L: tuổi thọ ở nhiệt độ so sánh ví dụ nhiệt độ ứng với cấp chịu nhiệt
3.2.3 Polyme thẳng
Polyme mạch thẳng là những polyme trong đĩ các mắt xích (me) liên kết với nhau thành một mạch duy nhất. Những mạch này rất dẻo, cĩ thể hình dung như một sợi mì dài. Đối với polyme mạch thẳng, liên kết Van Der Waals giữa các mạch đĩng vai trị quan trọng. Các polyme mạch thẳng thơng dụng là polyetylen, polyvinylclorit, polystyren, polymetylmetacrylat.
Những phân tử của polyme đường thẳng cĩ hình dáng một chuỗi xích hoặc như một sợi chỉ cho nên tỷ số giữa chiều dài với kích thước chiều ngang của phân tử rất lớn, cĩ thể đạt tới hàng ngàn. Ví dụ phân tử polistirol với n = 6000 cĩ chiều dài khoảng 1,5.10-4cm và chiều ngang 1,5.10-7cm, những phân tử của các polyme tự nhiên như xenlulơza và cao su cĩ chiều dài khoảng 10-5cm và chiều ngang là 10-8cm – 10-7cm. Polyme đường thẳng khá mềm và co giãn tốt, khi nhiệt độ tăng lên vừa phải thì phần nhiều các polyme đường thẳng hĩa dẻo và sau đĩ nĩng chảy. Các polyme đường thẳng cĩ khả năng hịa tan trong những dung mơi thích hợp.
3. 2.4 Compozit
Những đặc điểm chính của vật liệu compozit gồm :
Vật liệu nhiều pha; các pha tạo nên compozit thường rất khác nhau về bản chất, khơng hồ tan lẫn nhau và phân cách nhau bằng ranh giới pha, phổ biến là compozit gồm hai pha. Pha liên tục trong tồn khối compozit được gọi là nền ,cịn pha phân bố gián đoạn được nền bao bọc gọi là cốt.
Trong compozit tỷ lệ, hình dáng, kích thước cũng như sự phân bố của nền và cốt tuân theo các qui định thiết kế trước.
Tính chất của các pha thành phần được kết hợp để tạo nên tính chất chung của compozit. Tuy vậy, tính chất của compozit khơng bao hàm tất cả tính chất của các pha thành phần khi chúng đứng riêng lẻ mà chỉ lựa chọn trong đĩ những tính chất tốt và phát huy thêm.
Cĩ hai cách phân loại:
Theo bản chất của nền
-Compozit nền chất dẻo -Compozit nền kim loại -Compozit nền gốm
-Compozit nền là hỗn hợp nhiều pha
Theo đặc điểm của cấu trúc
-Compozit cốt hạt -Compozit cốt sợi -Compozit cấu trúc
Hình 3.15 Sơ đồ phân loại compozit
Trong tồn khối compozit, xét về mặt sắp xếp thì cốt phân bố khơng liên tục. Về mặt bản chất, cốt cĩ thể rất đa dạng tùy thuộc vào tính chất của compozit cần chế tạo. Riêng với loại compozit kết cấu, cốt thường là vật liệu bền ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao, cĩ mơđun đàn hồi lớn và khối lượng riêng nhỏ.
Trong thực tế, cốt cĩ thể bằng kim loại (thép khơng gỉ, volfram, mơlipđen, …) Bằng chất vơ cơ (cacbon, thủy tinh, gốm…).
Hình dạng, kích thước, hàm lượng và sự phân bố cốt là những yếu tố cĩ ảnh hưởng mạnh đến tính chất của compozit.
Nền
Trong compozit, nền đĩng những vai trị chủ yếu sau đây:
-Liên kết tồn bộ các phần tử cốt thành một khối compozit thống nhất
-Tạo khả năng để tiến hành các phương pháp gia cơng vật liệu compozit thành các chi tiết theo thiết kế.
-Che phủ, bảo vệ cốt tránh các hư hỏng cơ học và hĩa học do tác dụng của mơi trường ngồi.
Nền cĩ thể là các vật liệu rất khác nhau. Về cơ bản người ta cĩ thể phân loại nền thành 4 nhĩm: polyme, kim loại, gốm và hỗn hợp.
Phụ thuộc vào tính chất compozit cần chế tạo người ta chọn loại nền phù hợp.
Tính chất của nền ảnh hưởng mạnh khơng chỉ đến chế độ cơng nghệ chế tạo mà cịn đến các đặc tính sử dụng của compozit như: nhiệt độ làm việc, độ bền mỏi, khối lượng riêng, độ bền riêng và khả năng chống lại tác dụng của mơi trường ngồi.
Compozit hạt
Compozit hạt cĩ cấu tạo gồm các phần tử cốt dạng hạt đẳng trục phân bố đều trong nền. Các phần tử cốt trong trường hợp này thường là các pha cứng và bền hơn nền. Dựa vào đặc điểm của cơ chế hĩa bền trong compozit hạt, người ta phân biệt hai loại: compozit hạt thơ và compozit hạt mịn.
Compozit cốt sợi
Compozit cốt sợi là loại vật liệu kết cấu quan trọng nhất. Mục tiêu chủ yếu nhất khi thiết kế chế tạo compozit cốt sợi là độ bền riêng và mơđun đàn hồi riêng cao. Do vậy, cả nền và sợi đều cần cĩ khối lượng riêng nhỏ; nền phải tương đối dẻo, cịn sợi cốt phải cĩ độ cứng và bền cao.
Tính chất của compozit cốt sợi phụ thuộc vào nhiều yếu tố: bản chất vật liệu cốt và nền, độ bền liên kết nền và cốt trên ranh giới, sự phân bố và định hướng sợi, kích thước, hình dạng của nĩ.
Compozit cấu trúc
Khái niệm compozit cấu trúc là để chỉ các bán thành phẩm dạng lớp, dạng tấm ba lớp được tạo thành bằng cách kết hợp các vật liệu đồng nhất với vật liệu compozit theo những phương án cấu trúc khác nhau. Vì thế, tính chất của nĩ phụ thuộc khơng chỉ vào tính chất các vật liệu thành phần mà cịn vào sự sắp xếp và kiến trúc hình học của chúng trong kết cấu nữa.
Các compozit cấu trúc dạng lớp và dạng tấm ba lớp được sử dụng trong nhiều lĩnh vực: vận tải, hàng khơng, các cơng trình xây dựng kiến trúc.