Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
Luận văn ThS. Hóa vô cơ -- Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2012
Tổng quan về gốm thủy tinh; hệ bậc ba (CaO-MgO-SiO2); phản ứng giữa các pha rắn. Trình bày các phương pháp nghiên cứu: Phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X ( XRD); phương pháp phân tích nhiệt ( DTA-TG); phương pháp quan sát vi cấu trúc bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM); phương pháp xác định các tính chất cơ lý. Tiến hành thực nghiệm: Nghiên cứu thành phần hóa học của nguyên liệu đầu; chuẩn bị hỗn hợp mẫu từ nguyên liệu đầu talc và đolomit; cách làm; phân tích nhiệt mẫu nghiên cứu; khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến quá trình hình thành gốm thuỷ tinh; nghiên cứu mẫu gốm thủy tinh trên cơ sở nguyên liệu đầu là talc và đolomit; nghiên cứu ảnh hưởng của Al2O3, B2O3 đến sự hình thành tinh thể diopsit trong gốm thuỷ tinh hệ bậc 3: CaO - MgO - SiO2. Đưa ra kết quả và thảo luận: kết quả nghiên cứu nguyên liệu; ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến quá trình hình thành gốm thuỷ tinh hệ CaO - MgO - SiO2; ảnh hưởng của hàm lượng Al2O3 và B2O3 đến sự hình thành cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm thuỷ tinh.
MỞ ĐẦU
Gốm sứ và thuỷ tinh là những vật liệu rất gần gũi với cuộc sống của con
người. Chúng được con người sử dụng và phát triển rất sớm. Ngày nay, cùng với sự
phát triển của khoa học kỹ thuật đã xuất hiện nhiều loại vật liệu mới với nhiều tính
chất ưu việt, ngày càng được phát triển và ứng dụng rộng rãi. Trong vài thập niên
trở lại 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 tính chất của thuỷ tinh và gốm
gọi là gốm thuỷ tinh. Đây là một vật liệu khá mới và đang trở thành đề tài được rất
nhiều nhà khoa học trên thế giới và trong nước quan tâm.
Gốm thuỷ tinh là những vật liệu đa tinh thể có cấu trúc vi mô 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 và trải qua
sự kết tinh kiểm soát để có năng lượng thấp hơn.
Gốm thủy tinh hệ CaO - MgO - SiO2 có những tính chất cơ học, hoá học nỗi
trội như sức bền, chịu mài mòn, hệ số giản nở nhiệt thấp, có những đặc điểm về
mặt thẩm mĩ vì thế có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Hiện nay, có rất
nhiều phương pháp tổng hợp hệ gốm thuỷ tinh bậc 3 CaO-MgO-SiO2 như là:
phương pháp truyền thống, phương pháp Sol-gel, phương pháp đồng kết tủa,
phương pháp khuếch tán pha rắn vào pha lỏng... Trong đó, phương pháp gốm
truyền thống có nhiều ưu điểm về cách trộn phối liệu ban đầu dẫn đến sự đồng nhất
cao về sản phẩm. Không những thế xu thế hiện nay người ta đi tổng hợp gốm thuỷ
tinh từ các khoáng chất có sẵn trong tự nhiên: talc, đá vôi, quartz, … để thu được
gốm thuỷ tinh giá rẻ mà vẫn giữ được những tính chất quan trọng.
Với mục đích sử dụng nguồn nguyên liệu khoáng sản sẵn có ở Việt Nam để
sản xuất, các vật liệu gốm phục vụ cho sự phát triển kinh tế đất nước, tui chọn đề
tài cho luận văn: "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu gốm thuỷ tinh hệ CaO-MgO
SiO2 từ talc Phú Thọ và ảnh hưởng của Al2O3, B2O3, kích thước nano đến cấu
trúc và tính chất của vật liệu".
CHƢƠNG 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 kết tinh 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 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 và điều chỉnh quá trình kết tinh. Trong
gốm thuỷ tinh thường tồn tại 50% - 95% thể tích là tinh thể còn lại là pha thuỷ tinh
còn dư. Một hay nhiều hơn những pha tinh thể có thể tạo thành trong quá trình
nhiệt luyện và thành phần của chúng khác với thuỷ tinh cho trước và do đó thành
phần của thuỷ tinh còn dư cũng khác trước.
1.1.1.1. Tính chất của gốm thuỷ tinh
Gốm thuỷ tinh có những tính chất quan trọng như:
- Độ bền cao đối với các lực va đập và lực biến dạng, nên ống thuỷ tinh
thường có độ bền gãy là: 210 - 270 kg/cm2 thì vật liệu gốm thuỷ tinh có kích thước
tương đương có độ bền gãy là 2800 - 4200 kg/cm2. Gốm thuỷ tinh cũng có độ chịu
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 quan trọng khi chế
tạo các khớp nối kín của kim loại với linh kiện bằng gốm thuỷ tinh. Các mẫu gốm
thuỷ tinh có hệ số giãn nở nhiệt bé hay âm rất bền đối với xung nhiệt.
- Vật liệu gốm thuỷ tinh bền nhiệt hơn vật liệu thuỷ tinh có cùng thành phần.
- Vật liệu gốm thuỷ tinh có đặc tính cách nhiệt tốt, đặc biệt khi thành phần
không chứa kiềm.
yQV9q5Ew0q26D4m
