TIỂU LUẬN CƠ KHÍ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOSITE MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài. Vật liệu composite là vật liệu tổ hợp từ hai nhiều vật liệu khác nhau nhằm tạo ra một vật liệu mới có tính năng ưu việt hơn hẳn vật liệu thành phần ban đầu, chính vì vậy nó có nhiều tính ưu việt và có khả năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật và đời sống. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu các loại composite gia cường sợi tự nhiên như: sợi gỗ, trấu, sợi gai, lanh, đay, chuối. Composite chế tạo từ sợi tự nhiên có ưu điểm nổi bật là nhẹ, dễ lắp đặt, có độ bền riêng và modul riêng cao, độ dẫn nhiệt, dẫn điện thấp Khi chế tạo ở một nhiệt độ và áp suất nhất định dễ triển khai được các thủ pháp công nghệ, thuận lợi cho quá trình sản xuất, thân thiện với môi trường, có khả năng thay thế các loại vật liệu truyền thống như kim loại, gỗ, các vật liệu composite làm từ sợi tổng hợp… 2. Đối tượng tìm hiểu. Đối tượng chính được tìm hiểu tới trong nội dung tiểu luận này là: Tìm hiểu các phương pháp chế tạo vật liệu Composite. Đây là nội dung trọng tâm mà trong nội dung của Tiểu luận sẽ đề cập trọng tâm tới. A. GIỚI THIỆU. Do các đặc tính vượt trội so với các loại vật liệu truyền thống khác, vật liệu composite được sử dụng trong nhiều lĩnh vực và đáp ứng tốt các yêu cầu khắt khe về chất lượng cũng như tính thẩm mỹ. Trong ngành vận tải, vật liệu composite được sử dụng chế tạo toa xe, các chi tiết, các kết cấu chịu lực trên ô tô và các phương tiện vận tải. Vật liệu composite cũng được sử dụng rộng rãi trong quân sự, công nghệ vũ trụ, ngành năng lượng. Các ngành công nghệ hàng hải, đóng tàu cũng cho thấy ứng dụng ngày càng rộng rãi và tiềm năng lớn của vật liệu composite. Do đó, cần có những công trình nghiên cứu nhằm ứng dụng và phát triển loại vật liệu này trong lĩnh vực hàng hải, đóng tàu. Điều này là cần thiết với xu hướng phát triển và yêu cầu công nghệ ngày càng cao của thị trường đóng tàu quốc tế. 1 Tiểu luận kỹ thuật Sự phát triển mạnh mẽ cuả công nghệ hiện đại dẫn tới nhu cầu to lớn về những vật liệu đồng thời có nhiều tính chất cần thiết mà các vật liệu truyền thống khi đáp ứng riêng rẽ không thể có được. Vật liệu kết hợp hoặc vật liệu composite ra đời vừa là sự đáp ứng nhu cầu cấp bách đó, vừa là sản phẩm cuả những công trình nghiên cưú nửa sau thế kỷ XX nhằm khai thác, phát triển quy luật kết hợp một quy luật phổ biến trong tự nhiên. Đồng thời với kết quả đó, ngành khoa học hiện đại về composite cũng xuất hiện. Trong quá trình chế tạo vật liệu composite. Các nhà khoa học và các kỹ sư đã kết hợp nhiều loại vật liệu kim loại, ceramics, và polymer nhằm tạo ra những vật liệu cuả thế hệ mới với các tính năng vượt trội. Xét về bản chất, composite là kiểu vật liệu lai tạo ( a hybrid creation) giữa hai hoặc nhiều vật liệu, sao cho tính chất cuả chúng bổ sung lẫn nhau. Thông thường tính chất của Composite nằm trung gian giữa tính chất cuả các thành phần, nhưng trong đa số các trường hợp, người ta quan tâm đến một tập hợp tối ưu giữa các tính chất hơn là từng đặc tính riêng lẻ. Đối với Composite kết cấu thì đó là độ bền riêng cao kết hợp với tính dẻo tốt và chịu được nhiệt độ cao. Đối với composite dụng cụ thì cần sự kết hợp tốt giữa độ cứng, độ bền, khả năng chịu mài mòn và nhiệt độ,… Dựa trên các thành tựu của ngành khoa học này, các nhà công nghệ vật liệu có thể tạo ra những composite mới thỏa mãn mọi nhu cầu đa dạng và phong phú cuả nền công nghiệp phát triển hiện nay cũng như trong tương lai. Chính vì vậy gần đây người ta thường nói: nền văn minh cuả thế kỷ XXI là nền văn minh cuả thời kì vật liệu composite. Nhiều phương pháp đã được áp dụng trong chế tạo các sản phẩm bằng vật liệu composite. Bài viết này giới thiệu các phương pháp phổ biến nhất trong lĩnh vực công nghệ chế tạo sản phẩm bằng vật liệu composite như phương pháp chế tạo thủ công, phương pháp thấm nhựa trước, đùn ép, đúc chuyển nhựa, đúc chân không, v.v… 2 Tiểu luận kỹ thuật B. NỘI DUNG I. Tổng quan vật liệu Composite. 1. Định nghĩa.   !"#$%&'($)'( *+! ,-'( ./0123456 7 8-+-( 7 8-+-( ,#'(% ./012 3456 +9+9 :;: 2. Phân loại. <#-+=&>?2 @+-8-A-)+B><#-C :#++?D++?D+7B(  2.1. Phân loại theo hình dạng vật liệu gia cường. ,C:#++?D+-+? #<ECFGFH ECFF6<# 2.1.1. Composite cốt hạt. 3 Tiểu luận kỹ thuật I-#+J?#K(B-8'?%&L M(MN7"+%8'?%-(8-7O+P+=QPRAJ J#?HBP#PIIS T P7UBVPW+PP 7+=PI-#+?<-+XO$+$'+ 2.1.2. Compozit cốt sợi. IYJHY?+?D+7ZP&&7  $O+:W[HIY/P7PMR .O\:PBRHN :]?D+8']:$(P :3TG^__ µ .+-#+VP\RH`a]:aF___P:3_P_^GF__>&' W+ )$OUb+ 2.2. Phân loại theo bản chất vật liệu nền. 2.2.1. Nền hữu cơ (nhựa) với vật liệu gia cường dạng: .@)HPc$PMR .8-+H/P7P7R  .8#H7PR 4 Tiểu luận kỹ thuật cBd+eKT__ _ I 2.2.2. Nền kim loại (hợp kim nhôm, hợp kim titan ) với VL gia cường dạng: .8#H7R .8-+H7R cBd+eKf__ _ I 2.2.3. Nền gốm: với VL gia cường dạng: .8#H7PR E#8#H(+J8R cBd+eKF___ _ I 3. Các thành phần của vật liệu composite. Vật liệu nền + Vật liệu gia cường. IY+J +-#+ ?D+<7J$+O\  Vật liệu nềnH6Pc#PI$ $9HgO8K+?D+P>+(+J8& +#2-:\+OP7B8L7e?L+:(+ $?D+P-Pd+:;:PR Vật liệu gia cườngH.7P./P.h$c$P.P# 8# $9Hi&+$9->e+($+P?D+& '()j-)  5 Tiểu luận kỹ thuật I)K+?D+H:?%-:\++#2P+?D+k @+>e+($+: $ + +?D+:#+$ B+(J)+ ?D+:#+#P:+(#>7(8l$O?<7J  $O7 :P:&#=>ke+(L)  %+?D+:#+#:?%-:\++#2? cBd+$ B$m+* ++?D+\ H P+?D+P8K:'#7 UKMn  +?D+ gjK8K:'#7 UKMn+?D+  ?C$O)ZH2(\(?%P2P2 ?)+-)mP2O8K&m o+KMn$(L7 UKMn&+$9p$m+ $+pKe'()Pj'IY Mục đích dùng hạt làm vật liệu gia cường trong Compozite: i?:o+$+@++:\+O! 7 8+ ?D+:o+?q:\+>+B+-Br ,$+J$?D+#?:o+>BJ'( IY?Hd+8Bd+ePe9P+B +&P 6 Tiểu luận kỹ thuật cV\J8&8d8++ Các yếu tố ảnh hưởng đến tính năng gia cường: sB(J sB(  ,N+?D+  $+IY EC:#+P8'?%+ ?D+ ie?%+P2<7J +?D+K 4. Tính chất chung của vật liệu Compozite. cJ?+$O+7Q:'d+)j$O+)Q- g$ J+8-/P+JP+=PR$(  Ie$?D+P8-+-(P8+J8Q$+7BpB J+d9P8+!)7BpB?8#P+=R I-t-J s <D+q:\+:)8#P+=^GT! 4+K#)+BP:#+P:u#CPq@v '!?K7e++( 5. Ứng dụng của vật liệu Compozite. 4+BHLP PM)P7PR M<:\+H(8V+QP+<:!e2P-J-P( P  H (- P L- P -7KKP e&(H7W P J+:XP P 7><PR +:\+H7P +KPP +-P($!P7WV P  7P(- < P 7 Tiểu luận kỹ thuật iW) Y(H:o+$+ +8+Pw$\P :\+\> (R II. Ứng xử của vật liệu com 2. Ứng xử của vật liệu composite. 2.1. Vỡ intralaminaire. ,$+J5$$:#+L+$$ K: 8-+($7-:'+@$ (M)1+O<:@+-:\+d+$+Ub+ +=A!7e+B2d+8Q8KpB?%+7C?D+>- i<:#+?D+?+mx++x,+?D+$ MB$$?%8-y,$+-L+ P++ MB$P&+PO\*((Kd8-+':\PECFG^ (z_{_|`0G|`}+$M$Bp2 d+b+$\K!OM(Z{_~6cd+BP -K-$>?+X9Z{_~6cBd+)@PK MB$$+6 8 0|`~P&mK\+:0|`~ G|`~ ECFG^H.2-$>-K++ I-2d+$$#K$$8+B 7K7ZCn+?8K7Z2<7"+-!m &+$9pCP87V!++&>+<$2< J#2d++<$+•M?)+$$,P+•M?)+ +•M?)+$$$$?D+MB$Z<!+$?%8 2\@+ b. Các interlaminar dạng hỏng do lực căng interlaminar xảy ra trong giao diện giữa hai Plies của gỗ. 8 Tiểu luận kỹ thuật s U+•M?)+(&+y$-(M) :7:+$1@+)KOpKLyiJ%-8 #P+D+N&>ZKtZqPKtt:eBIKttt $?'PU8KB7K c. Ra Translaminar Các translaminar gãy xương các vỡ của sợi. I-7 U+•M?)+?D+?-:(7"+-C- !,P-+(8Q%)%(B- !8-+=CP)K?D+:XKyy ++=.2(7#$$&>?Ko +H7 8QQ".2(7#&>?+<$7ZK <U8KBK I.2.2. Mệt mỏi của vật liệu composite s+WL%8#AL %(8-$+J8'#% -8#1@+8-7&>?&V-H G4%#e2+\>eB8QM %)%8# GI-'#B%+VP8# 8Q&+P?J+ 8l G& #B)%8'8# 8lL G8+??Z+@+-+ -$>:p-B8Q?p-$+M Gg8QQ8l:XK#%+  GI-)K#8+-$>$O7 U: ($+-8#?+7O$+($+2V+U ?+:; I.3. Định dạng I.3.1 vật liệu tổng hợp. ie:#+(@)$1&+P-7J$'$ @)?7"+-n7+W7?%'H - .VMK-$(L+8 - 8OJ&$ 9 Tiểu luận kỹ thuật [&P-( OpK-p-$C-8> B7B(8+&7+7&+8B+$J+P+%# WPC:#+-9+PO ?+' !P$(!K>B7B'()mJ i-#P ?)+-•? M(P$+&&28-7 $+7B(8ZU&+qP+OVq:\+>  &>-#+8-In+$C7Z<v $+$$VP$+&Kq:\+ 1 bán sản phẩm +?*p-$C)7BH GI-?)+-?%H-7K-$+C$+9+ CPd+?D+Mn-*$!2L+ GI-?)+-8H+&q:\+U$$+ 6$€$:•+ 1?•+B'$+x+C%xP&7 #'$H a. Ma trận hữu cơ, đó là loại nhựa polymer; Các ma trận này có thể làH  EU:;v&&?#$V?&+>  $?%8eC   EU$Vq:\+ (v&& (L+P8 O(Mn-B+>#$$o+P 8KpB8OJ- b. Ma trận gốm sứ, bao gồm cả các định dạng sử dụng tiền chất lỏng hoặc khí mà phản ứng để tạo thành ma trận. c. Các ma trận kim loại, đó là ban đầu ở dạng kim loại nóng chảy (hoặc đôi khi là bột kim loại được hình thành bởi quá trình nung kết). I-?)+-?q:\+>e:#+-$(B\ $+9+#$(%A:+P?++OVq:\+&j8- %+C8-.)WP:;8#$?(B n%p<KmP$+8$V$'M- )Px$VxW+J?Cx#=xM+pp<K m*(L+B+ I.3.2. Định dạng gốm và kim loại ma trận tổng hợp. 10 Tiểu luận kỹ thuật [...]... trường Pháp như chúng được sử dụng trong sản xuất composite HP cao Vật liệu tổng hợp thị trường Pháp bằng phương pháp 27 Tiểu luận kỹ thuật KẾT LUẬN - Mục tiêu của báo cáo này là để cung cấp một sự hiểu biết về vật liệu mới này là một tổng hợp của những điều sau đây: Phân loại vật liệu tổng hợp Các thành phần vật liệu tổng hợp hành vi của vật liệu composite Định dạng vật liệu tổng hợp Công nghệ vật liệu. .. liệu tổng hợp vật liệu tổng hợp Kinh tế Chúng ta có thể hiểu: những ưu điểm của vật liệu composite là gì Cung cấp các biện pháp để nâng cao chất lượng và giảm chi phí sản xuất THAM KHẢO 28 Tiểu luận kỹ thuật [1] Vật liệu composite, và Claude Bathas Sb, Dienod Paris năm 2009 [2] Công nghệ vật liệu tổng hợp, Maurice Reyne, 3 phiên bản sửa đổi và mở rộng, Hermès Paris năm 1998 [3] Vật liệu composite, Hermes,...a vật liệu tổng hợp ma trận gốm Gốm ma trận tổng hợp vật liệu tổng hợp ma trận gốm, không giống như các đối tác hữu cơ, được hình thành bởi khuôn, mà là do các tài liệu gửi tiền Nhìn chung, các phương pháp bao gồm hai bước sử dụng: Chế tạo một phôi, là để nói một loại vải ba chiều của sợi kết cấu theo hình thức phôi Tăng mật độ các phôi, nó để nói loại bỏ các ma trận trong "trống rỗng" mô giữa các. .. trường của các ứng dụng của vật liệu tổng hợp về giá trị, dựa trên ước tính giá trung bình cho mỗi kg vật liệu tổng hợp được trình bày trong bảng dưới đây Giá bán trung bình của vật liệu tổng hợp thay đổi từ dưới 5 € / kg đối với vật liệu tổng hợp GD sử dụng trong các lĩnh vực xây dựng và điện cho hơn 38 € / kg cho HP vật liệu tổng hợp, chủ yếu được sử dụng trong hàng không vũ trụ Báo cáo các giá trị... thuật Dự kiến thị trường Pháp và châu Âu bằng cách áp dụng Worth, ngành vật liệu tổng hợp Pháp đại diện cho 18% của thị trường châu Âu, so với 15% về khối lượng Vị trí này của thị trường Pháp ở cao cấp được ưa chuộng rộng rãi bởi các đại diện mạnh mẽ ở Pháp, việc sử dụng các vật liệu tổng hợp trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ III.4 Đặc thù của cuộc diễu III.4.1 Pháp Các thị trường hàng hóa Năm... III Các phương pháp chế tạo a quy trình thủ công Một số phương pháp là phương pháp thủ công hoàn toàn sử dụng, sử dụng một khuôn mở và trong đó tiền gửi một nhà điều hành các sợi và ma trận Các \ đơn giản nhất của họ là khuôn liên hệ: nó được thực hiện một đơn gỗ, luân phiên, lớp nhựa lỏng và lớp tế bào (Hình 1-3) nén tất cả các nhà điều hành với một con lăn, cho phép 'ngâm vải và nhựa săn không khí. .. xuất vật liệu tổng hợp ở châu Âu từ Pháp Sản xuất khối lượng hỗn hợp là chỉ có khoảng 15% sản lượng của châu Âu Chênh lệch về trọng lượng tương đối của các ứng dụng Thị trường Có sự khác biệt lớn, phụ thuộc vào các ứng dụng, việc sử dụng các vật liệu tổng hợp trong các lĩnh vực địa lý khác nhau Bảng trên cho thấy một sự so sánh tiêu thụ; làm ví dụ: 25 Tiểu luận kỹ thuật -Tại Pháp, chiếc xe là 36% composite, ... giới (25%), trong khi Nhật Bản chỉ sử dụng 13%; - Trong vật liệu xây dựng vật liệu tổng hợp được sử dụng nhiều ở Nhật Bản (35%) và Brazil (32%) và Pháp (21%); Lưu ý, tuy nhiên, tại Nhật Bản việc sử dụng sử dụng hỗn hợp của các vật liệu tổng hợp trong tòa nhà bao gồm nội thất (phòng tắm mảnh, vv ); - Nhìn chung, việc sử dụng các vật liệu tổng hợp ở Pháp là rất giống với những gì quan sát ở châu Âu; sự... thị trường hàng hóa Pháp (ma trận và quân tiếp viện) để sản xuất vật liệu composite đạt khoảng 3,3 tỷ € Giá trị này được ước lượng từ dữ liệu tiêu thụ và giá bán trung bình cho mỗi kg của các thành phần Hàng hóa thị trường Pháp III.4.2 Công nghệ chế biến phân phối Nén SMC quá trình đúc nén được tiếp xúc với hơn 1 tỷ euro, tương đương hơn 50% của thị trường Pháp RTM, RIM và phương pháp che chắn, mặc... này, dự trữ cho các ứng dụng (các yếu tố cấu trúc trong không gian vũ trụ, ô tô, thuyền đua ) 12 Tiểu luận kỹ thuật Hình 1-5 Kiên cố hoá prepregs (a) trong lò nướng (nóng), (b) l \ 'nồi hấp (dưới nhiệt độ và áp suất) b Quá trình cơ Hình 1-6 RTM 'Các phương pháp khác sử dụng các công cụ nặng hơn và do đó được dành riêng cho dòng lớn hơn Ví dụ, la RTM cho nhựa Chuyển khuôn, là để sắp xếp các sợi trong . TIỂU LUẬN CƠ KHÍ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOSITE MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài. Vật liệu composite là vật liệu tổ hợp từ hai nhiều vật liệu khác nhau nhằm tạo ra một vật liệu mới. kì vật liệu composite. Nhiều phương pháp đã được áp dụng trong chế tạo các sản phẩm bằng vật liệu composite. Bài viết này giới thiệu các phương pháp phổ biến nhất trong lĩnh vực công nghệ chế tạo. loại, gỗ, các vật liệu composite làm từ sợi tổng hợp… 2. Đối tượng tìm hiểu. Đối tượng chính được tìm hiểu tới trong nội dung tiểu luận này là: Tìm hiểu các phương pháp chế tạo vật liệu Composite.