Kỹ thuật tổng hợp vật liệu vô cơ - Chương 4

Chia sẻ: Nguyen Uyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

356
lượt xem 56
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Kết khối hay thiêu kết là quá trình sít đặc của vật liệu (gốm sứ, VLCL…) khi được nung ở nhiệt độ cao. Vật liệu đã kết khối sẽ bền chắc hơn nhiều vì lực liên kết trong vật liệu là lực liên kết nguyên tử trong mạng tinh thể hay trong vật chất thủy tinh Độ chắc đặc,

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật tổng hợp vật liệu vô cơ - Chương 4

CHƯƠNG 4 -QUÁ TRÌNH THIÊU KẾT I. KHÁI NIỆM II. CƠ CHẾ KẾT KHỐI 1. Kết khối pha rắn 2. Kết khối pha lỏng 3. Kết khối do bay hơi ngưng tụ 4. Kết khối do biến dạng dẻo I. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THIÊU KẾT 12/7/2010 604006 - chương 4 1
KHÁI NIỆM QUÁ TRÌNH THIÊU KẾT Khái niệm quá trình thiêu kết (kết khối) Nguyên Trộn Tạo hình liệu bột Nhiệt độ cao Ứng dụng: KẾT KHỐI -Luyện kim bột Sản phẩm rắn -Vật liệu silicat, Gốm sứ… chắc, sít đặc 12/7/2010 604006 - chương 4 2
QUÁ TRÌNH THIÊU KẾT Kết khối hay thiêu kết là quá trình sít đặc của vật liệu (gốm sứ, VLCL…) khi được nung ở nhiệt độ cao. Vật liệu đã kết khối sẽ bền chắc hơn nhiều vì lực liên kết trong vật liệu là lực liên kết nguyên tử trong mạng tinh thể hay trong vật chất thủy tinh Độ chắc đặc, Độ bền, cường độ cơ học tăng cao, độ bền hóa 12/7/2010 604006 - chương 4 3
QUÁ TRÌNH THIÊU KẾT Đánh giá mức độ kết khối: - Độ co khi nung (độ co thể tích, độ co dài) - Độ xốp nhỏ ( Vlỗ hở +kín/ Vmẫu) - Độ hút nước nhỏ (khối lượng nước ngấm vào mẫu / khối lượng mẫu khô) - Khối lượng thể tích lớn (khối lượng mẫu khô/Vmẫu xốp) … 12/7/2010 604006 - chương 4 4
Mẫu nén ban đầu Sự tiếp xúc giữa các hạt Sản phNm kết khối Tạo thành các lỗ trống trong mẫu Các giai đoạn xảy ra trong mẫu khi kết khối 12/7/2010 604006 - chương 4 5
ĐỘNG LỰC VÀ CÁC HIỆN TƯỢNG CƠ BẢN Động lực của thiêu kết là sự giảm năng lượng bề mặt phân giới tổng cộng. -Sự thay đổi năng lượng phân giới bề mặt: quá trình kết khối -Sự thay đổi diện tích bề mặt là do sự thô hóa hạt. 12/7/2010 604006 - chương 4 6
Các quá trình hóa lý xảy ra trong khi kết khối rất phức tạp -Quá trình khuếch tán trên bề mặt hạt, khuếch tán khuyết tật trong hạt -Quá trình thay thế đồng hình các ion trong mạng tinh thể của hạt -Tạo pha lỏng tiếp xúc các hạt -Kết dính các hạt -Lấp đầy lỗ hở, thải dần lỗ kín.. -Tái kết tinh ổn định cấu trúc -Bay hơi, ngưng tụ…. 12/7/2010 604006 - chương 4 7
PHÂN LOẠI THIÊU KẾT Kết khối pha rắn Kết khối có mặt pha lỏng Kết khối do quá trình bay hơi, ngưng tụ Kết khối do phản ứng hóa học Kết khối do biến dạng dẻo 12/7/2010 604006 - chương 4 8
KẾT KHỐI PHA RẮN Thiêu kết trạng thái rắn xảy ra đối với bột nén được kết khối hoàn toàn ở trạng thái rắn ở nhiệt độ thiêu kết Không có sự tham gia của pha lỏng, pha khí trong quá trình kết khối 12/7/2010 604006 - chương 4 9
Các giai đoạn trong quá trình kết khối pha rắn Nhiệt độ: Ttk ≈ 0,8 – 0,9 Tnc --> Xác định bằng thực nghiệm 12/7/2010 604006 - chương 4 10
Kết luận: Để tăng khả năng kết khối pha rắn -Tăng độ mịn ban đầu quá trình kết khối tăng -Dùng nguyên liệu có khuyết tật -Dùng thêm phụ gia tạo dung dịch rắn tăng khuyết tật -Tốc độ nâng nhiệt quá nhanh kết khối không tốt bằng nâng nhiệt chậm. 12/7/2010 604006 - chương 4 11
KẾT KHỐI PHA LỎNG Kết khối có mặt pha lỏng là các chất nóng chảy được tạo thành trong hỗn hợp rắn Tốc độ kết khối có sự tham gia của pha lỏng thuờng có tốc độ lớn hơn so với kết khối không có pha lỏng 12/7/2010 604006 - chương 4 12
KẾT KHỐI DO QUÁ TRÌNH BAY HƠI NGƯNG TỤ Vật chất chuyển Ngưng tụ lại lấp sang pha khí vào các lỗ trống VD: SiC Đặc điểm: Áp dụng đối với chất thăng hoa ở nhiệt độ cao -Tăng cường độ -Không thay đổi độ xốp, không co khi nung 12/7/2010 604006 - chương 4 13
KẾT KHỐI DO BIẾN DẠNG DẺO Biến dạng dẻo: Nhiệt độ cao Nguyên - chuyển vật chất gắn liền Áp suất nén liệu bột các hạt - chảy dẻo hàn các lỗ xốp Áp dụng: kết khối kim loại bột KẾT KHỐI DO PHẢN ỨNG HÓA HỌC Sự kết khối do phản ứng hóa học tạo pha mới lấp đầy các lỗ rỗng. 12/7/2010 604006 - chương 4 14
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THIÊU KẾT Biến số liên quan đến vật liệu : - Bột: hình dạng, kích thước, phân bố kích thước, độ kết tụ (agglomerate), tính trộn lẫn (mixedness),.. - Hóa học: thành phần, tạp chất, không hợp thức (non- stoichiometry), đồng nhất, ... Các biến số liên quan đến điều kiện thiêu kết - Nhiệt độ, thời gian, áp lực, khí quyển, tốc độ nâng nhiệt và hạ nhiệt,... 12/7/2010 604006 - chương 4 15