Bài giảng Kỹ thuật Đại cương (PGS.TS. Lê Bá Sơn) - Chương 1 KHOA HỌC VẬT LIỆU pot

Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
CHƯƠNG I

KHOA HỌC VẬT LIỆU

Khoa học vật liệu là một khoa học liên ngành nghiên cứu về mối quan hệ
giữa thành phần, cấu trúc, các công nghệ chế tạo, xử lý và tính chất của các
vật liệu. Các ngành khoa học tham gia vào việc nghiên cứu chủ yếu là vật lý,
hóa học, tốn học. Thơng thường đối tượng nghiên cứu là vật liệu ở thể rắn,
sau đó mới đến thể lỏng, thể khí. Các tính chất được nghiên cứu là cấu trúc,
tính chất điện, từ, nhiệt, quang, cơ, hoặc tổ hợp của các tính chất đó với mục
đích là tạo ra các vật liệu để thỏa mãn các nhu cầu trong kỹ thuật.
Nghiên cứu vật liệu tạo ra vô vàn ứng dụng trong đời sống chính vì thế
mà các ngành khoa học vật liệu, công nghệ vật liệu ngày càng trở nên phổ
biến và phát triển rộng rãi.
Phân loại vật liệu
Vật liệu là đối tượng của ngành khoa học vật liệu gồm rất nhiều loại khác
nhau về bản chất vật liệu, về cấu trúc vật liệu, về các tính chất,... Thơng
thường, nếu phân chia theo bản chất vật liệu thì chúng ta có các loại sau:
•
•
•
•
•
•

Vật liệu kim loại
Vật liệu cao phân tử ( Polime)
Vật liệu gốm
Vật liệu composite
Vật liệu xi măng

Vật liệu sơn

Trong chương này chúng ta sẽ nghiên cứu các loại vật liệu : kim loại , cao
phân tử, gốm, composite, sơn .
1.1.VẬT LIỆU KIM LOẠI
1.1.1. Khái niệm chung
Kim loại có cấu trúc tinh thể. Nút mạng là các ion dương, còn các điện
chuyển động tự do trong khoảng khơng gian mạng. Chính vì có cấu trúc này
mà kim loại có các tính chất q báu như : cường độ lớn, độ dẻo và độ chống
mỏi cao, dẫn điện, dẫn nhiệt, dễ gia cơng. Nhờ đó mà kim loại được sử dụng
rộng rãi trong các ngành kĩ thuật khác nhau.
Ở dạng nguyên chất, do cường độ và độ cứng thấp, độ dẻo cao, kim loại
có phạm vi sử dụng rất hạn chế. Chúng được sử dụng chủ yếu ở dạng hợp kim
với kim loại và á kim khác, thí dụ như cacbon. Sắt và hợp kim của nó (thép và
1


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
gang) gọi là kim loại đen; những kim loại còn lại (Be, Mg, Al, Ti, Cr, Mn, Ni,
Cu, Zn, v.v...) và hợp kim của chúng gọi là kim loại màu.
Kim loại đen được sử dụng trong xây dựng nhiều hơn cả, giá kim loại đen
thấp hơn kim loại màu. Kim loại màu lại có nhiều tính chất có giá trị: cường
độ, độ dẻo, khả năng chống ăn mịn, tính trang trí cao. Những điều đó đã mở
rộng phạm vi sử dụng kim loại màu trong xây dựng, phổ biến là các chi tiết
kiến trúc và các kết cấu nhôm.
Nguyên liệu để chế tạo kim loại đen là quặng sắt, mangan, crôm, mà các
khống đại diện cho chúng là nhóm các oxit: macnetit (Fe 3O4), quặng sắt đỏ
(Fe2O3), piroluzit (MnO2), crômit (FeCr2O4). Để sản xuất kim loại màu người
ta sử dụng boxit chứa các hidroxit: hidracgilit (Al(OH)3, diasno (HAlO2); các
loại quặng sunfua và cacbonat đồng, niken, chì v.v... với các khống đại diện

là chancopirit (CuFeS2), sfalêit (ZnS), xeruxit (PbCO 3), magiezit ( MgCO3)
v.v...
1.1.2. Tính chất vật lý chủ yếu của kim loại
1.1.2.1. Tính dẫn điện
Kim loại là chất có chứa nhiều các electron tự do với độ linh động cao,
dễ dàng chuyển động theo hướng tác dụng của điện trường bên ngoài và độ
chênh lệch nhiệt độ vì thế kim loại dẫn điện và dẫn nhiệt tốt so với các loại
vật liệu khác. Với các kim loại khác nhau thì độ dẫn điện của các kim loại
cũng khác nhau và như vậy điện trở suất của kim loại cũng khác nhau. Điện
trở của kim loại phụ thuộc và hình dáng kích thước, bản chất và trạng thái
của kim loại. Với dây dẫn hình trụ chiều dài l và tiết diện s thì :
R=ρ

l
1
; ρ=
s
σ

ρ,σ là điện trở suất và độ dẫn điện của kim loại .
Điện trở của kim loại cũng phụ thuộc vào nhiệt độ :
R = R0 (1 + α t )

α là hệ số nhiệt điện trở;
R0 là điện trở kim loại ở t = 00C

1.1.2.2. Tính dẫn nhiệt
Kim loại cũng là chất dẫn nhiệt tốt. Tính chất này đã được con người sử
dụng làm các dụng cụ gia đình như nồi niêu soong chảo.
Hệ số truyền nhiệt λ kim loai của kim loại khá lớn so với chất lỏng và chất khí.

λ kim loai = 5- 400 cịn λ khi và λ lỏng khoảng 0,005 đến 0,8 (kcal/m.h.0C )[1]

Hầu hết các kim loại có tính dẫn điện tốt cũng dẫn nhiệt tốt.
1.1.2.3. Tính biến dạng
2


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
Kim loại có cấu trúc tinh thể. Các Ion dương ở các nút mạng còn các điện
tử tự do chuyển động trong khoảng khơng gian giữa các nút mạng. Do có cấu
trú như vậy các Ion có thể xê dịch dưới tác dụng của ngoại lực : kim loại có
tính dẻo cao, dễ bị biến dạng.
Khi kim loại chịu tác
dụng của tải trọng sẽ có 3 giai
đoạn biến dạng: biến dạng đàn
hồi, biến dạng dẻo và phá huỷ.
Quan hệ giữa biến dạng (Δl)
và tải trọng (P) được giới
thiệu trên hình 1-1.
Biến dạng đàn hồi có
quan hệ Δl và P là bậc nhất
(vùng I).
Biến dạng dẻo là biến
dạng xảy ra khi tải trọng vượt
quá tải trọng đàn hồi, quan hệ
Δl - P khơng cịn là bậc nhất
(vùng II). Ngun nhân gây ra
biến dạng dẻo là sự trượt mạng
tinh thể.
Giai đoạn phá hoại khi tải trọng đã đạt tới giá trị cực đại (P max), vết nứt xuất

hiện và mẫu bị phá hoại (vùng III)
Biến dạng dẻo là đặc trưng quan trọng của kim loại nói chung và vật liệu
thép nói riêng, nó làm kim loại có thể gia cơng cơ nhiệt để tạo ra những sản
phẩm với những tính chất phù hợp với điều kiện sử dụng.
Đặc trưng biến dạng của kim loại chịu kéo là là độ giãn dài tương đối và độ
thắt tương đối.
Độ giãn dài tương đối ε là tỉ số phần trăm giữa độ giãn dài sau khi kéo Δl
và độ dài ban đầu lo của mẫu và được xác định theo công thức:

ε=

∆l
l0

Độ thắt tương đối ψ được xác định theo cơng thức:

Ψ=

S0 − S K
S0

Trong đó: So và Sk là diện tích tiết diện ban đầu và khi có biến dạng thắt (đứt).
1.1.2.4. Cường độ
Khi thí nghiệm kéo mẫu, cường độ của kim loại được đặc trưng bằng 3
chỉ tiêu sau:

3


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn

Giới hạn đàn hồi σp là ứng suất lớn nhất ứng với tải trọng P p mà biến dạng dư
không vượt quá 0,05% :

σp =

Pp
S0

,

Giới hạn chảy σc là ứng suất khi kim loại chảy (tải trọng không đổi nhưng
chiều dài tiếp tục tăng) ứng với biến dạng dư không vượt quá 0,2%:

σc =

Pc
S0

Giới hạn bền σb là ứng suất lớn nhất ngay khi mẫu bị phá hoại, được xác định
Pmax
theo công thức sau: σ b =
S0
Để xác định khả năng chịu biến dạng dẻo của kim loại thép khi uốn người
ta tiến hành thử uốn bằng cách uốn thanh kim loại xung quanh một trục uốn có
đường kính nhất định, khi uốn đến một góc uốn theo qui định thì kiểm tra sự
xuất hiện vết nứt.
Độ cứng
Đo độ cứng là phương pháp đơn giản nhất được dùng phổ biến. Cách xác
định như sau: ấn một vật liệu cứng ( hầu như biến dạng dẻo) bằng một lực xác
định. Sau khi bỏ lực tác dụng mũi đâm để lai trên vật liệu một vết lõm.Vết lõm

càng to càng sâu thì giá trị độ cứng càng thấp.
Vậy độ cứng đặc trưng cho khả năng chống lại biến dạng dẻo của vật
liệu thông qua tác dụng của mũi đâm.
Độ cứng có các đặc điểm:
• Biểu thị khả năng chống lại biến dạng dẻo của bề mặt chứ khơng
phải tồn sản phẩm nếu vật liệu có cấu trúc khơng đồng nhất giữa
bề mặt và lõi.
• Biểu thị khả năng chống mài mịn của vật liệu, độ cứng càng cao
tính chống mài mịn càng tốt.
• Có liên quan đến giới hạn bền kéo và khả năng gia công cắt
Độ cứng của kim loại thường được được xác định theo phương pháp
Brinen.
1.1.3. Các loại thép thông thường
1.1.3.1. Thép các bon
Thành phần hóa học của thép các bon gồm chủ yếu là Fe và C, ngồi ra
cịn chứa một số nguyên tố khác tùy theo điều kiện luyện thép.
C < 2%; Mn ≤ 0,8%; Si ≤ 0,5%; P, S ≤ 0,05%.
Cr, Ni, Cu, W, Mo, Ti rất ít (0,1 - 0,2%).
Mn, Si là 2 nguyên tố có tác dụng nâng cao cơ tính của thép các bon. P, S là
những nguyên tố làm giảm chất lượng thép, nâng cao tính giịn nguội trong
thép, nhưng lại tạo tính dễ gọt cho thép.
4


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
1.1.3.2. Thép hợp kim thấp
Thành phần hóa học: Thép hợp kim thấp là loại thép ngoài thành phần
Fe, C và tạp chất do chế tạo cịn có các ngun tố khác được cho vào với một
hàm lượng nhất định để thay đổi cấu trúc và tính chất của thép, đó là các
nguyên tố : Cr, Ni, Mn, Si, W, V, Mo, Ti, Cu.

Trong thép hợp kim thấp tổng hàm lượng các nguyên tố này ≤ 2,5%.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1659:1975), thép hợp kim được ký
hiệu bằng hệ thống ký hiệu hóa học, số tỷ lệ phần vạn các bon và % các
nguyên tố trong hợp kim.
Ví dụ: loại thép ký hiệu là 9Mn2 có 0,09% C và 2% Mn.
Tính chất cơ lý: Thép hợp kim thấp có cơ tính cao hơn thép các bon, chịu
được nhiệt độ cao hơn và có những tính chất vật lý, hóa học đặc biệt như
chống tác dụng ăn mịn của mơi trường.
Thép hợp kim thấp thường dùng để chế tạo các kết cấu thép (dàn cầu,
tháp khoan dầu mỏ, đường ống dẫn khí, v.v...), cốt thép cho kết cấu bê tông
cốt thép.
1.1.4. Gia cơng kim loại
(Biện pháp thay đổi cấu trúc và tính chất của thép)
1.1.4.1.Gia công nhiệt Gia công nhiệt gồm các phương pháp ủ, thường hố,
tơi và ram.
Ủ và thường hố là nhằm giảm độ cứng của thép (làm mềm), tăng độ dẻo
để dập, cán, kéo nguội, làm đồng đều trên tiết diện thép chuẩn bị cho công tác
gia công nhiệt cuối cùng.
Ủ là nung nóng thép đến nhiệt độ nhất định, giữ ở nhiệt độ đó một thời
gian, rồi làm nguội. Thép sau khi ủ có độ bền và độ cứng giảm, độ dẻo và độ
dai cao.
Thường hoá là phương pháp nung nóng thép lên đến nhiệt độ cao hơn
nhiệt độ ủ, giữ nhiệt rồi sau đó làm nguội trong khơng khí, nhờ đó thép có độ
bền, độ cứng cao hơn đôi chút so với trạng thái ủ.
Tôi thép là nung nóng thép lên quá nhiệt độ tới hạn rồi giữ nhiệt một thời
gian, sau đó làm nguội đột ngột, kết quả là thép khó biến dạng dẻo và có độ
cứng cao.
Ram là quá trình cần thiết và bắt buộc sau khi tơi. Thép sau khi tơi có
tính giịn, dễ gãy, có độ cứng cao, vì vậy ram thép nhằm mục đích tạo ra cho
thép có các tính chất cơ học (độ cứng, độ bền, độ dẻo) thích hợp với điều kiện

sử dụng cần thiết.
Ngoài ra ram thép ở nhiệt độ cao còn để làm mềm thép giúp cho việc gia
công cắt gọt được dễ dàng, tạo được độ nhẵn bóng cao khi cắt gọt.
1.1.4.2. Gia cơng cơ học
Gia cơng cơ học thép là nằm cải thiện cấu tạo và tính chất của thép để
khắc phục những nhược điểm khi luyện và tạo hình dạng mới. Có hai phương
pháp cơ học: gia cơng nguội và gia cơng nóng.
5


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
Gia công nguội là gia công thép ở nhiệt độ thường nhằm tạo ra biến hình
dẻo để nâng cao tính cơ học (tăng cường độ, độ cứng, nhưng lại làm giảm độ
dẻo). Gia cơng nguội gồm có kéo, rèn dập, cán nguội, vuốt.
Các sản phẩm thép như dây, sợi kim loại hầu hết được qua kéo nguội, dập
nguội.
Một hình thức gia công khác là cán nguội. Thép sau khi cán nguội, ở mặt
ngồi có những vết lồi lõm theo quy luật. So với kéo, thép cán nguội có nhiều
ưu điểm hơn: Cường độ kéo, cường độ nén và lực dính bám giữa bê tông và
cốt thép được tăng cường.
Đối với dây thép nhỏ (đường kính 5 ÷ 10 mm) người ta dùng phương
pháp vuốt. Trong phương pháp này, dây thép được kéo qua một lỗ có đường
kính nhỏ hơn dây thép. Mỗi lần vuốt giảm khoảng 10% tiết diện dây. Số lần
vuốt phụ thuộc vào yêu cầu sử dụng, nhưng để đảm bảo tính dẻo và dai, thì
sau lần vuốt thứ 4, 5 phải ủ thép một lần. Dây thép vuốt nguội có thể dùng làm
cốt thép trong bê tơng dự ứng lực, làm dây cáp v.v... Gia công nguội là một
biện pháp tiết kiệm kim loại.
Gia cơng (rèn, cán) nóng (biến dạng nóng) là hình thức làm kim loại
biến dạng ở trạng thái nóng...
Đối với thép các biến dạng ở nhiệt độ trên 650-700 oC là biến dạng nóng,

nhưng để đảm bảo đủ độ dẻo cần thiết, thường biến dạng được thực hiện ở
nhiệt độ cao hơn nhiều.
Cán là phương pháp gia cơng ép nóng qua máy. Do cán liên tục nhiều
lần mặt cắt của thép dần dần được cải biến đúng với hình dạng và kích thước
u cầu. Các loại thép hình dùng trong xây dựng được chế tạo bằng phương
pháp cán.
Rèn là phương pháp gia nhiệt đến trạng thái dẻo cao, dùng búa đập
thành cấu kiện có hình dạng nhất định. Rèn có thể thực hiện bằng tay hoặc
bằng máy.
Thép cán và rèn có cấu tạo tương đối tốt và tính năng cơ học cao.
1.2.VẬT LIỆU CAO PHÂN TỬ (Polimer)
1.2.1. Khái niệm chung :
Vật liệu cao phân tử ( chất dẻo) là những chất do các hợp chất hữu cơ
cao phân tử tạo thành. Vật liệu cao phân tử đang đóng vai trị quan trọng
trong các ngành cơ khí chế tạo và xây dựng. Các vật liệu cao phần tử đang dần
dần thay thế các vật liệu truyền thống như kim loại, gỗ, đá...
1.2.2. Nhựa tổng hợp (polime):
Các polime đóng vai trị chất kết dính trong vật liệu chất dẻo, chúng
được phân loại theo phương pháp chế tạo :
6


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
- Nhựa trùng hợp tạo thành do phản ứng trùng hợp các đơn phân liên
kết thành các polime mà không tách ra các sản phẩm phụ. Phần lớn nhựa
trùng hợp có đặc tính mềm khi chịu nóng và rắn chắc trở lại khi gặp lạnh, tan
trong dung môi hữu cơ . Đây là tính chất của nhựa nhiệt dẻo hóa.
-Nhựa trùng ngưng tạo thành do các phản ứng trùng ngưng, trong đó
một số hợp chất đơn giản tạo thành phân tử phức tạp và tách ra các sản
phẩm phụ (như nước, amơniắc, v.v...) Hầu hết các sản phầm trùng ngưng có

những đặc tính q báu như: khi nung nóng vẫn có trạng thái rắn chứ không
chảy lỏng, không tan trong các dung mơi cịn gọi là nhựa nhiệt hố rắn. Loại
nhựa này có cường độ, độ cứng và khả năng chịu nhiệt tốt hơn nhựa nhiệt dẻo.
1.2.2.1. Một số nhựa trùng hợp :
Pôlyêtylen ( - CH2 - CH2 - )n
- Chế tạo: pôlyêtylen bằng cách trùng hợp êtylen CH 2 = CH2 sản xuất từ
than đá hay khí đốt
- Tính chất: là nhựa trong suốt, ổn định hóa học, cách điện, có cường độ
cao, dễ hàn và dễ gia cơng; có nhược điểm dễ lão hoá, kém chịu nhiệt, dễ cháy
và độ cứng nhỏ.
- Sử dụng: thường dùng làm màng mỏng chống thấm cho cơng trình,
sản xuất giấy gói, vải gỗ dán, bọc dây điện v.v...
Polyvinylclorua ( - CH2 - CHCl - )n
- Chế tạo: Polyvinylclorua (PVC) bằng cách trùng hợp clorua vinyl
(CH2 = CHCl).
- Tính chất : nhựa có cường độ cao, chống thấm tốt, khó bắt lửa, ổn định
hóa học với kiềm và axit, khả năng trộn với chất độn lớn, dễ tạo hình và dễ
hàn dán; nhựa có nhược điểm kém chịu nhiệt và và khả năng dính bám vào
một số vật liệu thấp.
- Sử dụng : nhựa PVC thường được dùng làm tấm sàn, tấm chống thấm,
tấm trang trí, đường ống và phụ tùng dùng cho nơi chịu tác dụng ăn mịn.
Pơlistirơn (- CH2 - CHC6H5 - )n
- Chế tạo: Pôlistirôn được tiến hành bằng cách trùng hợp stirơn
(CH2=CHC6H5) có chất xúc tác.
- Tính chất : có khả năng ổn định hóa học cao, cách điện và ổn định với
nhiệt.
- Sử dụng: sản xuất tấm ốp, màng mỏng có tính đàn hồi, ống chịu axit,
chất dẻo xốp, v.v...
7

Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
Ngoài các nhựa trùng hợp đã nêu trên, còn sử dụng nhiều loại khác
như : pôlyizôbutylen, pôlyvinyl axêtat , v.v...
1.2.2.2. Một số nhựa trùng ngưng :
a/Phênon foócmanđêhyt
- Chế tạo: sản xuất bằng cách trùng ngưng phênon (C 6H5OH) và
foocmanđêhyt (CH2O) (còn gọi là anđêhyt foocmic), sản phẩm phụ tách ra là
nước (H2O), khi phản ứng xảy ra trong môi trường axit và thừa phênon nhận
được nhựa nhiệt dẻo mà phân tử có cấu trúc mạch thẳng, cịn khi phản ứng
xảy ra trong mơi trường kiềm và có chất xúc tác là amôniắc (NH 3) hay
hyđrôxyt natri (NaOH) sẽ được loại nhựa nhiệt hoạt mà phân tử có cấu trúc
mạng khơng gian.
- Tính chất: có khả năng trộn chất độn lớn, tính bền cơ học cao, chịu
nước, cách điện.
- Sử dụng: dùng nhiều trong cơng nghiệp gỗ dán. urê foocmanđêhyt
(cịn gọi là nhựa cacbamit)
- Chế tạo: bằng cách đem trùng ngưng urê (CO(NH 2)2) cịn gọi là
cácbamit và fcmanđêhyt (CH2O).
- Tính chất: so với phênon fcmanđêhyt thì nhựa urê foocmanđêhyt tốt
hơn vì khơng có màu, bền với tác dụng của ánh sáng, khơng có mùi và rẻ hơn
song nó lại kém hơn về mặt chịu nhiệt, chịu nước và chịu axit.
- Sử dụng : keo dán gỗ, vecni v.v...
Ngồi ra cịn nhiều loại nhựa trùng ngưng khác nữa như : phênon
fuafurôn pôlyerte, pơly amit, pơlyvinyl axêtat.v.v...
b/ Epoxy:
Epoxy là loại nhựa chính dùng trong xây dựng, nó là nguyên liệu cho
keo dán, vữa sửa chữa, bê tông polime và các loại vật liệu chất dẻo khác.
Epoxy là nhựa trùng ngưng hai hợp chất hữu cơ trong đó có một hợp
chất là gốc epoxy (C - O - C) và một chất có chứa nguyên tử H linh động

(thường là phênol cao phân tử).
Công thức epoxy mạch thẳng như sau:
CH2 - CH - CH2 - Rn - CH2 - CH - CH2
O
O
trong đó Rn là yếu tố tái tạo mơi trường liên kết
Đặc tính của epoxy như sau : γa = 1,28; nhiệt độ ổn định 80 - 100 oC;
giới hạn đàn hồi 10 - 30MPa; giới hạn bền : Rk = 40 - 100 MPa, Rn = 70 160MPa, Ru = 60 - 130 MPa.
8


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
Có khả năng liên tốt với thép, bê tông , gỗ..., ổn định với hóa học và
nước. Kém ổn định với tác dụng của ánh sáng mặt trời.
Các loại epoxy thường dùng ED5, ED6, ED20, ED40 (Nga) và keo E
của Thụy sĩ, Mỹ.
Tuy vậy vì giá thành của epoxy đắt nên thường được pha thêm các chất
độn để chế tạo epoxy nhiều thành phần để có giá thành thấp hơn.
1.2.3. Các tính chất của chất dẻo :
1.2.3.1. Cường độ:
Cường độ của chất dẻo khá đa dạng phụ thuộc vào loại chất dẻo. Vật
liệu làm tường bao cần có độ dai cao. Với các vật liệu làm kết cấu chịu lực cần
đáp ứng khả năng sản xuất cấu kiện chịu lực: chất dẻo dùng chất độn bột hay
sợi có cường độ nén 120 - 160MPa và cường độ uốn 40 - 60MPa, chất dẻo
dùng chất độn dạng tấm có cường độ cao, thí dụ như tấm CBAM (chất độn
dạng sợi thuỷ tinh) có cường độ kéo 480 - 950MPa và cường độ nén 420 MPa.
Sợi cácbon có cường độ chịu kéo đến 2000MPa.
Cường độ chịu nén của chất dẻo khơng độn thí nghiệm trên mẫu 2x2x2
cm tuổi 6, 12 giờ và 3 ngày. Các loại vữa và bê tông pôlime xi măng thí
nghiệm như vữa và bê tơng thường .

1.2.3.2. Tính chất vật lý :
- Khối lượng riêng của polimer biến đổi trong phạm vi rất rộng tuỳ theo
dạng chất độn và cấu trúc 15 - 2000 kg/m3.
- Tính dẫn nhiệt tốt, loại đặc có λ = 0,2 - 0,6 kcal/mo.C.h cịn loại rỗng
có λ = 0,026 kcal/mo.C.h.
- Khả năng chống mài mịn tốt nên thích hợp cho việc dùng làm vật liệu
lát sàn. Có khả năng chống rung; có hệ số ma sát lớn khi hơng có dầu mỡ .
- Ổn định hóa học tốt nên có thể dùng trong cơng trình dẫn nước và bể
chứa chất lỏng ăn mịn.
- Bền mầu nên không phải sơn nhiều lần.
- Dễ hàn, dán nên rất thuận tiện khi thi công.
- Một số loại chất dẻo trong suốt (pơlystirơn, v.v...) dùng làm kính hữu
cơ có các đặc trưng cơ học quý, v.v...
1.2.4. Vật liệu xây dựng chất dẻo
1.2.4.1. Các vật liệu bao che :
Vật liệu làm kết cấu bao che như tường, trần, vách ngăn là những vật
liệu chiu lực không lớn, mỏng, giá thành không cao như : ván gỗ ép, tấm lát
trần, vải dán tường v.v...
9


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
1.2.4.2. Chất dẻo làm nền, lợp
Các chất dẻo này thường có gốc là Linolêin, PVC, Nitroxenluloo,
Linôlêin cao su ở dạng tấm hoặc cuộn, vải Gleptan, vải Renlin v.v...
Kích thước chuẩn theo ISO (tiêu chuẩn quốc tế) là 10 x 10; 15 x 15; 20
x 20cm ; δ = 1,25 - 6mm. Các cuộn có b = 1,5 - 3,0m ; L = 8 - 20m ; δ = 1,5 3,0mm.
Các chất dẻo trên thường có màu sắc đẹp, đa dạng, bền nước, dung mơi
hữu cơ và khó cháy, chịu mài mịn tốt.
Chất dẻo lợp thường chống nước tuyệt đối, có cấu tạo dạng tấm thẳng

hoặc lượn sóng dài 8 - 16m; dày 0,5 - 2mm. Các vật liệu chống thấm cho mặt
đường, nền nhà, mặt cầu thường ở dạng vải có chiều dày nhỏ. Tùy theo cơng
trình có thể cho nước thấm qua hoặc cách nước tuyệt đối.
1.2.4.3. Chất dẻo chịu lực
Các chất dẻo chịu lực thơng thường đều có gốc epoxy, chất độn là sợi
thuỷ tinh và cao cấp hơn là sợi cácbon.
1.2.4.3.1. Chất dẻo thủy tinh
Chất dẻo thuỷ tinh gồm có polime và chất độn là sản phẩm thuỷ tinh.
Theo dạng chất độn thuỷ tinh, chất dẻo thuỷ tinh được phân làm 3
nhóm. Nhóm sợi thuỷ tinh (sợi thẳng liên tục xếp thành từng lớp theo chiều
dày vật liệu). Nhóm sợi thuỷ tinh được cắt ngắn và dàn thành tấm thảm hoặc
trải ra bằng cách phun. Nhóm sợi thuỷ tinh ở dạng vải gai (tectôlit).
Sợi thuỷ tinh dị hướng - CBAM - là một dạng chất dẻo sợi thuỷ tinh
thuộc nhóm A được sản xuất bằng cách đặt và kéo căng các sợi thủy tinh song
song với nhau đồng thời phun chất kết dính lên để tạo thành tấm sợi thuỷ tinh.
CBAM có thể gồm một số lớp, tấm đặt vng góc với nhau.
CBAM có kích thước rộng đến 50cm và dày 1 - 30mm. Tính chất cơ
học của nó phụ thuộc vào dạng polime, chiều dày sợi thuỷ tinh, tỷ lệ polime và
chất độn, sự phân bố của sợi và phương pháp phân bố các lớp kết cấu. Tính
chất cơ lý của CBAM như sau : khối lượng thể tích từ 1,9 - 2,0g/cm 3; cường
độ chịu kéo 450MPa, chịu nén 400MPa, chịu uốn 700MPa; độ dai va đập 500
kG.cm/cm2; độ cứng (theo phương pháp Brinen) 55.
Chất dẻo thuỷ tinh nhóm A được sử dụng cho bộ phận chịu lực của trần
3 lớp, các kết cấu bao che, cũng như làm cốt cho bê tông. Các tấm chất dẻo
thủy tinh trên cơ sở sợi thuỷ tinh thấm epoxy có thể thể thay thế cho các cốt
thép cường độ cao của bê tông.
10


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn

Chất dẻo thủy tinh trên cơ sở sợi thuỷ tinh ngắn (nhóm B) được sản
xuất bằng cách phun hoặc ép tấm thuỷ tinh.
Theo phương pháp phun, sợi thuỷ tinh cắt ngắn với chiều dài 25 50mm được trộn với polime, phun lên mặt khuôn thành lớp mỏng. Khi dùng
polime đông rắn nguội thì sản phẩm được tạo hình ở nhiệt độ bình thường, cịn
khi dùng polime rắn nóng thì phải tạo hình ở nhiệt độ đóng rắn của polime.
Việc sản xuất chất dẻo thuỷ tinh bằng cách ép lớp thuỷ tinh tiến hành
như sau: Nguyên liệu (khối thuỷ tinh hình cầu) được đổ vào lò nấu. Khi chảy
lỏng được lấy ra theo khn kéo, rồi nhờ luồng khí nóng phun tung tóe thành
những sợi mảnh. Trong khi các sợi cịn lơ lửng tự do thì được tẩm ngay trong
màn sương mù polime, sau đó được lắng dần trên băng truyền chuyển động
liên tục, tạo thành một tấm dày 0,5 - 2mm.
Chất dẻo thuỷ tinh nhóm B dùng để chế tạo các bộ phận bao che và
tường ngăn cho ánh sáng đi qua, các cửa trên tường để lấy ánh sáng và giữ
nhiệt, cửa mái lấy ánh sáng, cũng như để cấu tạo lớp ngồi panen cho các
cơng trình dễ bị xâm thực hóa học.
Tectơlít (nhóm C) được sản xuất từ vải thuỷ tinh với các kiểu dệt khác
nhau. Đem vải thuỷ tinh đã được tẩm polime sấy khô, cắt thành tấm rồi xếp
thành từng chồng. Mỗi chồng được đặt vào 2 tấm kim loại rồi cho vào máy ép
nóng.
Tectơlít có mác khác nhau tùy thuộc vào chiều dày của sợi, kiểu vải,
hàm lượng và loại chất kết dính. Kích thước thường gặp của nó : (1400 2400) x (650 - 1000) x (0,5 - 8)mm.
Các chỉ tiêu cơ lý của tectơlít : khối lượng thể tích 1,8g/ cm 3; độ hút
nước 1,5 - 3%; độ dai va đập 600 kG.cm/cm2.
Tectơlít độ bền nhiệt cao, độ hút nước không đáng kể (một số có độ bền
nước tuyệt đối), độ bền hóa học cao. Nó có thể trong suốt (cho 85% ánh sáng
đi qua), nửa trong suốt (cho 60% ánh sáng đi qua) và khơng trong suốt; có
màu hoặc khơng có màu. Chất dẻo thuỷ tinh có thể dùng chế tạo lớp ngồi và
các chi tiết của panen tường 3 lớp và các cơng trình địi hỏi kỹ thuật và độ bền
cao.
1.2.4.3.2. Chất dẻo sợi các bon :

Chất dẻo sợi các bon được nghiên cứu từ năm 1989 và đã thành công
vào những năm 1995 - 1996.
Vật liệu chất dẻo sợi các bon được chế tạo trên cơ sở keo epoxy và sợi
các bon - vật liệu dạng tấm có cường độ cao và có mơ đun đàn hồi tương
11


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
đương với bê tông, được dùng để dán lên bê tông thay thế phần cốt thép đã bị
rỉ và thay thế vật liệu thép trong một số kết cấu đặc biệt.
Chất dẻo cácbon có ký hiệu: SS12, S1012, S1212 (Thụy sĩ) chiều rộng
tấm : 5, 6, 8, 10, 12 cm; dày 1,2 - 1,4 mm; hoặc M614, M1214 có chiều rộng
6, 9, 12cm; dày 1,4mm hoặc H 514.
Điểm đặc biệt của loại tấm các bon là đã có mơ đun đàn hồi :
155.000(loại S) đến 300.000 N/mm2 (loại H).
Đặc tính kỹ thuật của vật liệu các bon là : màu đen, có thành phần
cácbon > 68%; ρa = 1,6 g/cm3; nhiệt độ khai thác >150oC; mô đun đàn hồi :
155.000 - 300.000 N/mm2; cường độ : 1400 đến 2400 N/mm2.
Tấm sợi các bon là vật liệu mới cịn rất có triển vọng khi dùng để sửa
chữa các cơng trình bê tơng đặc biệt trong các môi trường đặc biệt. ở Châu âu
năm 1998-1999 đã bắt đầu chế tạo các cầu có nhịp 10-12 m hoàn toàn bằng
tấm sợi cacbon.

1.3. VẬT LIỆU GỐM
1.3.1.Khái niệm chung
Gốm là loại vật liệu gồm các O xit kim loại được nghiền với độ mịn cao
được ép trong các khn và được nung nóng ở nhiệt độ cao
Trong quá trình nung vật liệu được biến đổi lý hố nên sản phẩm có
thành phần và tính chất khác với nguyên liệu ban đầu.
Sản phẩm gốm rất đa dạng về chủng loại và tính chất.

Theo cơng dụng gốm có thể chia ra các loại: dụng cụ ăn uống, vật liệu
xây dựng, vật liệu cho trang thiết bị điện…
Theo mức độ rỗng của sản phẩm có thể chia ra 2 loại: loại đặc là gốm
có độ hút nước theo khối lượng bé hơn 5 % , loại rỗng là gốm có độ hút nước
theo khối lượng lớn hơn 5 %.
Gốm cũng có chia theo loại tráng men và khơng tráng men.
1.3.2. Tính chất của vật liệu gốm thơng thường :
Tính chất gốm phụ thuộc nhiều vào quy trình cơng nghệ chế tạo gốm.
đối với gốm dân dụng gốm có các tính chất :
- Độ cứng cao, chịu được mài mịn nhưng dòn dễ vỡ
- Cách điện và cách nhiệt. Sở dĩ như vậy vì khơng có nhiều điện tử tự
do. Phonon chịu trách nhiệm chủ yếu trong dẫn nhiệt. Phonon vận chuyển
năng lượng nhiệt không hiệu quả như điện tử tự do, chúng dễ bị tán xạ bởi các
khuyết tật.
- Gốm dân dụng là loại vật liệu có tính chất đồng nhất và đẳng hướng.
Các vật liệu gốm dùng trong dân dụng và trong xây dựng là các hóa chất chủ yếu ở
dạng ơxít, được sử dụng trong cơng nghiệp gốm sứ. Chúng có thể phân loại một cách
tương đối thành các phân nhóm sau:
12


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
• Các chất trợ chảy: Là các hóa chất khi thêm vào trong men/thủy tinh thì có tác
•
•
•
•

•

dụng chủ yếu là giảm nhiệt độ nóng chảy của men/thủy tinh.
Các chất tạo thủy tinh: Là các chất khi tham gia vào thành phần của men có tác
dụng chủ yếu là tạo ra thủy tinh.
Các chất tạo màu: Là các hóa chất khi thêm vào trong men/thủy tinh có tác dụng
chủ yếu là tạo ra các màu sắc hay các gam màu nhất định cho men/thủy tinh.
Các chất tạo độ mờ: Là các hóa chất khi thêm vào trong men/thủy tinh có tác dụng
chủ yếu là tạo ra các độ mờ nhất định cho các màu men/thủy tinh.
Các chất mất đi khi cháy: Là các chất khi bị nung ở nhiệt độ cao sẽ bị phân hủy và
thốt ra ở dạng khí. Tuy nhiên, chúng có thể tham gia vào một số phản ứng hóa học
phức tạp mà cơ cấu hoạt động cịn chưa được tìm hiểu kỹ.
Các chất khác: Là phân nhóm chứa các chất có mặt trong men ở tỷ lệ phần trăm rất
nhỏ (dạng dấu vết). Tuy nhiên, sự phân loại này khơng hồn tồn chính xác, do vai
trị của một hóa chất nhất định cịn phụ thuộc vào mơi trường lị nung (ơxi hóa, khử
hay trung tính), vào sự có mặt của các hóa chất khác cũng như nhiệt độ nung v.v.

1.3.3. Các loại gốm đặc biệt
Gốm là loại vật liệu có cấu trúc tinh thể bao gồm các hợp chất giữa kim
loại và á kim như: kim loại với oxi (các oxit), kim loại với nitơ (các nitrua),
kim loại với cacbon (các cacbua), kim loại với silic (các silixua), kim loại với
lưu huỳnh (các sunfua)... Liên kết chủ yếu trong vật liệu gốm là liên kết ion,
tuy nhiên cũng có trường hợp liên kết cộng hố trị đóng vai trị chính.
1.3.3.1. Các tính chất đặc biệt
Vật liệu gốm có nhiều đặc tính q giá về cơ, nhiệt, điện, từ, quang,... do
đó đóng vai trị quan trọng trong hầu hết các ngành cơng nghiệp.
Về đặc tính cơ, vật liệu gốm có độ rắn cao nên được dùng làm vật liệu
mài, vật liệu giá đỡ...
Về đặc tính nhiệt, vật liệu gốm có nhiệt độ nóng chảy cao, đặc biệt là
hệ số giãn nở nhiệt thấp nên được dùng làm các thiết bị địi hỏi có độ bền
nhiệt, chịu được các xung nhiệt lớn (lót lị, bọc tàu vũ trụ... )
Về đặc tính điện, độ dẫn điện của vật liệu gốm thay đổi trong một phạm

vi khá rộng từ dưới 10 Ω −1cm −1 đến 10−12 Ω −1cm −1 Có loại vật liệu gốm trong đó
phần tử dẫn điện là electron như trong kim loại, cũng có loại vật liệu gốm
trong đó ion đóng vai trị là phần tử dẫn điện. Do đó ta có thể tổng hợp nhiều
loại vật liệu gốm kỹ thuật điện khác nhau như gốm cách điện, gốm bán dẫn
điện, gốm siêu dẫn điện,...
Đặc tính từ của vật liệu gốm rất đa dạng. Ta có thể tổng hợp được gốm
nghịch từ, gốm thuận từ, gốm sắt từ, gốm phản sắt từ với độ từ cảm thay đổi từ
0 đến 10 và phụ thuộc rất đa dạng vào nhiệt độ cũng như từ trường ngồi.
Về đặc tính quang, ta có thể tổng hợp được các loại vật liệu có các tính
chất quang học khác nhau như vật liệu phát quang dưới tác dụng của dòng
điện (chất điện phát quang), vật liệu phát quang dưới tác dụng của ánh sáng
(chất lân quang) hoặc các loại gốm sử dụng trong thiết bị phát tia laze.
1.3.3.2. Sự phụ thuộc tính chất vào trạng thái cấu trúc
13


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
Tính chất vật liệu gốm không phải chỉ phụ thuộc vào thành phần hoá
học (độ nguyên chất, lượng và loại tạp chất có trong đó) mà phụ thuộc khá
nhiều vào trạng thái cấu trúc của nó:
- Đơn tinh thể có cấu trúc lớn
- Dạng bột có cấp hạt xác định (nanơ, micrơ, mili,... )
- Dạng sợi có kích thước xác định (micrô, mili,... )
- Khối đa tinh thể thiêu kết từ bột
- Dạng màng mỏng có độ dày rất bé cỡ nanơ, micrơ, mili
Ví dụ cùng thành phần hố học là nhôm oxit nhưng sản phẩm dưới dạng khối
đơn tinh thể α -Al2O3 thì rất trơ về hố học, có độ rắn cao được dùng làm đá
quý (khi có lẫn một lượng tạp chất nào đó), làm kim đĩa hát, làm các ổ gối đỡ.
Nếu sản phẩm dưới dạng vật liệu xốp γ - Al2O3 thì có dung tích hấp phụ
lớn được dùng làm chất mang xúc tác. Nếu sản phẩm dưới dạng màng mỏng

có độ bền hố học cao được dùng để phủ gốm. Nếu sản phẩm dưới dạng sợi
được dùng làm cốt cách nhiệt cho gốm kim loại.
Nếu sản phẩm dưới dạng bột α -Al2O3 hoặc bột α -Al2O3 rồi tiến hành
thiêu kết thành khối thì được dùng làm vật liệu cắt gọt, bột mài...
Bảng 1 cho thấy tuỳ theo cấu trúc mà vật liệu gốm có những tính chất
khác nhau, được dùng vào các lĩnh vực khác nhau.
Bảng 1.
Dạng và lĩnh vực ứng dụng của một số loại gốm
Dạng

Al2O3
Đá quý,
kim đĩa
hát, ổ
gối giá
đỡ

TiO2
Đá quý, ổ
gối đĩa

BaTiO3

Vật liệu
kết khối
hoặc
thuỷ tinh

Giá đỡ vi
mạch , vật

liệu hấp phụ
ánh
sáng,
vật liệu cắt
gọt, vật liệu
chịu lửa bền
ăn mòn

Dụng cụ
bền ăn
mòn, pin
điện trở

Tụ điện, áp
điện, hoả
điện
hằng số điện
môi ε cỡ vài
102 đến 103

Vật liệu
xốp

Chất hấp
thụ, chất
mang xúc
tác

Chất
mang

xúc tác

Màng
mỏng

Phủ gốm

Màng
phản
nhiệt cho
thuỷ tinh

Đơn
tinh thể

SiO2

C

Máy
phát

Đá quý,
kim
cương

Thuỷ
tinh
tấm

Dụng cụ
cắt gọt

Dạng vơ
định hình
làm chất
hấp phụ

Tụ điện,
bộ
phận
hãm
14


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
sóng đàn
hồi bề
mặt
Sợi

Cốt cách
nhiệt cho
gốm kim
loại

Cách
nhiệt
bền nhiệt

Bột

Bột mài,
vật liệu
cắt gọt

Sợi
thuỷ
tinh
dẫn
ánh
sáng

Mỹ phẩm
trắng

Sợi
cácbon

Bột mài
(kim
cương)
bơi
trơn,than
chì

1.3.3.3. Phương pháp tổng hợp vật liệu gốm đặc biêt
Có nhiều phương pháp tổng hợp vật liệu gốm, mỗi phương pháp cho
phép tổng hợp được ưu tiên dưới những dạng sản phẩm khác nhau (đơn tinh
thể có kích thước lớn, bột đa tinh thể có cấp hạt xác định (nanơ, micrơ, mili),

màng mỏng, dạng sợi...). Do đó xuất phát từ lĩnh vực sử dụng, từ yêu cầu dạng
sản phẩm, điều kiện phịng thí nghiệm ta lựa chọn phương pháp thích hợp.
Vật liệu gốm đã góp phần đặc biệt quan trọng đối với sự phát triển của
mọi ngành khoa học kỹ thuật và công nghiệp cuối thế kỷ XX như công nghệ
vật liệu xây dựng, công nghệ chế tạo máy, giao thông vận tải, công nghệ thông
tin, kỹ thuật điện, từ, quang, cơng nghệ chinh phục vũ trụ... Đến lượt mình,
nhờ sự phát triển đặc biệt nhanh chóng của khoa học kỹ thuật và cơng nghệ
cuối thế kỷ XX, nó đã góp phần cho việc xây dựng nhiều phương pháp hiện
đại để tổng hợp được nhiều dạng vật liệu mới có cấu trúc và tính chất đặc biệt.
Có nhiều cách phân loại phương pháp tổng hợp vật liệu gốm như:
Dựa vào sản phẩm phân thành:
- Tổng hợp vật liệu gốm dưới dạng bột (nanô, micrô, mili,... );
- Thiêu kết bột gốm thành linh kiện mong muốn;
- Tổng hợp vật liệu gốm dưới dạng màng mỏng;
- Tổng hợp vật liệu gốm dưới dạng sợi.
Dựa vào điều kiện kĩ thuật phân thành:
- Phương pháp sử dụng nhiệt độ cao;
- Phương pháp tổng hợp dưới áp suất cao;
- Phương pháp tổng hợp có sử dụng pha hơi...
15


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
Một số gốm đặc biệt như PZT có các tính chất đặc biệt như áp điện (sóng
cơ học gây nên điện trường trong lòng chất áp điện và ngược lại) và từ giảo
( khi từ trường trong lòng vật liệu thay đổi thì xuất hiện các vùng nén dãn).
Các vật liệu này được sử dụng làm các đầu thu phát các dao động cơ
được sử dụng trong kỹ thuật điện.
Sau đây là một số thông số loại gốm áp điện PZT-4
Gốm

Độ cứng( 1010 N/m2)

Lớp
C11

PZT-4 6mm
Gốm
PZT-4

lớp
6mm

13,9

C12

7,8

C13

7,4

Mật độ

C33

C44

11,5

2,56

Các hằng số áp điện
e15
e31
e33
12,7
-5,2
15,1

103kg/m3

7,5

Hằng số điện môi
ε S 11

ε S 33

650

560

1.4.VẬT LIỆU SƠN
1.4.1. Khái niệm chung
Vật liệu sơn là vật liệu dạng lỏng có thành phần chính là dung mơi,
dầu sơn và các chất tạo màu. Sơn là vật liệu chính để bảo vệ chống rỉ cho kim
loại, chống ẩm và phòng mục cho gỗ, bảo vệ các thiết bị chống tác dụng phá
hoại của hóa chất và mơi trường, đảm bảo điều kiện khai thác và tuổi thọ cho

các phương tiện cơng trình xây dựng, giao thơng vận tải.
Ở Việt nam có nhiều ngun liệu làm sơn như sơn ta, dầu thực vật
v.v..., Việt nam đã chế tạo nhiều loại sơn có giá trị. Các loại sơn ngoại nhập ở
Việt nam rất phong phú và đa dạng.
Sơn là vật liệu sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực xây dựng (sơn thép,
gỗ, bàn nghế, nhà cửa và các đồ dùng trong sinh hoạt), giao thông vận tải (sơn
cầu, vạch dẫn đường, các phương tiện giao thơng), cơ khí (sơn máy móc, thiết
bị), cơng nghiệp nhẹ (sơn vải, hàng hóa), trong cơng nghiệp điện (sơn cách
điện và bảo vệ cho máy móc thiết bị điện).
Để đảm bảo tuổi thọ và chất lượng trang trí, sơn cần phải thoả mãn các
yêu cầu chính sau : mau khơ (khơng muộn hơn 24 giờ sau khi sơn), tính co
giãn tốt, có độ bền cơ học cao, chịu được va chạm, bền thời tiết, bền đối với
tác động của tia tử ngoại, tính dính bám cao vào vật liệu được sơn, có mặt
nhẵn bóng, màu sắc phù hợp, v.v... Ngồi ra, sơn đặc biệt phải có độ cách
điện, cách âm, bền nhiệt và bền hóa học, đảm bảo điều kiện vệ sinh.
16


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
Sơn được phân ra : sơn, vecni và các vật liệu phụ. Sơn dùng để tạo ra
lớp màu không trong suốt có tác dụng bảo vệ. Cịn vecni thì trong suốt và phủ
trang trí lần cuối cùng lên bề mặt sơn. Vật liệu phụ (matit bồi mặt, sơn lót,
matit gắn) để chuẩn bị bề mặt sơn. Tùy theo thành phần sơn có các loại sơn
sau : sơn dầu, sơn tổng hợp, sơn silicát, sơn polime.
1.4.2. Thành phần của sơn
Thành phần của sơn gồm có chất kết dính (chất tạo màng), chất tạo
màu, chất độn và dung mơi.
1.4.2.1. Chất kết dính
Chất kết dính là thành phần chính của sơn, quyết định độ quánh, cường
độ, độ cứng và tuổi thọ của sơn. Tùy thuộc vào yêu cầu về độ dính bám với

vật sơn, chọn chất kết dính là : polime (trong sơn polime, sơn men), cao su
(trong sơn cao su), xenlulo dẫn suất (trong sơn nitro), dầu thực vật (trong sơn
dầu), keo động vật và keo cazein (trong sơn dính), chất kết dính vô cơ (trong
sơn vôi, sơn xi măng, sơn silicát).
Việc sử dụng polime tổng hợp trong sơn, vecni và dung môi hóa học
trong hỗn hợp với dầu thực vật hoặc xi măng. Cho phép giảm đáng kể lượng
dầu sơn và có thể sản xuất loại sơn có tuổi thọ và hiêụ quả kinh tế cao.
Nguyên liệu chủ yếu của công nghiệp sơn là nhựa thiên nhiên và dầu
thực vật. Dầu sơn là chất kết dính được sản xuất từ dầu khơ. Sau khi rắn chắc
trong những lớp mỏng nó có khả năng hình thành một màng có tính dẻo. Dầu
sơn có 3 loại: dầu nguyên thể, dầu bán nguyên thể và dầu nhân tạo (tổng hợp).
Dầu ngun thể cịn có 2 dạng : dầu oxy hóa và dầu trùng hợp. Dầu oxy hóa
được chế tạo từ dầu lanh, dầu gai.
Dầu bán nguyên thể được chế tạo từ dầu trùng hợp, dầu oxy hóa trộn
với loại dầu đặc biệt khác.
Dầu tổng hợp khơng chứa dầu thực vật hoặc có nhưng hàm lượng
khơng vượt quá 35%.
Trong số những loại dầu nhân tạo thì dầu gliptan, dầu đá phiến thạch,
dầu xinton, etinon, dầu cumaron - inđen được sử dụng rộng rãi hơn cả.
Keo là loại chất kết dính của loại sơn dính tan trong nước dùng cho sơn
lót và matit gắn, và cũng có thể làm chất ổn định khi chế tạo sơn và nhũ
tương. Có nhiều loại keo : keo động vật, keo thực vật, keo nhân tạo và keo
tổng hợp. Keo động vật có những loại : keo da, keo xương và keo cazêin. Keo
thực vật có 2 loại: đextrin và bụi xay xát. Keo nhân tạo là dung dịch keo trong
nước, nó thường ở dạng hỗn hợp cacboxyl - metyl - xenlulo và metyl 17


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
xenlulo. Keo polime là loại nhựa tổng hợp có khả năng dính bám cao. Để chế
tạo keo polime người ta dùng nhựa polivinylaxetat.

1.4.2.2. Chất tạo màu và chất độn :
Chất tạo màu và chất độn là những chất vô cơ hoặc hữu cơ nghiền mịn,
khơng tan hoặc ít tan trong nước và cả trong dung môi hữu cơ, dùng để cải
thiện tính chất và tăng tuổi thọ của sơn.
Mỗi chất tạo màu có một màu sắc riêng và tính chất nhất định. Khả
năng che phủ, khả năng tạo màu, độ mịn, độ bền ánh sáng, tính chịu lửa, độ
bền hóa học, độ ổn định thời tiết là những đặc tính của chất tạo màu.
Bột màu có loại thiên nhiên, loại nhân tạo, vơ cơ và hữu cơ.
Bột khống màu thiên nhiên được chế tạo bằng cách nghiền mịn các
loại vật liệu thiên nhiên. Trong nhóm này gồm có : đá phấn trắng, đất son khô
màu vàng, minium sắt (Fe2O3.FeO) màu nâu hồng có độ bền ánh sáng và
chống ăn mịn cao, môni thiên nhiên khô (bauxit loại màu ánh sáng hoặc loại
tối) có màu hồng, than chì xám, glaucoxit xanh và peoxyt mangan.
Bột khoáng màu nhân tạo nhận được bằng cách gia cơng hóa học các
ngun liệu khống. Trong nhóm này gồm có :
Bột oxyt titan (TiO2) màu trắng, chế tạo từ quạng titan, dùng trong sơn
dính.
Bột kẽm trắng, chế tạo bằng cách làm thăng hoa kẽm cùng với việc oxy
hoá các loại khống chất chứa kẽm. Nó có khả năng che phủ và bền ánh sáng
cao, không độc, dùng trong sơn dầu, sơn men và các loại sơn khác.
Bột chì trắng (2PbCO3.Pb(OH)2), có độ che phủ tốt, bền ánh sáng, bền
kiềm, ở dạng bột thì độc, dùng cho sơn kim loại.
Litopon trắng là hỗn hợp của sunfua kẽm và sunfat bari, kém bền thời
tiết, dùng chủ yếu để sơn phủ các bộ phận bên trong nhà.
Bột kẽm khô màu vàng sáng là hợp chất kép của oxyt crom và oxyt kẽm
với cromat axit kali hoặc natri, có chứa một lượng muối sunfat hoặc clorua
kẽm; dùng cho sơn dầu, và sơn lót kim loại.
Ơxýt crom (Cr2O3) màu xanh, bền với tác dụng của axit, kiềm, ánh sáng
và nhiệt độ, dùng trong nhiều loại sơn.
Muội khí đốt là sản phẩm đốt khí axetylen, rất nhẹ, có khả năng che

phủ và nhuộm màu cao, ổn định với tác dụng của axit và kiềm, dùng trong tất
cả các loại sơn.
Bột màu ở dạng bột kim loại tinh khiết (bột nhôm, bột đồng thau), loại
bột này đặc xong cho loại sơn rất đẹp.
18


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
Chất tạo màu hữu cơ là những chất tổng hợp có nguồn gốc hữu cơ, màu
tinh khiết, có khả năng tạo màu cao, khơng tan hoặc ít tan trong nước và các
dung mơi hữu cơ khác.
Bột màu hữu cơ có tính ổn định kiềm, ổn định ánh sáng thấp.
Chất độn vô cơ không tan trong nước, màu trắng, pha vào sơn nhằm tiết
kiệm chất tạo màu và làm cho sơn có cơ tính tốt hơn. Chất độn thường dùng là
bột than, cát nghiền nhỏ, thạch cao, v.v...
1.4.2.3. Dung môi
Dầu thông, dầu than đá, spirit trắng, etxăng thường được sử dụng làm
dung mơi cho sơn dính dạng nhũ tương.
1.4.2.4. Chất làm khơ
Chất làm khơ làm tăng q trình khơ và cứng (đóng rắn) cho sơn hoặc
vecni. Chất làm khô thường được sử dụng 5-8% trong sơn và 10% trong
vecni. Trong sơn xây dựng hay dùng dung dịch muối chì - mangan của axit
naftalen làm chất làm khơ.
1.4.2.5. Chất pha lỗng
Chất pha lỗng dùng để pha lỗng sơn đặc hoặc sơn vơ cơ khơ. Khác
với dung mơi, chất pha lỗng ln chứa một lượng cần thiết chất tạo màng để
tạo cho sơn có chất lượng cao.
1.4.3. Các loại sơn.
Sơn được chia ra các loại : sơn dầu, sơn men, sơn pha nước, sơn pha
nhựa bay hơi.

1.4.3.1. Sơn dầu :
Sơn dầu là hỗn hợp của chất tạo màu, chất độn được nghiền mịn trong
máy nghiền cùng với dầu thực vật. Sơn dầu được sản xuất ở 2 dạng: sơn đặc
chứa 12 - 25%, còn sơn loãng chứa 30 - 35% dầu (so với khối lượng chất tạo
màu). Độ khơ hồn tồn của sơn dầu ở nhiệt độ 18 - 23 oC không được lớn hơn
24 giờ.
Sơn dầu là loại sơn phổ biến dùng để sơn kim loại, gỗ và bê tông.
1.4.3.2. Sơn men :
Sơn men là huyền phù chất tạo màu vô cơ hoăc hữa cơ với vecni tổng
hợp hoặc vecni dầu. Sơn men chứa nhiều chất kết dính nên mặt sơn dễ bong.
Sơn men có độ bền ánh sáng và độ chống mài mịn tốt, mau khơ, dùng
để sơn kim loại, gỗ, bê tơng, mặt vữa ở phía trong và phía ngồi nhà. Sơn men
ankit, epôxy và urê - fomanđêhyt là những loại sơn phổ biến hiện nay.
19


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
Sơn ankit là huyền phù của chất tạo màu phân tán mịn trong vecni
gliptan, pentaftalat và các loại vecni khác có pha thêm dung mơi và chất làm
khơ. Trong nhóm sơn ankit gồm có nhiều loại sơn với tính ổn định nước,
chống tác dụng của kiềm, độ bền và tuổi thọ khác nhau.
Sơn epoxy là loại huyền phù chất tạo màu trong dung dịch epoxy.
Chúng có độ bền hóa học, bền nước cao, dùng để chống ăn mòn cho kim loại
và gỗ. Huyền phù của chất tạo màu trong nhựa urê - fomanđêhyt tạo ra sơn
cacbamít, có độ bền nước cao dùng để sơn phủ ngoài trang thiết bị. Hiện nay
thế giới hay sử dụng sơn hệ epoxy - urê than hoặc urê - than cải tiến.
1.4.3.3. Nhóm sơn polime - xi măng, sơn silicát :
Trong nhóm này gồm có sơn polime - xi măng, sơn nhũ tương, các loại
sơn và sơn men có nhựa bay hơi. Chúng là hỗn hợp của chất kết dính vơ cơ,
bột màu với các chất phụ gia được hòa vào trong nước đến độ đặc thi công.

Loại sơn này bền kiềm và bền ánh sáng.
Theo dạng chất kết dính, sơn trên nền khống chất được chia ra: sơn
vôi, sơn silicát, sơn xi măng.
Sơn vôi gồm có vơi, bột màu clorua natri, clorua canxi cũng như stiorat
canxi hoặc muối canxi, axit, dầu lanh. Sơn vôi dùng để sơn tường gạch, bê
tơng và vữa cho mặt chính và mặt bên trong nhà.
Sơn silicát được chế tạo từ bột đá phấn nghiền mịn, bột tan, bột kẽm
trắng và bột màu bền kiềm với dung dịch thủy tinh kali hoặc natri.
Sơn
silicát rất kinh tế và có tuổi thọ cao hơn sơn peclovinyl, sơn vôi và sơn cazêin.
Để bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn trong điều kiện ẩm ướt cũng như
trong các dung dịch muối có nồng độ vừa phải và để bảo vệ các chi tiết " chờ"
trong nhà panen cỡ lớn dùng loại sơn bảo vệ đặc biệt. Chúng là huyền phù
của bột kẽm, bột màu trong chất đồng trùng hợp silicát - silicon.
Sơn xi măng là loại sơn có dung mơi là nước. Sơn polime - xi măng
được chế tạo từ chất tạo màu bền kiềm, bền ánh sáng cùng với xi măng và
nhựa tổng hợp.
Sơn polime - xi măng có màu sắc khác nhau phục vụ cho công tác thi
công vào những mùa khác nhau.
1.4.4. Vecni
Vecni dầu có nhựa là dung dịch trong dung môi hữu cơ nguyên thể nhựa ankin hoặc nhựa tổng hợp đã được biến tính bằng dầu khơ, được sử dụng
20


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
quét mặt trong, mặt ngoài đồ gỗ, quét phủ lên sơn dầu màu sáng, pha sơn và
men, tạo lớp phủ bền chống ăn mịn và chế tạo matit, sơn lót.
Vecni tổng hợp khơng có dầu là dung dịch của nhựa trong dung môi
hữu cơ. Trong xây dựng người ta sử dụng rộng rãi loại vecni trên cơ sở urê focmanđêhyt để quét sàn gỗ, gỗ dán, cũng như sàn từ tấm dăm bào ép. Các
loại vecni peclovinyl, inđenclorit được dùng để qt tráng ngồi sản phẩm sơn

dầu nhằm tăng cường tính chống ăn mòn cho sơn.
Vecni bitum và vecni nhựa át phan là dung dịch bitum, nhựa át phan và
dầu thực vật trong dung môi hữu cơ (etxăng hoặc benzen). Vecni bitum có
màu đen hoặc nâu, ổn định với tác dụng xâm thực của axit và kiềm. Vecni
bitum và nhựa át phan dùng để tạo lớp màng chống ăn mòn, ngăn nước, ngăn
hơi, sơn phủ lò nung, sơn bếp hơi v.v...
Vecni alcon và vecni bóng là dung dịch nhựa thiên nhiên hay nhân tạo
trong rượu, có màu sặc khác nhau (vàng, xanh lá cây, xanh da trời, nâu v.v...)
và đựoc dùng để đánh bóng mặt gỗ, che phủ kín và kim loại.
Vecni nitroxenlulo và estexenlulo là dung dịch nhựa estexenlulo trong
dung môi hữu cơ. Để nâng cao chất lượng của vecni gần đây người ta cho
thêm các chất tăng dẻo - nhựa nguyên thể, nhựa nhân tạo hoặc nhựa tổng hợp.
Vecni nitroxenlulo có màu vàng hoặc màu nâu và dùng để quét các sản phẩm
gỗ. Vecni estexenlulo không màu dùng để qt các sản phẩm gỗ có màu hoặc
khơng màu.
1.4.5. Vật liệu phụ
Trong thi công sơn người ta thường dùng những loại vật liệu phụ sau :
matit bồi mặt, matit gắn, sơn lót.
Matit bồi mặt là loại vật liệu hồn thiện dùng để san phẳng mặt sơn.
Tùy thuộc vào loại sơn sử dụng mà người ta dùng những loại matit sunfuric và
phèn, keo và polyvinyl axetat.
Matít gắn là loại bột nhão dùng để gắn kính của sổ, liên kết rãnh soi,
gắn những tấm thép mái. Để lắp kính của sổ thường dùng matit đá phấn, matit
minium chì, matít trắng và matit naftalen chế tạo từ dầu trùng hợp nguyên thể,
bột đá phấn, minium chì hoặc bột chì trắng.
Matit gắn có tính ổn định nước và độ dẻo cao.

21

Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
Sơn lót là loại sơn được chế tạo từ chất tạo màu, chất độn và chất kết
dính. Sơn lót có hai dạng: sơn lót dưới lớp sơn nước và sơn lót dưới lớp sơn
dầu và sơn tổng hợp.
Trong cơng tác hồn thiện, sơn lót được sử dụng để giảm độ rỗng của
mặt sơn, để giảm bớt lượng sơn đắt tiền và làm tốt hơn vẻ bề ngoài của lớp
sơn, để tăng cường khả năng bảo vệ của kim loại khỏi bị ăn mòn, để sơn sơ bộ
kết cấu gỗ và các kết cấu khác, cũng như để tăng cường sức dính bám của lớp
sơn màu với nền sơn.
1.4.6. Sơn bảo vệ kết cấu thép
1.4.6.1. Yêu cầu kỹ thuật :
Các loại sơn bảo vệ cầu thép, kết cấu xây dựng bằng thép trong điều
kiện khí hậu nhiệt đới ngồi trời, chống được sự ăn mòn vật liệu do tác động
thường xuyên theo thời gian của mơi trường có độ xâm thực yếu (kí hiệu là
"la" ) và trung bình (kí hiệu là " ma"). Theo tiêu chuẩn Việt Nam thường dùng
là các bộ sơn chóng khơ, khả năng chống ăn mịn cao, sử dụng vật liệu trong
nước.
Trường hợp cầu thép hoặc bộ phận kết cấu thép được đặt trong mơi
trường có độ xâm thực mạnh (kí hiệu là " ha"), cần có yêu cầu kỹ thuật riêng
để bảo vệ, lựa chọn kĩ các loại sơn đặt biệt chủ yếu dùng sơn nhập ngoại trên
cơ sở epoxy - kẽm - urêthane có kết hợp với các biện pháp điện hóa.
Sơn bảo vệ cầu và kết cấu thép được sản xuất thành bộ. Mỗi bộ gồm từ
hai đến ba loại sơn :
- Sơn lót (lớp trong cùng)
- Sơn phủ (lớp ngăn cách)
- Sơn phủ ngoài cùng, tùy thuộc yêu cầu kỹ thuật và mức độ bảo vệ dầm
cầu thép.
Bộ sơn bảo vệ cầu và kết cấu thép phải đạt yêu cầu kỹ thuật sau :
• Màng sơn phải đạt tính cách ly cao.
• Loại sơn lót phải có độ dính bám cao trên mặt thép, có tính thụ

động cao chống ăn mịn.
• Loại sơn phủ phải bền màu, có độ dính bám cao với lớp lót,
chịu được thời tiết nóng ẩm, chịu bức xạ mặt trời.
• Các lớp của bộ sơn phải tạo thành một màng phủ có đủ chiều
dày bám dính chặt với nhau và bao bọc kín bề mặt thép; ngồi
ra cịn chịu được axit, khí SO2 và một số hóa chất khác.
22


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn

1.4.7.Quy trình sơn
Q trình thi cơng sơn được tiến hành theo các bước sau :
a - Chuẩn bị bề mặt vật liệu : làm sạch dầu, mỡ, rỉ và làm khô bề mặt.
Với kết cấu thép cũ phải đánh rỉ, với kết cấu thép mới có thể làm sạch bằng
phun cát với áp lực để làm sạch.
b - Lớp sơn 1 : thơng thường là lớp sơn lót chống rỉ.
c - Lớp sơn 2 : lớp sơn phủ : lớp sơn này bằng các loại sơn có độ đặc
cao hoặc bằng matit sơn để tạo mặt bằng cho kết cấu.
d - Lớp sơn 3 : lớp sơn tạo màu cho kết cấu.
e - Lớp sơn 4 : lớp làm bề mặt kết cấu bóng, đẹp và là lớp có chất lượng
cao, có thể sơn bằng sơn vecni polime.
Nguyên tắc sơn : Các lớp sơn sau chỉ được thi công sau khi lớp sơn
trước đã khô hẳn.
1.5.VẬT LIỆU COMPOSITE
1.5.1. Khái niệm chung
Vật liệu composite hay composite là vật liệu được tạo nên từ nhiều
thành phần khác khác nhau về bản chất, về hình dạng và về chức năng.
Trong vật liệu composite các vật liệu thành phần được phối hợp chặt chẽ theo
thiết kế đã định trước.

Các vật liệu composite được đề cập trong phần này gồm các thành phần
khác nhau về hóa học và hầu như không tan vào nhau, phân cách bằng các
ranh giới, kết hợp được nhờ các tiến bộ kỹ thuật.
Composite được phân thành 2 nhóm chính: composite tạo hình và
composite cấu trúc. Loại composite cấu trúc chỉ các bán thành phẩm dạng
lớp, dạng tấm 3 lớp được cấu tạo từ vật liệu đồng nhất. Trong chương này
chúng ta chỉ khảo sát vật liệu composite tạo hình.
Loại vật liệu thứ nhất là vật liệu cốt (renfot) ( thường dưới dạng sợi)
như sợi thủy tinh, sợi các bon, sợi thép... và vật liệu thứ hai là chất nền
(matrice); có thể là chất dẻo hoặc kim loại kim loại có độ dẻo cao hoặc chất
có độ cứng cao tùy theo yêu cầu sủ dụng.
Một trong vật liệu composite xây cất thường thấy là bê tơng cốt
sắt trong đó xi măng là chất nền và sắt là vật liệu gia cố . Composite là vật liệu

23


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau tạo lên vật liệu mới có tính năng
hơn hẳn các vật liệu ban đầu, khi những vật liệu này làm việc riêng rẽ.
Những vật liệu composiet đơn giản đã có từ rất xa xưa. Khoảng 5000
năm trước công nguyên con người đã biết trộn những viên đá nhỏ vào đất
trước khi làm gạch để tránh bị cong vênh khi phơi nắng.
Chính thiên nhiên đã tạo ra cấu trúc composite trước tiên, đó là thân cây
gỗ, có cấu trúc composite, gồm nhiều sợi xenlulo dài được kết nối với nhau
bằng licnin. Kết quả của sự liên kết hài hoà ấy là thân cây vừa bền và dẻo- một
cấu trúc composite lý tưởng.
Người Hy Lạp cổ cũng đã biết lấy mật ong trộn với đất, đá, cát sỏi làm
vật liệu xây dựng và ở Việt Nam, ngày xưa truyền lại cách làm nhà bằng bùn
trộn với rơm băm nhỏ để trát vách nhà, khi khô tạo ra lớp vật liệu cứng, mát

về mùa hè và ấm vào mùa đông...
Mặc dù composite là vật liệu đã có từ lâu, nhưng ngành khoa học về vật
liệu composite chỉ mới hình thành gắn với sự xuất hiện trong công nghệ chế
tạo tên lửa ở Mỹ từ những năm 1950. Từ đó đến nay, khoa học cơng nghệ vật
liệu composite đã phát triển trên toàn thế giới và có khi thuật ngữ "vật liệu
mới" đồng nghĩa với "vật liệu composite".
1.5.2.Thành phần và cấu tạo
Nhìn chung, mỗi vật liệu composite gồm một hay nhiều pha gián đoạn
được phân bố trong một pha liên tục duy nhất. (Pha là một loại vật liệu thành
phần nằm trong cấu trúc của vật liệu composite.) Pha liên tục gọi là vật liệu
nền (matrice), thường làm nhiệm vụ liên kết các pha gián đoạn lại. Pha gián
đoạn được gọi là cốt hay vật liệu tăng cường (renfot) được trộn vào pha nền
làm tăng cơ tính, tính kết dính, chống mịn, chống xước ...
1.5.2.1.Thành phần cốt
Nhóm sợi khống chất: sợi thủy tinh, sợi cacbon, sợi gốm; nhóm sợi
tổng hợp ổn định nhiệt: sợi Kermel, sợi Nomex, sợi Kynol, sợi Apyeil. Các
nhóm sợi khác ít phổ biến hơn: sợi gốc thực vật (gỗ, xenlulô): giấy, sợi đay,
sợi gai, sợi dứa, sơ dừa,...; sợi gốc khoáng chất: sợi Amiăng, sợi Silic,...; sợi
nhựa tổng hợp: sợi polyeste (tergal, dacron, térylène, ..), sợi polyamit,...; sợi
kim loại: thép, đồng, nhôm,...
1.5.2.1.1. Sợi thuỷ tinh

24


Bài giảng Kỹ thuật Đại cương –PGS.TS. Lê Bá Sơn
Sợi thủy tinh, được kéo ra từ các loại thủy tinh kéo sợi được (thủy tinh
dệt), có đường kính nhỏ vài chục micro mét. Khi đó các sợi này sẽ mất những
nhược điểm của thủy tinh khối, như: giòn, dễ nứt gẫy, mà trở nên có nhiều ưu
điểm cơ học hơn. Thành phần của thủy tinh dệt có thể chứa thêm những

khống chất như: silic, nhơm, magiê, ... tạo ra các loại sợi thủy tinh khác nhau
như: sợi thủy tinh E (dẫn điện tốt), sợi thủy tinh D (cách điện tốt), sợi thủy
tinh A (hàm lượng kiềm cao), sợi thủy tinh C (độ bền hóa cao), sợi thủy tinh R
và sợi thủy tinh S (độ bền cơ học cao). Loại thủy tinh E là loại phổ biến, các
loại khác thường ít (chiếm 1%) được sử dụng trong các ứng dụng riêng biệt.
1.5.2.1.2.Sợi hữu cơ
Các loại sợi hữu cơ phổ biến là Sợi kenvlar cấu tạo từ hợp chất hữu cơ
cao phân tử aramit, được gia công bằng phương pháp tổng hợp ở nhiệt độ thấp
(-10°C), tiếp theo được kéo ra thành sợi trong dung dịch, cuối cùng được sử lý
nhiệt để tăng mô đun đàn hồi. Sợi kenvlar và tất cả các sợi làm từ aramit khác
như: Twaron, Technora,... có giá thành thấp hơn sợi thủy tinh như cơ tính lại
thấp hơn: các loại sợi aramit thường có độ bền nén, uốn thấp và dễ biến dạng
cắt giữa các lớp.
1.5.2.1.3.Sợi Cacbon
Sợi cacbon chính là sợi graphit (than chì), có cấu trúc tinh thể bề mặt,
tạo thành các lớp liên kết với nhau, nhưng cách nhau khoảng 3,35 A°. Các
nguyên tử cacbon liên kết với nhau, trong một mặt phẳng, thành mạng tinh thể
hình lục lăng, với khoảng cách giữa các nguyên tử trong mỗi lớp là 1,42 A°.
Sợi cacbon có cơ tính tương đối cao, có loại gần tương đương với sợi thủy
tinh, lại có khả năng chịu nhiệt cực tốt.
1.5.2.1.4.Sợi Bor
Sợi Bor hay Bore (ký hiệu hóa học là B), là một dạng sợi gốm thu được
nhờ phương pháp kết tủa. Sản phẩm thương mại của loại sợi này có thể ở các
dạng: dây sợi dài gồm nhiều sợi nhỏ song song, băng đã tẩm thấm dùng để
quấn ống, vải đồng phương.
1.5.2.1.5.Sợi Cacbua Silic
Sợi Cacbua Silic (cơng thức hóa học là: SiC) cũng là một loại sợi gốm thu
được nhờ kết tủa.
1.5.2.1.6.Cốt vải

25