Đề tài nghiên cứu vật liệu composite

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TIỂU LUẬN MƠN HỌC CHỦ ĐỀ: TỔNG QUAN VẬT LIỆU COMPOSITE VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT Họ tên: Nguyễn Văn Lương Lê Tiến Đạt Đỗ Quốc Huy Ngô Minh Hoàng Trần Thành Tiên Lớp: DH19CC Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Thanh Phong Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 06/2021 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC - Ngày … tháng 08 năm 2021 NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN MƠN HỌC KHOA: CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ BỘ MÔN: Máy sau thu hoạch & Chế biến Họ tên sinh viên: Tên chủ đề: Tổng [1] Đỗ Quốc Huy MSSV:19118087 [2] Nguyễn Văn Lương MSSV:17118057 [3] Lê Tiến Đạt MSSV:19118033 [4] Ngơ Minh Hồng MSSV:19118074 [5] Trần Thành Tiên MSSV:19118235 quan vật liệu composite công nghệ sản xuất Nhiệm vụ giao (ghi rõ nội dung phải thực hiện): - Nghiên cứu tổng quan đặc điểm, thành phần, công dụng, sản xuất, tiêu thụ… - Những nghiên cứu nước vật liệu composite - Báo cáo tổng kết Ngày giao: 08/2021 Ngày hoàn thành: 10/09/2021 Họ tên người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thanh Phong TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TPHCM KHOA CƠ KHÍ - CƠNG NGHỆ - MỤC LỤC Chương MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VẬT LIỆU NANO COMPOSITE 2.1 Khái niệm chung vật liệu composite .2 2.2 Phân loại composite: 2.2.1.Phân loại theo hình dạng: .5 2.2.2.Phân loại theo chất vật liệu thành phần: 2.3 Thành phần composite: 2.3.1.Vật liệu cốt 2.3.2.Vật liệu thông dụng: 2.4.Công dụng vật liệu composite: .9 2.4.1 Ứng dụng vật liệu Composite thiết kế nội thất 2.4.2 Ứng dụng vật liệu composite lĩnh vực khác .11 2.5.Các sản phẩm đặc trưng: 13 Một số sản phẩm đặc trưng tạo từ vật liệu composite: 13 2.6 Tình hình sử dụng nước giới: .14 2.6.1.Ngoài giới: 14 2.6.2 Ở Việt Nam .21 2.7 Công nghệ sản xuất composite : 23 2.7.1 Công nghệ tay 23 2.7.2 Công nghệ đúc chuyển resin RTM 24 2.7.3 Công nghệ sợi 24 2.7.4 Công nghệ tạo lớp liên tục 25 2.7.5.Công nghệ đúc ép - phun phản ứng RRIM 25 2.8 Ưu, nhược điểm vật liệu composite: 26 2.8.1.Ưu điểm vật liệu composite 26 2.8.2.Nhược điểm vật liệu composite 27 Chương ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 28 3.1 Đối tượng nghiên cứu 28 3.2 Phương pháp thực 28 Chương KẾT LUẬN 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO .30 PHÂN CƠNG NHIỆM VỤ CỦA NHĨM 02 STT Họ tên Đỗ Quốc Huy Nguyễn Văn Lương Lê Tiến Đạt Ngô Minh Hoàng Trần Thành Tiên Tổng nội dung phân công 2.8, tổng hợp bổ sung tài liệu tham khảo 2.7,chương 3,4 tài liệu tham khảo 2.5 2.6 tài liệu tham khảo 2.1, 2.2 tài liệu tham khảo 2.3, 2.4 tài liệu tham khảo Tổng nội dung cá nhân thực Thực (không thực hiện/1 phần/đầy đủ) Đầy đủ Đầy đủ Đầy đủ Đầy đủ Đầy đủ Chương MỞ ĐẦU Khoa học nghiên cứu chế tạo vật liệu – vật liệu tiên tiến định hướng điển hình, đặc trưng tốc độ phát triển phạm vi ứng dụng chúng [1] Vật liệu compozit đơn giản có từ xa xưa Khoảng 5000 năm trước công nguyên, người biết trộn viên đá nhỏ vào đất trước làm gạch để tránh bị cong vênh phơi nắng Và điền hình compozit hợp chất dùng để ướp xác người Ai Cập Chính thiên nhiên tạo cấu trúc composite trước tiên, thân gỗ, có cấu trúc composite, gồm nhiều sợi xenlulo dài kết nối với licnin Kết liên kết hài hoà thân vừa bền dẻo- cấu trúc composite lý tưởng Người Hy Lạp cổ biết lấy mật ong trộn với đất, đá, cát sỏi làm vật liệu xây dựng Và Việt Nam, truyền lại cách làm nhà bùn trộn với rơm băm nhỏ để trát vách nhà, khô tạo lớp vật liệu cứng, mát mùa hè ấm vào mùa đông Mặc dù composite vật liệu có từ lâu, ngành khoa học vật liệu composite hình thành gắn với xuất công nghệ chế tạo tên lửa Mỹ từ năm 1950 Từ đến nay, khoa học công nghệ vật liệu composite phát triển tồn giới có thuật ngữ "vật liệu mới" đồng nghĩa với "vật liệu composite" Chương TỔNG QUAN VẬT LIỆU NANO COMPOSITE 2.1 Khái niệm chung vật liệu composite - Compsite vật liệu tổng hợp nên từ hai hay nhiều loại vật liệu khác nhau, nhằm mục đích tạo nên vật liệu mới, ưu việt bền so với vật liệu ban đầu - Vật liệu composite bao gồm có vật liệu cốt + Vật liệu đảm bảo việc liên kết cốt lại với nhau, tạo cho vật liệu gồm nhiều thành phần có tính ngun khối, liên tục, đảm bảo cho composite độ bền nhiệt, bền hoá khả chịu đựng vật liệu có khuyết tật Vật liệu composite polyme, kim loại hợp kim, gốm bon + Vật liệu cốt đảm bảo cho composite có mođun đàn hồi độ bền học cao Các cốt composite hạt ngắn, bột, sợi cốt sơi thuỷ tinh, sợi polyme, sợi gốm, sợi kim loại sợi bon,… Về mặt đặt toán học, người ta định nghĩa vật liệu composite vật liệu mà tính chất phụ thuộc vào tọa độ Hình 2.1 Khái quát vật liệu Composite - Ưu điểm lớn composite thay đổi cấu trúc hình học, phân bố vật liệu thành phần đẻ tạo vật liệu có độ bền theo mong muốn Rất nhiều đòi hỏi khắt khe kỹ thuật đại ( nhẹ, lại chịu nhiệt lên đến 3000oC,…) có composite đáp ứng nổi, vậy, vật liệu composite giữ vai trò then chốt cách mạng vật liệu - Thực ra, trình tạo nên composite tiến hố ngành vật liệu: Từ vật liệu có cấu tử ( kim loại nguyên chất), người ta biết tận dụng tính ưu việt cấu tử để tạo vật liệu có hai hay nhiều cấu tử ( hợp kim ), từ nhóm vật liệu biết kim loại, vật liệu vô ceramic hữu polyme, người ta tìm cách tạo composite – vật liệu vật liệu để kết hợp sử dụng kim loạihợp kim, vật liệu vô hữu đồng thời, hợp lý Và người ta nói đến super-composite: composite composite ( vật liệu thành phần composite) - Dựa vào đặc trưng lý hoá, người ta phân vật liệu thành nhóm chính: kim loại hợp kim, vật liệu vô cơ-ceramic, vật liệu polyme gần vật liệu tổ hợp composite: Hình 2.2 Phân loại vật liệu composite - Vật liệu kim loại (và hợp kim) vật liệu dẫn điện tốt, phản xạ ánh sáng với màu sắc đặc trưng, có khả biến dạng dẻo cao Đặc điểm cấu trúc kim loại xếp có trật tự nguyên tử, tạo thành mạng tinh thể, điều kiện định chuyển hồn tồn sang trạng thái khơng trật tự (vơ định hình ) Kim loại thơng dụng kể thép, đồng, nhơm, tin tan, niken,…và hợp kim chúng Ưu điểm kim loại dẫn điện, dẫn nhiệt, mô đun đàn hồi cao, độ bền học cao Nhược điểm lớn kim loại không bền với môi trường kiềm axit, dễ bị oxi hóa, nhiều kim loại độ bền nhiệt không cao Khối lượng riêng nhiều kim loại lớn nên bị hạn chế sử dụng để thiết kế chế tạo khí cụ bay - Vật liệu vô cơ-ceramic hợp chất kim loại ( Mg, Al, Si,…) phi kim loại dạng oxyt, cacbit, nitrit,… Với liên kết bền vững kiểu ion đồng hoá trị, tạo thành mạng tinh thể ( có trật tự), trạng thái vơ định hình Các ceramic truyền thống thuỷ tinh, gốm, sứ, gạch,…Ceramic có ưu điểm chung cách điện, cách nhiệt, bền vững với môi trường kiềm axít, nhiên gốm lại giịn, khơng biến dạng dẻo Hình 2.3: Các sản phẩm từ vật liệu composite - Vật liệu Nền giúp liên kết, bao bọc vật liệu Cốt Vật liệu Nền tạo nên tính thống nhất, nguyên khối cho cấu trúc vật liệu composite.Vật liệu Nền bảo vệ vật liệu Cốt khỏi hư hỏng tác động môi trường Vật liệu tạo khả tiến hàng biện pháp gia cơng Hình 2.4: Thành phần cấu tạo vật liệu composite - Vật liệu Cốt bổ trợ đặc tính vật liệu Nền khơng có Vậy nên vật liệu Cốt cịn có tên gọi khác vật liệu gia cường Hình 2.5: Vật liệu gia cường 2.2 Phân loại composite: 2.2.1.Phân loại theo hình dạng: - Vật liệu composite độn dạng sợi: Khi vật liệu tăng cường có dạng sợi, ta gọi composite độn dạng sợi, chất độn dạng sợi gia cường tăng lý tính cho polyme - Vật liệu composite độn dạng hạt: Khi vật liệu tăng cường có dạng hạt, tiểu phân hạt độn phân tán vào polyme Hạt khác sợi chỗ khơng có kích thước ưu tiên - Nền Polime nhiệt rắn: loại nhựa cô đặc Phenol, nhựa amin, nhựa furan, nhựa epoxy Mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình doanh nghiệp Trung Quốc (CAFC) đặt mục tiêu đội xe 20 km / L vào năm 2020; Các quy định khí thải EU yêu cầu 95 g / km CO2 vào năm 2021, với mức giảm 15% vào năm 2025 vào năm 2030, giảm thêm 30% so với năm 2021 Thị trường sợi carbon ứng dụng ô tô Chris Red thuộc Công ty Dự báo Tư vấn Composites LLC (Mesa, Ariz., US) ước tính đạt 7.000 năm, với 100 mẫu định nhựa gia cố sợi carbon (CFRP) cho thành phần OEM Ông dự báo thị trường tăng lên gần 11.000 vào năm 2025 Vật liệu tổng hợp gia cường sẵn sàng trở thành vật liệu thống trị hệ ô tô Theo báo cáo tháng năm 2016, “The Reinforced Plastics Market by Type (PE-based, PA-based, Glass-fiber based), Application (Automotive, Infrastructure), and Region - Global Trends & Forecast to 2022” MarketsandMarkets (http : //www.marketresearchnest.com/reinforced-plasticsmarket-growth.) C.Hàng hải: Ngành công nghiệp hàng hải sử dụng vật liệu tổng hợp để giúp vỏ tàu nhẹ chống hư hại tốt Vật liệu tổng hợp tìm thấy nhiều khu vực khác tàu hàng hải, bao gồm đường gờ bên đồ nội thất siêu du thuyền Hình 2.17: Vật liệu composite ứng dụng ngành công nghiệp hàng hải (Hinckley Yachts ’Dasher có cấu tạo sợi carbon / epoxy động điện Nguồn | Hinckley Yachts) 18 Hiệp hội nhà sản xuất hàng hải quốc gia (NMMA, Chicago, Ill, NMMA dự đoán tăng trưởng 3-4% cho năm 2019 lưu ý nhà sản xuất thuyền tập trung vào sản phẩm mới, đặc biệt đánh bắt cá, thể thao nước thuyền phao Các xu hướng hàng đầu NMMA cho năm 2018 bao gồm: • Thuyền Wakesport thể mức tăng trưởng cao ngành chèo thuyền giải trí năm 2018 (9-11%), tổng cộng 10.000 • Thuyền phao tăng 4-6%, lên 58.000 chiếc, đánh giá cao nhờ tính linh hoạt việc sử dụng đánh bắt cá để du ngoạn mơn thể thao nước • Tàu thủy cá nhân tiếp tục trì mức mạnh, với mức giá đầu vào, tăng 6-8% lên 68.000 Xu hướng cho tàu sản xuất lớn chạy động gắn (so với động diesel lắp trong), việc sử dụng ngày nhiều sợi carbon (CF), nhựa epoxy in 3D tiếp tục Trong dự báo tháng năm 2019 Boating Industry, Ryan Kloppe, giám đốc bán hàng Statistical Surveys Inc., cho biết công ty ông mở rộng danh mục báo cáo từ 16 đến 40 feet lên 45 feet Ơng nói: “Mọi người đóng thuyền lớn hơn, lưu ý tăng trưởng liên tục thuyền lớn chạy ván để đánh cá du ngoạn biển Nguồn: NMMA Kể từ năm 2019, vật liệu tổng hợp sử dụng khu vực tàu sau Có nhiều lựa chọn cho ứng dụng trang trí Chi tiết áp dụng cho lan can sợi thủy tinh truyền thống, mang lại cho vẻ sáng bóng vẻ ngồi tuyệt vời vân gỗ suốt mảnh Lan can làm vật liệu tương tự vách ngăn vách ngăn phòng máy Thuật ngữ "sợi thủy tinh" khơng cịn sử dụng cho loại lan can thuật ngữ "composite" thường sử dụng ngày Sau thiết kế, chế tạo, hoàn thiện sơn thực dụng cụ điện cầm tay, bao gồm dụng cụ khắc máy chà nhám súng phun D.Cơ sở hạ tầng: Vật liệu tổng hợp có lịch sử sử dụng lâu dài toàn ngành sở hạ tầng Chúng thường sử dụng làm vật liệu gia cố việc sửa 19 chữa trang bị thêm ứng dụng sở hạ tầng có Hình 2.18: Vật liệu composite ứng dụng ngành xây dựng (Hệ thống Polyme gia cố sợi (FRP) FiberSPAN Composite Advantage’s (Dayton, Ohio, Hoa Kỳ) gần Bộ Giao thông Vận tải Nevada (NDOT) sử dụng để xây dựng đường sử dụng chung dọc theo Tuyến đường 88 Bang Nevada Nguồn Composite Advantage) Vật liệu tổng hợp có trọng lượng nhẹ, chống ăn mòn, độ bền cao tuổi thọ dài - phẩm chất khiến chúng trở thành dự án sở hạ tầng phù hợp với tự nhiên Và vật liệu tổng hợp sử dụng để cải tạo đường xá, cầu, hệ thống nước tường chắn sóng, để tạo cấu trúc đàn hồi, việc áp dụng rộng rãi chưa xảy Tuy nhiên, vai trò vật liệu tổng hợp sở hạ tầng điểm kích thích phù hợp với báo cáo năm 2019 từ Hiệp hội nhà xây dựng giao thông đường Hoa Kỳ, 47.000 cầu tổng số 600.000 cầu Hoa Kỳ tình trạng tồi tệ cần sửa chữa khẩn cấp Cầu mục mối quan tâm sở hạ tầng khuyến khích kiện nhiều loại cơng nghệ hỗ trợ vật liệu tổng hợp Nhu cầu quan trọng thiết kế cầu chống lại ăn mịn kéo dài tuổi thọ hữu ích phần lớn nhận thức ngày tăng vai trò vật liệu tổng hợp - đặc biệt polyme gia cố sợi (FRP) - đóng góp việc phục hồi sở hạ tầng đổ nát Độ võng FRP nhịp giới hạn L / 300 tải trọng nâng đánh giá 30 psf 20 Ngoài sàn cầu, dịch vụ Composite Advantage bao gồm hệ thống chắn bùn thí điểm composite, hệ thống không phục hồi sở hạ tầng bên bờ sông cũ, bao gồm cầu khu nghỉ mát ven biển cực nam Bán đảo Cape May Jersey Bến phà JamestownScotland Virginia Ở nơi khác hành tinh, vật liệu tổng hợp sử dụng để thay sở hạ tầng dân dụng tiếp tục phát triển 900 cầu cổng khóa - từ cầu xe đạp cầu đến nhịp cầu dài giới vật liệu tổng hợp - lắp đặt Hà Lan, Bỉ, Anh, Pháp, Ý, Thụy Điển, Na Uy, Trung Quốc, Hoa Kỳ Úc Các công nghệ sản xuất phụ gia bắt đầu đóng vai trò lớn dự án sở hạ tầng Điều phản ánh việc mở rộng ứng dụng Composites for Advanced Infrastructure (CAI), với mục tiêu tạo mơ hình cầu có tuổi thọ 100 năm Vật liệu tổng hợp & Cơ sở hạ tầng phục hồi Composite Advantage Inc thành lập cách sáu năm với sứ mệnh sử dụng vật liệu composite để tạo sở hạ tầng có khả phục hồi nhẹ hơn, bền tiết kiệm chi phí so với phương pháp thông thường ngày E.Thể thao giải trí: Từ mũ bảo hiểm bóng đá gậy khúc côn cầu đến thuyền kayak xe trượt tuyết, vật liệu composite sợi carbon sợi thủy tinh giúp vận động viên đạt khả hoạt động cao cung cấp thiết bị bền, nhẹ 21 Hình 2.19: Vật liệu composite sử dụng chế tạo xe đạp thể thao (Vào năm 2019, Arevo công bố khung xe đạp unibody sợi carbon in 3D giới Nguồn | Arevo) Thị trường đồ thể thao lợi ích cho thị trường vật liệu tổng hợp tiên tiến thập kỷ cuối kỷ 20 Không thể bỏ qua trục đánh gôn vợt tennis, thúc đẩy phổ biến ngày tăng đua xe đạp Tour de France, xe đạp sợi carbon chuyển từ đua chuyên nghiệp sang đua xe đạp đường trường đường phố, chứng kiến nhiều đổi năm 1990 2000 , vật liệu phương pháp chế tạo Việc sử dụng vật liệu nhẹ hiệu suất cao thiết bị thể thao tiếp tục gia tăng Theo báo cáo thị trường công ty nghiên cứu thị trường Lucintel (Irving, Texas, Mỹ) công bố vào đầu năm 2019, việc sử dụng vật liệu composite ngành công nghiệp đồ thể thao toàn cầu tiếp tục tăng trưởng, ước tính đạt 579 triệu USD vào năm 2023 dự báo tăng trưởng với tốc độ CAGR 3,2% từ năm 2018 đến năm 2023 Nhà vô địch giới 2009–10 Giải bóng bầu dục Mỹ (AFL), vận động viên chơi bóng Detroit Lions, Chris Gardocki, sử dụng bóng đá tổng hợp mùa giải NFL 2010 Các bóng sử dụng tất trận đấu NFL làm da cao su truyền thống với pha trộn polyurethane latex thêm vào để giảm trọng lượng Họ có đường khâu chúng 22 để làm cho chúng bền giúp cho việc kiểm tra thử nghiệm bóng đá trước sau trận đấu trở nên dễ dàng Các đội trung học đại học sử dụng vật liệu composite để đá, ném bóng, ghi bàn, thêm điểm thiết bị khởi động 2.6.2 Ở Việt Nam Vật liệu composite ứng dụng phần lớn ngành lĩnh vực hệ thống tài Chỉ riêng vật liệu composite sản xuất nhựa quen thuộc tiêu thụ Việt Nam khoảng 5.000 / năm; Tại Hà Nội, có đề tài nghiên cứu vật liệu tổng hợp cấp thành phố tuyển chọn đầy đủ, phù hợp với việc vật liệu composite ứng dụng rộng rãi đời sống xã hội Tại khoa nha bệnh viện trung ương quân đội 108, vật liệu Composite tận dụng việc ghép thưa, thiết bị giáo dục, bàn ghế, dải phân cách, hệ thống thuyền, hệ thống máng xối cầu trượt, máng trượt ghế ngồi, mái che sân vận động, sân vận động, trung tâm văn hóa Việt Nam ứng dụng vật liệu Composite lĩnh vực điện dân dụng, hộp công tơ điện, cực cách điện, đặc biệt sứ cách điện Hình 2.20: Sản xuất vật liệu composite (Phịng thí nghiệm vật liệu composite trung tâm doanh nghiệp lớn nước sản xuất điều động vật liệu nhựa để sản xuất vật liệu composite thiết bị y tế, đồ nội thất mái vòm.) 23 Nhà máy hóa chất Vinh, tỉnh Đồng Nai ứng dụng vật liệu composite để làm gạch nhân giống ghép phân đoạn Tập đoàn Polyme Việt Nam Nha Trang sản xuất màng nhựa gia cường giấy bóng kính Nhà máy vật liệu composite TP HCM sản xuất khoảng 1.000 đống màng polyetylen năm khu vực địa lý, Việt Nam sản xuất sản phẩm có quy mơ lớn giá cạnh tranh Nhà máy thành lập với quy mơ nhỏ nhanh chóng có đóng góp to lớn vào kiện phát triển công nghiệp giao thoa nước ta Ở Việt Nam có nhà máy thủy điện sử dụng vật liệu composite làm cửa, thiết bị phận khác Vật liệu composite sử dụng bổ sung nhiều lĩnh vực như: đường ống, máy bơm, bánh tàu thủy 2.7 Công nghệ sản xuất composite : Có nhiều cơng nghệ Composite nói chung cơng nghệ FRP nói riêng Mỗi cơng nghệ có giới hạn định ứng dụng, phụ thuộc vào kích cỡ sản phẩm, kiểu dáng sản phẩm, số lượng sản xuất, gia cường thích hợp loại resin sử dụng Trong cơng nghệ phải có khn, dựa đặc thù thiết kế khuôn, nhà sản xuất cần phải lựa chọn cơng nghệ cho thích hợp Hiện có nhiều phương pháp sản xuất composite mang nhiều ưu điểm tốt,dưới phương pháp sử dụng phổ biến thông dụng tất nước phát triển, có Việt Nam 2.7.1 Cơng nghệ tay a, Quy trình cơng nghệ - Trước hết, thợ chế tạo phủ lớp hỗ trợ tháo khuôn lên bề mặt khuôn - Tiếp đến phủ lớp tạo bề mặt sản phẩm (gel – coat) - Tiếp tục phủ nhựa polymer lớp tạo bề mặt - Tiến hành rải lớp vật liệu gia cường nhựa polymer - Dùng lăn để ép vật liệu gia cường với nhựa - Cuối phủ tạo bề mặt lớp vật liệu gia cường b, Ưu-nhược điểm công nghệ tay Ưu điểm : 24 - Thông dụng dễ làm - Làm sản phẩm có hình dạng phưc tạp, lớn - Thay đổi cấu trúc sản phẩm dễ dàng - Thiết kế tương đối thoải mái - Vật liệu làm khuôn đơn giản dễ làm, rẻ tiền - Khơng dịi hỏi thiết bị, dụng cụ phức tạp - Chi phí đầu tư thấp Nhược điểm : - Năng suất thấp, lao động nặng - Sản phẩm láng bóng mặt(mặt tiếp xúc với khn) - Vì sản phẩm làm tay nên chất lượng không đồng - Phải xử lý học sau lấy sản phẩm, gia công cơ, cắt bivia 2.7.2 Công nghệ đúc chuyển resin RTM a, Quy trình cơng nghệ - Qt phủ phun lớp chống dính hỗ trợ tháo khn - Đặt lớp gia cường vào khuôn - Tiếp tục đặt lớp hỗ trợ dẫn nhựa polymer lên bên lớp vật liệu gia cường - Đặt túi chân không sử dụng băng keo dính (sealant tape) để làm kín thể tích bên khn - Tiến hành hút chân khơng thể tích khn - Khi độ chân khơng đạt yêu cầu mở van nhựa để điền nhựa polymer từ thiết bị chứa vào khuôn - Tháo khuôn sau vật liệu khuôn đông kết định hình sản phẩm b, Ưu-nhược điểm phương pháp đúc chuyển resin RTM Ưu điểm: - Năng suất cao - Hình dáng sản phẩm xác hơn, đồng - Sản phẩm nhẵn bóng hai mặt Nhược điểm: 25 - Làm khuôn phức tạp - Thao tác phức tạp 2.7.3 Công nghệ sợi Công nghệ áp dụng để chế tạo loại ống, thùng hình trụ dài, silơ, với sợi cao cấp hàm lượng cao để đạt cường độ chịu kéo lớn, sản phẩm công nghệ loại bơng đàu, chứa hóa chất, ống, ống chịu áp lực, khoang động lực tên lửa… Nguyên lý công nghệ là: sợi thủy tinh filament quanh khuôn (ống, silơ, …) máy, thấm resin hịa xúc tác sau đóng rắn cho ta ống silô cứng vững Ưu điểm: - Năng suất cao - Làm Sản phẩm quan trọng đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao Nhược điểm: - Trang thiết bị phức tạp - Qui trinh thực phức tạp - Chi phí sản xuất cao 2.7.4 Cơng nghệ tạo lớp liên tục Đây công nghệ làm lớp liên tục để chế tạo panel, liên tục theo chiều dài, chiều rộng thoải mái, vách ngăn định hình cơng nghiệp xây dựng để làm mái nhà tường Nguyên lý công nghệ là: sợi roving cắt ngắn màng resin kẹp giấy bóng kính loại tương tự, để chạy theo chuyển động máy Sau đóng rắn cắt theo chiều dài mong muốn công nghệ linh hoạt việc chọn chiều rông, chiều dày vafd chiều dài theo mục đích sử dụng Ưu điểm: - Sản xuất chi tiết với kích thước tùy ý theo mục đích sử dụng - Chất lượng sản phẩm tốt Năng suất cao Nhược điểm: 26 - Trang thiết bị phức tạp - Chi phí sản xuất cao 2.7.5.Công nghệ đúc ép - phun phản ứng RRIM Đây công nghệ chất dẻo nhiệt rắn Hỗn hợp chất dẻo đóng rắn ép phun nhiệt độ thấp vào khuôn gia nhiệt nhiệt độ cao Nhờ có áp lực nhiệt dộ cao, phản ứng đóng rắn sảy tồn phần đóng rắn khuôn Công nghệ RRIM công nghệ hành đầu, chi phí khn khơng cao, áp lực đúc thấp, thiết kế linh hoạt Công nghệ đúc ép phun với resin đóng rắn cho phép chế tạo sản phẩm phức tạp có đcặ tính học bền, va đập cao với sản lượng lớn Ưu điểm: - Đây công nghệ hàng đầu - Sản xuất chi tiết phức tạp - Chất lượng sản phẩm tốt - Năng suất cao - Qui trình cơng nghệ đơn giản - Chi phí làm khn tốn Nhược điểm: - Trang thiết bị phức tạp - Chi phí sản xuất cao 2.8 Ưu, nhược điểm vật liệu composite: 2.8.1.Ưu điểm vật liệu composite Ưu điểm lớn composite thay đổi cấu trúc hình học, phân bố vật liệu thành phần đẻ tạo vật liệu có độ bền theo mong muốn Rất nhiều địi hỏi khắt khe kỹ thuật đại ( nhẹ, lại chịu nhiệt lên đến 3000C,…) có composite đáp ứng nổi, vậy, vật liệu composite giữ vai trò then chốt cách mạng vật liệu Ưu điểm vật liệu composite tổng hợp đây: - Khối lượng riêng nhỏ, độ bền học cao, độ cứng vững uốn kéo tốt - Khả chịu đựng thời tiết, chống lão hóa, chống tia UV cao, cách điện cách nhiệt tốt 27 - Khả kháng hóa chất kháng ăn mịn cao, khơng gây tốn bảo quản, khơng cần phải sơn phủ chống ăn mịn - Gia cơng chế tạo đơn giản, dễ tạo hình, tạo màu, thay đổi sửa chữa, chi phí đầu tư trang thiết bị sản xuất chi phí bảo dưỡng thấp - Tuổi thọ sử dụng cao (thời gian sử dụng dài kim loại, gỗ khoảng 2-3 lần) 2.8.2.Nhược điểm vật liệu composite Bên cạnh điểm ưu việt vật liệu composite, cần biết đến nhược điểm loại vật liệu để ứng dụng phù hợp: - Khó tái chế, tái sử dụng hư hỏng phế phẩm trình sản xuất - Giá thành nguyên liệu thô tương đối cao, phương pháp gia công tốn thời gian - Phức tạp phân tích cơ, lý, hóa tính mẫu vật - Chất lượng vật liệu bị phụ thuộc nhiều vào trình độ cơng nhân 28 Chương ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 3.1 Đối tượng nghiên cứu Vật liệu tổng hợp composite công nghệ sản xuất 3.2 Phương pháp thực Tìm kiếm kế thừa nguồn tài liệu liên quan đến vật liệu composite từ sách báo, đề tài, tiểu luận, nghiên cứu khoa học nước, phương tiện internet…… Tra cứu tài liệu liên quan đến vật liệu tổng hợp composite, công nghệ sản xuất điều chế vật liệu composite nước Chọn lọc kế thừa tất tài liệu liên trên, chỉnh sửa lại lời văn, câu chữ cho thuyết phục 29 Chương KẾT LUẬN Ngày Vật liệu composite sử dụng phổ biến nhiều lĩnh vực ,từ sản phẩm dân dụng Hàng khơng vũ trụ.Nói cách khác sản phẩm Composite làm thay đổi mặt phát triển nhân loại tương lai khơng xa có nhiều sản phẩm Composite đời nhằm đáp ứng nhiều nhu cầu phát triển xã hội Trong khuôn khổ tiểu luận cho em giới thiệu cách thành phần,công dụng qui trình sản xuất vật liệu Composite Hiện Việt Nam ứng dụng vật liệu composite vào lĩnh vực điện dân dụng, hộp công tơ điện, sào cách điện, đặc biệt sứ cách điện… nhiều công ty nước Hy vọng tương lai không xa,khi mà Khoa học Kỹ Thuật ngày phát triển nhiều vật liệu Composite thay công nghiệp chế tạo máy nhằm giảm giá thành tăng tính lý cho sản phẩm 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1.Nguyễn Văn Dán, Công nghệ vật liệu mới, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2003 2.Vật liệu đại cương, Ts Nguyễn Học Thắng 3.Vật liệu phi kim – Bộ môn Cơ học vật liệu, trường ĐH Bách Khoa Hà Nội “Vật liệu composit – Tiềm ứng dụng”, GS.TSKH Nguyễn Đình Đức, Đại học Quốc gia Hà Nội “Vật liệu composite – Tổng quan cơng nghệ” www.cokhinangluong.com “Tuyển tập cơng trình nghiên cứu khoa học công nghệ vật liệu xây dựng 2015-2019” – Bộ Xây dựng “Triển vọng từ công nghệ chế tạo vật liệu composite” – Hải Nam, Báo Công thương “Các phương pháp gia công, chế tạo vật liệu composite phổ biến” – compositevietnam.com “Việt Nam ứng dụng thành công vật liệu composite sản xuất” – cokhinangluong.com.vn 10 “Vật liệu cao cấp: Từ composite đến nano composite” – Ts Trương Văn Tân, Liên hiệp Hội Khoa học Kỹ thuật Việt Nam 11 “Nghiên cứu làm chủ công nghệ chế tạo vật liệu composite” – most.gov.vn 12 “Tổng quan vấn đề nghiên cứu vật liệu nano composite” - Bộ Công thương Trường ĐH Cơng nghiệp thành phố Hồ chí Minh Khoa Cơng nghệ hóa học Tiếng Anh 13.Anatole A Klyosov, Wood – Plastic Composites 31 14 J Xu, Y Wang, S Hu (2016), Nanocomposites of graphene and graphene oxides: synthesis, molecular functionalization and application in electrochemical sensors and biosensors, A review Microchim Acta 184 (1), - 44 15 M A Rafiee, Zhong-Zhen Yu, Nikhil Koratkar (2016), Enhanced mechanical properties of nanocomposites at low graphene content, American Chemical Society, Vol 3, No 12 16 Garima M., Dhand V., Park S (2015), A review on carbon nanotubes and graphen as fillers in reinforced polyme nanocomposites, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, Vol 21, page 11 - 25 17 R Pilawka, Z Rosł niec (2012), Epoxy composites with carbon nanotubes, Advances in manufacturing science and technology, Vol 36, No 32 ... phẩm từ vật liệu composite - Vật liệu Nền giúp liên kết, bao bọc vật liệu Cốt Vật liệu Nền tạo nên tính thống nhất, nguyên khối cho cấu trúc vật liệu composite .Vật liệu Nền bảo vệ vật liệu Cốt... chính: kim loại hợp kim, vật liệu vô cơ-ceramic, vật liệu polyme gần vật liệu tổ hợp composite: Hình 2.2 Phân loại vật liệu composite - Vật liệu kim loại (và hợp kim) vật liệu dẫn điện tốt, phản... đồng nghĩa với "vật liệu composite" Chương TỔNG QUAN VẬT LIỆU NANO COMPOSITE 2.1 Khái niệm chung vật liệu composite - Compsite vật liệu tổng hợp nên từ hai hay nhiều loại vật liệu khác nhau,