So sánh vật liệu composite và vật liệu truyền thống

Vật liệu composite là vật liệu được cấu tạo từ hai hay nhiều vật liệu truyền thống. Có thể tạo ra một vật liệu tốt hơn kết hợp những ưu điểm của hai vật liệu truyền thống. Điển hình là nhựa gia cường sợi, được làm từ một loại nhựa có độ kết dính tốt. Nhưng khả năng chịu tải yếu (gọi là ma trận). Và các sợi có đặc tính kéo cao nhưng khó liên kết chúng lại với nhau. Vậy để biết được vật liệu này có những ưu điểm gì? Hãy cùng chúng tôi so sánh vật liệu composite với vật liệu truyền thống?

So sánh vật liệu composite với thép

Sắt thép là một trong những kim loại mà được sử dụng thường xuyên nhất trên thế giới. Nhưng hiện nay sắt thép cũng đã được dần thay thế bởi composite. Đây là một cuộc chiến cạnh tranh rất nhiều giữa hai vật liệu này.

Ưu điểm của composite so với thép

•  Composite hợp nhẹ hơn thép: Một khối sắt thép trung bình nặng khoảng 7800 kg. Còn vật liệu tổng hợp phụ thuộc vào công thức của nó. Nhưng trong lượng có thể nhẹ hơn khoảng 60-70% so với sắt thép.
• Composite có khả năng chống ăn mòn cao: Khi được sử dụng ngoài trời, thì composite có khả năng chống ăn mòn cao. Chịu được môi trường thời tiết khắc nghiệt và thay đổi nhiệt độ. Sắt thép ở ngoài trời sẽ bị dễ dang ăn mòn. Trừ khi chúng được nhúng kẽm, dẫn đến chi phí bảo trì của sắt thép rất tốn kém hàng năm.
• Composite không dẫn điện : Bản chất của sắt thép là kim loại nên có độ dẫn điện tốt. Còn composite được tạo nên thường từ nhựa và sợi (sợi carbon, thủy tinh, polymer..) đều không dẫn điện. Composite cách điện vượt trội, chúng không phản ứng với điện trường và chống lại các dòng điện tích.
• Composite hợp nhất các bộ phận: Một sản phẩm có thể làm lắp ráp từ nhiều chi tiết kim loại. Nhưng cần một mảnh duy nhất làm từ composite có thể thay thế toàn bộ các chi tiết đó. Hợp lý hóa quy trình sản xuất sẽ giảm thiểu bảo trì cho sản phẩm trọn đời.

Những ưu điểm rất rõ ràng trên đã cho biết tại sao sản phẩm composite dần thay thế sắt thép trong một số sản phẩm. Như nắp hố ga composite, grating, tủ điện…

So sánh vật liệu composite với nhôm

Nhôm là kim loại nhẹ nhất và dễ tạo hình bở độ dẻo dai của nó. Trước đây nhôm được ứng dụng rất nhiều trong lĩnh vực sản xuất máy bay hay trong lĩnh vực tàu vũ trụ. Hiện nay, vị thế của nhôm đã dần được thay thế bởi vật liệu tổng hợp. Tiêu biểu là Boing 787 đã được chế tạo bởi 50% vật liệu tổng hợp, phần còn lại là vật liệu nhôm, thép và titan.

Sản xuất máy bay sử dụng đến 50% vật liệu tổng hợp. Nhà sản xuất đã giảm được 20% trọng lượng máy bay so với thiết kế nhôm thông thường trên chiếc boing 787.

Ưu điểm vật liệu composite so với nhôm.

• Composite chịu lực: Trong các ứng dụng chịu lực cao. Chẳng hạn như thân máy bay thì composite có tác dụng tốt hơn nhôm. Nhôm nhạy cảm với áp lực của không khí, tạo ra độ mỏi của vật liệu. Cần nhiều chi phí bảo trì hơn composite.
• Composite có thể tạo các thiết kế một mảnh: Thiết kế một mảnh cho composite tạo ra cánh máy bay hay lưỡi gió chỉ một mảnh duy nhất. Không có ốc vít hay khớp nối nào hết. Giảm chi phí bảo trì rất nhiều..
• Composite cho phép phân phối trọng lượng chính xác: Dựa vào ưu điểm này nhà sản xuất gậy bóng chày đã áp dụng nó. Để sản xuất ra gậy có độ chính xác cao. Phân phối tải cân bằng, góp phần  tạo ra những cú đánh nhanh và chính xác. Gậy nhôm có độ phân phối trọng lượng ít chính xác hơn
• Composite mạnh nhưng linh hoạt hơn nhôm: Vật liệu composite có độ bền cao và linh hoạt hơn trong sản xuất so với nhôm tiêu chuẩn. Nó được áp dụng làm ván trượt tuyết, có độ bền hơn nhôm. Và đôi khi bị uốn cong mà không bị gãy.
• Composite hấp thụ lực tốt: Khi một lực tác dụng vào vật liệu composite, nó sẽ bị hấp thụ hết do các sợi không đồng nhất với nhau. Sẽ làm tiêu hao năng lượng của lực tác động vào sẽ không có rung động. Rất phù hợp cho các ứng dụng từ giá treo đến thiết bị để giày thể thao. Nhôm không hấp thụ lực như composite.

Vật liệu composite có nhiều lợi ích mà bạn rất dễ nhận ra. Nếu bạn muốn hiểu tại sao nó nhẹ, linh hoạt và mạnh mẽ. Thì bạn phải đi tìm hiểu những nguyên vật liệu đằng sau tao ra nó. Như: nhựa, cốt thép, chất độn và vật liệu cốt lõi của chúng.

So sánh vật liệu composite với gỗ

Gỗ được coi là loại vật liệu có lịch sử dùng lâu đời. Chúng được dùng làm công cụ trong thời kỳ đồ đá đến nay được dùng làm nội thất hiện đại. Nó vẫn được dùng làm vật liệu chính thời nay làm cửa bàn ghế hoặc tủ. Nhưng gỗ có những nhược điểm riêng biệt như dễ bị mối mọt, bị hỏng do ẩm ướt, cong vênh do thời tiết nóng.

Vật liệu tổng hợp có lợi thế rõ ràng hơn so với gỗ.

• Composite bền hơn gỗ: Tuổi thọ của gỗ không cao sẽ bị thối mục, còn vật liệu composite thì rất bền. Để kéo dài tuổi thọ, thì gỗ phải được thường xuyên bảo dưỡng chăm sóc. Còn composite sử dụng đến 50 năm mà không tốn quá nhiều công bảo dưỡng.
• Vật liệu composite ổn định về kích thước: Vật liệu gỗ thì sẽ bị nở ra hoặc co lại do thời tiết nóng lạnh hoặc ẩm ướt. Trong khi vật liệu composite thì bền với thời tiết. Dù nóng hay lạnh hoặc ẩm ướt thì nó vẫn giữ nguyên kích thước ban đầu.
• Vật liệu composite ít phải bảo trì: Ứng dụng làm sàn nhà hoặc sàn khu dân cư. Sàn composite thì được làm sạch bẳng sối nước và trà xà phòng. Sàn gỗ cần phải lau khô thường xuyên, kiểm tra thối rữa, trà nhám và nhuộn màu.
• Vật liệu composite dễ vận chuyển và lắp đặt: Bản thân vật liệu composite nhẹ hơn gỗ. Nên composite được chọn thay thế lý tưởng cho ứng dụng làm cột điện và xà đỡ dây điện (khả năng cách điện như nhau). Chúng ít tốn kém hơn khi vận chuyển và lắp đặt ở những vị trí xa và địa hình hiểm trở so với gỗ.
• Composite có khả năng kháng sâu bọ: Mối, kiến thợ mộc, chim gõ kiến và các loài sâu bọ khác sẽ ăn mòn gây thiệt hại lớn cho gỗ. Composite không bị sâu bọ gây hại nên chúng rất lý tưởng để thay thế cho gỗ từ cột điện cho đến khung cửa.

So sánh vật liệu composite với Granite

Đá Granite được các chủ nhà lựa chọn vì độ sang trọng của nó, thường được sử dụng làm mặt bàn bếp. Đá granite thường có nhiều vết xước. Hoặc đường vân đá gây ra chứa nhiều vi khuẩn. Đá thường có trọng lượng rất nặng, thường phải có bệ đỡ phải tốt và thời gian bảo dưỡng nhiều.

Vật liệu tổng hợp có lợi thế rõ ràng hơn so với granite

Composite đựơc các kỹ sư dần tư vấn thay thế cho các mặt bàn đá ở các quầy bar, mặt bàn nhà vệ sinh. Bởi chúng đã được cải tiến có bề mặt rắn chắc đáp ứng được yêu cầu khó tính của các đầu bếp đưa ra.

• Composite không bị xước bề mặt: Vật liệu tổng hợp thường có bề mặt không xốp không có nhiều khe hở, vì thế vệ sinh vật liệu tổng hợp dễ hơn. Composite chịu được chất khử trùng mà không hỏng vật liệu, không giống như đá granite.
• Composite dễ bảo trì: Chúng không cần lớp phủ bề mặt hoặc chất làm sạch đặc biệt. Đá granite xốp nên cần có chất bảo vệ bề mặt hàng năm để giúp đá không bị ố vàng. Các chất làm sạch, lau kính thường làm hại bề mặt đá.
• Composite có nhiều lựa chọn: Với vật liệu composite có thể cho bạn thêm nhiều lựa chọn về kiểu dáng, kích thước và màu sắc. Composite tăng thêm nhiều lựa chọn cho chủ nhà.
• Composite tăng khả năng chịu nhiệt: Vật liệu tổng hợp giữ toàn vẹn khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Nhưng đá granite không hấp thụ nhiệt nên dễ bị nứt khi để một chiếc chảo nóng lên.

Composite thực tế là một vật liệu tốt, nhưng nó không thể thay thế hoàn toàn đá granite.

Trên đây là bài viết tổng hợp về so sánh vật liệu composite so với các vật liệu thông thường khác, hy vọng với bài viết này bạn đọc có thể hiểu hơn về ưu điểm của vật liệu composite so với vật liệu khác.