Bài giảng Vật liệu Ceramic (Vật liệu Silicate) - Huỳnh Ngọc Minh

Chia sẻ: Thiên Lăng Sở | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

Thêm vào BST

Báo xấu

51
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật liệu Ceramic (Vật liệu Silicate) - Huỳnh Ngọc Minh cung cấp cho học viên những kiến thức về vật liệu vô cơ, vai trò các hợp chất silicat, vật liệu ceramic, cấu trúc và tình chất vật liệu ceramic,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu Ceramic (Vật liệu Silicate) - Huỳnh Ngọc Minh

Biên soạn: Huỳnh Ngọc Minh 1
2
VẬT LiỆU VÔ CƠ ??? (Inorganic materials)  Nguồn gốc: từ các nguồn phi sinh vật, chẳng hạn như đá, khoáng sản.  Bao gồm:  Vật liệu kim loại  Vật liệu vô cơ phi kim loại  Vật liệu ceramic  Vật liệu không nung hoặc tổng hợp ở nhiệt độ thấp 3
VẬT LIỆU VẬT LIỆU CERAMIC ? SILICAT ? Quan ñieåm truyeàn Gốm sứ thoáng ? (goám söù coå ñieån) Quan ñieåm hieän ñaïi ? Thủy tinh (baûn chaát coâng ngheä hình thaønh: nhieät ñoä cao, phoái lieäu boät keát khoái) Xi măng 4
Moät caùch ñôn giaûn, coù theå hieåu caùc hợp chaát silicat laø caùc hôïp chaát coù chöùa nhoùm oxit SiO2 trong thaønh phaàn. VAI TRÒ CÁC HỢP CHẤT SILICAT CHIẾM TỶ LỆ RẤT LỚN TRONG CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN ALUMO-SILICAT TỚI 70% KHỐI LƯỢNG VỎ TRÁI ĐẤT 5
VAÄT LIEÄU CERAMIC Được tạo thành từ các hợp chất hóa học giữa các nguyên tố kim loại và phi kim loại. Rất phong phú, đa dạng về thành phần hóa học và tính chất.  Alumina  Boron Carbide  Chromium Carbide  Graphite  Magnesia  Silicon Carbide  Tungsten Carbide  Zirconia  Clay  Brick  Limestone  Granite 6
NỘI DUNG TRÌNH BÀY  MỞ ĐẦU  GỐM SỨ VÀ VẬT LIỆU CHỊU LỬA  THỦY TINH, GỐM THỦY TINH, GEOPOLYMER  XI MĂNG, BÊ TÔNG VÀ MỘT SỐ LOẠI VẬT LiỆU KHÔNG NUNG 7
Ceramics 9
10
VẬT LiỆU CERAMIC TRUYỀN THỐNG (CỔ ĐiỂN) Traditional or Classical Ceramics  GỐM SỨ (CLAY PRODUCTS)  THỦY TINH (GLASS)  XI MĂNG (CEMENT)  VẬT LiỆU CHỊU LỬA (REFRACTORY)  VẬT LiỆU MÀI (ABRASIVES) 11
VL CERAMIC TIÊN TiẾN ADVANCED CERAMICS  SENSOR  THERMAL PROTECTION SYSTEM  BIOCERAMICS Ceramic knife  MAGNETIC MATERIALS  ELECTRONIC MATERIALS -Semi conductor -Super conductor Electronic materials Biomaterials 12 Magnetic materials
13
CAÙC KIEÅU LIEÂN KEÁT TRONG VAÄT LIEÄU CERAMIC  laø keát hôïp giöõa lieân keát ion vaø lieân keát coäng hoùa trò Naêng löôïng lieân keát trong vaät lieäu ceramic laø töông ñoái lôùn khoaûng 100-500 kJ/mol (kim loaïi laø 60-250kJ/mol) Aûnh höôûng: quyeát ñònh ñeán caùc tính chaát ñaëc tröng cuûa vl ceramic: nhieät ñoä noùng chaûy, maät ñoä, ñoä cöùng, ñoä gioøn, caùch ñieän… ? 15
Caáu truùc hôïp chaát Silicat vaø alumo- Silicat  Töù dieän phoái trí cô baûn [Si04]-4  Bốn ion O2- bao quanh ion Si4+  Khoaûng caùch Si – O: 1.62A0  RA /RK = 0,39  Số phối trí : 4  Al3+ coù theå thay theá moät phaàn Si4+ 16
Caáu truùc hôïp chaát Silicat vaø alumo-Silicat  Töù dieän [ SiO4]4- coù khaû naêng lieân keát vôùi nhau vaø vôùi cation khaùc.  Caùc töù dieän [ SiO4]4- lieân keát vôùi nhau, coù theå chung 1, 2, 3, hoaëc 4 ñænh, nhôø ñoù caùc hôïp chaát Silicat raát ña daïng. 17
Crystalline & non-crystalline silica Note, relatively open structure but large bond strength (e.g. quartz: density = 2.65 g/cm3, mp = 1710oC) Non-crystalline form: fused silica or vitreous silica 18
Silicate glasses Amorphous silica forms a “network” with relatively large open areas where foreign atoms and particles may be easily introduced. non-crystalline silica Silicates: amorphous silica with impurities Sodium-silicate glass 20
VAÄT LIEÄU CERAMIC COÙ CAÁU TRUÙC ÑA PHA, ÑA TINH THEÅ Cấu trúc: là đặc điểm về cấu tạo của vật liệu, được xác định bởi: - Kích thước hạt, hình dạng, cách phân bố, sự định hướng và sự tiếp xúc giữa các hạt. - Số lượng và chất lượng của thành phần pha. - Độ rỗng xốp. Tính đồng nhất về cấu trúc cao sẽ làm tăng tính chất của vật liệu. Cấu trúc của vật liệu Ceramic là hệ thống gồm nhiều pha phức tạp bao gồm các pha tinh thể, pha thủy tinh và pha khí. 21
TÍNH CHAÁT VAÄT LIEÄU CERAMIC Toàn taïi traïng thaùi tinh theå vaø traïng thaùi voâ ñònh hình Nhieät ñoä noùng chaûy cao, beàn hoùa cao Beàn neùn vaø khaû naêng chòu maøi moøn cao  Beàn keùo, beàn uoán thaáp Phaàn lôùn caùch ñieän, caùch nhieät toát (ñoä daãn ñieän vaø daãn nhieät töông ñoái thaáp) Gioøn ôû nhieät ñoä thöôøng 22
TÍNH CHAÁT VAÄT LIEÄU CERAMIC Ñoä beàn cô hoïc lyù thuyeát cuûa vaät lieäu: (theo ñoä beàn lieân keát nguyeân töû): Ϭlt=(2E.γ/α)1/2 (γ: nl bm rieâng, α: khoaûng caùch nguyeân töû) Tuy nhieân ñoä beàn thöïc teá cuûa VL voâ cô thaáp hôn nhieàu (vd: ñoä beàn thöïc teá cuûa thuûy tinh chæ baèng 1/100 ñoä beàn lyù thuyeát) do tình traïng khuyeát taät treân beà maët (caùc veát nöùt teá vi), hình daïng vaø kích thöôùc caùc haït tinh theå, boït khí). Ñoä beàn thöïc teá dao ñoäng trong moät phaïm vi roäng do caùc khuyeát taät phaân boá mang tính thoáng keâ. 23