Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

57 2K 8
Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 MỞ ĐẦU Gốm sứ thuỷ tinh là những vật liệu rất gần gũi với cuộc sống của con người, chúng đã được con người sử dụng phát triển từ rất sớm. Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, đã xuất hiện rất nhiều loại vật liệu mới với nhiều tính chất mới, nổi trội, tuy nhiên gốm sứ thuỷ tinh vẫn là những loại vật liệu không thể thiếu, hơn nữa ngày càng được, cải tiến, phát triển ứng dụng rộng rãi. Trong vài thập niên gần đây, người ta bắt đầu nghiên cứu một loại vật liệu mới bắt nguồn từ thuỷ tinh nhưng có cấu trúc tinh thể, vật liệu này có những tíng chất trung gian giữa thuỷ tinh gốm sứ, ngoài ra nó còn có những đặc điểm nổi trội hơn - gọi là gốm thuỷ tinh. Đây là một loại vật liệu khá mới hứa hẹn còn nhiều phát triển trong tương lai. Gốm thuỷ tinh là những vật liệu đa tinh thể của cấu trúc vi mô mà được tạo thành bởi sự kết tinh kiểm soát của thuỷ tinh. Nó là những vật liệu đa tinh thể có hạt nhỏ được tạo thành khi thuỷ tinh với thành phần thích hợp được xử lý nhiệt trải qua sự kết tinh kiểm soát để có năng lượng thấp hơn. Thông thường thì gốm thuỷ tinh không phải là tinh thể hoàn toàn. Tiêu biểu vi cấu trúc là 50% đến 95% tinh thể với phần còn lại là thuỷ tinh. Một hoặc nhiều pha tinh thể có thể được hình thành trong khi xử lý nhiệt. Những tính chất cơ học của gốm thuỷ tinh là cao hơn của thuỷ tinh ban đầu. Ngoài ra, gốm thuỷ tinh còn thể hiện các tính chất khác biệt có thể được ứng dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau, ví dụ như do có hệ số giãn nở nhiệt rất nhỏ nên gốm thuỷ tinh trong hệ Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 thích hợp cho các ứng dụng chống sốc nhiệt. [19 ] Gốm thuỷ tinh trong hệ bậc ba CaO-MgO-SiO 2 , với những tính chất cơ học hoá học như sức bền, chịu mài mòn, hệ số giãn nở nhiệt thấp cùng những đặc điểm về mặt thẩm mĩ có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Chính vì vậy, chúng tôi chọn thực hiện luân văn với đề tài: 1 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 “ Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO 2 ” Tuy nhiên, gốm thuỷ tinh trên hệ này đòi hỏi một nhiệt độ tổng hợp tương đối cao, dẫn đến các vấn đề về năng lượng kèm theo đó là vấn đề môi trường. Do đó cần nghiên cứu để hạ nhiệt độ tổng hợp. Ngoài ra việc tổng hợp ở nhiệt độ thấp cũng đem lại nhiều ý nghĩa về mặt kinh tế. [14]. Vì vậy, trong luận văn này chúng tôi tìm điều kiện tổng hợp gốm thuỷ tinh trên hệ bậc ba CaO-MgO-SiO 2 hướng tới giảm nhiệt độ tổng hợp với sử dụng một số phụ gia như Na 2 O, CaF 2 , B 2 O 3 P 2 O 5 . 2 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GỐM THUỶ TINH 1.1.1 GỐM THUỶ TINH Thuỷ tinh có xu hướng đạt đến trạng thái thấp hơn về mặt năng lượng khi phải chịu một quá trình nhiệt luyện nào đó. Sự hoá mờ trong quá trình sản xuất thuỷ tinh là một khuyết điểm, tuy nhiên tính chất này có thể được sử dụng để sản xuất một loại vật liệu mới đó là gốm thuỷ tinh. Gốm thuỷ tinh là những vật liệu đa tinh thể được tạo thành khi những thành phần thuỷ tinh thích hợp được nhiệt luyện điều chỉnh quá trình kết tinh. Thường trong gốm thuỷ tinh tồn tại 50% đến 95% thể tích là những tinh thể, còn lại là phần thuỷ tinh còn dư, một hoặc nhiều hơn những pha tinh thể có thể tạo thành trong quá trình nhiệt luyện thường thành phần của chúng khác với thuỷ tinh cho trước do đó thành phần của thuỷ tinh còn dư cũng khác trước. 1.1.1.1 Tính chất của gốm thuỷ tinh [7] Gốm thuỷ tinh có những tính chất quan trọng như: + Độ bền cao đối với các lực va đập lực biến dạng, nếu ống thuỷ tinh thường có độ bền gãy là 210-700 kg/cm 2 thì vật liệu gốm thuỷ tinh có kích thước tương đương có độ bền gãy là 2800-4200 kg/cm 2 . Gốm thuỷ tinh cũng có độ bền mài mòn cao hơn nhiều so với thuỷ tinh thường. + Có thể điều chỉnh thành phần hoá học của gốm thuỷ tinh một cách dễ dàng để thay đổi hệ số giãn nở nhiệt theo mong muốn từ giá trị thấp nhất (gần bằng không) đến cao nhất (2.10 -5 K -1 ). Do đó có khả năng chọn hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu gốm thuỷ tinh cũng như của vật liệu kim loại. Điều này rất quan trọng khi chế tạo các khớp nối kín của kim loại với linh kiện bằng gốm thuỷ tinh. Các mẫu gốm thuỷ tinhhệ số giãn nở nhiệt bé hoặc âm rất bền đối với xung nhiệt. + Vật liệu gốm thuỷ tinh bền nhiệt hơn vật liệu thuỷ tinh có cùng thành phần. Ví dụ như nhiều ôxit thuỷ tinh có nhiệt độ thuỷ tinh hoá Tg khoảng 450 0 C, nhiệt độ biến 3 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 mềm ở 600-700 0 C, còn vật liệu gốm thuỷ tinh có thành phần như vậy thì ngay ở 1000-2000 0 C vẫn giữ được độ bền cơ độ rắn. + Vật liệu gốm thuỷ tinh có đặc tính cách nhiệt rất tốt, đặc biệt khi thành phần không chứa kiềm. + Tính chất quang của vật liệu gốm thuỷ tinh phụ thuộc vào pha tinh thể có trong đó, nó có thể trong suốt hoặc không trong suốt đối với ánh sáng tuỳ thuộc vào kích thước tinh thể. + Khác với vật liệu gốm sản xuất theo phương pháp nén ép thông thường gốm thuỷ tinh có độ rỗng bằng không. 1.1.1.2. Ứng dụng của gốm thuỷ tinh Gốm thuỷ tinh vẫn bền khi giảm nhiệt độ một cách đột ngột nên được sử dụng để sản xuất các bộ phận để xử lý nhiệt độ cao của vật liệu, ví dụ như các vỏ lò có sợi đốt ở bên trong. Độ chống mài mòn của gốm thuỷ tinh cao hơn nhiều lần so với kim loại nên vật liệu gốm thuỷ tinh được sử dụng để làm các bộ phận chịu lực hoặc để phủ lên kim loại hay làm các khớp nối kín của kim loại gốm. Vật liệu gốm thuỷ tinh có độ bền nhiệt cao, đặc biệt là đối với các xung nhiệt nên được sử dụng để làm lớp vỏ bảo vệ đầu mũi tên lửa,… Ngoài ra với chi phí sản xuất thấp kỹ thuật đơn giản gốm thuỷ tinh cũng có thể sử dụng để sản xuất các đồ dân dụng chất lượng cao… 1.1.2. QUÁ TRÌNH KẾT TINH CỦA THUỶ TINH [19] Sự kết tinh, hay hoá mờ, của thuỷ tinh để tạo thành gốm thuỷ tinh là một sự biến đổi hỗn tạp gồm hai giai đoạn: giai đoạn tạo mầm giai đoạn mầm phát triển thành tinh thể. Trong giai đoạn tạo mầm nhỏ, thể tích ổn định của pha sản phẩm 4 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 (tinh thể) được tạo thành, thường tại các vị trí ưu tiên trong thuỷ tinh ban đầu. Những vị trí được ưu tiên là các mặt tiếp xúc bên trong thuỷ tinh ban đầu hoặc bề mặt tự do. Sau cùng là thường không mong muốn như kết quả vi cấu trúc gốm thuỷ tinh thường chứa những tinh thể định hướng lớn là có hại đến các tính chất cơ học. Tuy nhiên, trong một ít lĩnh vực một cấu trúc định hướng là có lợi, ví dụ cho các thiết bị hoả điện áp điện, có thể gia công gốm thuỷ tinh trên máy. Trong đa số trường hợp sự tạo mầm bên trong, cũng biết có sự tạo mầm lớn, được yêu cầu thành phần thuỷ tinh ban đầu được chọn để chứa dạng tăng cường cho dạng này của sự tạo mầm. Các dạng này có quan hệ với các chất tạo mầm có thể là kim loại (vd: Au, Ag, Pt, Pd) hoặc phi kim loại(vd: TiO 2 , P 2 O 5 những Florua). Tốc độ của sự tạo mầm phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ. Một khi mầm đã được hình thành ổn định thì sự phát triển tinh thể bắt đầu. Sự phát triển kéo theo sự chuyển động của các nguyên tử/các phân tử từ thuỷ tinh, ngang qua bề mặt tinh thể thuỷ tinh vào trong tinh thể. Việc điều khiển quá trình này là do sự khác nhau trong thể tích hoặc năng lượng hoá học tự do ∆G v giữa thuỷ tinh trạng thái tinh thể. Một quá trình kết tinh thông thường gồm hai giai đoạn: • Giai đoạn tạo mầm • Giai đoạn mầm phát triển thành tinh thể Căn cứ vào cơ chế tạo mầm có thể chia làm hai loại kết tinh: • Kết tinh tự phát hay tự kết tinh • Kết tinh cưỡng bức hay kết tinh định hướng. 1.1.2.1. Quá trình tự kết tinh [1] Quá trình tự kết tinh xảy ra kèm theo hiệu ứng toả nhiệt do đó sau khi kết tinh hệ trở nên bền vững hơn. Trong quá trình này mầm tinh thể được tạo thành do bản thân chuyển đổi nội tại của hệ tạo thuỷ tinh từ trạng thái ít ổn định nhiệt động về trạng thái ổn định hơn. 5 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Khả năng kết tinh được xác định, đánh giá, khảo sát thông qua hai dữ kiện: tốc độ tạo mầm (V tm ) tốc độ phát triển tinh thể (V ft ) ứng với hai giai đoạn tạo mầm phát triển mầm. Với một hệ cho trước, khi làm lạnh nếu ta xét đến khả năng kết tinh nghĩa là xét đến tốc độ tạo mầm tốc độ phát triển tinh thể của nó ta sẽ thấy có 5 trường hợp có 6 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 thể xảy ra như sau: Ngoài ra, quá trình ngược lại - quá trình đốt nóng thủy tinh sự kết tinh cũng rất quan trọng. Khi đốt nóng (chiều ngược lại với làm lạnh) nếu giữ hệ lâu ở nhiệt độ tạo mầm cực đại sẽ xuất hiện một lượng mầm đáng kể mà khi đốt nóng tiếp lên nhiệt V ft V tm V tm V ft V tm V ft V tm V ft V ft V tm t 0 C Trường hợp 1: Cực đại tạo mầm nằm ở nhiệt độ cao hơn cực đại phát triển tinh thể. Khi làm lạnh hệ này sẽ thường bị kết tinh dù tốc độ làm lạnh lớn bao nhiêu cũng vậy. Trường hợp 2: Ngược lại , luôn cho thủy tinh vì trong vùng nhiệt độ có khả năng tạo mầm thì tốc độ phát triển tinh thể đã ~ 0. Trong thực tế hay gặp hai vùng nhiệt độ tạo mầm phát triển tinh thể phủ nhau ( trường hợp 3,4,5). Trường hợp 3: Khi làm lạnh chậm sẽ có các tinh thể nhỏ mịn. Nếu làm lạnh nhanh trong vùng nhiệt độ tạo mầm không đủ mầm nên xuất hiện trong thủy tinh một ít tinh thể riêng biệt. Trường hợp 4: Khi làm lạnh nhanh hệ sẽ tạo thủy tinh. Vì khả năng tạo mầm xảy ra khi V ft đã quá bé. Nếu làm lạnh chậm thì trong thủy tinh sẽ có một lượng nhỏ tinh thể. Trường hợp 5: Khi làm lạnh nhanh sẽ tạo các tinh thể thô. Nếu làm lạnh chậm lượng mầm xuất hiện đáng kể chịu V ft bé, không đủ thời gian vật chất để phát triển nên cho các tinh thể nhỏ mịn. 7 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 độ có vận tốc phát triển cực đại sẽ cho nhiều tinh thể nhỏ mịn. Ngược lại nếu đốt nóng qua vùng nhiệt độ tạo mầm nhanh sẽ xuất hiện các tinh thể thô. 1.1.2.2. Quá trình kết tinh định hướng Khi quá trình tự kết tinh xảy ra thường sẽ thu được sản phẩm gốm thuỷ tinh có những tính chất không mong muốn do các tinh thể hình thành định hướng tự do, do đó hầu hết các tính chất của thuỷ tinh đều giảm. Để tiến hành làm đục mờ thuỷ tinh trong điều kiện có kiểm tra cần phải tạo một nồng độ mầm tinh thể cao (10 12 -10 15 mầm/cm 3 ) phân bố thật đồng đều trong toàn bộ khối mẫu. Điều quan trọng là loại bỏ sự kết tinh của một số mầm trên bề mặt. Ta có thể tạo mầm tinh thể bằng một số phương pháp như sau [2]: Chuẩn bị một dung dịch keo của các kim loại như Cu, Ag, Au, Pt đưa vào khối nóng chảy. Các phân tử keo đó không hoà tan hoàn toàn do đó có thể dùng làm tâm kết tinh khi tôi thuỷ tinh ở nhiệt độ thấp. Thêm các cấu tử như TiO 2 , P 2 O 5 , ZrO 2 vào phối liệu ban đầu để nấu thuỷ tinh. Ở nhiệt độ cao các ôxit này hoà tan vào khối chất nóng chảy, nhưng ở nhiệt độ thấp khi tôi thì lắng kết thành kết tủa, biến thành tâm kết tinh. Tạo mầm đồng thể bằng cách tôi ở nhiệt độ gần nhiệt độ hoá thuỷ tinh. Lúc đó sẽ phát sinh ra mầm tinh thể trong toàn khối thuỷ tinh. Hai phương pháp đầu là sự thực hiện tạo mầm dị thể, chỉ đạt kết quả tốt khi đảm bảo hai yếu tố: + Sức căng giữa pha mầm pha kết tinh phải rất bé, + Cấu trúc tinh thể của pha mầm của pha kết tinh phải tương tự nhau, đặc biệt là giá trị khoảng cách giữa các mặt d với các chỉ số hkl bé của hai pha đó gần giống nhau. Trong trường hợp này có thể phát triển tinh thể theo kiểu epitaxit nếu kích thước của các tế bào tinh thể mầm của tinh thể kết tinh khác nhau dưới 15%. 8 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Sau giai đoạn tạo mầm ở nhiệt độ gần nhiệt độ hoá thuỷ tinh khi mà độ nhớt của hệ khá cao còn tốc độ lớn của tinh thể thì bé thì phải đun nóng thuỷ tinh lên nhiệt độ cao hơn. Lúc này độ lớn của thuỷ tinh tăng lên trên bề mặt của mầm. Do nồng độ của mầm rất cao nên tinh thể được phân bố đồng đều trong toàn bộ khối thuỷ tinh. Mỗi tinh thể lớn lên với tốc độ chậm chạp va chạm với mầm bên cạnh, làm cho kích thước của tinh thể trong vật liệu có giá trị rất bé (10 -7 -10 -6 m). Nhiệt độ phát triển tinh thể thường cao hơn nhiệt độ tạo mầm. 1.1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ GỐM THUỶ TINH [19] 1.1.3.1. Phương pháp thông thường (hai giai đoạn) Phương pháp thông thường để sản xuất gốm thuỷ tinh là tiến tới làm đục mờ thuỷ tinh bằng hai giai đoạn nhiệt luyện (hình 1): Hình 1.1: Hai giai đoạn nhiệt luyện + Giai đoạn đầu tiên được thực hiện tại một nhiệt độ nhiệt luyện thấp mà ở đó tốc độ tạo mầm cao (xung quanh T N ). Ở đây hình thành một mật độ cao của mầm ở khắp bên trong thuỷ tinh. Mật độ cao của mầm là rất quan trọng để kích thích hình thành một lượng lớn tinh thể nhỏ trong cấu trúc của gốm thuỷ tinh. 9 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 + Giai đoạn thứ hai là giai đoạn nhiệt luyện ở nhiệt độ cao hơn, xung quanh nhiệt độ T g để mầm tinh thể lớn lên ở một tốc độ hợp lý. Thuỷ tinh nguyên liệu có thể được tạo hình trước khi nung kết, thông thường thuỷ tinh được tạo hình bằng các phương pháp như đúc nặn hoặc những phương pháp đặc biệt khác như ép. Sản phẩm thuỷ tinh sự nhiệt luyện sau đó tiêu tốn nhiều năng lượng do đó thường tốn kém. 1.1.3.2 Phương pháp cải tiến (một giai đoạn) Do nhiệt độ tạo mầm phát triển mầm thường cách xa nhau do đó đường cong tốc độ tạo mầm phát triển mầm cách xa nhau (hình 1). Nếu có một vùng rộng chồng lên nhau của chúng thì ta có thể thực hiện một giai đoạn nhiệt luyện ở nhiệt độ T NG như ở hình 2: Hình 1.2: Một giai đoạn nhiệt luyện Đường cong tốc độ, đặc biệt là đường cong tạo mầm nhạy cảm với thành phần do đó bằng cách tối ưu hoá thành phần trong một vài trường hợp có thể nhận được sự xen phủ cần thiết. 1.1.3.3. Phương pháp petrurgic Phương pháp này dùng để sản xuất một vài loại gốm thuỷ tinh bằng cách điều chỉnh (thường rất chậm) quá trình làm lạnh của thuỷ tinh nguyên liệu từ trạng thái nóng chảy không qua giai đoạn lưu giữ ở một nhiệt độ trung gian. Với phương pháp này, cả sự hình thành mầm phát triển tinh thể đều có thể giữ cùng một vị trí trong 10 [...]... phụ thuộc vào cường độ đặc điểm phân bố của vật liệu nền Khi cường độ của vật liệu nền khả năng liên kết của các phân tử của chúng càng cao thì khả năng tạo ra độ rỗng toàn phần càng lớn Kích thước hình dạng của các lỗ rỗng có ảnh hưởng lớn đến tính chất nhiệt lý cũng như tính chất cơ lý của vật liệu Có thể tối ưu hoá cấu trúc của vật liệu cách nhiệt thông qua các biện pháp công nghệ thích... magiê ôxit là chất bột hoặc cục màu trắng, dạng bột tan ít tan rất chậm trong nước Magiê ôxit có cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt, được tạo thành khi nung Mg(OH)2 ở 400 – 5000C hoặc nung MgCO3 ở 600 – 7500C Mg(OH)2 → MgO + H2O MgCO3 → MgO + CO2 1.2.2 Khái quát về gốm thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2 [16] Gốm thuỷ tinh trong hệ CaO-MgO-SiO2 với những tính chất tốt về mặt cơ học hoá học như... học vật liệu - Viện Khoa Học Việt Nam 2.4 Phương pháp xác định các tính chất vật lý [6] Các tính chất cơ lý của vật liệu cách nhiệt ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của chúng trong quá trình sử dụng 2.4.1 Hệ số giãn nở nhiệt Khi vật liệu bị nung nóng, các nguyên tử sẽ nhận thêm năng lượng dao động quanh vị trí cân bằng Vì thế, khoảng cách trung bình giữa các nguyên tử cũng như kích thước của vật liệu. .. các thông số công nghệ Cường độ của vật liệucấu trúc hạt, trước hết, phụ thuộc vào cường độ của từng hạt riêng rẽ Trong luận văn này, chúng tôi tiến hành đo độ bền nén của mẫu sau khi nung tại Tổng cục đo lường-Viện Khoa Học Công Nghệ Việt Nam 2.4.3 Độ rỗng Độ rỗng của vật liệu là tỉ lệ phần trăm pha khí có trong khối tích của vật liệu Cần phân biệt độ rỗng toàn phần, độ rỗng kín độ rỗng hở Rtp... 0918.775.368 Hình 1.3: Hệ bâc ba CaO-MgO-SiO2 [16] Trong hệ CaO-MgO-SiO2 điểm dễ chảy nhất ứng với thành phần % về số mol như sau: 8,0MgO, 61,4SiO2, 30,6CaO ở nhiệt độ 13200C được thể hiện trên giản đồ bậc ba Trong hệ có các hợp chất 3 cấu tử: - Diopside CaO.MgO.2SiO2 - Monticellit CaO.MgO.SiO2 - Merwinit 3CaO.MgO.2SiO2 - Okemassomit 2CaO.MgO.SiO2 Tính chất của các khoáng có thể hình thành trên hệ bậc ba : +... mẫu Nghiên cứu này nhằm chế tạo gốm thuỷ tinh dựa trên hệ bậc ba CaO-MgOSiO2 có sử dụng các chất phụ gia nhằm làm giảm nhiệt độ nóng chảy của hệ Các kết quả được so sánh với các kết quả của gốm dựa trên hệ CaO-MgO-SiO2 để tìm ra cách chế tạo sản phẩm có chất lượng mà lại ít tiêu tốn năng lượng Các mẫu được chuẩn bị có thành phần hoá học được trình bày trong bảng 3.1 (theo phần trăm khối lượng, tính. .. chúng tôi xét ví dụ phản ứng tổng hợp spinel MgAl2O4 từ MgO α-Al2O3: 16 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 MgO + α-Al2O3 = MgAl2O4 (1) Giá trị các hàm nhiệt động của các chất trong phản ứng (1) được cho ở bảng dưới: ∆H(KJ/mol) -1 675,7±1,3 -1 653,5±12 -6 01,7±0,4 -2 313±2,1 Chất α-Al2O3 γ-Al2O3 MgO MgAl2O4 ∆G(KJ/mol) -1 582,26 -1 562,7 -5 69,4±0,4 -2 188,2±2,1 ∆S(J/mol) 50,92±0,008... Tel (: 0918.775.368 Vật liệuhệ số giãn nở nhiệt càng lớn thì khi thay đổi nhiệt độ, sự co giãn của vật liệu càng lớn làm cho vật liệu bị nứt vỡ Vì vậy, hệ số giãn nở nhiệt là thông số vật lý đặc trưng cho độ bền nhiệt của vật liệu[ ] Tiến hành chụp mẫu xác định α bằng phương pháp TMA tại Khoa Hóa học – Trường ĐHKHTN – ĐHQG Hà Nội 2.4.2 Cường độ Cường độ của vật liệu là khả năng của chúng chịu được... nhiệt (Labsys TG/DSE SET ARAM , Pháp) - Máy chụp ảnh SEM (Viện khoa học Vật Liệu) 30 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 - Máy đo lực bền nén (của Tổng cục đo lường chất lượng) - Máy đo điểm chảy mềm của Viện khoa học Xây dựng 3.2 THỰC NGHIỆM 3.2.1 ĐIỀU CHẾ GỐM THUỶ TINH DỰA TRÊN HỆ BẬC BA CaOMgO-SiO2 Chúng tôi điều chế gốm thuỷ tinh dựa trên sơ đồ khối như sau: Chuẩn... cường độ nén, cường độ kéo cường độ uốn ( hay modun giựt nứt ) Trong một số tài liệu cường độ còn gọi là giới hạn bền Tuỳ thuộc vào cấu trúc hình dạng của sản phẩm có thể áp dụng chỉ tiêu cường độ thích hợp Cường độ hay giới hạn bền của vật liệu cách nhiệt phụ thuộc trước hết vào cường độ, tỉ lệ thành phần pha rắn tính chất các lỗ rỗng Có thể cải thiện cường độ của vật liệu thông qua quá trình . Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO 2 ” Tuy nhiên, gốm thuỷ tinh trên hệ này đòi hỏi một nhiệt độ tổng. 1.2.2. Khái quát về gốm thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO 2 [16] Gốm thuỷ tinh trong hệ CaO-MgO-SiO 2 với những tính chất tốt về mặt cơ học và hoá học như sự

Ngày đăng: 18/03/2013, 11:05

Hình ảnh liên quan

Hình 1.1: Hai giai đoạn nhiệt luyện - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Hình 1.1.

Hai giai đoạn nhiệt luyện Xem tại trang 9 của tài liệu.
Thuỷ tinh nguyên liệu có thể được tạo hình trước khi nung kết, thông thường thuỷ tinh được tạo hình bằng các phương pháp như đúc và nặn hoặc những phương  pháp đặc biệt khác như ép - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

hu.

ỷ tinh nguyên liệu có thể được tạo hình trước khi nung kết, thông thường thuỷ tinh được tạo hình bằng các phương pháp như đúc và nặn hoặc những phương pháp đặc biệt khác như ép Xem tại trang 10 của tài liệu.
Ở điều kiện thường, silic đioxit thường tồn tại ở các dạng thù hình là: thạch anh, tridimit và cristobalit - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

i.

ều kiện thường, silic đioxit thường tồn tại ở các dạng thù hình là: thạch anh, tridimit và cristobalit Xem tại trang 12 của tài liệu.
Hình 1.3: Hệ bâc ba CaO-MgO-SiO2 [16] - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Hình 1.3.

Hệ bâc ba CaO-MgO-SiO2 [16] Xem tại trang 15 của tài liệu.
Giá trị các hàm nhiệt động của các chất trong phản ứng (1) được cho ở bảng dưới: - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

i.

á trị các hàm nhiệt động của các chất trong phản ứng (1) được cho ở bảng dưới: Xem tại trang 17 của tài liệu.
Hình 2.1. Nhiễu xạ ti aX theo mô hình Bragg - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Hình 2.1..

Nhiễu xạ ti aX theo mô hình Bragg Xem tại trang 23 của tài liệu.
Bảng 2.1. Trình bày mối quan hệ giữa dhkl với a, b, c, α, β, γ của một số hệ tinh thể. - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Bảng 2.1..

Trình bày mối quan hệ giữa dhkl với a, b, c, α, β, γ của một số hệ tinh thể Xem tại trang 24 của tài liệu.
Hình 2.2. Sơ đồ khối của thiết bị phân tích nhiệt - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Hình 2.2..

Sơ đồ khối của thiết bị phân tích nhiệt Xem tại trang 25 của tài liệu.
Tạo hình - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

o.

hình Xem tại trang 31 của tài liệu.
Các mẫu được chuẩn bị có thành phần hoá học được trình bày trong bảng 3.1 (theo phần trăm khối lượng, tính đến cả các phụ gia là 100%) : - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

c.

mẫu được chuẩn bị có thành phần hoá học được trình bày trong bảng 3.1 (theo phần trăm khối lượng, tính đến cả các phụ gia là 100%) : Xem tại trang 32 của tài liệu.
Bảng 3.2. Các mẫu được nghiên cứu ở các nhiệt độ ủ khác nhau - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Bảng 3.2..

Các mẫu được nghiên cứu ở các nhiệt độ ủ khác nhau Xem tại trang 34 của tài liệu.
Bảng 3.3. Kết quả phân tích nhiễu xạ ti aX - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Bảng 3.3..

Kết quả phân tích nhiễu xạ ti aX Xem tại trang 35 của tài liệu.
Hình 3.1. Cường độ các pha tinh thể - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Hình 3.1..

Cường độ các pha tinh thể Xem tại trang 36 của tài liệu.
Các tính chất trên được thể hiện trên các đồ thị hình 3.2, 3.3, 3.4: a) Độ co ngót. - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

c.

tính chất trên được thể hiện trên các đồ thị hình 3.2, 3.3, 3.4: a) Độ co ngót Xem tại trang 37 của tài liệu.
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của khối lượng riêng vào nhiệt độ ủ. Nhận xét: - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Hình 3.4..

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của khối lượng riêng vào nhiệt độ ủ. Nhận xét: Xem tại trang 39 của tài liệu.
- Từ bảng 7 ta thấy độ bền nén của các mẫu S7,2 và S8,2 có thành phần hoá học như nhau nhưng khác nhau về nhiệt độ ủ có giá trị khác nhau không nhiều. - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

b.

ảng 7 ta thấy độ bền nén của các mẫu S7,2 và S8,2 có thành phần hoá học như nhau nhưng khác nhau về nhiệt độ ủ có giá trị khác nhau không nhiều Xem tại trang 40 của tài liệu.
Hình 3.6. Ảnh SEM của mẫu S10,2 - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Hình 3.6..

Ảnh SEM của mẫu S10,2 Xem tại trang 41 của tài liệu.
+ Cân phối liệu CaCl2.2H2O, MgCl2.6H2O và SiO2 theo thành phần trong bảng1. + Hoà tan CaCl2.2H2O  và MgCl2.6H2O vào huyền phù SiO2. - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

n.

phối liệu CaCl2.2H2O, MgCl2.6H2O và SiO2 theo thành phần trong bảng1. + Hoà tan CaCl2.2H2O và MgCl2.6H2O vào huyền phù SiO2 Xem tại trang 43 của tài liệu.
100C/phút, trong không khí). Kết quả được trình bày trên hình 3.7. - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

100.

C/phút, trong không khí). Kết quả được trình bày trên hình 3.7 Xem tại trang 44 của tài liệu.
Hình 3.7: Kết quả phân tích nhiệt mẫu chưa có chất khoáng hoá - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Hình 3.7.

Kết quả phân tích nhiệt mẫu chưa có chất khoáng hoá Xem tại trang 45 của tài liệu.
- Cường độ các pha được thể hiện trong hình 15, từ đó ta thấy - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

ng.

độ các pha được thể hiện trong hình 15, từ đó ta thấy Xem tại trang 47 của tài liệu.
Hình 3.8. Cường độ các pha ở các mẫu - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Hình 3.8..

Cường độ các pha ở các mẫu Xem tại trang 48 của tài liệu.
Bảng 3.10. Kết quả xác định các tính chất vật lý của các mẫu ở 11000C - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Bảng 3.10..

Kết quả xác định các tính chất vật lý của các mẫu ở 11000C Xem tại trang 49 của tài liệu.
phút được trình bày trong bảng 3.10 - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

ph.

út được trình bày trong bảng 3.10 Xem tại trang 49 của tài liệu.
Hình 3.11. Kết quả xác định điểm chảy của mẫu S1,5 - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Hình 3.11..

Kết quả xác định điểm chảy của mẫu S1,5 Xem tại trang 52 của tài liệu.
Hình 3.12. Ẩnh SEM của mẫu S6,2 Nhận xét: - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Hình 3.12..

Ẩnh SEM của mẫu S6,2 Nhận xét: Xem tại trang 53 của tài liệu.
Bảng 3.12. Hệ số giãn nở nhiệt của các mẫu - Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Bảng 3.12..

Hệ số giãn nở nhiệt của các mẫu Xem tại trang 54 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan