Composite là một loại vật liệu của tương lai được kết hợp các kỹ thuật và công nghệ hiện đại. Tuy nhiên, composite cũng đã có mặt từ rất lâu trước đây từ lúc con người bắt đầu biết xây dựng ra những công trình để ở và sinh hoạt. Vậy vật liệu composite là gì? Ở bài viết này, Việt Phát Composite sẽ trả lời chi tiết cho bạn tất tần tật về vật liệu ưu việt này.
Composite là gì
Vật liệu composite là một loại vật liệu tổng hợp được tạo ra từ hai hay nhiều vật liệu thành phần khác nhau nhằm kết hợp những ưu điểm của từng thành phần. Các vật liệu này không hòa tan hoặc trộn lẫn hoàn toàn vào nhau mà vẫn giữ được tính chất riêng biệt, tạo nên một cấu trúc mạnh mẽ hơn, bền hơn so với từng vật liệu đơn lẻ. Bởi vậy bạn có thể gọi chúng là vật liệu siêu tổng hợp cũng không sai.
Cấu trúc của vật liệu composite khá phức tạp, bởi chúng bao gồm nhiều loại vật liệu khác nhau. Tuy nhiên mọi vật liệu composite vẫn có 2 thành chính gồm: vật liệu nền và vật liệu cốt. Vật liệu nền có nhiệm vụ liên kết và bảo vệ các sợi cốt, trong khi vật liệu cốt đóng vai trò tăng cường độ bền, độ cứng và khả năng chịu lực.
Vật liệu composite có lịch sử phát triển lâu đời, từ những loại composite tự nhiên như gỗ hay đá granit cho đến những dạng composite nhân tạo tiên tiến sử dụng trong công nghiệp hiện đại. Ngày nay, composite được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như hàng không vũ trụ, ô tô, y tế, xây dựng, nhờ vào các đặc tính vượt trội như trọng lượng nhẹ, độ bền cao, khả năng chống ăn mòn tốt. Đây là lý do composite đang dần trở thành một trong những vật liệu của tương lai, thay thế nhiều loại vật liệu truyền thống trong các ứng dụng quan trọng.
Lịch sử ra đời của vật liệu composite
Vật liệu composite đã xuất hiện từ rất lâu, với những ứng dụng ban đầu có thể thấy trong các nền văn minh cổ đại. Tuy nhiên, để hiểu rõ sự phát triển của vật liệu composite qua các thời kỳ, chúng ta cần đi qua ba giai đoạn quan trọng: từ thời cổ đại, trung đại đến hiện đại. Những thay đổi trong kỹ thuật và công nghệ đã giúp composite trở thành vật liệu mạnh mẽ và có ứng dụng rộng rãi như hiện nay.
Vật liệu composite trong thời cổ đại
Ngay từ những nền văn minh cổ đại, con người đã sử dụng các hình thức composite thô sơ để tạo ra những công trình và sản phẩm bền vững. Một trong những ví dụ điển hình là gạch xây dựng được làm từ bùn và rơm, một dạng composite tự nhiên. Gỗ dán, với các lớp ván ép được kết hợp với keo, cũng là một dạng vật liệu composite được sử dụng trong xây dựng.
Một ví dụ nổi bật nữa là cartonnage – một loại vật liệu composite được tạo ra từ các lớp giấy và vải, dùng trong nghi lễ ướp xác của người Ai Cập, cho thấy sự sáng tạo trong việc kết hợp các nguyên liệu để tạo ra vật liệu bền chắc.
Vật liệu composite trong thời trung đại
Đến thời kỳ Trung Đại, việc phát triển vật liệu composite vẫn chủ yếu dựa vào các nguyên liệu tự nhiên như gỗ, da, và bùn. Một ví dụ rõ ràng là việc sử dụng wattle và daub trong xây dựng nhà ở. Đây là phương pháp kết hợp các cây cột nhỏ (wattle) với đất sét hoặc bùn (daub) để tạo ra các bức tường vững chắc, vừa bảo vệ khỏi thời tiết, vừa tiết kiệm chi phí.
Bên cạnh đó, bê tông cũng là một loại composite với thành phần chính gồm vôi và các phụ gia khác. Đây là vật liệu composite được tạo ra bởi người La Mã, chuyên dùng để xây dựng các công trình kiến trúc vĩ đại, những công trình này vẫn còn tồn tại đến ngày nay như đấu trường Colosseum.
Vật liệu composite trong thời hiện đại
Từ khi ra đời đến trước thế kỷ 20, vật liệu composite chỉ được dùng trong lĩnh vực xây dựng. Và phải mãi đến những năm 1930, khi các công nghệ chế tạo tiên tiến như sợi thủy tinh và nhựa epoxy được phát minh, vật liệu composite mới có phát triển mạnh mẽ. Người ta nhận thấy rằng việc sử dụng sợi thủy tinh làm vật liệu cốt và nhựa epoxy là vật liệu nền giúp tạo ra loại composite không chỉ nhẹ mà còn cực kỳ bền bỉ, chống va đập và chống ăn mòn. Hiện nay không chỉ có vật liệu composite làm từ sợi thủy tinh mà chúng còn được làm từ gỗ, sợi cacbon, kim loại,… Bạn hãy tham khảo bài viết để biết thêm thông tin nhé.
Cấu tạo chung của vật liệu composite
Vật liệu cốt của Composite
Vật liệu cốt hay còn gọi là Fiber là thành phần chính giúp tăng cường sức mạnh cơ học và độ bền cho vật liệu composite. Các vật liệu cốt thường được làm từ sợi thủy tinh, sợi carbon, sợi aramid, hoặc các chất liệu kim loại và gốm.
Mục đích của vật liệu cốt là tăng độ bền, độ cứng và khả năng chống kéo cho composite. Các sợi cốt này có thể được định hình theo dạng mạng lưới, tấm phẳng hay dạng sợi dài tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm cuối cùng.
– Tính chất vật liệu cốt:
- Đóng vai trò trung tâm là điểm chịu ứng suất tập trung.
- Tính kháng hóa chất ở đa dạng môi trường và nhiệt độ.
- Phân tán tốt vào các vật liệu nền.
- Giúp quá trình gia công vật liệu trở nên dễ dàng hơn.
- Truyền nhiệt, giải nhiệt hiệu quả
Vật liệu nền
Vật liệu nền hay còn gọi là matrix, là thành phần bao quanh và kết nối các vật liệu cốt. Chúng giữ cho các sợi cốt được cố định và phân bố đều trong cấu trúc của vật liệu composite. Vật liệu nền có thể là polymer, kim loại nóng chảy hoặc xi măng, tùy thuộc vào loại composite cần chế tạo. Vật liệu nền không chỉ có nhiệm vụ kết dính mà còn giúp bảo vệ các vật liệu cốt khỏi tác động môi trường, chẳng hạn như ẩm ướt hay hóa chất.
– Tính chất vật liệu nền:
- Là chất tạo nên sự kết dính và tạo môi trường phân tán.
- Bảo vệ vật liệu cốt không bị hư hại do tấn công từ môi trường.
- Bền và dẻo dai
- Các tính chất khác: cách điện, độ dẻo dai, màu sắc…
Các loại vật liệu composite phổ biến
Như đã đề cập ở trên, vật liệu composite là một loại vật liệu siêu tổng hợp, chúng được tạo nên từ nhiều vật liệu khác nhau. Để có thể phân loại vật liệu composite chúng có thể dựa trên vật liệu nền của chúng hoặc hình dạng. Dưới đây Việt Phát Composite sẽ giới thiệu đến bạn 4 nhóm composite ( theo vật liệu nền ).
Vật liệu composite sợi thủy tinh
Vật liệu composite sợi thủy tinh, hay còn gọi là FRP (Fiberglass Reinforced Plastic), là một trong những loại composite phổ biến nhất. Đây là sự kết hợp giữa sợi thủy tinh và nhựa epoxy hoặc các loại nhựa nhiệt dẻo khác, giúp tạo ra một vật liệu có độ bền cao nhưng vẫn rất nhẹ.
FRP có khả năng chịu lực kéo rất tốt, đồng thời có khả năng chống ăn mòn, làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng trong ngành xây dựng, ngành giao thông vận tải, và công nghiệp hóa chất.
>> Xem thêm: Sợi thủy tinh có độc không
Vật liệu composite sợi Aramid
Tiếp đến, chúng ta có vật liệu composite làm từ aramid, một loại vật liệu được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực yêu cầu độ bền kéo và khả năng chống va đập cao. Chúng được sản xuất từ các sợi nylon tổng hợp, có khả năng chịu được nhiệt độ cao và chống mài mòn rất tốt. Thường được sử dụng trong áo giáp chống đạn, bao bì bảo vệ, và trong các ứng dụng hàng không, ô tô.
Việt Phát cũng đã có một bài viết chi tiết về loại vật liệu trên, bạn có thể tham khảo thêm: Nhựa FRP là gì? Đặc điểm của nhựa FRP
Vật liệu composite gỗ
Composite gỗ (WPC – Wood Plastic Composite), được xếp vào nhóm composite nền hữu cơ, bởi chúng được tạo thành từ sự kết hợp giữa gỗ và nhựa. Loại vật liệu này có độ bền cao, không bị ảnh hưởng bởi nấm mốc hay côn trùng, và có khả năng chịu nước rất tốt, chúng đang dần trở thành vật liệu thay thế cho gỗ truyền thống. WPC được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng, nội thất và ngoại thất, bao gồm sàn gỗ nhựa, tường nhựa, và lan can. Nó không chỉ mang lại độ bền mà còn có tính thẩm mỹ cao, dễ dàng bảo trì và ít tốn kém so với gỗ tự nhiên.
Vật liệu composite kim loại
Vật liệu composite kim loại hay còn gọi là MMC (Metal Matrix Composite), được cấu tạo từ kim loại nền. Mang lại độ bền cơ học vượt trội và khả năng chịu nhiệt tốt, thích hợp cho những ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt. Loại vật liệu này được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ, và công nghiệp điện tử. Một trong những ứng dụng phổ biến của vật liệu composite nền kim loại là trong các bộ phận động cơ ô tô, máy bay, hoặc các bộ phận điện tử yêu cầu khả năng tản nhiệt tốt và độ bền lâu dài dưới áp lực lớn.
Ưu điểm của vật liệu composite
Độ bền cao và tuổi thọ cao hơn các vật liệu thông thường
Một trong những lợi thế nổi bật nhất của vật liệu composite là độ bền vượt trội so với các vật liệu truyền thống. Một trong những lợi thế nổi bật nhất của vật liệu composite là độ bền vượt trội so với các vật liệu truyền thống. Đặc biệt, trong các ngành như hàng không, ô tô và xây dựng, vật liệu composite sẽ làm tăng tuổi thọ của sản phẩm, từ đó làm giảm đáng kể chi phí bảo trì và thay thế.
Trọng lượng nhẹ nhưng khả năng chịu lực tốt
Vật liệu composite có trọng lượng nhẹ hơn đáng kể so với các vật liệu khác, nhưng vẫn giữ được độ cứng và khả năng chịu tải tuyệt vời. Điều này mang lại nhiều lợi ích trong sản xuất và vận chuyển, đặc biệt là trong các ngành yêu cầu tính tối ưu hóa trọng lượng.
Ví dụ, trong sản xuất ô tô, sử dụng composite giúp giảm khối lượng xe, từ đó tăng hiệu suất nhiên liệu, giảm mức tiêu thụ xăng dầu và giảm khí thải CO₂ ra môi trường. Trong ngành hàng không, máy bay chế tạo từ sợi carbon composite có thể giảm đến 50% trọng lượng so với sử dụng hợp kim nhôm, giúp tăng khả năng bay xa mà vẫn tiết kiệm nhiên liệu.
Khả năng chống ăn mòn và tác động môi trường
Không giống như kim loại có thể bị oxy hóa, vật liệu composite có khả năng chống ăn mòn cực kỳ tốt ngay cả trong môi trường ẩm ướt, hóa chất hay nhiệt độ cao. Đây là lý do composite được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hóa chất, hàng hải và năng lượng tái tạo.
Một số ứng dụng thực tế bao gồm ống dẫn hóa chất, vỏ tàu biển, và tuabin gió – những lĩnh vực đòi hỏi vật liệu có thể chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt trong thời gian dài mà không bị xuống cấp. Đặc biệt, trong ngành xây dựng, việc sử dụng composite giúp tăng tuổi thọ công trình, giảm chi phí bảo trì do khả năng chống thấm nước, chống mục nát.
Tùy chỉnh linh hoạt
Một ưu điểm quan trọng khác của vật liệu composite là khả năng tùy chỉnh cao. Nhờ đó mà các thiết bị, linh kiện sản xuất từ composite được chế tạo với nhiều hình dáng, để phù hợp với từng ứng dụng cụ thể. Không những vậy các nhà sản xuất có thể dễ dàng điều chỉnh độ cứng, tính đàn hồi, khả năng cách nhiệt, cách điện bằng cách thay đổi vật liệu nền và sợi gia cường.
Công nghệ để chế tạo vật liệu composite
Để tạo ra các sản phẩm composite chất lượng, nhiều công nghệ chế tạo tiên tiến đã được nghiên cứu và áp dụng. Dưới đây là một vài công nghệ phổ biến nhất
- Công nghệ đúc khuôn tiếp xúc: Là phương pháp truyền đơn giản nhất trong sản xuất vật liệu composite. Quy trình này bao gồm việc xếp lớp sợi gia cường (như sợi thủy tinh, sợi carbon) vào khuôn, sau đó phủ nhựa polymer và cán mịn để loại bỏ bọt khí. Sau khi nhựa khô và đông cứng, sản phẩm sẽ được lấy ra khỏi khuôn.
- Công nghệ Pulltrusion: Phương pháp này sử dụng khuôn và lực kéo liên tục để tạo ra các sản phẩm có hình dạng cố định, như thanh, ống, hoặc tấm composite có độ dài tùy chỉnh. Các sợi gia cường được nhúng vào nhựa trước khi được kéo qua khuôn gia nhiệt để định hình và đóng rắn.
- Công nghệ đúc khuôn chân không: Công nghệ này sử dụng lực hút chân không để ép nhựa thấm đều vào các lớp sợi gia cường, giúp tăng độ đặc chắc của vật liệu composite mà không cần sử dụng áp lực cơ học.
- Công nghệ dập khuôn: Vật liệu composite được đặt vào khuôn, sau đó chịu áp lực và nhiệt độ cao để tạo hình và đóng rắn. Phương pháp này giúp thành phẩm có độ chính xác cao, đồng nhất về hình dáng,…
- Công nghệ quấn: Đây là công nghệ đặc biệt dùng để sản xuất các sản phẩm hình trụ, như ống dẫn và bình chịu áp lực. Các sợi gia cường được quấn quanh lõi theo góc xác định, sau đó nhúng vào nhựa và để đông cứng.
- Công nghệ tẩm áp lực: Nhựa sẽ được bơm vào dưới áp suất mạnh để thấm đều các lớp sợi gia cường. Việc này giúp kiểm soát thành phần, cấu trúc lớp dễ dàng hơn.
>> Xem thêm: Cách làm composite đúng kỹ thuật, đạt chuẩn quốc tế.
Ứng dụng của vật liệu composite
- Bạn đầu vật liệu composite được dùng là vật liệu xây dựng ( đó là bê tông ). Sau này công nghệ phát triển hơn, sợi thủy tinh ra đời nên vật liệu composite đã được ứng dụng nhiều hơn trong đời sống, lĩnh vực khác nhau.
- Chế tạo bồn nhựa composite dùng để chứa hóa chất, xử lý nước thải, nuôi cá,…
- Dùng để bọc phủ công trình, ngăn ngừa tình trạng thẩm thấu
- Một số loại vật liệu composite cao cấp còn được sử dụng để chế tạo vỏ động cơ, thân máy bay, tàu vũ trụ do đặc tính nhẹ và chịu nhiệt tốt.
Việt Phát Composite cung cấp nhiều sản phẩm composite như:
- Bể tách mỡ composite
- Bể composite
- Bồn composite
- Bể biogas composite
- Bồn xử lý nước thải composite
- Bồn composite chứa hóa chất
Liệu composite có phải là vật liệu của tương lai
Vật liệu composite đang trở thành xu hướng tất yếu trong nhiều ngành công nghiệp quan trọng nhờ vào những đặc tính vượt trội như trọng lượng nhẹ, độ bền cao, khả năng chống ăn mòn và thiết kế linh hoạt. Một vài dẫn chứng cụ thể dưới đây sẽ giúp bạn biết được composite có thể thay thế các vật liệu truyền thống không.
- Được ứng dụng mạnh mẽ ở nhiều lĩnh vực: Hiện nay có rất nhiều loại máy bay như Boeing 787 Dreamliner hay Airbus A350 đã sử dụng tới 50% vật liệu composite. Không chỉ dừng lại ở hàng không, ngành ô tô cũng đang chứng kiến sự bùng nổ của composite khi các hãng xe lớn ứng dụng sợi carbon và nhựa gia cường để giảm trọng lượng xe, cải thiện hiệu suất và tăng độ an toàn.
- Sự phát triển của công nghệ in 3D đang mở ra một kỷ nguyên mới cho vật liệu composite. In 3D composite cho phép sản xuất các linh kiện có độ phức tạp cao mà các phương pháp truyền thống khó thực hiện.
- Hiện đang có nghiên cứu về vật liệu composite thông minh, có khả năng tự sửa chữa. Những vật liệu này thường được tích hợp các hạt nano, cảm biến hoặc lớp polymer đặc biệt giúp chúng có thể tự phục hồi vết nứt hoặc tự điều chỉnh độ cứng khi cần thiết.
- Ngoài những lý do trên, composite còn được coi là giải pháp giúp giảm thiểu tác động môi trường hạn chế sử dụng các nguồn tài nguyên không tái tạo. Sự phát triển của vật liệu composite sẽ ra một hướng đi mới cho ngành công nghiệp vật liệu trong tương lai.
Những thắc mắc xoay quanh vật liệu composite
Composite có độc không
Câu trả lời là không! Vật liệu composite thường không gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người.
Về bản chất, composite là sự kết hợp của hai hoặc nhiều vật liệu khác nhau để tạo ra một vật liệu mới có tính chất vượt trội. Các thành phần này khi được xử lý sẽ cố định trong cấu trúc vật liệu, sẽ không phát tán ra môi trường.
Tuy nhiên, trong giai đoạn sản xuất, gia công, hoặc khi đốt cháy vật liệu composite không đúng cách, có thể phát sinh một số chất gây ảnh hưởng đến sức khỏe, điển hình như hơi dung môi, bụi sợi thủy tinh, hoặc các hợp chất bay hơi hữu cơ. Ngoài ra, một số loại keo nhựa trong composite có thể chứa lượng nhỏ formaldehyde. Các tác nhân này có thể gây kích ứng da, mắt, hệ hô hấp nếu tiếp xúc trong thời gian dài mà không có biện pháp bảo hộ lao động
Composite có phải là nhựa không
Composite không hoàn toàn là nhựa, nhưng trong một số trường hợp, nó có thể được xem là một dạng nhựa đặc biệt.
Khi composite sử dụng nhựa polymer như epoxy, polyester hay vinyl ester làm nền, kết hợp với sợi gia cường, chúng được gọi là nhựa composite (composite nền polymer). Đây là loại phổ biến nhất hiện nay. Trong trường hợp này, composite có thể được coi là một dạng nhựa kỹ thuật cao, vì nhựa đóng vai trò chính trong việc liên kết các sợi và tạo hình vật liệu.
Tuy nhiên, không phải tất cả các loại composite đều có nền là nhựa. Ví dụ như composite nền kim loại (metal matrix composite – MMC) hay composite nền gốm (ceramic matrix composite – CMC) không thể gọi là nhựa, vì vật liệu nền ở đây không phải là polymer.
Composite giá bao nhiêu
Dưới đây là bảng giá vật liệu composite mới cập nhật Tháng 4/2025. Tuy nhiên chúng chỉ có giá trị tham khảo, bạn vẫn nên liên hệ với Việt Phát Composite để nhận được báo giá chính xác nhất.
| Độ dày | ĐVT | Số lượng | Đơn giá (VNĐ) |
| 1 Lớp – 0.4mm | m² | 1 | 40.000 |
| 2 Lớp – 0.8mm | m² | 1 | 80.000 |
| 3 Lớp – 1.2mm | m² | 1 | 110.000 |
| 4 Lớp – 1.5mm | m² | 1 | 150.000 |
| 5 Lớp – 2.0mm | m² | 1 | 180.000 |
| 6 Lớp – 2.5mm | m² | 1 | 220.000 |
| 7 Lớp – 3.0mm | m² | 1 | 280.000 |
Ví dụ về vật liệu composite
Một số ví dụ tiêu biểu về vật liệu composite mà bạn thường gặp bao gồm:
- Bê tông: Là loại composite truyền thống kết hợp xi măng với thép, giúp tăng độ bền kéo và khả năng chống nứt của kết cấu công trình.
- Gỗ nhựa: Là sự phối trộn giữa bột gỗ và nhựa PVC, loại composite này được biết đến với khả năng chống ẩm, mối mọt
- Composite sợi carbon: Với thành phần chính là nhựa epoxy kết hợp sợi carbon, chúng là lựa chọn hàng đầu trong ngành công nghiệp.
- Gạch bùn kết hợp với rơm: Là vật liệu composite lâu đời nhất. Được người Ai Cập cổ đại dùng để xây dựng lều, công trình,..
Chắc hẳn bạn đã biết vật liệu composite là gì và tại sao chúng lại đang hiện diện ở khắp mọi nơi trong cuộc sống thường ngày của chúng ta rồi phải không. Hiện Việt Phát Composite đang cung cấp đa dạng các sản phẩm từ vật liệu composite như thuyền nhựa, bọc phủ, bể composite,… Hãy liên hệ ngay với chúng tôi nếu bạn đang quan tâm và có nhu cầu về các sản phẩm này.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
CÔNG TY TNHH COMPOSITE VIỆT PHÁT
Địa chỉ: Số 10 Ngõ 53/59/50 Ngọa Long, P. Minh Khai, Bắc Từ Liêm, Hà Nội
ĐT: 0969 883 186
Email: cuong.vietphat1@gmail.com
Fanpage: https://www.facebook.com/CompositeVietPhat
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCwxc2ob57xZRmbCnn40Li4g.
