sự phát triển ngành công nghiệp vật liệu nước ta, vừa có những thách thức đòi hỏi chúng ta phải tính toán và lựa chọn những bước đi và mô hình thích hợp nhằm nhanh chóng thoát khỏi nguy cơ bị tụt hậu so với các nước trong khu vực. Tất cả các yếu tố này yêu cầu chúng ta phải tăng cường phát triển ngành công nghiệp vật liệu theo chiến lược phát triển riêng của mình. 1.2 Phương hướng và mục tiêu phát triển công nghệ vật liệu ở việt nam 1.2.1 Mục tiêu phát triển công nghệ vật liệu Thoả mãn phần lớn nhu cầu về các loại vật liệu thông dụng từ tài nguyên trong nước, chúng ta phải đưa một số lĩnh vực của ngành công nghiệp vật liệu tiếp cận trình độ công nghệ của các nước phát triển trong khu vực. Xây dựng nền công nghiệp vật liệu Việt Nam có cơ sở vững chắc và cơ cấu đồng bộ, có đủ năng lực để đáp ứng nhu cầu sản xuất những vật liệu phục vụ những ngành then chốt của nền kinh tế quốc dân như: năng lượng, xây dựng hạ tầng cơ sở, cơ khí chế tạo, điện tử... và có khả năng sản xuất được các loại vật liệu có tính năng kỹ thuật mới, vật liệu mới đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dạng của các ngành kinh tế. Xây dựng hệ thống các cơ quan nghiên cứu và triển khai thuộc lĩnh vực công nghệ vật liệu có năng lực tiến hành nghiên cứu ở trình độ cao, có khả năng tạo ra các công nghệ mới, vật liệu mới phục vụ nền kinh tế quốc dân. 1.2.2 Phương hướng phát triển công nghệ vật liệu. Coi trọng việc tìm hiểu, tiếp thu và chuyển giao công nghệ vật liệu thích hợp, tiên tiến nhằm phát triển nền công nghiệp vật liệu bền vững, rút ngắn khoảng cách về trình độ công nghệ giữa nước ta và các nước khác. Đồng thời nâng cao năng lực khoa học và công nghệ nội sinh để tiếp thu, đồng hoá và cải tiến công nghệ nhập nội cho phù hợp với điều kiện và yêu cầu thực tế sản xuất, nhằm khai thác và nâng cao hiệu quả sử dụng công nghệ. Chú trọng phát triển các công nghệ sử dụng tài nguyên khoáng sản sẵn có trong nước, tiến hành nghiên cứu và triển khai các công nghệ tiên tiến sản xuất vật liệu truyền thống và các vật liệu mới. Đầu tư chiều sâu, cải tiến công nghệ hiện có để nâng cao năng lực sản xuất và chất lượng sản phẩm, tập trung vào các khâu quyết định các tính năng kỹ thuật của vật liệu và khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Phát triển các ngành công nghiệp vật liệu ở những nơi có điều kiện thuận lợi. Chú trọng các quy mô nhỏ và vừa để khai thác tối đa tiềm năng, lợi thế từng vùng, hạn chế sự mất cân đối trong vận chuyển. Chú ý phương châm lấy ngắn nuôi dài, kết hợp công nghê truyền thống với công nghệ cao có chọn lọc, đồng thời xây dựng một số công trình quy mô lớn cần thiết và có hiệu quả. Phát triển công nghệ mới và cao phải tiến hành theo nguyên tắc tập trung vào các hướng ưu tiên đã lựa chọn. Nhà nước hỗ trợ các hoạt động nghiên cứu, triển khai và khuyến khích các ngành công nghiệp vật liệu đưa vào ứng dụng các công nghệ mới và cao. 1.3 Nội dung phát triển công nghệ vật liệu ở việt nam Căn cứ vào tiềm năng tài nguyên khoáng sản Việt Nam, vào tiềm lực khoa học, công nghệ vật liệu của các cơ quan nghiên cứu triển khai, vào nhu cầu vật liệu của nước ta hiện nay và trong một tương lai gần, trên cơ sở mục tiêu và phương hướng đã lựa chọn, cần tập trung thực hiện những nội dung trọng điểm sau đây cho chương trình phát triển Khoa học và Công nghệ vật liệu 1.3.1 Vật liệu kim loại. Công nghiệp sản xuất vật liệu kim loại là lĩnh vực quan trọng có tác dụng quyết định đối với sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước cũng như đối với việc bảo vệ an ninh quốc gia. Nước ta có những điều kiện thuận lợi để phát triển có hiệu quả nền công nghiệp luyện kim: tài nguyên khoáng sản đa dạng, giàu tiềm năng thuỷ điện, có vị trí địa lý thuận lợi và lực lượng lao động dồi dào. Trong việc xây dựng ngành công nghiệp luyện kim Việt Nam cần chú trọng phát triển các lĩnh vực công nghệ sau đây:  Những công nghệ luyện lim phù hợp để sản xuất các loại thép và vật liệu kim loại cơ bản, đáp ứng được nhu cầu chủ yếu của nền kinh tế và góp phần xuất khẩu. Đặc biệt chú trọng công nghệ luyện kim không dùng than cốc.  Công nghệ luyện thép chất lượng cao, thép hợp kim và hợp kim cho cơ khí chế tạo máy, công nghệ hoá chất, xi măng, dầu khí, cho nhu cầu quốc phòng. Các công nghệ đúc tiên tiến, công nghệ gia công, xử lý, phân tích kiểm nghiệm tương ứng.  Công nghệ luyện kim bột, vật liệu cho công nghệ hàn và phun phủ, công nghệ sản xuất vật liệu tổ hợp kim loại.  Công nghệ luyện đồng, nhôm và các hợp kim của chúng.  Công nghệ tìm kiếm thăm dò khoáng sản và công nghệ xử lý tổng hợp tài nguyên khoáng sản.  Công nghệ sản xuất các hợp kim ferro và các ô xít kim loại chất lượng cao từ tài nguyên khoáng sản Việt Nam.  Công nghệ sản xuất các kim loại sạch và siêu sạch, các kim loại quý hiếm, công nghệ sản xuất các vật liệu kỹ thuật tiên tiến trên cơ sở đất hiếm.  Công nghệ sản xuất các hợp kim đặc biệt dùng trong ngành kỹ thuật điện, điện tử và các ngành kinh tế khác. 1.3.2 Vật liệu xây dựng. Việc xây dựng cơ sở hạ tầng đề ra những yêu cầu lớn đối với ngành xi măng. Nước ta lại có nhiều tiềm năng về nguyên, nhiên liệu và điều kiện thuận lợi để phát triển lĩnh vực công nghệ này:  Về công nghệ sản xuất xi măng: phải lựa chọn phương pháp khô với công nghệ tiên tiến tự động hoá cao; cải tạo và đổi mới công nghệ của các nhà máy xi măng sản xuất theo phương pháp ướt, xây dựng các nhà máy mới theo công nghệ tiên tiến.  Về các chủng loại xi măng: ngoài xi măng pooclăng thông dụng, cần sản xuất các loại xi măng đặc biệt như xi măng bền sunphát để sử dụng trong môi trường biển, xi măng dùng trong các giếng khoan dầu khí, xi măng cường độ cao, xi măng pooclăngpuzôlan,... để sử dụng cho các công trình đặc biệt. 1.3.3 Vật liệu gốm, sứ, thuỷ tinh. Gốm, sứ, thuỷ tinh là vật liệu được dùng để sản xuất ra các loại sản phẩm dân dụng và kỹ thuật có nhu cầu sử dụng lớn. Nước ta lại có nguồn nguyên liệu phân bố trên tất cả các vùng của đất nước với trữ lượng lớn và chất lượng tốt. Các xí nghiệp không đòi hỏi vốn đầu tư quá lớn và lại tạo ra việc làm cho lao động địa phương. Để đảm bảo khả năng cạnh tranh với hàng ngoại và đẩy mạnh xuất khẩu cần phải đưa vào ứng dụng những công nghệ tiên tiến. Trong lĩnh vực vật liệu gốm, sứ chú trọng phát triển công nghệ sản xuất vật liệu có tính năng kỹ thuật cao để thay thế một số loại thép và hợp kim, công nghệ sản xuất gốm, sứ mỹ nghệ để xuất khẩu, công nghệ sản xuất vật liệu chịu lửa với khối lượng và chất lượng thoả mãn phần lớn nhu cầu của công nghiệp luyện kim, thuỷ tinh và xi măng, công nghệ sản xuất gốm xốp và màng xúc tác, sứ cách điện dùng trong các thiết bị điện và đường dây truyền tải điện cao thế, các vật liệu gốm sử dụng trong việc xử lý ô nhiễm môi trường. Trong lĩnh vực vật liệu thuỷ tinh, chú trọng phát triển công nghệ sản xuất kính xây dựng, thuỷ tinh y tế, thuỷ tinh cho thí nghiệm khoa học, thuỷ tinh cho kỹ thuật chiếu sáng, thuỷ tinh trang trí cao cấp, thuỷ tinh cách điện, sợi thuỷ tinh cách nhiệt, sợi thuỷ tinh làm cốt cho vật liệu tổ hợp và sợi thuỷ tinh dẫn quang. 1.3.4 Vật liệu cao phân tử. Nước ta có những nguồn tài nguyên phong phú cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp vật liệu cao phân tử: Dầu khí, cao su thiên nhiên, các loại nhựa thực vật và các loại dầu thực vật. Vật liệu cao phân tử được sử dụng không chỉ đáp ứng cho nhu cầu tiêu dùng mà còn được sử dụng để chế tạo nhiều bộ phận không thể thay thế của các thiết bị công nghiệp, các phương tiện giao thông cũng như để thay thế cho những vật liệu truyền thống khác như sắt, thép, bê tông,... Về vật liệu cao phân tử cần chú trọng các hướng công nghệ sau đây:  Công nghệ sản xuất các vật liệu tổ hợp trên cơ sở các chất cao phân tử nhiệt dẻo và nhiệt rắn tăng cường bằng sợi thuỷ tinh, sợi badan, sợi các bon và biến tính gỗ bằng các chất cao phân tử.  Công nghệ sản xuất các sản phẩm cao cấp và các vật liệu tổ hợp từ nguyên liệu là cao su thiên nhiên, các loại nhựa thực vật và các loại dầu thực vật.  Công nghệ sản xuất các loại sơn và các loại vật liệu tổ hợp bảo vệ kim loại chống ăn mòn trong các môi trường xâm thực mạnh như trong môi trường nước biển, môi trường nóng ẩm, trong các thiết bị công nghiệp hoá chất,...  Công nghệ sản xuất các loại vật liệu tổ hợp cao phân tử để sử dụng kỹ thuật điện và điện tử trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt.  Công nghệ sản xuất các loại màng cao phân tử đặc biệt, các chất cao phân tử sinh học, cao phân tử huỷ sinh học, cao phân tử xử lý ô nhiễm môi trường và các chất cao phân tử đặc biệt khác. 1.3.5 Vật liệu điện tử. Công nghiệp điện tử là ngành công nghiệp kỹ thuật cao đóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp hiện đại hoá nền kinh tế quốc dân và cần được ưu tiên phát triển, lựa chọn một số loại vật liệu, tiến hành nghiên cứu, tiếp thu công nghệ tiên tiến từ nước ngoài và tổ chức sản xuất vật liệu, linh kiện cho lắp ráp các thiết bị hoặc xuất khẩu. Trong hoàn cảnh nhiều nước trong khu vực đã xây dựng thành công ngành công nghiệp điện tử, là một bước đi sau, nước ta cần tập trung phát triển công nghệ theo các hướng sau đây:  Công nghệ sản xuất các loại ferrit chất lượng cao, nam châm đất hiếm, các vật liệu vô định hình và vi tinh thể.  Công nghệ sản xuất các loại vật liệu và linh kiện cảm biến (bán dẫn, siêu âm, các chất dẫn điện mới, gốm áp điện) sử dụng trong các thiết bị đo, trong các thiết bị tự động hoá, trong sinh học và y học.  Công nghệ sản xuất các vật liệu và linh kiện quang điện tử (optoelectronics) và quang tử (photonics): vật liệu và linh kiện bán dẫn thu nhận ánh sáng, vật liệu và linh kiện bán dẫn phát quang, laser bán dẫn, các vật liệu quang phi tuyến, dây dẫn quang, dây dẫn quang có khuyếch đại, laser dây, đĩa quang, các vật liệu quang điện hoá...  Công nghệ sản xuất vật liệu thu nhận và biến đổi năng lượng để sử dụng làm nguồn điện cho các thiết bị điện tử.  2 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU MỚI TẠI VIỆT NAM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH - TIỂU LUẬN KẾT THÚC MƠN HỐ HỌC VẬT LIỆU Đề tài: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU MỚI Ở VIỆT NAM HV: PHAN THANH NHÂN MSHV: 208140111310023 LỚP: CH28-A3 GVHD: PHAN THỊ HỒNG TUYẾT MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Trong lịch sử phát triển nhân loại sử dụng nhiều loại vật liệu khác Thí dụ tranh, tre, nứa, lá, vôi, cát, sắt, gang, thép, xi măng, vật liệu polime, dùng xây dựng nhà cửa, cầu cống, cơng trình kiến trúc Ở thời kì văn minh nhân loại đánh dấu loại vật liệu đặc trưng cho thời kỳ phát triển kinh tế khoa học kĩ thuật thời kì Thi dụ thời kì đồ đá, thời kì đồ đồng,… Sự phát triển vật liệu góp phần tạo phát triển cho ngành kinh tế mũi nhọn nhân loại Cùng với phát triển ngành kinh tế khoa học kĩ thuật, nhu cầu nhân loại vật liệu với tính vật lí hố học, sinh học ngày cao Ngoài vật liệu tự nhiên, nhu cầu vật liệu nhân tạo ngày đa dạng, phong phú để đáp ứng nhu cầu ngày cao vật liệu ngành kinh tế quốc dân Việt nam nước phát triển hướng cơng nghiệp hố – đại hố, nhiều vấn đề lĩnh vực q trình hồn thiện phát triển Do đó, Vật liệu mới, vật liệu kỹ thuật cao coi chìa khóa cho phát triển công nghệ hầu hết lĩnh vực như: công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng, giao thông, y học, quốc phịng, an ninh, cơng nghệ thơng tin, truyền thơng, Để hiểu rõ vấn đề, chọn đề tài “Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng vật liệu Việt nam” Phạm vi nghiên cứu Tình hình nghiên cứu ứng dựng vật liệu composite vật liệu Nano số lĩnh vực công nghệ Việt Nam Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp phân tích tổng hợp để tư duy, suy luận cho viết CHƯƠNG MỤC TIÊU, PHƯƠNG HƯỚNG NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU MỚI TẠI VIỆT NAM 1.1 Tình hình phát triển khoa học vật liệu Khoa học công nghệ vật liệu tập hợp ngành khoa học việc nghiên cứu thành phần, cấu trúc quy trình gia cơng vật liệu để tạo vật liệu có tính kỹ thuật cần thiết sản xuất quy mô công nghiệp Công nghệ tiên tiến công nghiệp vật liệu đóng góp phần quan trọng khơng thể thiếu tăng trưởng kinh tế, sở phát triển nhiều ngành sản phẩm mới, tạo điều kiện khai thác tối ưu nguồn lực phục vụ phát triển sản xuất, nâng cao chất lượng sống nhân dân đẩy nhanh tiến trình cơng nghiệp hố, đại hố đất nước Cho đến nay, Việt Nam phát triển công nghiệp vật liệu chủ yếu dựa vào nguồn tài nguyên khoáng sản nước, phong phú chủng loại phức tạp phương diện khai thác chế biến Nhìn chung, mỏ khống sản có quy mơ vừa nhỏ, hàm lượng không cao, trữ lượng khai thác thấp cơng nghệ tuyển cịn lạc hậu Từ đầu năm 60 miền Bắc sau năm 1975 nước, Chính phủ trọng xây dựng cơng nghiệp nước nhà, hình thành số ngành với khu, cụm công nghiệp vật liệu, có số cơng trình lớn quan trọng cải tạo số cơng trình kết cấu hạ tầng, tạo sở vật chất - kỹ thuật bước đầu để cơng nghiệp hố đất nước Trong ngành công nghiệp vật liệu, ngành thép Việt Nam hình thành tương đối sớm Trong hai chục năm qua khơng có điều kiện đổi thiết bị, công nghệ sản xuất lạc hậu Những năm gần xây dựng thêm số nhà máy cán thép, đưa sản lượng thép từ 100.000 tấn/năm 1990 lên 1.000.000 tấn/năm năm 1995 chủ yếu thép xây dựng Ngành vật liệu xây dựng đặt kết định Hiện có nhà máy xi măng lớn: Hải Phòng, Bỉm Sơn, Hoàng Thạch, Hà Tiên Hà Tiên Tổng sản lượng nhà máy 4,6 triệu tấn/năm nhà máy xi măng nhỏ lại khác khoảng triệu tấn/năm Những nhà máy xây dựng năm gần có cơng nghệ sản xuất tương đối đại Ngành gốm, sứ, thuỷ tinh chưa đầu tư cách đáng kể, quy mơ nhỏ, cơng nghệ lạc hậu sản lượng chất lượng thấp Cho đến có nhà máy kính Đáp Cầu sản xuất kính xây dựng có quy mơ tương đối lớn với sản lượng khoảng 2.000 tấn/năm Ngành công nghiệp chất dẻo sơn bắt đầu hình thành năm gần Các loại vật liệu thông dụng khác sản xuất với quy mô nhỏ, dây chuyền lạc hậu thủ cơng Nhìn chung, lực cơng nghiệp vật liệu nước ta nhỏ bé chưa đủ sức tự đầu tư phát triển, dây chuyền sản xuất lạc hậu chậm đổi mới, suất chất lượng thấp chưa đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng nước, nhiều sản phẩm quan trọng chủ yếu phải nhập Hiện khoa học công nghệ trở thành yếu tố quan trọng phát triển quốc gia Điều đòi hỏi nước ta phải tăng cường đầu tư, đổi nhanh chóng ngành cơng nghiệp vật liệu nhằm tạo động lực thúc đẩy phát triển toàn kinh tế quốc dân Bối cảnh tình hình quốc tế năm tới có chuyển biến sâu sắc, vừa thuận lợi cho phát triển ngành công nghiệp vật liệu nước ta, vừa có thách thức địi hỏi phải tính tốn lựa chọn bước mơ hình thích hợp nhằm nhanh chóng khỏi nguy bị tụt hậu so với nước khu vực Tất yếu tố yêu cầu phải tăng cường phát triển ngành công nghiệp vật liệu theo chiến lược phát triển riêng 1.2 Phương hướng mục tiêu phát triển công nghệ vật liệu việt nam 1.2.1 Mục tiêu phát triển công nghệ vật liệu Thoả mãn phần lớn nhu cầu loại vật liệu thông dụng từ tài nguyên nước, phải đưa số lĩnh vực ngành cơng nghiệp vật liệu tiếp cận trình độ cơng nghệ nước phát triển khu vực Xây dựng cơng nghiệp vật liệu Việt Nam có sở vững cấu đồng bộ, có đủ lực để đáp ứng nhu cầu sản xuất vật liệu phục vụ ngành then chốt kinh tế quốc dân như: lượng, xây dựng hạ tầng sở, khí chế tạo, điện tử có khả sản xuất loại vật liệu có tính kỹ thuật mới, vật liệu đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dạng ngành kinh tế Xây dựng hệ thống quan nghiên cứu triển khai thuộc lĩnh vực công nghệ vật liệu có lực tiến hành nghiên cứu trình độ cao, có khả tạo cơng nghệ mới, vật liệu phục vụ kinh tế quốc dân 1.2.2 Phương hướng phát triển công nghệ vật liệu Coi trọng việc tìm hiểu, tiếp thu chuyển giao cơng nghệ vật liệu thích hợp, tiên tiến nhằm phát triển công nghiệp vật liệu bền vững, rút ngắn khoảng cách trình độ cơng nghệ nước ta nước khác Đồng thời nâng cao lực khoa học công nghệ nội sinh để tiếp thu, đồng hố cải tiến cơng nghệ nhập nội cho phù hợp với điều kiện yêu cầu thực tế sản xuất, nhằm khai thác nâng cao hiệu sử dụng công nghệ Chú trọng phát triển công nghệ sử dụng tài ngun khống sản sẵn có nước, tiến hành nghiên cứu triển khai công nghệ tiên tiến sản xuất vật liệu truyền thống vật liệu Đầu tư chiều sâu, cải tiến cơng nghệ có để nâng cao lực sản xuất chất lượng sản phẩm, tập trung vào khâu định tính kỹ thuật vật liệu khả cạnh tranh sản phẩm Phát triển ngành công nghiệp vật liệu nơi có điều kiện thuận lợi Chú trọng quy mơ nhỏ vừa để khai thác tối đa tiềm năng, lợi vùng, hạn chế cân đối vận chuyển Chú ý phương châm lấy ngắn nuôi dài, kết hợp công nghê truyền thống với công nghệ cao có chọn lọc, đồng thời xây dựng số cơng trình quy mơ lớn cần thiết có hiệu Phát triển công nghệ cao phải tiến hành theo nguyên tắc tập trung vào hướng ưu tiên lựa chọn Nhà nước hỗ trợ hoạt động nghiên cứu, triển khai khuyến khích ngành công nghiệp vật liệu đưa vào ứng dụng công nghệ cao 1.3 Nội dung phát triển công nghệ vật liệu việt nam Căn vào tiềm tài nguyên khoáng sản Việt Nam, vào tiềm lực khoa học, công nghệ vật liệu quan nghiên cứu - triển khai, vào nhu cầu vật liệu nước ta tương lai gần, sở mục tiêu phương hướng lựa chọn, cần tập trung thực nội dung trọng điểm sau cho chương trình phát triển Khoa học Công nghệ vật liệu 1.3.1 Vật liệu kim loại Công nghiệp sản xuất vật liệu kim loại lĩnh vực quan trọng có tác dụng định nghiệp cơng nghiệp hố đại hoá đất nước việc bảo vệ an ninh quốc gia Nước ta có điều kiện thuận lợi để phát triển có hiệu cơng nghiệp luyện kim: tài nguyên khoáng sản đa dạng, giàu tiềm thuỷ điện, có vị trí địa lý thuận lợi lực lượng lao động dồi Trong việc xây dựng ngành công nghiệp luyện kim Việt Nam cần trọng phát triển lĩnh vực công nghệ sau đây:  Những công nghệ luyện lim phù hợp để sản xuất loại thép vật liệu kim loại bản, đáp ứng nhu cầu chủ yếu kinh tế góp phần xuất Đặc biệt trọng công nghệ luyện kim không dùng than cốc  Công nghệ luyện thép chất lượng cao, thép hợp kim hợp kim cho khí chế tạo máy, cơng nghệ hố chất, xi măng, dầu khí, cho nhu cầu quốc phịng Các cơng nghệ đúc tiên tiến, cơng nghệ gia cơng, xử lý, phân tích kiểm nghiệm tương ứng  Công nghệ luyện kim bột, vật liệu cho công nghệ hàn phun phủ, công nghệ sản xuất vật liệu tổ hợp kim loại  Công nghệ luyện đồng, nhôm hợp kim chúng  Công nghệ tìm kiếm thăm dị khống sản cơng nghệ xử lý tổng hợp tài ngun khống sản  Cơng nghệ sản xuất hợp kim ferro ô xít kim loại chất lượng cao từ tài ngun khống sản Việt Nam  Công nghệ sản xuất kim loại siêu sạch, kim loại quý hiếm, công nghệ sản xuất vật liệu kỹ thuật tiên tiến sở đất  Công nghệ sản xuất hợp kim đặc biệt dùng ngành kỹ thuật điện, điện tử ngành kinh tế khác 1.3.2 Vật liệu xây dựng Việc xây dựng sở hạ tầng đề yêu cầu lớn ngành xi măng Nước ta lại có nhiều tiềm nguyên, nhiên liệu điều kiện thuận lợi để phát triển lĩnh vực công nghệ này:  Về công nghệ sản xuất xi măng: phải lựa chọn phương pháp khơ với cơng nghệ tiên tiến tự động hố cao; cải tạo đổi công nghệ nhà máy xi măng sản xuất theo phương pháp ướt, xây dựng nhà máy theo công nghệ tiên tiến  Về chủng loại xi măng: xi măng pooclăng thông dụng, cần sản xuất loại xi măng đặc biệt xi măng bền sunphát để sử dụng môi trường biển, xi măng dùng giếng khoan dầu khí, xi măng cường độ cao, xi măng pooclăng-puzơlan, để sử dụng cho cơng trình đặc biệt 1.3.3 Vật liệu gốm, sứ, thuỷ tinh Gốm, sứ, thuỷ tinh vật liệu dùng để sản xuất loại sản phẩm dân dụng kỹ thuật có nhu cầu sử dụng lớn Nước ta lại có nguồn nguyên liệu phân bố tất vùng đất nước với trữ lượng lớn chất lượng tốt Các xí nghiệp khơng địi hỏi vốn đầu tư lớn lại tạo việc làm cho lao động địa phương Để đảm bảo khả cạnh tranh với hàng ngoại đẩy mạnh xuất cần phải đưa vào ứng dụng công nghệ tiên tiến Trong lĩnh vực vật liệu gốm, sứ trọng phát triển cơng nghệ sản xuất vật liệu có tính kỹ thuật cao để thay số loại thép hợp kim, công nghệ sản xuất gốm, sứ mỹ nghệ để xuất khẩu, công nghệ sản xuất vật liệu chịu lửa với khối lượng chất lượng thoả mãn phần lớn nhu cầu công nghiệp luyện kim, thuỷ tinh xi măng, công nghệ sản xuất gốm xốp màng xúc tác, sứ cách điện dùng thiết bị điện đường dây truyền tải điện cao thế, vật liệu gốm sử dụng việc xử lý ô nhiễm môi trường Trong lĩnh vực vật liệu thuỷ tinh, trọng phát triển công nghệ sản xuất kính xây dựng, thuỷ tinh y tế, thuỷ tinh cho thí nghiệm khoa học, thuỷ tinh cho kỹ thuật chiếu sáng, thuỷ tinh trang trí cao cấp, thuỷ tinh cách điện, sợi thuỷ tinh cách nhiệt, sợi thuỷ tinh làm cốt cho vật liệu tổ hợp sợi thuỷ tinh dẫn quang 1.3.4 Vật liệu cao phân tử Nước ta có nguồn tài nguyên phong phú cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp vật liệu cao phân tử: Dầu khí, cao su thiên nhiên, loại nhựa thực vật loại dầu thực vật Vật liệu cao phân tử sử dụng không đáp ứng cho nhu cầu tiêu dùng mà sử dụng để chế tạo nhiều phận thay thiết bị công nghiệp, phương tiện giao thông để thay cho vật liệu truyền thống khác sắt, thép, bê tông, Về vật liệu cao phân tử cần trọng hướng công nghệ sau đây:  Công nghệ sản xuất vật liệu tổ hợp sở chất cao phân tử nhiệt dẻo nhiệt rắn tăng cường sợi thuỷ tinh, sợi badan, sợi bon biến tính gỗ chất cao phân tử  Công nghệ sản xuất sản phẩm cao cấp vật liệu tổ hợp từ nguyên liệu cao su thiên nhiên, loại nhựa thực vật loại dầu thực vật  Công nghệ sản xuất loại sơn loại vật liệu tổ hợp bảo vệ kim loại chống ăn mịn mơi trường xâm thực mạnh mơi trường nước biển, mơi trường nóng ẩm, thiết bị cơng nghiệp hố chất,  Công nghệ sản xuất loại vật liệu tổ hợp cao phân tử để sử dụng kỹ thuật điện điện tử điều kiện môi trường khắc nghiệt  Công nghệ sản xuất loại màng cao phân tử đặc biệt, chất cao phân tử sinh học, cao phân tử huỷ sinh học, cao phân tử xử lý ô nhiễm môi trường chất cao phân tử đặc biệt khác 1.3.5 Vật liệu điện tử Công nghiệp điện tử ngành công nghiệp kỹ thuật cao đóng vai trị quan trọng nghiệp đại hoá kinh tế quốc dân cần ưu tiên phát triển, lựa chọn số loại vật liệu, tiến hành nghiên cứu, tiếp thu công nghệ tiên tiến từ nước tổ chức sản xuất vật liệu, linh kiện cho lắp ráp thiết bị xuất Trong hoàn cảnh nhiều nước khu vực xây dựng thành công ngành công nghiệp điện tử, bước sau, nước ta cần tập trung phát triển công nghệ theo hướng sau đây:  Công nghệ sản xuất loại ferrit chất lượng cao, nam châm đất hiếm, vật liệu vơ định hình vi tinh thể  Công nghệ sản xuất loại vật liệu linh kiện cảm biến (bán dẫn, siêu âm, chất dẫn điện mới, gốm áp điện) sử dụng thiết bị đo, thiết bị tự động hoá, sinh học y học  Công nghệ sản xuất vật liệu linh kiện quang điện tử (optoelectronics) quang tử (photonics): vật liệu linh kiện bán dẫn thu nhận ánh sáng, vật liệu linh kiện bán dẫn phát quang, laser bán dẫn, vật liệu quang phi tuyến, dây dẫn quang, dây dẫn quang có khuyếch đại, laser dây, đĩa quang, vật liệu quang điện hố  Cơng nghệ sản xuất vật liệu thu nhận biến đổi lượng để sử dụng làm nguồn điện cho thiết bị điện tử CHƯƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU MỚI TẠI VIỆT NAM Dựa định hướng nhiệm vụ tâm vấn đề vật liệu Việt Nam, nhiều ban ngành, tổ chức nhà khoa học tham gia vào nghiêm cứu, ứng dụng phát triển loại vật liệu mới, Cụ thể sau: 2.1 Nghiên cứu, ứng dụng phát triển vật liệu composite việt nam 2.1.1 Tiềm ứng dụng vật liệu composite việt nam Composite vật liệu truyền thống có từ lâu đời, khơng sử dụng rộng rãi từ lâu nước giới, mà chúng sử dụng nhiều Việt Nam hầu hết ngành, lĩnh vực kinh tế quốc dân Vật liệu composite áp dụng hầu hết ngành, lĩnh vực kinh tế quốc dân Tính riêng nhựa dùng để sản xất vật liệu composite tiêu thụ Việt Nam khoảng 5.000 năm; Hà Nội có đề tài nghiên cứu composite cấp thành phố tuyển trọn, theo vật liệu composite sử dụng nhiều đời sống xã hội Vật liệu dùng chế tạo máy khí an ninh quốc phòng chịu tải học, tác động vật lý, hố học mơi trường khác Yêu cầu hàng đầu vật liệu phải có độ bền cao, tức có khả cao chống biến dạng dẻo, chống gia tăng vết nứt, mài mòn bề mặt,…trong thời gian đủ dài cần thiết Các tiêu độ bền nói chung liên quan đến vật liệu chế tạo máy-cơ khí thường là: Chỉ tiêu học: Các mô đun đàn hồi vật liệu; Bền tĩnh (khả chịu tác động tức thời: bền kéo, bền trượt, bền nén, uốn,…); Bền mỏi (khả chịu tải tuần hoàn); Bền va đập, bền từ biến,… Chỉ tiêu vật lý -hoá học: Khối lượng riêng ; Khả dẫn điện, dẫn nhiệt,…; khả bền nhiệt; Bền với độ ẩm, xạ; Bền mơi trường hố học ( kiềm, axít, …); Bền điện hố,… Với composite, ngồi tiêu trên, cần biết thêm thông số: Các vật liệu thành phần cấu thành nên composite (các tiêu học vật lý, độ bền thành phần riêng rẽ,…); Tỷ lệ phân bố thể tích cốt nền; Cấu trúc cốt ( phân lớp, đồng phương, phương sợi,…); Độ bền dọc theo phương cốt, theo phương vng góc với cốt sợi,…; Tỷ lệ độ rỗng vật liệu; Nhiệt độ chịu đựng tối đa composite; Hệ số dãn nở nhiệt (của composite thành phần); Phương pháp, công nghệ chế tạo nên vật liệu; Biến dạng tối đa (%),… Về măt học, độ bền vật liệu biểu diễn qua mối quan hệ ứng suất -biến dạng Vật liệu không khả năng”bền” nữa, tức vật liệu xảy phá vỡ tính liên tục mơi trường vật liệu Điều hiểu ứng suất biến dạng vượt mức giới hạn cho phép Mức giới hạn đặc trưng cơ-lý vật liệu, biêủ diễn qua mặt bền (mặt giới hạn) không gian ứng suất không gian biến dạng Những điểm nằm mặt ứng với trạng thái an toàn (trong giới hạn bền vật liệu) Những điểm nằm biên mặt giới hạn tương ứng với trạng thái ứng suất biến dạng khơng an tồn vật liệu Như chúng tơi đề cập đến, đặc tính cơ-lý-hoá, tất nhiên độ bền vật liệu, phụ thuộc vào ba yếu tố chính:  Các cấu tử, vật liệu thành phần cấu thành nên vật liệu  Cấu trúc phân bố thành phần bên vật liệu  Công nghệ chế tạo vật liệu Do thay đổi ba yếu tố đủ dẫn đến thay đổi đặc tính độ bền vật liệu Vì để nhận vật liệu có độ bền cao, thay đổi yếu tố, đồng thời hai, ba yếu tố lúc Ví dụ: Khi chế tạo vật liệu siêu cứng, dùng bột kim cương, rải lên bề mặt hợp kim cứng, ép nóng áp suất 5-8GPa, nhiệt độ khaỏng 1800 oC tạo vật liệu siêu cứng có độ cứng 5000-8000 HV, dùng để cắt gọt kim loại; Nếu bột kim cương trộn với khoảng 20-30% bột kim loại, ép nóng áp suất 3-6GPa, nhiệt độ 12001600oC tạo sản phẩm có độ cứng 4000-5000HV, dùng để cắt đá Như thay đổi thành phần cấu thành nên composite, nhận vật liệu có độ bền (ở độ cứng) khác Hoặc vật liệu giống nhau, với cách bố trí cốt khác nhau, nhận vật liệu có độ bền khác nhau: Bảng cho thấy , composite, khác với vật liệu epoxy-thuỷ tinh đây, với composite cacboncacbon, thay đổi cốt từ 1D sang 3D nhận vật liệu có mơ đun trượt cao từ 2-2,5 lần Điều đạt công nghệ, mà thay đổi cấu trúc bên sợi cốt Bảng Mô đun đàn hồi composite cacbon-cacbon với cấu trúc cốt khác Cấu trúc cốt 1D 2D 3D Sợi ngắn phân tán Để minh hoạ yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới độ bền vật liệu, chúng tơi lấy ví dụ q trình chế tạo sợi cacbon Trong trình chế tạo sợi bon có yếu tố cơng nghệ quan trọng định đến tiêu lý sợi: nhiệt độ trình xử lý nhiệt mức độ vuốt sợi Sự vuốt sợi tăng nhiệt độ xử lý sợi làm tăng khả định hướng nguyên tử cacbon theo phương dài sợi, kết làm tăng môđun đàn hồi độ bền vật liệu Thực tế cho thấy mức độ vuốt sợi lớn, sợi có mođun đàn hồi độ bền lớn Thông thường chế tạo, sợi cacbon vuốt theo tỷ lệ 1000:1, với tốc độ 125-130m/phút Nhiệt độ lớn làm cho sợi có mơđun đàn hồi lớn, khơng phải nhiệt độ xử lý cao lại cho sợi có độ bền cao Vì nhiệt độ cao, xuất lỗ rỗng 10 sợi cacbon lớn, độ bền sợi giảm Các sợi cacbon thông thường đạt độ bền tối ưu khoảng xử lý nhiệt từ 1200-1500oC Dẫu composite, phương pháp chế tạo khác nhau, cho sản phẩm nhận đước có tính cơ-lý khác Bảng cho thấy ảnh hưởng yếu tố cơng nghệ lên tính chất lý composite 3D theo phương pháp khí, theo phương pháp khí + pha lỏng để tạo cácbon Bảng Sự thay đổi đặc trưng lý phụ thuộc vào công nghệ chế tạo Các đặc trưng cơ-lý Khối lượng riêng 103kg/m3 Độ bền MPa dọc trục z, khi: Kéo, Uốn, Nén Môđun đàn hồi GPadọc trục z , khi: Kéo Uốn Nén Như vậy, công nghệ yếu tố tạo nên vật liệu Trên thực tế, với nguồn nguyên liệu, phương pháp công nghệ, người ta thay đổi cấu trúc để thiết kế, tạo vật liệu Ngay vật liệu nano chất vật liệu có thành phần hố học, cấu trúc hạt lại vô bé, từ 1-10.10-3 micromet Để nghiên cứu toán học vật liệu nano, phải giải toán để xác định ứng suất-biến dạng vimơ Điều lý giải năm gần đây, học vật liệu phát triển mạnh mẽ, không yếu tố trang thiết bị, nhiệt độ, tác nhân xúc tác, chất phụ gia…mới “công nghệ“, mà phương pháp chọn sử lý kết cấu vật liệu, cách thiết kế chế tạo, “bí nhà nghề”, xem khâu quan trọng công nghệ chế tạo vật liệu Nhiều tính tốn thiết kế mới, gợi mở cho nhà sản xuất mơ hình vật liệu mới, từ nảy sinh trang thiết bị mới, mẹo công nghệ Ví dụ vật liệu cacbon-cacbon, từ composite 1D tới 3D, chất liệu cacbon, trình xử lý nhiệt giống nhau, xử lý cấu trúc cốt từ phương đến phương phức tạp: máy móc thiết bị, cách thức tạo cốt Ví dụ cơng nghệ nhiệt kết hợp đồng thời với xung điện cơng nghệ hồn toàn mới, nhờ mà tạo hợp kim composite kim loại Có thể nói, cơng nghệ vật liệu có quan hệ khăng khít với nhau: cơng nghệ tạo vật liệu mới, ý tưởng thiết kế tạo vật liệu địi hỏi đáp ứng máy móc, trang thiết bị công nghệ, để thực thiết kế Với trang thiết bị, giải pháp công nghệ lại đáp ứng yêu cầu định ( khả khai thác vật liệu thành phần, khả tạo dáng, khả gia công chịu nhiệt độ, áp suất định,…) Vì vậy, bắt tay vào lựa chọn vật liệu để chế tạo sản phẩm, kết cấu, phải có lựa chọn giải pháp thiết kế-cơng nghệ.Việc nghiên cứu hài hoà hợp lý pha vật liệu phương pháp quan trọng hiệu làm tăng độ bền vật liệu Các nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm cho thấy việc đưa cốt sợi làm tăng độ bền trượt, làm tăng mođun đàn hồi, tăng độ cứng vật liệu Còn việc đưa hạt độn nhỏ mịn hình cầu vào pha góp phần làm giảm biến dạng từ biến, làm giảm khuyết tật 11 composite Đồng thời việc sử dụng hài hòa tỷ lệ sợi hạt cho phép giảm giá thành vật liệu cách thay phần sợi liên tục đắt tiền hạt thu cáh nghiền học có giá thành rẻ nhiều lần so với sợi Giải pháp thiết kế-công nghệ phương án tối ưu, hợp lý để sản xuất vật liệu, kết cấu, sở cân nhắc, tổng hồ yếu tố sau:  u cầu tính kỹ thuật, thiết kế  Vật liệu, nguyên liệu ban đầu, trang thiết bị có  Các thủ pháp cơng nghệ khả thi  Mức độ sản xuất ( đơn hay hàng loạt, số lượng,… ), lĩnh vực áp dụng ( cho quốc kế dân sinh hay an ninh quốc phòng, đất liền hay hải đảo,…), hiệu kinh tế (giá thành, yếu tố xã hội, vấn đề môi trường, vận chuyển, bảo quản, …), sức cạnh tranh so với sản phẩm tương tự vật liệu cũ, so với sản phẩm loại ngồi nước Vai trị lựa chọn giải pháp thiết kế-cơng nghệ cơng trình sư, tổng cơng trình sư – tướng lĩnh mặt trận kỹ thuật-công nghệ Muốn nghiên cứu chế tạo thành công cơng trình lớn phải có cơng trình sư/tổng cơng trình sư tài ba, hiểu biết đầy đủ tương đối tồn diện từ kỹ thuật, cơng nghệ đến hiệu kinh tế Chính vậy, việc đào tạo nguồn nhân lực việc mà phải quan tâm đào tạo, bồi dưỡng thời gian tới Khoảng 20 năm, kể từ năm 90 trở lại đây, vật liệu composite quan tâm ứng dụng nghiên cứu mạnh mẽ Việt Nam Những ứng dụng nhìn thấy ứng dụng composite ngành nhựa Việt Nam Để nâng cao độ bền vật liệu nhựa, cần đưa bổ sung vào nhựa cốt sợi, hạt bổ sung Những cốt sợi sợi kim loại, sợi thuỷ tinh, sợi bazan cacbon,…Cốt sợi làm tăng độ bền, tăng giá trị mô đun đàn hồi, mà làm tăng khả bền vật liệu với tác động học vật lý Người ta bổ sung vào nhựa phụ gia dạng bột, hạt mịn hạt khoáng, bột cácbon, bột kim loại,…Những bột làm tăng độ cứng, giảm biến dạng từ biến, hạn chế phát triển vết nứt vimô vật liệu nhựa Do composite có ưu điểm bền với tác động cơ-lý hố học, lại có khả cách nhiệt, cách âm tốt,… nhẹ nên ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp chế tạo máy, có máy móc thiết bị cho ngành cơng nghiệp hoá chất Việt Nam Vật liệu composite dùng để chế tạo ống dẫn nước, dẫn hoá chất chất thải Việt Nam Việt Nam chế tạo đươc bình chứa vật liệu composite dùng để chứa hoá chất đặc biệt (đựng kiềm, axít, hố chất lỏng khí,….) Bông sợi composite ( sợi thuỷ tinh bazan,…) dùng để bảo ôn bảo hàn thiết bị nhiệt, lò sấy, đường ống dẫn hơi, thiết bị nóng lạnh với mục đích cách nhiệt chống xạ nhiệt 12       Đặc biệt composite ngày Việt Nam sử dụng phổ biến để chế tạo tàu cỡ nhở composite tàu đánh cá, tàu du lịch, tàu khảo sát thăm dò, xuồng cứu hộ; Các loại vải composite dùng để may quần áo bảo hộp lao động Việt Nam chế tạo màng lọc máu composite màng lọc công nghiệp Vật liệu composite xốp, chế tạo từ bơng, sợi khống dùng để làm vật liệu sử lý ô nhiễm môi trường Việt Nam có nguồn tài nguyên đá bazan dồi Composite bơng sợi bazan có tính hút (ngậm) dầu cao: kg xốp ngậm 30 lít dầu mỏ, sau ép tách dầu lại tái sử dụng thêm lần Vì chúng vật liệu lý tưởng để sử lý cố tràn dầu biển vùng ven bờ cách thu gom dầu tràn hạn chế lan rộng tính trầm trọng cố gây ô nhiễm môi trường Việt Nam có cơng nghiệp lọc dầu Sản phẩm ngành hoá dầu pec than đá dầu mỏ, dùng để chế tạo vật liệu cho composite siêu nhẹ, siêu bền nhiệt bon-cacbon, ứng dụng mạnh mẽ phổ biến việc chế tạo tên lửa Việc tận dụng nhựa pec làm hạ giá thành sản phẩm sản phẩm Đây lĩnh vực khảo sát để định hướng phát triển chế tạo composite Việt Nam Hiện nay, Việt Nam, composite sử dụng để ứng dụng an ninh quốc phịng đóng tàu tuần tra biển, chế tạo áo giáp, thiết bị bền, nhẹ cho cảnh sát động; vũ khí dạng ống phóng; vật liệu chế tạo vệ tinh nhỏ sensor siêu nhỏ Vật liệu composite sử dụng để xây dựng cơng trình qn sự, phịng thủ bờ biển, ….và thiếu chế tạo tên lửa Vật liệu composite có tiềm ứng dụng vơ to lớn, vật liệu tương lai Có thể nói kỷ XXI thể kỷ công nghệ cao vật liệu composite (hay gọi cách phổ biến vật liệu tiên tiến) 2.1.2 Một số kết nghiên cứu vật liệu composite việt nam Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite từ trấu với polyethylene polypropylene để ứng dụng làm vật liệu nội thất gia dụng Nghiên cứu làm chủ công nghệ chế tạo vật liệu composite ứng dụng sản xuất chế tạo nắp cống, nắp rãnh thoát nước phục vụ giao thông đô thị Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite polyme pha phục vụ cơng nghiệp đóng tàu Việt Nam Bọc tàu vỏ gỗ vật liệu composite Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống toa lét vật liệu composite xử lý vi sinh lắp đặt tàu khách ven bờ Nghiên cứu tính toán kết cấu tàu hai thân vỏ composite phục vụ du lịch biển 2.2 Nghiên cứu, ứng dụng phát triển vật liệu nano việt nam 2.2.1 Tiềm ứng dụng vật liệu Nano Công nghệ nano cho phép thao tác sử dụng vật liệu tầm phân tử, làm tăng tạo tính chất đặc biệt vật liệu, giảm kích thước thiết bị, hệ thống đến kích thước cực nhỏ Cơng nghệ nano giúp thay hóa chất, vật liệu quy 13             trình sản xuất truyền thống gây nhiễm quy trình gọn nhẹ, tiết kiệm lượng, giảm tác động đến môi trường Công nghệ nano xem cách mạng công nghiệp, thúc đẩy phát triển lĩnh vực đặc biệt y sinh học, lượng, môi trường, công nghệ thông tin, quân sự… tác động đến toàn xã hội Trong y sinh học: hạt nano xem robot nano thâm nhập vào thể giúp người can thiệp qui mô phân tử hay tế bào Hiện nay, người chế tạo hạt nano có đặc tính sinh học dùng để hỗ trợ chẩn đốn bệnh, dẫn truyền thuốc, tiêu diệt tế bào ung thư… Năng lượng: nâng cao chất lượng pin lượng mặt trời, tăng tính hiệu dự trữ pin siêu tụ điện, tạo chất siêu dẫn làm dây dẫn điện để vận chuyển điện đường dài… Điện tử - khí: chế tạo linh kiện điện tử nano có tốc độ xử lý cực nhanh, chế tạo hệ máy tính nano, sử dụng vật liệu nano để làm thiết bị ghi thơng tin cực nhỏ, hình máy tính, điện thoại, tạo vật liệu nano siêu nhẹ - siêu bền sản xuất thiết bị xe hơi, máy bay, tàu vũ trụ… Môi trường: chế tạo màng lọc nano lọc phân tử gây ô nhiễm; chất hấp phụ, xúc tác nano dùng để xử lý chất thải nhanh chóng hồn tồn… 2.2.2 Một số nghiên cứu vật liệu nano việt nam Tình hình nghiên cứu khoa học vật liệu nano, nano từ Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng – Viện Vật lý TP.HCM Nghiên cứu tổng hợp Nanocomposites vi hạt nano từ/chấm lượng tử cấu trúc lõi vỏ CdSe/ZnS-Fe3O4 khả ứng dụng thực tiễn (Nguyễn Mạnh Tuấn, Hà Văn Phục) Nghiên cứu tổng hợp chấm lượng tử (quantum dots) CdS phương pháp hóa ướt (Colloide) hướng ứng dụng (Nguyễn Mạnh Tuấn, Nguyễn Phương Thanh) Nghiên cứu chế tạo khảo sát ảnh hưởng nồng độ tạp chất đến tính chất quang chấm lượng tử ZnS pha tạp Mn (Nguyễn Mạnh Tuấn, Nguyễn Phương Bình) Nghiên cứu tổng hợp số đặc trưng chấm lượng tử CdSe hướng ứng dụng y-sinh học (Nguyễn Mạnh Tuấn, Nguyễn Thị Nga) Nghiên cứu tổng hợp vi hạt Chitosan kích thước nano (Nguyễn Mạnh Tuấn, Nguyễn Mộng Thường) Nghiên cứu tổng hợp màng nano quang xúc tác TiO 2-SiO2 tự làm (Nguyễn Mạnh Tuấn, Nguyễn Huỳnh Yến) Nghiên cứu tổng hợp cấu trúc nano hạt từ chấm lượng tử MB/QD CdSe/CdS/Fe 3O4 ứng dụng y sinh học (Nguyễn Mạnh Tuấn, Nguyễn Đơng Thảo, Nguyễn Thanh Hồng) Nghiên cứu tổng hợp hạt nanơ từ tính Ni-Zn Fe 3O4 có phủ lớp polyme để ứng dụng y-sinh (Trần Hoàng Hải, Hồ Như Thủy) Nghiên cứu, tổng hợp hạt nano oxít sắt từ có gắn kháng thể e.coli 0157:H7 để chẩn đốn bệnh tiêu chảy cấp (Trần Hoàng Hải, Nguyễn Ngọc Vân Tâm) Tổng hợp nghiên cứu tính chất hạt nano Fe 3O4&Au dùng chẩn đoán bệnh viêm gan siêu vi B (Trần Hoàng Hải, Phan Quang Vinh) Nghiên cứu tổng hợp hạt nano oxít sắt từ Fe 3O4 với lớp phủ chitosan gắn kết phần tử sinh học Trypsin để tách chiết tế bào (Trần Hoàng Hải, Phan Thị Xuân Trúc) 14  Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano bạc polyurethane mút xốp nhằm xử lý nguồn          nước uống nhiễm khuẩn (Nguyễn Thị Phương Phong, Đỗ Bách Khoa) Nghiên cứu chế tạo chip sợi nano vàng ứng dụng định lượng hàm lượng cholesterol tự dung dịch (Đặng Mậu Chiến, Phạm Xuân Thanh Tùng, PTN Nano ĐHQG TP.HCM) Nghiên cứu tổng hợp chấm lượng tử (quantum dots) CdS phương pháp hóa ướt (Colloide) hướng ứng dụng (Nguyễn Mạnh Tuấn, Nguyễn Phương Thanh) Nghiên cứu chế tạo khảo sát ảnh hưởng nồng độ tạp chất đến tính chất quang chấm lượng tử ZnS pha tạp Mn (Nguyễn Mạnh Tuấn, Nguyễn Phương Bình) Nghiên cứu tổng hợp số đặc trưng chấm lượng tử CdSe hướng ứng dụng y-sinh học (Nguyễn Mạnh Tuấn, Nguyễn Thị Nga) Nghiên cứu tổng hợp màng nano quang xúc tác TiO 2-SiO2 tự làm (Nguyễn Mạnh Tuấn, Nguyễn Huỳnh Yến) Nghiên cứu tổng hợp hạt nano oxyt sắt Fe 3O4 với lớp phủ SiO2 có gắn kháng thể để chẩn đốn bệnh ung thư cổ tử cung (Trần Hoàng Hải, Bùi Văn Hải) Tổng hợp hạt nano oxit sắt Fe3O4 siêu thuận từ với lớp phủ SiO2 để ứng dụng y sinh (Trần Hoàng Hải, Lê Hoàng Anh Khoa) Khử Arsen khỏi nguồn nước hạt nano từ tính (Trần Hồng Hải, Huỳnh Kim Thanh) Nghiên cứu tổng hợp hạt nano oxit sắt Fe3O4 với lớp phủ Dextran dùng làm chất tăng tính tương phản cho ảnh cộng hưởng từ (MRI) (Trần Hoàng Hải, Nguyễn Thị Anh Đào) 15 KẾT LUẬN Nhìn lại tình hình nhập 10 năm gần đây, thấy, cơng nghiệp vật liệu nói chung vật liệu chế tạo nói riêng phát triển, không đáp ứng yêu cầu sản xuất công nghiệp Hầu hết ngành sản xuất lớn từ lắp ráp ơ-tơ, xe máy, đóng tàu, máy nông nghiệp, đến tàu cá ngư dân phải nhập thép lá, tôn Các vật liệu chế tạo, thép chịu lực phải nhập 100% từ nhiều nước mà chủ yếu từ Trung Quốc Các ngành may mặc, đồ nhựa, điện tử có hạn chế kết tương tự Nhiều ý kiến khẳng định điểm nghẽn kinh tế thị trường sản xuất chưa quan tâm mức như: khoa học công nghệ, hạ tầng lượng, công nghiệp chế tạo, vật liệu chế tạo vật liệu ? Có ý kiến lại cho CNH với mơ hình tắt đón đầu khơng cần phải tuần tự; giới sản xuất nhiều loại vật liệu rồi, Việt Nam không cần sản xuất nữa? Gần có ý kiến người nước ngồi cho hay Việt Nam khơng làm chi tiết dù nhỏ để tham gia vào chuỗi giá trị ngành công nghiệp lắp ráp, chế tạo, ô-tô, công nghệ cao, công nghiệp gia dụng, dụng cụ cầm tay Đến nay, tỷ lệ nội địa hóa sản xuất loại vật liệu cho cơng nghiệp chế tạo thấp, cao vật liệu gang chế tạo đạt khoảng 20 - 25%, thấp vật liệu kim loại, loại hợp kim cho chế tạo vật liệu nhôm, vật liệu đồng khoảng từ đến 5%, công nghiệp công nghệ cao phải nhập tới 100% vật liệu lẫn công nghệ Hằng năm phải nhập khoảng 50 tỷ USD vật liệu Nếu quan tâm mức, có sách, chế phát triển phù hợp với số nhập này, Việt Nam có thị trường sản xuất vật liệu nội địa rộng lớn, chưa kể đến thị trường khu vực quốc tế Tuy nhiên, tình trạng nhập hầu hết loại vật liệu chế tạo, tỷ trọng vật liệu giá thành sản phẩm cao làm tăng chi phí đầu vào, làm cho chi phí nhân cơng rẻ, hiệu suất lao động thấp Không chủ động nguồn cung vật liệu chế tạo khó bảo đảm chất lượng sản phẩm, tính ổn định phát triển bền vững doanh nghiệp Tất yếu tố dẫn đến chưa có sản phẩm cơng nghiệp chế tạo nước có tính cạnh tranh, chưa tham gia vào chuỗi giá trị cung ứng Việc không sản xuất vật liệu chế tạo nước không giải điểm nghẽn cho chiến lược phát triển ngành khí chế tạo, tự động hóa hỗ trợ cơng nghiệp quốc phịng phát triển, tiến tới tự chủ bảo đảm quốc phòng - an ninh, phát triển ngành công nghiệp tảng, nhằm đẩy mạnh CNH, HĐH, thực mục tiêu sớm đưa nước ta trở thành nước công nghiệp theo hướng đại 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hoa Thịnh, Nguyễn Đình Đức Vật liệu Composite, Cơ học công nghệ, Nhà xuất KHKT Hà Nội, 2002 [2] Hoàng Xuân Lượng (chủ biên) Cơ học vật liệu composite/ Nhà xuất Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội, 2003 [3] Trần Ích Thịnh, Vật liệu composite học tính tốn kết cấu, Nhà xuất Giáo dục, 1994 [4] PGS.TS Nguyễn Mạnh Tuấn, Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano từ giới Việt Nam, 2014 [5] PGS.TS Nguyễn Mạnh Tuấn, Giới thiệu công trình nghiên cứu liên quan đến vật liệu nano từ Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng/Viện Vật lý TP Hồ Chí Minh, 2014 17 ... tài ? ?Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng vật liệu Việt nam? ?? Phạm vi nghiên cứu Tình hình nghiên cứu ứng dựng vật liệu composite vật liệu Nano số lĩnh vực công nghệ Việt Nam Phương pháp nghiên. .. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU MỚI TẠI VIỆT NAM Dựa định hướng nhiệm vụ tâm vấn đề vật liệu Việt Nam, nhiều ban ngành, tổ chức nhà khoa học tham gia vào nghiêm cứu, ứng dụng. .. hồn tồn… 2.2.2 Một số nghiên cứu vật liệu nano việt nam Tình hình nghiên cứu khoa học vật liệu nano, nano từ Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng – Viện Vật lý TP.HCM Nghiên cứu tổng hợp Nanocomposites