Các tính chất vật lý của vật liệu composite chủ yếu được quyết định bởi sợi. Điều này có nghĩa là khi kết hợp nhựa và sợi, các tính chất của chúng rất giống với các tính chất của từng sợi riêng lẻ. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy vật liệu gia cường bằng sợi là thành phần chịu tải trọng lớn nhất. Do đó, việc lựa chọn chất liệu vải rất quan trọng khi thiết kế cấu trúc composite.
Hãy bắt đầu bằng cách xác định loại vật liệu gia cường cần thiết cho dự án của bạn. Một nhà sản xuất điển hình có thể lựa chọn từ ba loại vật liệu gia cường phổ biến: sợi thủy tinh, sợi carbon và Kevlar® (sợi aramid). Sợi thủy tinh thường là lựa chọn phổ biến nhất, trong khi sợi carbon có độ cứng cao và Kevlar® có khả năng chống mài mòn cao. Cần lưu ý rằng các loại vải có thể được kết hợp trong các lớp vật liệu nhiều lớp để tạo thành các lớp vật liệu lai, mang lại lợi ích của nhiều loại vật liệu khác nhau.
Gia cường bằng sợi thủy tinh
Sợi thủy tinh là một vật liệu quen thuộc. Sợi thủy tinh là nền tảng của ngành công nghiệp vật liệu composite. Nó đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng composite từ những năm 1950 và các đặc tính vật lý của nó đã được hiểu rõ. Sợi thủy tinh nhẹ, có độ bền kéo và nén vừa phải, có thể chịu được hư hại và tải trọng chu kỳ, và dễ gia công. Các sản phẩm ra đời từ quá trình sản xuất được gọi là sản phẩm nhựa gia cường sợi thủy tinh (FRP). Nó phổ biến trong mọi lĩnh vực của cuộc sống. Sở dĩ nó được gọi là sợi thủy tinh là vì loại sợi này được tạo ra bằng cách nung chảy thạch anh và các nguyên liệu quặng khác ở nhiệt độ cao thành hỗn hợp thủy tinh. Sau đó, các sợi được kéo ra với tốc độ cao. Loại sợi này có nhiều ưu điểm do thành phần khác nhau, đó là khả năng chịu nhiệt, chống ăn mòn, độ bền cao hơn và khả năng cách điện tốt. Ngược lại, sợi carbon có nhược điểm là sản phẩm giòn hơn, độ dẻo kém và khả năng chống mài mòn không cao. Hiện nay, nhựa gia cường sợi thủy tinh được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như cách nhiệt, giữ nhiệt, chống ăn mòn và nhiều lĩnh vực khác.
Sợi thủy tinh là loại vật liệu composite được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các loại vật liệu composite hiện có. Điều này chủ yếu là do chi phí tương đối thấp và các đặc tính vật lý vừa phải của nó. Sợi thủy tinh rất phù hợp cho các dự án và các bộ phận thông thường không yêu cầu loại vải sợi quá khắt khe về độ bền và độ chắc chắn.
Để tối đa hóa các đặc tính về độ bền của sợi thủy tinh, nó có thể được sử dụng với nhựa epoxy và có thể được đóng rắn bằng các kỹ thuật cán màng tiêu chuẩn. Nó rất phù hợp cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô, hàng hải, xây dựng, hóa chất và hàng không vũ trụ và thường được sử dụng trong các sản phẩm thể thao.
Gia cường bằng sợi Aramid
Sợi Aramid là một hợp chất hóa học công nghệ cao. Nó có độ bền cao, khả năng chịu nhiệt cao, chống ăn mòn, trọng lượng nhẹ và nhiều đặc tính khác, là một trong những vật liệu quan trọng trong ngành công nghiệp quốc phòng. Có rất nhiều ứng dụng trong thiết bị chống đạn, thiết bị hàng không.
Sợi aramid là một trong những loại sợi tổng hợp cường độ cao đầu tiên được chấp nhận trong ngành công nghiệp nhựa gia cường sợi (FRP). Sợi para-aramid loại composite có trọng lượng nhẹ, độ bền kéo riêng tuyệt vời và được coi là có khả năng chống va đập và mài mòn cao. Các ứng dụng phổ biến bao gồm thân tàu nhẹ như thuyền kayak và ca nô, tấm thân máy bay và bình áp suất, găng tay chống cắt, áo chống đạn và nhiều hơn nữa. Sợi aramid được sử dụng với nhựa epoxy hoặc vinyl ester.
Gia cường bằng sợi carbon
Với hàm lượng carbon trên 90%, sợi carbon có độ bền kéo tối đa cao nhất trong ngành công nghiệp vật liệu composite sợi gia cường (FRP). Trên thực tế, nó cũng có độ bền nén và độ bền uốn cao nhất trong ngành. Sau khi xử lý, các sợi này được kết hợp để tạo thành các vật liệu gia cường sợi carbon như vải và bó sợi. Vật liệu gia cường sợi carbon cung cấp độ bền riêng và độ cứng riêng cao, và thường đắt hơn các loại vật liệu gia cường sợi khác.
Để tối đa hóa các đặc tính về độ bền của sợi carbon, cần sử dụng nó với nhựa epoxy và có thể được đóng rắn bằng các kỹ thuật cán màng tiêu chuẩn. Nó rất phù hợp cho các ứng dụng trong ngành ô tô, hàng hải và hàng không vũ trụ và thường được sử dụng trong các sản phẩm thể thao.
Thời gian đăng bài: 13/12/2023



