Tài liệu Bài giảng vật liệu học - Chương 9: Sử dụng vật liệu ceramic doc

TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
1
1
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
VẬT LIỆU HỌC
VẬT LIỆU HỌC
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
2
2
Chương 9
Chương 9
Sử dụng vật liệu ceramic
Sử dụng vật liệu ceramic
9.1. Gốm & Vật liệu chịu lửa
9.1. Gốm & Vật liệu chịu lửa
9.2.Thuỷ tinh
9.2.Thuỷ tinh
9.3.Xi măng & Bê tông
9.3.Xi măng & Bê tông
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
3
3
9.1.Gốm & V

9.1.Gốm & V
ật liệu chịu lửa
ật liệu chịu lửa
9.1.1. Khái niệm chung
9.1.1. Khái niệm chung
9.1.2.Gốm silicat
9.1.2.Gốm silicat
9.1.3.Gốm oxit
9.1.3.Gốm oxit
9.1.4.Vật liệu chịu lửa
9.1.4.Vật liệu chịu lửa
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
4
4
9.1.
9.1.
1. Kh
1. Kh
ái niệm chung
ái niệm chung
•
Công nghệ sản xuất
Công nghệ sản xuất
:
:
Đất sét, cao lanh
Đất sét, cao lanh



Nung thiêu kết
Nung thiêu kết


Gốm đất nung
Gốm đất nung
•
Tổ chức:
Tổ chức:
đa pha
đa pha
Pha vô định hình phân bố xen giữa pha tinh thể
Pha vô định hình phân bố xen giữa pha tinh thể
•
Tính chất
Tính chất
-Bền nhiệt : T
-Bền nhiệt : T
lv
lv
= 1400- 2500
= 1400- 2500
o
o
C
C
-Không tan trong H
-Không tan trong H

2
2
O, axít, bazơ, muối
O, axít, bazơ, muối
-Dẫn điện : không
-Dẫn điện : không
- Dẫn nhiệt : kém
- Dẫn nhiệt : kém
-Cứng & giòn
-Cứng & giòn
-Chụi nén : tốt
-Chụi nén : tốt
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
5
5
•
Phân lọai
Phân lọai
-Gốm thô :
-Gốm thô :


vật liệu dạng hạt lớn
vật liệu dạng hạt lớn
-Gốm gia dụng : nồi, niêu, chum, vại
-Gốm gia dụng : nồi, niêu, chum, vại
-Gốm xây dựng : gạch, ngói

-Gốm xây dựng : gạch, ngói
-Gốm chịu lửa : gạch chịu lửa
-Gốm chịu lửa : gạch chịu lửa
-Gốm tinh
-Gốm tinh
:
:
vật liệu dạng hạt mịn
vật liệu dạng hạt mịn
-Đồ sứ : bát, đĩa, sứ cách điện
-Đồ sứ : bát, đĩa, sứ cách điện
-Gốm kỹ thuật: +Gốm silicat (Al
-Gốm kỹ thuật: +Gốm silicat (Al
2
2
O
O
3
3
.SìO
.SìO
2
2
.nH
.nH
2
2
O)
O)

+Gốm oxyt : Corindon (Al
+Gốm oxyt : Corindon (Al
2
2
O
O
3
3
)
)


+Gốm cacbua : Cacbua silic (SiC)
+Gốm cacbua : Cacbua silic (SiC)
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
6
6
Gốm thô
Gốm thô
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
7
7
Gốm tinh

Gốm tinh
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
8
8
Ấm chén
Ấm chén
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
9
9
Gốm mỹ thuật
Gốm mỹ thuật
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
10
10
Gốm kỹ thuật
Gốm kỹ thuật
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
11

11
Gốm kỹ thuật
Gốm kỹ thuật
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
12
12
9.1.2.G
9.1.2.G
ốm silicat
ốm silicat
1-Nguyên liệu sản xuất
1-Nguyên liệu sản xuất
-Nguyên liệu chính :
-Nguyên liệu chính :
Khóang sét: Al
Khóang sét: Al
2
2
O
O
3
3
, SìO
, SìO
2
2
, nH

, nH
2
2
O
O
Cao lanh :
Cao lanh :
Al
Al
2
2
O
O
3
3
.2SìO
.2SìO
2
2
.2H
.2H
2
2
O
O
-Nguyên liệu phụ :
-Nguyên liệu phụ :


Cát thạch anh (SìO

Cát thạch anh (SìO
2
2
)- chất độn
)- chất độn


Fenspat (Tràng thạch : KAlSi
Fenspat (Tràng thạch : KAlSi
3
3
O
O
8
8
) -
) -
trợ dung
trợ dung
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
13
13
2-Quy trình
2-Quy trình
sản xuất
sản xuất
Quy trình sản xuất gốm thô :

Quy trình sản xuất gốm thô : CN thiêu kết
Nung : T =1000
o
C
Nguyên liệu
Tạo hình
Sản phẩm
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
14
14
Quy trình sx gốm tinh
Quy trình sx gốm tinh
Tạo hình
Sấy
Thiêu kết :T=1200-1400
o
C
Nguyên liệu
Sản phẩm
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
15
15
•
Tạo hình

Tạo hình
:
:


-
-
Phương pháp dẻo
Phương pháp dẻo
: phối liệu (ẩm =15-25%) có độ dẻo cao được tạo hình bằng tay
: phối liệu (ẩm =15-25%) có độ dẻo cao được tạo hình bằng tay
hoặc bằng máy
hoặc bằng máy
-Phương pháp bán khô:
-Phương pháp bán khô:
phối liệu (ẩm = 8-12%) được đầm nén trong khuôn
phối liệu (ẩm = 8-12%) được đầm nén trong khuôn
-Phương pháp đúc rót:
-Phương pháp đúc rót:
phối liệu mịn hòa trộn với nước thành hồ, được rót vào khuôn
phối liệu mịn hòa trộn với nước thành hồ, được rót vào khuôn
thạch cao
thạch cao
•
Tráng men :
Tráng men :
Trước hoặc sau nung
Trước hoặc sau nung
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006

TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
16
16
Tạo hình
Tạo hình
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
17
17
Tráng men
Tráng men
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
18
18
ZrO
ZrO
2
Fe
Fe
2
O
O
3
PbO

PbO
Cr
Cr
2
O
O
3
Bột CoO
Bột CoO
TiO
TiO
2
Bột màu vô cơ
Bột màu vô cơ
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
19
19
Pigment hữu cơ
Pigment hữu cơ
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
20
20
1-Đặc điểm
1-Đặc điểm

-Thành phần : độ tinh khiết cao (> 98%)
-Thành phần : độ tinh khiết cao (> 98%)
Tổ chức : 1 pha
Tổ chức : 1 pha
-Công nghệ sản xuất : CN gốm tinh
-Công nghệ sản xuất : CN gốm tinh
-Sản phẩm: mịn
-Sản phẩm: mịn
2-Vật liệu gốm oxyt:
2-Vật liệu gốm oxyt:
•
Gốm corinđông (
Gốm corinđông (
α
α
-Al
-Al
2
2
O
O
3
3
)
)
-Bền: cơ, nhiệt, hóa
-Bền: cơ, nhiệt, hóa
-Ứng dụng : chén nung, nồi nấu kim loại, nồi nấu thủy tinh
-Ứng dụng : chén nung, nồi nấu kim loại, nồi nấu thủy tinh
vật liệu cắt gọt, hạt mài

vật liệu cắt gọt, hạt mài
9.1.3.Gốm oxyt
9.1.3.Gốm oxyt
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
21
21
Nồi nấu kim loại
Nồi nấu kim loại
Đĩa cắt
Đĩa cắt
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
22
22
•
Gốm pericla (MgO):
Gốm pericla (MgO):
-T
-T
vl
vl
= 2400
= 2400
o
o

C
C
Điện trở : rất cao
Điện trở : rất cao
Bền với muối clorit, muối florit
Bền với muối clorit, muối florit
-Ứng dụng : chén nung, nồi nấu kim loại
-Ứng dụng : chén nung, nồi nấu kim loại
•
Gốm ziêcôna(ZrO
Gốm ziêcôna(ZrO
2
2
):
):
-Dẫn nhiệt: rất kém
-Dẫn nhiệt: rất kém
Giãn nở nhiêt : rất ít
Giãn nở nhiêt : rất ít
-Ứng dụng: vật liệu kết cấu chịu mài mòn, làm việc ở nhiệt độ cao.
-Ứng dụng: vật liệu kết cấu chịu mài mòn, làm việc ở nhiệt độ cao.
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
23
23
•
Gốm rutil (TiO
Gốm rutil (TiO

2
2
)
)
-Cách điện: rất tốt
-Cách điện: rất tốt
-Ứng dụng: vật liệu tụ điện
-Ứng dụng: vật liệu tụ điện
•
Gốm ferit: MeO.Fe
Gốm ferit: MeO.Fe
2
2
O
O
3
3
Me : Mn, Zn, Ni…
Me : Mn, Zn, Ni…
Ứng dụng : vật liệu từ mềm
Ứng dụng : vật liệu từ mềm
•
Gốm ferit:
Gốm ferit:
BaO.6Fe
BaO.6Fe
2
2
O
O

3
3
hoặc 2
hoặc 2
BaO.2MeO.6Fe
BaO.2MeO.6Fe
2
2
O
O
3
3
Ứng dụng : vật liệu từ cứng
Ứng dụng : vật liệu từ cứng
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
24
24
9.1.4.Vật liệu chịu lửa
9.1.4.Vật liệu chịu lửa
1-Đặc điểm
1-Đặc điểm
Độ chịu lửa : T > 1520
Độ chịu lửa : T > 1520
o
o
C
C

Bền : cơ & hóa
Bền : cơ & hóa
Công nghệ sản xuất : gốm thô
Công nghệ sản xuất : gốm thô
Sản phẩm : thô
Sản phẩm : thô
2-Gạch dinat (Silica)
2-Gạch dinat (Silica)
Thành phần : SiO
Thành phần : SiO
2
2
> 93%
> 93%
Tính chất : tính axit
Tính chất : tính axit
Ứng dụng : xây lò luyện than cốc, lò thủy tinh
Ứng dụng : xây lò luyện than cốc, lò thủy tinh
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
25
25
3-Gạch samôt :
3-Gạch samôt :
Thành phần : Al
Thành phần : Al
2
2

O
O
3
3
-SiO
-SiO
2
2
(Al
(Al
2
2
O
O
3
3
= 30-40%)
= 30-40%)
Tính chất : trung tính
Tính chất : trung tính
Ứng dụng : lò nung clinke, lò khí hóa, lò hơi
Ứng dụng : lò nung clinke, lò khí hóa, lò hơi
4-Gạch manhêzit & Gạch crôm-manhêzit
4-Gạch manhêzit & Gạch crôm-manhêzit
Thành phần : MgO
Thành phần : MgO


;
;

Cr
Cr
2
2
O
O
3
3
-MgO
-MgO




Tính chất : tính kiềm
Tính chất : tính kiềm
Ứng dụng : lò luyện thép
Ứng dụng : lò luyện thép