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
SILICAT ?
VẬT LIỆU
CERAMIC ?
Quan ñieåm truyeàn
Gốm sứ
Thủy tinh
Xi măng
thoáng ? (goám söù coå
ñieån)
Quan ñieåm hieän ñaïi ?
(baûn chaát coâng ngheä
hình thaønh: nhieät ñoä
cao, phoái lieäu boät keát
khoái)
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
Ceramic knife
➢ BIOCERAMICS
➢ MAGNETIC MATERIALS
➢ ELECTRONIC MATERIALS
-Semi conductor
-Super conductor
Electronic materials
12
Biomaterials
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.
Silicates: amorphous silica with impurities
non-crystalline silica
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
Tải về để xem bản đầy đủ
35 trang
34800
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Vật liệu ceramic (Vật liệu silicate) - Huỳnh Ngọc Minh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_vat_lieu_ceramic_vat_lieu_silicate_huynh_ngoc_minh.ppt
