Tiểu luận: 'Siêu vật liệu'sợi cacbon

Tiểu luận trình bày về siêu vật liệu sợi cacbon, gồm các nội dung chính: Giới thiệu các “siêu vật liệu”. Giới thiệu “siêu vật liệu”sợi cacbon. Quá trình sản xuất sợi cacbon. Ứng dụng sợi cacbon.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tiểu luận: “Siêu vật liệu”sợi cacbon BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM  BÀITIỂULUẬN VẬT LIỆU HỌC NGHÀNH HÓA§Ò Tµi: “SIÊU VẬT LIỆU” SỢI CACBON GVHD : ThS Nguyễn Thị Phương Anh SVTH : Đặng Hữu Phú LỚP : DHHD7QN Mssv : 11008835 Mục Lục[Type text] Page 1Chương 1.giới thiệu các “siêu vật liệu”.Chương 2.giới thiệu “siêu vật liệu”sợi cacbon.Chương 3.quá trình sản xuất sợi cacbon.Chương 4.ứng dụng sợi cacbon.Chương 5.kết luậnChương 1.giới thiệu các “siêu vật liệu”.Nhờ công nghệ tiên tiến, các nhà khoa học đã cho ra đời những siêu vật li ệunhân tạo có độ cứng vượt trội hơn nhiều.Dưới đây là tóm tắt về 10 siêu vật liệu cứng nhất trên thế giới hiện nay, theo thứthự tăng dần:10. Tơ nhện: Tơ của loài nhện Darwins Bark được coi là vật liệu sinh học cứngchắc nhất từng được biết đến từ trươc tới nay. Chúng thậm chí còn dai chắc[Type text] Page 2hơn gấp 10 lần sợi Kevlar - loại vật liệu đang được con người sử dụng để làmáo chống đạn.9. Silicon cacbua (SiC): Loại vật liệu này có độ cứng chắc rất cao và đã đượcsử dụng để tạo nên lớp giáp sắt Chobham của các xe tăng chiến đấu.8. Nanospheres/Nano-Kevlar: Các hạt nano tí hon có khả năng tự tập hợp nàylà vật liệu hữu cơ cứng nhất mà con người từng tạo ra được. Chúng có thể dẫntới việc phát triển lớp áo giáp bọc cơ thể in ấn được.7. Kim cương: Loại vật liệu tự nhiên cứng nhất trên thế giới này có khả năngchống trầy xước vô địch.6. Wurtzite boron nitride: Đây là vật liệu được tạo ra trong các vụ phun trào núilửa và về lí thuyết cứng hơn kim cương 18%. Tuy nhiên, trong thực t ế, conngười chưa từng thu được số lượng vật liệu này đủ lớn để phục vụ vi ệc ki ểmnghiệm giả thiết này.5. Lonsdaleite: Loại vật liệu này được hình thành khi các thiên thạch chứa thanchì va chạm với vào Trái đất. Kết quả mô phỏng cho thấy, lonsdaleite có thểcứng hơn kim cương 58%, nhưng các nhà nghiên c ứu cũng chưa ki ểm nghi ệmđược điều này trong thực tế vì chúng quá hiếm.4. Dyneema: Loại chất dẻo tổng hợp polythen này được quảng cáo là loại sợicứng nhất trên thế giới. Với đặc điểm là nhẹ hơn nước nhưng c ứng hơn thépgấp 15 lần, dyneema có thể chặn được đạn bay.3. Thủy tinh kim loại: Loại thủy tinh hợp kim này là sản phẩm kết hợp giữa độcứng và sức bền. Nó được coi là vật liệu bền nhất trên Trái đất hiện nay.[Type text] Page 32. Buckypaper: Vật liệu nano này ra đời từ các phân tử carbon hình ống, mỏnghơn 1 sợi tóc người tới 50.000 lần. So với thép, buckypaper c ứng hơn 500 l ần,nhưng nhẹ hơn 10 lần.1. Graphene: Đây là một lớp carbon có độ dày 1 phân tử, c ứng gấp 200 l ầnthép. Để chọc thủng một tấm graphene mỏng như giấy nhựa saran, bạn cần áplực tạo bởi một con voi đứng cân bằng trên một cái bút chì.Chương 2.giới thiệu “siêu vật liệu”sợi cacbon.Lịch sử của sợi carbon ngày nay đã được bắt đầu từ năm 1800. Khi đó nhà phátminh nổi tiếng Thomas Edison dùng sợi carbon như dây đốt các bóng đèn thờisơ khai. Mặc dù những sợi này không có độ bền kéo c ủa sợi carbon ngày nay,sự chịu đựng đáng kể của sợi carbon đã được thể hiện qua việc làm nóng sợibằng điện[Type text] Page 4Sợi carbon của Edison đã được thực hiện từ các vật liệu dựa trên cellulose,chẳng hạn như bông hoặc tre, không giống như các tiền chất dầu khí được sửdụng ngày nay. Cacbon hóa đã diễn ra bởi các sợi tre nướng ở nhi ệt độ caotrong môi trường không khí có kiểm soát. Đây là một phương pháp được g ọi lànhiệt phân, mà vẫn còn sử dụng ngày nay. Kết quả là sợi carbon tre chịu l ửavà có khả năng chịu đựng nhiệt độ cao cần thiết cho sự chay sáng. ́Cho đến cuối những năm 1950, sợi carbon cường độ cao đã được phát hiện.Sợi tổng hợp đã trở thành tiền thân đầu tiên được sử dụng để tạo ra các sợicarbon hiện đại. Cuối cùng, nó được thay thế bằng vật liệu có hi ệu quả nh ưpolyacrylonitrile (PAN).Những lợi ích của các loại sợi có độ bền cao đã được rõ ràng. Với trọng l ượngchỉ bằng một phần nhỏ so với trọng lượng của thép sợi carbon có độ bền kéolớn hơn nhiều so với thép. Một lợi ích quan trọng của sợi carbon modulus cao,sức kháng để kéo lớn. Cường độ này đóng một vai trò quan trọng trong việc giacố cấu trúc, vững chắc như cấu trúc phân tử hình nón, hoặc mũi máy bay siêuthanh.[Type text] Page 5Mô phỏng sợi carbon phóng to.Về sau, đến tận những năm 1950 khả năng kéo giãn của sợi carbon mới được khámphá. Người đầu tiên được cho là ...