Tìm hiểu về vật liệu

Chuyên mục sẽ định nghĩa về vật liệu là gì? tìm hiểu chi tiết về các loại vật liệu, phân biệt giữa vật liệu và nguyên liệu. Mời Quý Vị và các Bạn cùng tham khảo chuyên mục, các chủ đề liên quan của chúng tôi nhé!

Vật liệu là gì?

Vật liệu là một chất, hợp chất được sử dụng để chế tạo ra một sản phẩm nào đó. Hay nói cách khác, vật liệu là vật chất đầu vào của quá trình sản xuất.

Ví dụ: Xi măng, thép là vật liệu trong quá trình làm ra bê tông. Bê tông lại là một trong những vật liệu làm ống cống ngầm.

Vật liệu kim loại

Vật liệu kim loại là vật liệu có chứa một hoặc nhiều nguyên tố kim loại có khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, dát mỏng, kéo dài, có nhiệt độ nóng chảy cao. Do đó, vật liệu kim loại thường được ứng dụng trong các lĩnh vực liên quan đến cơ khí, sản xuất gang, thép, nhôm, sắt, thiếc.

Vật liệu phi kim loại

Vật liệu phi kim loại là những vật liệu được làm từ phi kim loại hoặc có sự kết hợp giữa phi kim loại và kim loại để gia tăng tính chất. Ví dụ, polyetylen được cấu tạo từ 2 nguyên tố phi kim là oxi và hidro.

Vật liệu kết hợp

Vật liệu kết hợp hay con gọi là vật liệu composite, vật liệu compozit, vật liệu tổng hợp. Loại vật liệu này được tổng hợp từ 2 hoặc nhiều vật liệu khác nhau tạo thành một loại vật liệu mới. Vật liệu mới có tính chất và những công dụng vượt trội hơn so với vật liệu ban đầu.

Tính chất cơ lý tồn tại trong vật liệu

Tính chất vật lý học

Giá trị trọng lượng

Giá trị trọng lượng của vật liệu là những giá trị tối thiểu và giúp cho tư vấn thiết kế lựa chọn khi không có số liệu chính xác.

Nhiệt độ nóng chảy

Khi bị đốt nóng trong điều kiện nhiệt độ phù hợp, vật liệu sẽ nóng chảy. Điểm nóng chảy của vật liệu là mức nhiệt độ khiến vật liệu chuyển thành chất nóng chảy hoàn toàn. Những vật liệu dễ nóng chảy có thể tạo hình, tạo khuôn như mong muốn.

Đốt nóng chảy vật liệu có thể tái chế rất nhiều loại vật liệu, đặc biệt là kim loại và các vật liệu tổng hợp. Người ta thường ứng dụng điểm nhiệt độ nóng chảy của vật liệu vào trong quá trình tái chế nhằm đảm bảo hiệu quả và tối ưu chi phí.

Tính dẫn điện

Tính dẫn điện của vật liệu được phân ra các mức độ về khả năng dẫn điện rất tốt – tốt – kém – không dẫn điện. Trong thực tế, người ta thường sử dụng vật liệu dẫn điện tốt – rất tốt thường được dùng để chế tạo ra dây điện, dây cáp điện. Tất nhiên, chúng ta cũng phải để tâm về giá thành vật liệu để tối ưu hóa về công năng, chi phí. Để đánh giá khả năng dẫn điện của từng loại vật liệu, người ta dựa vào các thông số cụ thể.

Tính dẫn nhiệt

Vật liệu có tính dẫn nhiệt khi bị đốt nóng hoặc truyền lạnh. Những vật liệu đốt nóng nhanh hoặc dễ nguội có tính dẫn nhiệt tốt. Những vật liệu có tính dẫn nhiệt kém cần thời gian khá dài để đốt nóng, hay làm lạnh. Nếu làm nguội lạnh vật liệu quá nhanh có thể khiến kim loại bị nứt vỡ.

Tính chất cơ học

Biến dạng đàn hồi

Biến dạng đàn hồi là tính chất thường có của kim loại. Khi bị đốt nóng, vật liệu thường giãn ra. Ngược lại khi bị làm lạnh thì vật liệu co lại. Đây là lý do vì sao khi xây dựng công trình sử dụng vật liệu, người ta hay tạo khe hở nhỏ.

Độ cứng

Độ cứng của vật liệu là khả năng chống lại sự lún của bề mặt tại chỗ ấn vào. Vật liệu càng khó lún thì có độ cứng càng cao.

Độ cứng là một trong những đặc trưng quan trọng của vật liệu. Xác định được độ cứng có thể giúp đánh giá độ bền và độ dẻo của vật liệu.

Độ bền kéo

Độ bền kéo là một trong những tính chất cơ bản nhất trong bất kỳ vật liệu nào. Tính chất cơ học này thường sử dụng để đánh giá mức độ phù hợp của vật liệu trong các ứng dụng kỹ thuật.

Tính mài mòn

Vật liệu khi ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ cao cũng không bị ăn mòn bởi hơi nước hay oxi của không khí. Các loại vật liệu khác nhau sẽ có sự ăn mòn khác nhau.

Nguyên liệu là gì? Khác biệt giữa vật liệu và nguyên liệu là gì?

Có thể hiểu đơn giản như sau, nguyên liệu là những vật thể còn thô sơ, chưa trải qua quá trình giải quyết và xử lý, chế tác.

Có thể Bạn thấy sự khác biệt giữa vật liệu và nguyên liệu khá mơ hồ? Như vậy chúng ta cùng cắt nghĩa, phân tích sự khác biệt của chúng.

– Vật ở đây là chỉ vật chất. Nguyên có nghĩa là còn thô sơ.

– “Vật liệu” có nghĩa rộng hơn bao quát hơn, chỉ vật chất được sử dụng để tạo ra sản phẩm.

– “Vật liệu” cũng có nghĩa là thay đổi bản chất (các tính chất hóa học, vật lý, hình dáng) để tạo ra sản phẩm mới.

– “Nguyên liệu” dùng khi muốn nói đến chủ thể là dạng có trước, tồn tại trước, so với sản phẩm được chế tạo ra từ nó.

– “Nguyên liệu” cũng mang ý nghĩa sẽ thay đổi bản chất (tính chất hóa học, vật lý, hình dáng) để tạo ra một sản phẩm khác nhưng có nghĩa mạnh hơn “vật liệu”.

– “Nguyên liệu” cũng có thể hiểu là vật liệu chủ yếu cấu tạo nên sản phẩm được làm ra.

Còn vật liệu lại mang hàm nghĩa sâu xa và bao quát hơn, ám chỉ vật chất được sử dụng để tạo ra những sản phẩm đơn cử có sự biến hóa về thực chất (tính chất hóa học, vật lý, hình dáng).

Nêu các vai trò và ứng dụng của vật liệu ngay nay

Vật liệu có vai trò đặc biệt quan trọng và cần thiết trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Nếu thiếu vật liệu thì quá trình sản xuất sẽ bị gián đoạn, trục trặc, thậm chí là không thể tiếp tục sản xuất. Vai trò cụ thể của vật liệu như sau:

• Yếu tố ảnh hưởng đến cấu tạo sản phẩm, buộc phải cung cấp đầy đủ, liên tục mới tạo ra được sản phẩm. Việc thiếu hụt bất cứ một loại vật liệu nào đều làm gián đoạn quá trình sản xuất.
• Vật liệu ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và hiệu quả sử dụng sản phẩm.
• Vật liệu quyết định đến kế hoạch sản xuất và khả năng tiêu thụ sản phẩm. Do đó, nếu cung ứng vật liệu tốt, giá cả hợp lý sẽ là tiền đề cho các quá trình sản xuất, tiêu thụ.
• Vật liệu quyết định đến tuổi thọ và giá thành sản phẩm, công trình sau khi sản xuất. Nếu sản phẩm được tạo thành từ những vật liệu đắt tiền sẽ có giá thành cao và ngược lại.

Vật liệu cấu thành nên sản phẩm thành phẩm phục vụ đời sống con người, đáp ứng nhu cầu từ nhà ở, dịch vụ vui chơi, chăm sóc sức khỏe. Cụ thể:

• Vật liệu kim loại và hợp kim: Được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp chế tạo van công nghiệp, van bướm, van cầu, van điện từ, công nghiệp dầu mỏ và công nghiệp hoá chất, chế tạo dụng cụ y tế, dụng cụ làm bếp hay chế tác đồ trang sức.
• Vật liệu gốm sứ: Được sử dụng để tạo ra những sản phẩm ứng dụng trong công nghiệp xây dựng như gạch men ốp sàn, gạch xây dựng, chế tạo vật dụng phục vụ sinh hoạt gia đình như chén, bát, bình hoa trang trí. Sử dụng trong kỹ thuật điện tử như: Các loại gốm sứ cách điện dùng để đỡ hoặc treo các đường dây tải điện có điện áp cao. Hoặc có thể sử dụng trong các cảm biến ứng suất, cảm biến gia tốc, đầu dò siêu âm trong điện tử y tế để giúp chẩn đoán bệnh và phẫu thuật. Chế tạo các loại vật liệu và linh kiện điện tử cho các thiết bị điện tử như điện thoại thông minh, tivi, máy tính, tủ lạnh.
• Vật liệu Polyme: Đây là vật liệu chính để sản xuất các vật dụng trong đời sống hàng ngày, các sản phẩm công nghiệp gắn với đời sống hiện đại.
• Vật liệu composite: Được dùng trong công nghiệp chế tạo ô tô, tàu thuỷ, máy bay, thiết bị không gian từ thân vỏ, ghế ngồi, bánh xe, nội thất, các chi tiết máy.
• Vật liệu gỗ: Sản xuất các loại giấy cho các ấn phẩm, lưu giữ thông tin hay các vật dụng hàng ngày như bàn, ghế, dao, kéo, đồ nội thất.
• Vật liệu bán dẫn: Được ứng dụng phổ biến trong điện thoại di động, máy ảnh, điều hoà, tivi, tủ lạnh, ô tô, tàu hoả, máy bay, các thiết bị chiếu sáng trạng thái rắn như màn hình hiển thị LED, đèn LED, thiết bị giao tiếp thông tin truyền thông, thiết bị điều khiển thông minh.
• Vật liệu y sinh: Ứng dụng trong y tế, điển hình như phẫu thuật thẩm mỹ (filler độn mũi, độn cằm, silicon độn ngực ở phụ nữ), nha khoa (răng sứ), phẫu thuật chỉnh hình (ốc vít cố định xương gãy), thay khớp, dẫn thuốc, làm xương giả, hàn xương gãy, gân và dây chằng nhân tạo, thay thế van tim.

Các loại nguyên vật liệu sản xuất van công nghiệp phổ biến

Vankhinen-THP xin giới thiệu đến Quý Vị một số loại vật liệu sản xuất van công nghiệp phổ biến và tính ứng dụng của các sản phẩm van này trong các môi trường lưu chất.

Vật liệu gang

Vật liệu gang thường được sử dụng để đúc, sản xuất phần thân van, nắp van, và bộ phận đĩa van. Một số ví dụ như: Van bướm thân gang đĩa gang, van cổng thân gang, van 1 chiều gang,… Gang có độ cứng cao, nhưng giòn khó uốn nên ít được chế tác thành các thiết bị có độ tinh xảo cao.

Các loại van công nghiệp được chế tạo từ vật liệu gang thường sử dụng chủ yếu cho các môi trường như: nước sạch, nước thải đã qua xử lý, dầu, khí nén. Điều này được lý giải bởi bản thân vật liệu gang cùng các bộ phận được chế tạo từ vật liệu khác kết hợp cùng van gang ít khả năng chịu nhiệt, áp suất cao. Ví dụ van bướm gang thường có gioăng làm kín bằng cao su EPDM. Bản thân gang có thể chịu nhiệt khá cao, xong EPDM chỉ có thể chịu nhiệt tối đa 110ºC.

Vật liệu thép không gỉ (inox)

Thép không gỉ hay inox cũng được sử dụng để đúc thân van, nắp van và đĩa van. Ngoài ra, inox có độ cứng và độ dẻo phù hợp, dễ chế tác nên còn được chế tạo các bộ phận như ty van, lò xo đàn hồi,…

Các loại van công nghiệp được chế tạo bằng vật liệu thép không gỉ thường được trang bị các bộ phận khác bằng vật liệu chịu nhiệt, chịu áp suất cao, chịu ăn mòn vật lý – hóa học tốt như: teflon, viton, chì,… Vì vậy, mục tiêu phục vụ của nhóm van có vật liệu chế tạo bằng inox rộng hơn, có thể sử dụng cho nước nóng, hơi nóng, nước thải, hóa chất nồng độ thấp,…

Vật liệu thép

Ngoài được sử dụng để sản xuất thân van, đĩa van, nắp van thì thép cũng được sử dụng để sản xuất ty van, các bánh răng trợ lực, các thanh chốt kết nối, lò xo đàn hồi,…

Thép có độ cứng cao, chịu lực tốt, chịu nhiệt độ cao tốt, độ bền kéo cũng rất tốt. Vì vậy, các loại van thép như van cầu thép, van cổng, van bi,… thường sử dụng cho các môi trường hơi nóng, dầu và hóa dầu,… các môi trường áp suất, nhiệt độ cao(cao hơn so với inox).

Vật liệu đồng

Đồng có thể được sử dụng làm thân van ở một số loại van có kích cỡ nhỏ, chịu áp suất thấp như: van cổng đồng, van 1 chiều đồng, van bi đồng, van xả khí đồng,…

Các loại van đồng chủ yếu sử dụng cho môi trường nước sinh hoạt, nước sạch tại hộ gia đình hoặc các vị trí cấp nước, cấp khí nén có áp suất, nhiệt độ không quá cao.

Vật liệu nhựa

Nhựa sử dụng để chế tạo van thường là nhựa PVC, uPVC, cPVC, teflon, viton và một số loại nhựa cao cấp khác(ít phổ biến hơn). Trong đó PVC, uPVC, cPVC thường được chế tạo làm thân van, tay vặn – tay gạt,… Teflon và viton thường được chế tạo bộ phận gioăng làm kín, lớp lót.

Các loại van có thân bằng nhựa chịu nhiệt và áp suất không cao, nhưng chịu ăn mòn hóa học rất tốt. Vì vậy thường được ứng dụng trong lĩnh vực xử lý nước thải, nước muối, hóa chất,…

Gioăng nhựa teflon, viton trang bị trong các loại van chịu nhiệt, chịu áp suất, chịu ăn mòn hóa – lý khá tốt.

Vật liệu cao su EPDM, NBR

Cao su EPDM hay NBR chủ yếu được sử dụng để sản xuất gioăng làm kín, một số chế tạo đĩa van. Ví dụ: van cổng gang đĩa cao su, van bướm gang gioăng cao su đĩa cao su ứng dụng chủ yếu trong hệ thống cấp nước áp suất nhỏ hơn 10 bar, nhiệt độ nhỏ hơn 80ºC.

Hy vọng những thông tin mà Vankhinen-THP chia sẻ trên đây sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về vật liệu và sự khác nhau giữa nguyên liệu và vật liệu. Có thể rằng định rằng, vật liệu có vai trò vô cùng to lớn trong công nghiệp sản xuất cũng như phục vụ đời sống sinh hoạt hàng ngày của con người. Hiểu được vật liệu sẽ giúp chúng ta ứng dụng vào thực tiễn một cách có hiệu quả nhất.