Luận Văn Công nghệ sản xuất vật liệu Composite tổ ong

I> Khái niệm về vật liệu composite:
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 cuả 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.
II> Khái niệm về vật liệu composite tổ ong:
1. Phân loại:
Theo hình học của cốt hoặc đặc điểm cấu trúc, ta có thể phân loại composite thành ba nhóm: composite cốt hạt,composite cốt sợi, composite cốt sợi như chúng được chỉ ra trong sơ đồ dưới đây:
, .

Khái niệm composite cấu trúc là để chỉ các bán thành phẩm dạng lớp, tấm ba lớp được tạo thành bằng cách kết hợp các vật liệu đồng nhất với vật liệu composite theo những phương án cấu trúc khác nhau. Ở đây, chúng ta tập trung nghiên cứu về composite cấu trúc tấm ba lớp dạng tổ ong.
2) Vật liệu composite tổ ong:
a) Cấu tạo:
- Loại này gồm có ba lớp:
+Hai lớp mặt được chế tạo từ vật liệu có độ bền cứng và vững cao nhằm chịu toàn bộ tải trọng (kéo nén và uốn) tác dụng theo các chiều song song với mặt tấm.
+Lớp lõi nằm giữa hai lớp mặt là vật liệu nhẹ, độ bền và cứng vững tương đối nhỏ. Lớp này có tác dụng:
Duy trì khoảng cách giữa hai lớp mặt và giảm biến dạng theo chiều vuông góc với mặt tấm.
Tạo độ cứng vững nhất định, tránh các hiện tượng cong vênh tấm.
- Trong kỹ thuật, người ta thường gặp hai loại lõi: lõi xốp (bọt) và lõi cấu tạo theo dạng tổ ong.
- Composite dạng tổ ong là một tấm ghép ba lớp dạng tổ ong có khối lượng nhỏ, cách lửa và có những tính chất hơn hẳn các vật liệu thông thường khác. Tấm ghép này có các lớp bề mặt được làm từ composite cuả sợi thuỷ tinh/ Epoxy và Kevlar/ Epoxy, còn phần lõi dạng tổ ong chính là giấy Nomex. Tấm ghép cấu trúc 3 lớp này được ứng dụng chủ yếu trong ngàng hàng không, đặc biệt là các kết cấu sàn và thân máy bay. Hình dưới đây chỉ rõ cấu tạo cuả một tấm ghép 3 lớp hoàn chỉnh: