TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN NHÓM ĐỀ TÀI : VẬT LIỆU COMPOSITE GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN PGS TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN NHÓM HỌC VIÊN THỰC HIỆN CHÂU THÀNH TRUNG BÙI CÔNG PHÚC HOÀNG KIM CHÂU TRẦN TIẾN THÔNG GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE I MỞ ĐẦU Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE I MỞ ĐẦU Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE I MỞ ĐẦU Những vật liệu composite đơn giản có từ xa xưa Khoảng 5000 năm trước công nguyên người trộn đá nhỏ vào đất để tránh bị cong vênh phơi nắng Người Hy Lạp cổ biết trộn mật ong với đất, cát, đá sỏi làm vật liệu xây dựng Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE I MỞ ĐẦU Ở Việt Nam, truyền cách dạy làm nhà từ bùn đất trộn với rơm khô băm nhỏ để trát vách nhà, mát vào mùa hè, ấm vào mùa đông,… Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE I MỞ ĐẦU Hiện nay, loại vật liệu ứng dụng nhiều lĩnh vực khác thị phần tăng với tốc độ nhanh Trong ngành công nghiệp xây dựng thị phần vật liệu composite tăng lên đáng kể, cụ thể composite dần thay cấu trúc xi măng Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE I MỞ ĐẦU Đối với hàng tiêu dùng, có gia tăng đáng kể hàng tiêu dùng hàng ngày giải trí cụ thể thiết bị thể thao Giao thông lĩnh vực ứng dụng sâu rộng loại vật liệu Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE II TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE Khái niệm vật liệu composite Thành phần cấu tạo vật liệu composite Phân loại vật liệu composite NỘI DUNG Loại composite với sợi không liên tục Phương án dùng ứng suất bình quân sợi Nhận xét tổng quát Công nghệ chế tạo vật liệu composite Một số sản phẩm chế tạo từ vât liệu composite Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Khái niệm vật liệu composite Vật liệu composite hay composite vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác tạo lên vật liệu có tính hẳn vật liệu ban đầu, vật liệu làm việc riêng rẽ Vật liệu composite cấu tạo từ thành phần cốt nhằm đảm bảo cho composite có đặc tính học cần thiết vật liệu đảm bảo cho thành phần composite liên kết, làm việc hài hoà với Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Thành phần cấu tạo vật liệu composite Nhìn chung, vật liệu composite gồm hay nhiều pha gián đoạn phân bố pha liên tục Pha liên tục gọi vật liệu (matrice), thường làm nhiệm vụ liên kết pha gián đoạn lại Pha gián đoạn gọi cốt hay vật liệu tăng cường (renfot) trộn vào pha làm tăng tính, tính kết dính, chống mòn, chống xước Nền cácbon Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Một số sản phẩm chế tạo từ vât liệu composite Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Một số sản phẩm chế tạo từ vât liệu composite Máy phát điện nano Máy biến nước biển thành nước làm từ vật liệu compozite Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN Nhóm VẬT LIỆU COMPOSITE Long An 2015 Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Phụ lục Nhóm Long An 2015 Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Công nghệ chế tạo vật liệu composite 7.4/ Gia công áp suất thường a/ Gia công tay (hand lay up) Dùng cọ hay lăn quét nhựa lên bề mặt khuôn chống dính, đặt sợi lên quét nhựa sau đặt lăn lên đuổi bọt khí nén chặt liên tục đạt bề mặt yêu cầu Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Công nghệ chế tạo vật liệu composite b/ Cuộn sợi ( filament winding) Cốt sợi kéo qua bể thấm nhựa cho ướt nhựa trước, sau cuộn phủ lên bề mặt khuôn Phương pháp dùng để sản xuất ống thùng chứa Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Công nghệ chế tạo vật liệu composite  Cuộn khô Quấn lên trục khuôn bán thành thẩm tức trình tẩm nhựa lên sợi thực trước Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Công nghệ chế tạo vật liệu composite  Cuộn ướt Quá trình tẩm nhựa diễn đồng thời với trình quấn lên khuôn Tức sợi thô qua bể quấn lên trục Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Công nghệ chế tạo vật liệu composite  Ly tâm Xếp sợi tẩm vào khuôn tròn sau quay để dùng lực li tâm ép chặt lớp đẩy bọt khí Lực li tâm định hình sản phẩm Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Công nghệ chế tạo vật liệu composite 7.2/ Gia công áp suất a/ Đúc ép nóng ( hot moulding) Nhựa cốt phân bố đề mặt khuôn đúc áp suất nhiệt độ cao, sản phẩm định hình theo ba chiều, kỹ thuật đúc ép dùng để tạo sản phẩm lớn Sản phẩm định hình sau làm nguội Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Công nghệ chế tạo vật liệu composite b/ Đúc ép nguội ( cool press moulding) Tương tự đúc ép nóng nhiệt độ thường Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Công nghệ chế tạo vật liệu composite c/ Ép phun ( injecting moulding) Nhựa nhiệt dẻo: tạo hạt compound nhựa sợi cắt nghiền, sau đưa vào máy ép phun để tạo thành sản phẩm Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Công nghệ chế tạo vật liệu composite c/ Ép phun ( injecting moulding) Nhựa nhiệt rắn: sợi ngắn định hình trước cần, đặt vào khuôn, sau đóng lại, kẹp chặt nhựa phun vào từ đầu trộn có độ khuấy cao Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Công nghệ chế tạo vật liệu composite c/ Phương pháp đùn kéo Phương pháp phương pháp gia công liên tục để sản xuất composite dang profile với độ dài yêu cầu Sợi tẩm sẵn kéo qua lỗ ( có lõi gia nhiệt, với hình dạng theo chiều cắt ngang bề mặt sản phẩm Sản phẩm định hình nhựa khô Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE Công nghệ chế tạo vật liệu composite c/ Phương pháp đùn kéo Ưu điểm phương pháp sản xuất thành mỏng với đa dạng độ dài, bề mặt cắt ngang dễ dàng tự động hóa Nhược điểm hạn chế thay đổi hình dạng sản phẩm theo chiều dài sản phẩm Long An 2015 Nhóm Long An University of Economics and Industry [...]... GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 3 Phân loại vật liệu composite Bản chất Hình dạng PHÂN LOẠI Long An 2015 Nhóm 9 Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 3 Phân loại vật liệu composite Bản chất Vật liệu Composite nền Polyme Vật liệu Composite nền Kim lọai Vật liệu Composite nền Ceramic Vật liệu Composite HH nhiều pha Long An 2015 Nhóm... LIỆU COMPOSITE 4 Loại composite với sợi không liên tục  Trường hợp l < lc Sức bền của composite thấp, không đạt được ưu điểm σf σ = 2τl / d l < lc Long An 2015 Nhóm 9 Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 4 Loại composite với sợi không liên tục  Trường hợp l > lc : σ f phân bố trên cả chiều dài sợi, nghĩa là sợi chịu được σ f trên toàn sợi → composite. .. Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 4 Loại composite với sợi không liên tục Composite chỉ xứng đáng là composite khi sợi chịu được đến ứng suất nứt σ f  Trường hợp l = lc ; x = 1 l σf 2 4τx 2τl σ= ⇒ σ ( x) = d d 2τlc lc σ f ⇒σ f = ⇒ = d d 2τ l = lc lc là chiều dài tới hạn (tối thiểu) mà sợi phải có thể đạt được composite với sức bền cao Long An 2015 Nhóm 9 Long An University... Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 3 Phân loại vật liệu composite Hình dạng Cốt sợi Liên tục Gián đọan Cốt hạt Hạt thô Hạt mịn Cấu trúc Lớp Tấm 3 Lớp Long An 2015 Nhóm 9 Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 4 Loại composite với sợi không liên tục Loại composite có sợi không liên tục khá đắt tiền, đó là tập hợp... độ bền Composite sẽ có độ bền cao do sợi giúp sức tạo composite theo hướng song song với lực nên cấu Đan sợi song song nhau thành những phiến vải Long An 2015 Nhóm 9 Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 6 Nhận xét tổng quát Vật liệu composite sẽ có tính đẳng hướng nếu các sợi nằm bất kì Các sợi thủy tinh đan theo hướng bất kỳ Vật liệu composite. ..GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 2 Thành phần và cấu tạo vật liệu composite CẤU TẠO PHA NỀN PHA CỐT Long An 2015 Nhóm 9 Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 2 Thành phần và cấu tạo vật liệu composite PHA NỀN NỀN NHỰA Nhiệt rắn: Polyeste Phenol Furan Amin Epoxy Nhiệt dẻo: PVC Polyetylen... VẬT LIỆU COMPOSITE 2 Thành phần và cấu tạo vật liệu composite PHA CỐT SỢI TỰ NHIÊN Gốc thực vật: Sợi gai Sợi đay Sơ dừa Sợi dứa Sợi cốt tre SỢI KHOÁNG CHẤT Thủy tinh Cacbon Gốm Kermel Nomex SỢI TỔNG HỢP Polyeste Polyamit Sợi thép Sợi đồng Sợi nhôm Long An 2015 Nhóm 9 Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 2 Thành phần và cấu tạo vật liệu composite. .. and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 4 Loại composite với sợi không liên tục d σ x τ σ + dσ dx Cân bằng lực ở sợi: τ πd 2 πd 2 σ + τπd dx − (σ + dσ )( )=0 4 4 dσ 4τ 4τx ⇒ = ⇒σ = dx d d σ > σ f →Nứt sợi Long An 2015 Nhóm 9 Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 4 Loại composite với sợi không liên tục  Phân bố ứng suất... có composite không dễ bị nứt thì ta phải chấp nhận vật liệu có độ bền thấp hơn Long An 2015 Nhóm 9 Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 6 Nhận xét tổng quát 6.1 Xét về tính chống rạn nứt của composite Trong quá trình tác dụng lực, có lúc copmposite sẽ có vết nứt ở mạng tinh thể Nếu tiếp tục tăng lực thì nứt sẽ lan rộng xuyên qua sợi, làm composite. .. TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 5 Phương án dùng ứng suất bình quân trên sợi σf σf τ l ; l > lc ⇒ σ > ;l < l ⇒ σ = l = lc ⇒ σ = c 2 2 d σ c : độ bền của composite Phương pháp ROM: l ≥ lc ⇒ σ C l < lc ⇒ σ C lc   = σ v f + σ m vm = σ f 1 − v f + σ m v m 2l   τl = v f + σ m vm d Long An 2015 Nhóm 9 Long An University of Economics and Industry GVHD: PSG TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN VẬT LIỆU COMPOSITE 5 Phương