Bài giảng về công nghệ thủy tinh

BÀI GI NG Ả
V Ề
CÔNG NGH TH Y TINH Ệ Ủ
☺
1
Ý nghĩa và vai trò c a s n ph m th y tinhủ ả ẩ ủ
Ngày nay th y tinh là m t trong nh ng v t li u quan tr ng nh t. V y mà cách đây trên 150ủ ộ ữ ậ ệ ọ ấ ậ
năm nó đ c s n xu t ch d i d ng nh ng v t d ng thông th ng ượ ả ấ ỉ ướ ạ ữ ậ ụ ườ (tuy nó đ cượ con ng i ườ bi tế
đ n ế kho ng 5-6 nghìn năm v tr c, mà cũng có th lâu h n ). Trong các ngành k thu t th yả ề ướ ể ơ ỹ ậ ủ
tinh đ c s d ng r t ít, không đáng k . Trong lĩnh v c quang h c ch là m đ u.ượ ử ụ ấ ể ự ọ ỉ ở ầ
Cùng v i s phát tri n c a thiên văn h c, sinh v t h c, đ ng v t h c, th c v t h c, y h cớ ự ể ủ ọ ậ ọ ộ ậ ọ ự ậ ọ ọ
…Công ngh th y tinh phát tri n đ m b o cung c p các chi ti t quang h c ph c t p, các thi t bệ ủ ể ả ả ấ ế ọ ứ ạ ế ị
ch a đ ng r , th c t và v sinh.ứ ự ẻ ự ế ệ
Vi c phát minh ra bóng đèn đã b t đ u s phát tri n m nh m c a ngành k thu t đi nệ ắ ầ ự ể ạ ẽ ủ ỹ ậ ệ
chân không, ngành mà n u thi u th y tinh không hi u s nh th nào. Ngoài bóng đèn còn cácế ế ủ ể ẽ ư ế
lo i đèn ng, bình cho ngành đi n t , màn hình tivi, máy vi tính…ạ ố ệ ử
Th y tinh đ c s d ng r ng kh p trong s n xu t kính l c, kính h p th ho c cho qua cácủ ượ ử ụ ộ ắ ả ấ ọ ấ ụ ặ
b c x c ng, đèn tín hi u, thi t b quang h c…ứ ạ ứ ệ ế ị ọ
S phát tri n k thu t r ngen, v t lí h t nhân đòi h i ph i có lo i th y tinh ho c cho quaự ể ỹ ậ ơ ậ ạ ỏ ả ạ ủ ặ
ho c h p th tia r ngen, tia ặ ấ ụ ơ neutron…
Vào n a đ u th k 20 công nghi p quang h c m đ u đòi h i cung c p các lo i th y tinhử ầ ế ỷ ệ ọ ở ầ ỏ ấ ạ ủ
làm các chi ti t khác nhau cho công nghi p và nghiên c u khoa h c ( quang ph k , kính thiên vănế ệ ứ ọ ổ ế
…). Lo i th y tinh này yêu c u đ đ ng nh t hoàn h o, chi t su t chính xác, b m t ch t l ngạ ủ ầ ộ ồ ấ ả ế ấ ề ặ ấ ượ
cao. V i nh ng yêu c u nh v y c n thi t ph i gi i quy t không ch v thành ph n th y tinh màớ ữ ầ ư ậ ầ ế ả ả ế ỉ ề ầ ủ
kèm theo quá trình n u, t o hình, h p , phân lo i.ấ ạ ấ ủ ạ
Nh ng năm sau này phát tri n lo i th y tinh đ c bi t có đ b n axit, đ b n ki m caoữ ể ạ ủ ặ ệ ộ ề ộ ề ề
ph c v cho các ngành công nghi p hóa. T th y tinh này đ c s n xu t không ch các thi t bụ ụ ệ ừ ủ ượ ả ấ ỉ ế ị
khác nhau cho các phòng thí nghi m mà còn s d ng trong s n xu t thi t b ch ng c t, trích ly,ệ ử ụ ả ấ ế ị ư ấ
xyclon th y l c …và nhi u lo i khác n a.ủ ự ề ạ ữ
Trong nhi u tr ng h p th y tinh thay th cho kim lo i màu, cho nên nó có nghĩa kinh tề ườ ợ ủ ế ạ ế
to l n trong k thu t d ng c ớ ỹ ậ ụ ụ

Th y tinh còn có í nghĩa h n trong ngành xây d ng: Nhủ ơ ự ng t m panen có t t c các tínhữ ấ ấ ả
ch t phù h pấ ợ : Kh i l ng th tích nh , đ b n cao, cách nhi t cách âm t t. Nh ng tính ch t t tố ượ ể ỏ ộ ề ệ ố ữ ấ ố
đ p này còn th hi n rõ nét h n th y tinh b t. Các t m panen t th y tinh màu đã m ra khẹ ể ệ ơ ở ủ ọ ấ ừ ủ ở ả
năng m i trong ngành ki n trúc, gi i quy t hình th c bên ngoài c a các công trình.ớ ế ả ế ứ ủ
S i th y tinh cùng v i tính cách nhi t, cách âm, cách đi n chi m v trí đáng k trong côngợ ủ ớ ệ ệ ế ị ể
nghiêp. S i th y tinh k t h p v i ch t d o h u c t o ra m t lo i s n ph m m i – Th y tinhợ ủ ế ợ ớ ấ ẻ ữ ơ ạ ộ ạ ả ẩ ớ ủ
thép – Th y tinh thép b n nh thép nh ng nh h n 4 l n. Th y tinh thép thay th g , kim lo iủ ề ư ư ẹ ơ ầ ủ ế ỗ ạ
đen, kim lo i màu. S i th y tinh s d ng làm cáp s i quang, trong ngành d t v i nhi u m t hàngạ ợ ủ ử ụ ợ ệ ớ ề ặ
khác nhau.
M t nh c đi m c a th y tinh đó là tính giòn. B ng các bi n pháp nhi t, hóa, ng i ta làmộ ượ ể ủ ủ ằ ệ ệ ườ
b n th y tinh và tăng đ b n u n đ n giá tr 100-200kG/mmề ủ ộ ề ố ế ị
2
. Đó là các lo i th y tinh an toànạ ủ
dùng trong xe ô tô, máy bay an toàn …
Gi i quy t đ b n b ng con đ ng k t tinh đ c s n ph m th y tinh k t tinh hay cònả ế ộ ề ằ ườ ế ượ ả ẩ ủ ế
g i là “v t li u đa tinh th có ngu n g c t th y tinh” (v t li u này Nga g i là Sitan, M làọ ậ ệ ể ồ ố ừ ủ ậ ệ ở ọ ở ỹ
pyroceram, Nh t là neoceram …) có đ b n l n h n th y tinh thông th ng 4-10 l n, ch u sở ậ ộ ề ớ ơ ủ ườ ầ ị ự
thay đ iổ nhi t đ đ t ng t đ n 1000ệ ộ ộ ộ ế
0
C.
Nghiên c u c u trúc c a th y tinh giúp vi c phát tri n lo i th y tinh đ c bi t: Kính laze,ứ ấ ủ ủ ệ ể ạ ủ ặ ệ
kính l c quang h c, kính có kh năng h p th nh trong ngành đi u khi n t xa … Giúp cho sọ ọ ả ấ ụ ỏ ề ể ừ ự
phát tri n các ngành khoa h c k thu t.ể ọ ỹ ậ
2
Trong ngành đi n k thu t các lo i th yệ ỹ ậ ạ ủ tinh cách ly mà các tính ch t c a nó còn h n cấ ủ ơ ả
lo i s cách ly t t nh t. Hay các lo i th y tinh bán d n trên c s dùng Vạ ứ ố ấ ạ ủ ẫ ơ ở
2
O
5
, S, Se, U, Sb …

trong thành ph n đã m r ng nghĩa th y tinh ban đ u – Th y tinh là s n ph m vô c ch khôngầ ở ộ ủ ầ ủ ả ẩ ơ ứ
ch bó h p là s n ph m silicat.ỉ ẹ ả ẩ
Ch ng 1ươ : Tr ng ạ thái th y tinh c a v t ch t và c u trúc c a th y tinh silicátủ ủ ậ ấ ấ ủ ủ .
1.1 Khái ni m chung v tr ng thái th y tinhệ ề ạ ủ .
V t ch t t n t i trong t nhiên d i 3 hình th c t p h p: Khí, l ng và r n. Tr ng thái khíậ ấ ồ ạ ự ướ ứ ậ ợ ỏ ắ ạ
có 2 d ng t n t i khác nhau: Khí th ng và khí ion hóa (plasma). Tr ng thái l ng cũng có 2 d ng:ạ ồ ạ ườ ạ ỏ ạ
L ng th ng và l ng k t tinh. Tr ng thái r n cũng có 2 d ng t n t i: Tinh th và vô đ nh hinh.ỏ ườ ỏ ế ạ ắ ạ ồ ạ ể ị
V t th r n vô đ nh hình th ng g p d ng b t, màng, gel, nh a và th y tinh. Các v tậ ể ắ ị ườ ặ ở ạ ộ ự ủ ậ
th th y tinh th ng đ c xem nh có v trí trung gian gi a v t th k t tinh và v t th l ng:ể ủ ườ ượ ư ị ữ ậ ể ế ậ ể ỏ
Chúng có nh ng tính ch t c h c t ng t nh v t r n k t tinh. Còn s b t đ i x ng trong c uữ ấ ơ ọ ươ ự ư ậ ắ ế ự ấ ố ứ ấ
trúc gây ra s đ ng h ng l i làm cho nó gi ng v t th l ng.ự ẳ ướ ạ ố ậ ể ỏ
M i v t th t n t i tr ng thái th y tinh đ u có m t s đ c đi m hóa lí chung:ọ ậ ể ồ ạ ở ạ ủ ề ộ ố ặ ể
1/ Có tính đ ng h ng, t c là tính ch t c a nó xét theo m i h ng đ u nh nhau. ẳ ướ ứ ấ ủ ọ ướ ề ư
2/ Có th nóng ch y và đóng r n thu n ngh ch. Nghĩa là có th n u ch y nhi u l n sau đóể ả ắ ậ ị ể ấ ả ề ầ
làm l nh theo cùng m t ch đ l i thu đ c ch t ban đ u ( n u không x y ra k t tinh ho c phânạ ộ ế ộ ạ ượ ấ ầ ế ả ế ặ
l p t vi ).ớ ế
3/ V t th tr ng thái th y tinh có năng l ng d tr cao h n tr ng thái tinh th .ậ ể ở ạ ủ ượ ữ ữ ơ ạ ể
4/ Khi b đ t nóng, nó không có đi m nóng ch y nh v t th k t tinh mà m m d n,ị ố ể ả ư ậ ể ế ề ầ
chuy n t tr ng thái giòn sang d o có đ nh t cao và cu i cùng chuy n sang tr ng thái l ng gi t.ể ừ ạ ẻ ộ ớ ố ể ạ ỏ ọ
S bi n thiên liên t c c a đ nh t có th cho ta th y quá trình đóng r n không có s t o thànhự ế ụ ủ ộ ớ ể ấ ắ ự ạ
pha m i. Ngoài đ nh t ra còn nhi u tính ch t khác cũng thay đ i liên t c nh th .ớ ộ ớ ề ấ ổ ụ ư ế
V i các đ c đi m nh v y ph n nh tính ph c t p c a tr ng thái th y tinh, do đó khó cóớ ặ ể ư ậ ả ả ứ ạ ủ ạ ủ
th nêu ra m t đ nh nghĩa v th y tinh th t đ y đ và đ c t t c m i ng i công nh n.ể ộ ị ề ủ ậ ầ ủ ượ ấ ả ọ ườ ậ
1779 Johann Georg Krunitz đã g i th y tinh là nh ng lo i v t th trong sáng l p lánh vàọ ủ ữ ạ ậ ể ấ
đ c bi t là v t th do cát v i ki m nóng ch y t o thành .ặ ệ ậ ể ớ ề ả ạ
1933 Gustav Tammann g i th y tinh là v t th r n không k t tinh.ọ ủ ậ ể ắ ế
1938 H i đ ng khoa h c Nga đã coi th y tinh là ch t r n vô đ nh hình đ c làm quá l nhộ ồ ọ ủ ấ ắ ị ượ ạ
t tr ng thái nóng ch y và có tính thu n ngh ch khi chuy n t l ng sang r n.ừ ạ ả ậ ị ể ừ ỏ ắ
Cũng th i gian này M coi th y tinh là s n ph m vô c nóng ch y đ c làm quá l nhờ ở ỹ ủ ả ẩ ơ ả ượ ạ
đ nh t l n d n và đóng r n.ộ ớ ớ ầ ắ

1956 R. Haase đã coi th y tinh là ch t l ng quá l nh.ủ ấ ỏ ạ
Các đ nh nghĩa nêu trên ph n l n ch nói lên đi u ki n xu t hi n tr ng thái th y tinh, đó làị ầ ớ ỉ ề ệ ấ ệ ạ ủ
s làm quá l nh ch t nóng ch y. Tuy nhiên ng i ta còn thu đự ạ ấ ả ườ c th y tinh b ng ượ ủ ằ con đ ngườ
khác. Ví d : Ng ng t h i khi s n xu t nh ng l p th y tinh m ng. M t khác nhi u ch t h u cụ ư ụ ơ ả ấ ữ ớ ủ ỏ ặ ề ấ ữ ơ
cũng n m trong tr ng thái th y tinh. ằ ạ ủ
ta lâu nay t m ch p nh n m t đ nh nghĩa th y tinh nh sau: “Th y tinh là s n ph m vôỞ ạ ấ ậ ộ ị ủ ư ủ ả ẩ
c nóng ch y đ c làm quá l nh đ n tr ng thái r n không k t tinh”ơ ả ượ ạ ế ạ ắ ế
1.2 Đ nh t và quá trình t o th y tinh ộ ớ ạ ủ
Đ ể chuy n m t v t th t d ng k t tinh sang d ng th y tinh thông th ng ph i ti n hànhể ộ ậ ể ừ ạ ế ạ ủ ườ ả ế
qua giai đo n nóng ch y và sau đó làm quá l nh. Nh ng có nhi u b ng ch ng th c t cho th yạ ả ạ ư ề ằ ứ ự ế ấ
r ng không ph i m i ch t l ng khi làm quá l nh đ u t o th y tinh. Ví d : N c khi làm quá l nhằ ả ọ ấ ỏ ạ ề ạ ủ ụ ướ ạ
s t o n c đá.ẽ ạ ướ
Nh ng ch t l ng khi làm quá l nh có kh năng t o th y tinh ph i có đ nh t tăng nhanh vàữ ấ ỏ ạ ả ạ ủ ả ộ ớ
liên t c theo chi u gi m nhi t đ t vài trăm poise đ n 10ụ ề ả ệ ộ ừ ế
14
poise. So sánh đ nh t đi m nóngộ ớ ở ể
ch y c a m t s ch t sau :ả ủ ộ ố ấ
3
B ng 1.1: Đ nh t c a m t s ch t nhi tả ộ ớ ủ ộ ố ấ ở ệ đ nóng ch y ộ ả
Ch t ấ T
0
nóng ch yả
[
0
C] η [p] Ch t ấ T
0
nóng ch yả
[
0
C] η [p]

Na 98 0,01 SiO
2
1710 10
7
Fe 1535 0,07 GeO
2
1115 10
7
H
2
O 0 0,02 B
2
O
3
450 10
5
Al
2
O
3
2050 0,6 As
2
O
3
309 10
6
LiCl 613 0,02 BeF
2
540 10
6

Ta th y đ nh t c a nhóm bên ph i cao h n nhóm bên trái t 10ấ ộ ớ ủ ả ơ ừ
6
đ n 10ế
9
l n. S khácầ ự
nhau đó quy t đ nh tính ch t chúng khi làm quá l nh. Nhóm bên trái không có kh năng t o th yế ị ấ ạ ả ạ ủ
tinh, nhóm bên ph i g m các ch t có kh năng t o th y tinh t t.ả ồ ấ ả ạ ủ ố
Vì v y, có đ c đ nh t cao trong kho ng nhi t đ nóng ch y là nguyên nhân c b nậ ượ ộ ớ ả ệ ộ ả ơ ả
nh ng không ph i là duy nh t quy t đ nh khuynh h ng đóng r n thành th y tinh c a h n h pư ả ấ ế ị ướ ắ ủ ủ ỗ ợ
nóng ch y .ả
Đ gi i thích t i sao các ch t có kh năng t o th y tinh có đ nh t cao ta ph i xét đ n tácể ả ạ ấ ả ạ ủ ộ ớ ả ế
d ng c a l c t ng tác gi a các nguyên t , ion, phân t . L c t ng tác đó đ c ph n ánh quaụ ủ ự ươ ữ ử ử ự ươ ượ ả
năng l ng kích thích s ch y nh t. Đ i l ng này đ c xác đ nh b ng công c n thi t đ diượ ự ả ớ ạ ượ ượ ị ằ ầ ế ể
chuy n m t nguyên t , ion, phân t t v trí này sang v trí khác. Đ nh t có giá tr t l ngh ch v iể ộ ử ử ừ ị ị ộ ớ ị ỉ ệ ị ớ
s nguyên t , ion, phân t có đ năng l ng th c hi n công đó. Vì th l c t ng tác gi a cácố ử ử ủ ượ ự ệ ế ự ươ ữ
nguyên t , ion, phân t càng y u đ nh t càng nh . Ví d : nhi t đ nóng ch y Uử ử ế ộ ớ ỏ ụ Ở ệ ộ ả
η
(SiO
2
)
=151kcal /mol ; U
η
(B
2
O
3
)=40kcal /mol ; U
η
(Fe)=6kcal /mol.
Căn c vào l c t ng tác F c a các ion có th chia các cation thành 3 nhóm:ứ ự ươ ủ ể

B ng1. 2: L c t ng tác c a các ion n m trong thành ph n th y tinhả ự ươ ủ ằ ầ ủ
Ion Bán kính
[A
0
]
2
R
Z
F =
S ph i tríố ố Vai trò trong c u trúc ấ
B
3+
P
5+
Si
4+
As
3+
Ge
4+
0,20
0,35
0,39
0,47
0,44
75
41
26
22,6
21

3;4
4
4
3
4
Ion
T oạ
Th y ủ
Tinh
Be
2+
Al
3+
Ti
4+
Zr
4+
0,34
0,57
0,64
0,87
17
9,2
8,7
5,28
4
4;6
4;6
6;8
Ion

Trung
Gian
Mg
2+
Li
+
Ca
2+
Na
+
Ba
2+
K
+
0,78
0,68
1,06
0,98
1,43
1,33
3,28
2,16
1,77
1,04
0,978
0,565
6
6
8
6

8
8
Ion

Bi nế
Hình
( đây Z là hóa tr c a ion, R là bán kính ion )Ở ị ủ
Các ion có kh năng t o th y tinh có kh năng t o ra các đa di n h p thành m ng l iả ạ ủ ả ạ ệ ợ ạ ướ
không gian ba chi u liên t c. Các ion bi n hình không t o th y tinh, khi đ a vào h th ng các ionề ụ ế ạ ủ ư ệ ố
t o th y tinh nó làm y u các liên k t c a m ng l i làm đ nh t gi m và d n u. Các ion trungạ ủ ế ế ủ ạ ướ ộ ớ ả ễ ấ
gian không t o th y tinh tr ng thái đ n đ c nh ng có th tham gia quá trình t o th y tinh khi cóạ ủ ở ạ ơ ộ ư ể ạ ủ
m t các ion t o th y tinh, cung c p cho th y tinh m t s tính ch t k thu t khác.ặ ạ ủ ấ ủ ộ ố ấ ỹ ậ
4
1.3 M t s đ c tính c u trúc c a các h pộ ố ặ ấ ủ ợ ch t tinh th có kh năng chuy n thànhấ ể ả ể
tr ng thái th y tinh ạ ủ
Xét kh năng t o th y tinh chúng ta có 2 lo i h p ch t cũng nh đ n ch t: M t lo i sauả ạ ủ ạ ợ ấ ư ơ ấ ộ ạ
khi làm nóng ch y có kh năng quá l nh đ t o th y tinh. Lo i th hai ch có th t o thành v tả ả ạ ể ạ ủ ạ ứ ỉ ể ạ ậ
r n k t tinh. V m t c u trúc nh ng h p ch t có th t o th y tinh có nh ng đ c đi m riêng c aắ ế ề ặ ấ ữ ợ ấ ể ạ ủ ữ ặ ể ủ
nó:
V i ôxyt ph c t p ki u Aớ ứ ạ ể
m
B
n
O
x
trong đó O là ôxy tích đi n âm; B là các cation có đi n tíchệ ệ
l n, bán kính nh nh Siớ ỏ ư
4+
, B
3+

, …; A là các cation kim lo i có hóa tr th p nh Meạ ị ấ ư
2+
, Me
+
. S ph iố ố
trí v i ôxy c a B nh h n c a A.Căn c vào đi n tích Zớ ủ ỏ ơ ủ ứ ệ
B
c a ion trung tâm Bvà s ph i trí Kủ ố ố
B
v iớ
ôxy c a nó ng i ta chia các ôxyt này thành 3 lo i:ủ ườ ạ
-Lo i anizô có Zạ
B
/K
B
> 1
-Lo i izô có Zạ
B
/K
B
< 1
-Lo i mêzô có Zạ
B
/K
B
= 1
( T s Zỷ ố
B
/K
B

là m t thông s ph n nh đ b n c a liên k t tĩnh đi n B-O )ộ ố ả ả ộ ề ủ ế ệ
Trong 3 lo i ôxyt trên, lo i anizô và izô không có kh năng t o th y tinh. Lo i th 3ạ ạ ả ạ ủ ạ ứ
ng c l i r t d chuy n thành tr ng thái th y tinh. Lo i này g m các silicat, Germanat và borat.ượ ạ ấ ễ ể ạ ủ ạ ồ
M t s tác gi khác đã đ a ra m t s tiêu chu n khác đ đánh giá kh năng t o th y tinhộ ố ả ư ộ ố ẩ ể ả ạ ủ
c a m t ch t. Ví d : Goldschmidt xét kh năng t o th y tinh c a Aủ ộ ấ ụ ả ạ ủ ủ
m
O
n
d a theo t l ự ỉ ệ
O
A
R
R
. Theo
ông các ôxyt có kh năng t o th y tinh có t l đó n m trong kho ng 0,2-0,4. Sim thì cho r ng cácả ạ ủ ỉ ệ ằ ả ằ
ôxyt có kh năng t o th y tinh có năng l ng liên k t A-O trong kho ng 80-120kcal/mol. Cònả ạ ủ ượ ế ả
nhi u tiêu chu n khác n a. M i m t tiêu chu n đ u có nh ng m t tích c c khi đánh giá kh năngề ẩ ữ ỗ ộ ẩ ề ữ ặ ự ả
t o th y tinh nh ng đ ng th i cũng còn nhi u h n ch khi g p nh ng tr ng h p ngo i l .ạ ủ ư ồ ờ ề ạ ế ặ ữ ườ ợ ạ ệ
1.4 C u trúc c a th y tinh silicatấ ủ ủ
T ch cho r ng th y tinh là m t h l ng ph c t p tr ng thái quá l nh, vi c nghiên cừ ỗ ằ ủ ộ ệ ỏ ứ ạ ở ạ ạ ệ uứ
c u trúc c a th y tinh luôn đ c g n li n v i nh ng thuy t hi n đ i v c u trúc c a ch t l ng.ấ ủ ủ ượ ắ ề ớ ữ ế ệ ạ ề ấ ủ ấ ỏ
Theo nh ng phát hi n m i tr ng thái l ng đ c xem là có c u trúc g n tr ng thái r n h n tr ngữ ệ ớ ạ ỏ ượ ấ ầ ạ ắ ơ ạ
thái khí. Ví d nh s bi n đ i t r n sang l ng r t nh so v i t l ng sang khí. T nhi t nguyênụ ư ự ế ổ ừ ắ ỏ ấ ỏ ớ ừ ỏ ỷ ệ
t c a ch t l ng nhi t đ nóng ch y x p x t nhi t nguyên t c a ch t r n … Đ c bi t làử ủ ấ ỏ ở ệ ộ ả ấ ỉ ỉ ệ ử ủ ấ ắ ặ ệ
nh ng nghiên c u v c u trúc b ng ph ng pháp r nghen đã cho th y rõ ràng h n s gi ng nhauữ ứ ề ấ ằ ươ ơ ấ ơ ự ố
gi a tr ng thái c u trúc c a v t th l ng và v t th r n. Trên c s đó ng i ta đi đ n các giữ ạ ấ ủ ậ ể ỏ ậ ể ắ ơ ở ườ ế ả
thuy t v c u trúc c a tr ng thái l ng: Ho c xem ch t l ng nh t h p c a m t s l n các tinhế ề ấ ủ ạ ỏ ặ ấ ỏ ư ổ ợ ủ ộ ố ớ
th r t bé b bi n d ng (c u trúc vi tinh ), Ho c xem ch t l ng có c u trúc m ng l i liên t cể ấ ị ế ạ ấ ặ ấ ỏ ấ ạ ướ ụ
không hoàn ch nh …ỉ
V i tr ng thái th y tinh ta cũng xét đ n m t s gi thuy t tớ ạ ủ ế ộ ố ả ế ương t nhự ư v y cho lo i th yậ ạ ủ

tinh đi n hình nh t- th y tinh silicat.ể ấ ủ
1.4.1 Gi thuy t c u trúc vi tinh ả ế ấ
Năm 1921 Lêbêdep đã nêu lên gi thuy t cho r ng “ th y tinh silicat là t p h p c a các tinhả ế ằ ủ ậ ợ ủ
th có đ phân tán cao – các vi tinh th . Trong đó ch y u là các vi tinh th th ch anh”. ể ộ ể ủ ế ể ạ
Thuy t này d a trên k t qu nghiên c u chi t su t c a th y tinh silicat có nh ng bi n đ iế ự ế ả ứ ế ấ ủ ủ ữ ế ổ
b t thấ ư ng nhi t đ 520- 600ờ ở ệ ộ
0
C. S bi n đ i b t thự ế ổ ấ ư ng y x y ra vùng g n nhi t đ bi nờ ấ ả ở ầ ệ ộ ế
đ i thù hình c a th ch anh (575ổ ủ ạ
0
C) và Lêbêdep cho r ng có liên quan đ n s bi n đ i c u trúcằ ế ự ế ổ ấ
trong th y tinh mà đây chính là s bi n đ i gi a 2 d ng thù hinh ủ ở ự ế ổ ữ ạ α và β th ch anh. Đi u đó cóạ ề
nghĩa là trong th y tinh silicat có các vi tinh th th ch anh t n t i.ủ ể ạ ồ ạ
Lu n đi m này đậ ể ư c ti p t c nghiên c u b ng phợ ế ụ ứ ằ ương pháp nhi u x rễ ạ ơnghen :
Th y tinh đủ ư c làm l nh m t cách bình thợ ạ ộ ư ng luôn cho nh ng gi i nhi u x r ng và không đ i.ờ ữ ả ễ ạ ộ ổ
S phân b các gi i nhi u x này l i tự ố ả ễ ạ ạ ương ng v i s phân b các v trí c c đ i nhi u x trênứ ớ ự ố ị ự ạ ễ ạ
5
bi u đ nhi u x rể ồ ễ ạ ơnghen c a ch t đó khi ủ ấ ở tr ng thái k t tinh.Ví d : Th y tinh th ch anhạ ế ụ ủ ạ
có các gi i nhi u x trùng v i các pic c c đ i nhi u x c a cristobalit khi cùng ti n hành kh o sátả ễ ạ ớ ự ạ ễ ạ ủ ế ả
chúng b ng ph ng pháp nhi u x rằ ươ ễ ạ ơnghen. Như v y có th đi đ n gi thuy t cho r ng th yậ ể ế ả ế ằ ủ
tinh th ch anh bao g m các vi tinh th cristobalit. ạ ồ ể
Valencop và Porai-Kosic đã nghiên c u th y tinh silicat natri 2 c u t có thành ph n bi nứ ủ ấ ử ầ ế
đ i [mNaổ
2
O n SiO
2
]. Trên bi u đ nhi u x rể ồ ễ ạ ơnghen luôn có 2 c c đ i chính ng v i tinh thự ạ ứ ớ ể
silicat natri (Na
2
O.SiO

2
) và cristobalit (SiO
2
). N u tăng hàm lế ư ng SiOợ
2
thì c c đ i ng v i SiOự ạ ứ ớ
2
tăng lên rõ r t và c c đ i silicat natri gi m xu ng. K t h p gi a tính toán và th c nghi mệ ự ạ ả ố ế ợ ữ ự ệ
Valencop và Porai-Kosic cho r ng trong th y tinh silicat có ch a h n h p các vi tinh thằ ủ ứ ỗ ợ ể
cristobalit, mêtasilicat natri và th y tinh vô đ nh hình ( đi u này h i khác v i Lêbêdep ). Ngoài raủ ị ề ơ ớ
n u ch đ gia công nhi t m u th y tinh khác nhau thì các c c đ i trên các d i nhi u x rế ế ộ ệ ẫ ủ ự ạ ả ễ ạ ơnghen
s khác nhau. Cùng v i s tăng nhi t đ và tăng th i gian đ t nóng m u th y tinh thì trên đ ngẽ ớ ự ệ ộ ờ ố ẫ ủ ườ
cong nhi u x s xu t hi n thêm các c c đ i m i, các c c đ i đã có thì càng rõ nét.M t khác, cácễ ạ ẽ ấ ệ ự ạ ớ ự ạ ặ
c c đ i trên gi n đ nhi u x rự ạ ả ồ ễ ạ ơnghen c a th y tinh và c a các tinh th t ng ng tuy trùngủ ủ ủ ể ươ ứ
nhau nh ng không hoàn toàn gi ng nhau. Ch ng t có s bi n d ng m ng l i c a các vi tinhư ố ứ ỏ ự ế ạ ạ ướ ủ
th . Theo các nhà nghiên c u thông s m ng l i c a các vi tinh th cristobalit trong th y tinhể ứ ố ạ ướ ủ ể ủ
l n h n thông s m ng l i c a các vi tinh th cristobalit th ng kho ng 6,6%. Nh v y, trongớ ơ ố ạ ướ ủ ể ườ ả ư ậ
th y tinh ch có nh ng v trí trung tâm c a các vi tinh th là có c u t o g n gi ng m ng l i tinhủ ỉ ữ ị ủ ể ấ ạ ầ ố ạ ướ
th thông th ng, còn xa v trí trung tâm s sai l ch v m ng l i càng tăng lên .ể ườ ị ự ệ ề ạ ướ
Florinsky dùng quang ph h ng ngo i đ nghiên c u c u trúc th y tinh , ông th y các d iổ ồ ạ ể ứ ấ ủ ấ ả
ph n x và h p th c a th y tinh và c a các tinh th có th tách ra đ u tiên khi k t tinh th y tinhả ạ ấ ụ ủ ủ ủ ể ể ầ ế ủ
hoàn toàn trùng nhau. Đi u đó có nghĩa là trong th y tinh có s không đ ng nh t c c b . T i cácề ủ ự ồ ấ ụ ộ ạ
v trí không đ ng nh t này các nguyên t đ c s p x p gi ng nh trong tinh th t ng ng.ị ồ ấ ử ượ ắ ế ố ư ể ươ ứ
Avgustinic cho r ng trong th y tinh t n t i các nhóm ti n k t tinh có đ c tr ng liên k tằ ủ ồ ạ ề ế ặ ư ế
gi ng nh trong tinh th t ng ng, nh ng các nhóm này ch a có d u hi u c a m t pha đ c l p,ố ư ể ươ ứ ư ư ấ ệ ủ ộ ộ ậ
t c là ch a có b m t phân chia pha, ch a có các thông s m ng l i tinh th . ứ ư ề ặ ư ố ạ ướ ể
Th c ra v n đ t n t i các vi tinh th đã đ c bàn cãi t lâu . Đã có nhi u công trìnhự ấ ề ồ ạ ể ượ ừ ề
nghiên c u b ng ph ng pháp nhi u x rứ ằ ươ ễ ạ ơnghen và quang ph đã đ c đ a ra nh ng v n ch aổ ượ ư ư ẫ ư
có b ng ch ng nào th t hoàn ch nh và không có khuy t đi m. Ngay chính Lêbêdep cũng hi uằ ứ ậ ỉ ế ể ể
r ng vi c s d ng các ph ng pháp nghiên c u trên c s nhi u x rằ ệ ử ụ ươ ứ ơ ở ễ ạ ơnghen, nhi u x electronễ ạ

hay neutron cũng không đ a đ n k t qu chính xác vì kích th c c a các mi n có tr t t n đ như ế ế ả ướ ủ ề ậ ự ổ ị
quá nh và s sai l ch m ng l i l i quá l n .Các bi u đ quang ph thì có bi u hi n kh quanỏ ự ệ ạ ướ ạ ớ ể ồ ổ ể ệ ả
h n v s gi ng nhau gi a các đ ng cong c a th y tinh và c a tinh th t ng ng nh ng v nơ ề ự ố ữ ườ ủ ủ ủ ể ươ ứ ư ẫ
theo Lêbêdep “ các c c đ i nh n đ c r t tho i và ít rõ ràng nên khi gi i thích cũng còn khá tùyự ạ ậ ượ ấ ả ả
ti n “.ệ
Hi n nay các tác gi c a lí thuy t c u trúc vi tinh cũng không cho r ng vi tinh th là cácệ ả ủ ế ấ ằ ể
tinh th nh m n. V i khái ni m vi tinh th ph i hi u là các t h p c u trúc bi n d ng mang cácể ỏ ị ớ ệ ể ả ể ổ ợ ấ ế ạ
đ c đi m c a các m ng tinh th t ng ng ho c m t cách đ n gi n có th hi u là các mi n t viặ ể ủ ạ ể ươ ứ ặ ộ ơ ả ể ể ề ế
có s phân b các nguyên t t ng đ i tr t t . Nh ng đ nh nghĩa nh v y thì hoàn toàn ch a th aự ố ử ươ ố ậ ự ư ị ư ậ ư ỏ
mãn.N u các vi tinh th b bi n d ng đ n m c không có các tính ch t c a các h t tinh th , khôngế ể ị ế ạ ế ứ ấ ủ ạ ể
có b m t phân chia pha, không là pha th hai thì rõ ràng là các thu t ng và nghĩa c th c a lýề ặ ứ ậ ữ ụ ể ủ
thuy t vi tinh nói chung không còn n a. N u hi u vi tinh th là các nhóm ti n k t tinh c a cácế ữ ế ể ể ề ế ủ
tinh th t ng lai thì nh th cũng m t tính đ c tr ng cho lí thuy t v tr ng thái th y tinh Vìể ươ ư ế ấ ặ ư ế ề ạ ủ
nh ng nhóm ti n k t tinh đó có th có m t trong b t kỳ m t ch t l ng nào.ữ ề ế ể ặ ấ ộ ấ ỏ
1.4.2 Gi thuy t c u trúc liên t c vô đ nh hình ả ế ấ ụ ị
Trên c s các thành t u đ t đ c c a hóa h c tinh th , năm 1932 Zachariazen đã đ a raơ ở ự ạ ượ ủ ọ ể ư
gi thuy t c u trúc liên t c vô đ nh hình. Theo ông : ả ế ấ ụ ị
6
-L c t ng tác gi a các ion trong th yự ươ ữ ủ tinh ôxyt có l cũng gi ng nh trong các tinhẽ ố ư
th t ng ng, vì th các tính ch t c h c c a 2 d ng này g n nh nhau.ể ươ ứ ế ấ ơ ọ ủ ạ ầ ư
-V m t c u trúc cũng gi ng nh các tinh th , trong th y tinh các nguyên t cũng đ cề ặ ấ ố ư ể ủ ử ượ
s p x p đ t o thành m ng không gian 3 chi u nh ng không đ i x ng không tu n hoàn. Do sắ ế ể ạ ạ ề ư ố ứ ầ ự
h n lo n đó mà n i năng c a th y tinh l n h n n i năng c a tinh th , nh ng không l n l m, vìỗ ạ ộ ủ ủ ớ ơ ộ ủ ể ư ớ ắ
n u không nh v y quá trình k t tinh s x y ra ngay. Cũng do s s p x p không tr t t y nênế ư ậ ế ẽ ả ự ắ ế ậ ự ấ
các liên k t A – O trong th y tinh không l n nh nhau nh trong tinh th . Khi đ t nóng th y tinhế ủ ớ ư ư ể ố ủ
các liên k t có đ b n khác nhau c n năng l ng b gãy khác nhau, liên k t nào y u b b gãyế ộ ề ầ ượ ẻ ế ế ị ẻ
tr c sau đó m i đ n liên k t m nh. Vì v y th y tinh m m d n r i m i ch y l ng ch khôngướ ớ ế ế ạ ậ ủ ề ầ ồ ớ ả ỏ ứ
gi m đ nh t đ t ng t nh trong tinh th .ả ộ ớ ộ ộ ư ể
Zachariasen l y th y tinh th ch anh, borat, germanat đ xét, th y r ng c c u m ng l iấ ủ ạ ể ấ ằ ơ ấ ạ ướ
không gian c a th y tinh g n gi ng tinh th t ng ng. Chúng đ c hình thành t các đa di nủ ủ ầ ố ể ươ ứ ượ ừ ệ

liên k t l i ( t di n, tam giác …).ế ạ ứ ệ
Zachariasen còn ch ra r ng: Các ôxyt d ng Bỉ ằ ạ
m
O
n
mu n t o thành th y tinh c n th a mãnố ạ ủ ầ ỏ
các yêu c u sau ( các tiêu chu n Zachariasen ) : ầ ẩ
1. Nguyên t ôxy không đ c liên k t v i quá 2 nguyên t B.ử ượ ế ớ ử
2. S nguyên t ôxy quây quanh B không quá l n, th ng b ng 3,4, (6)ố ử ớ ườ ằ
3. Các đa di n ôxy ph i có đ nh chung nh ng không đ c có c nh chung và m t chung.ệ ả ỉ ư ượ ạ ặ
4. Đ t o thành m ng không gian 3 chi u, m i đa di n c n dùng chung v i các đa di nể ạ ạ ề ỗ ệ ầ ớ ệ
bên c nh ít nh t là 3 đ nh.ạ ấ ỉ
Các ôxyt ki u Bể
2
O
,
BO không th a mãn 4 đi u ki n trên nên không có kh năng t o th yỏ ề ệ ả ạ ủ
tinh. Tiêu chu n 1,3,4 th a mãn v i :ẩ ỏ ớ
a) Ôxyt lo i Bạ
2
O
3
n u nguyên t ôxy t o thành tam giác xung quanh B.ế ử ạ
b) Ôxyt lo i BOạ
2
và B
2
O
5
n u ôxy t o t di n quanh B.ế ạ ứ ệ

c) Ôxyt ki u BOể
3
, B
2
O
7
, BO
4
n u ôxy t o bát di n quanh Bế ạ ệ
Th i b y gi SiOờ ấ ờ
2
, GeO
2
, B
2
O
3,
P
2
O
5
, As
2
O
3
là nh ng ôxyt duy nh t t o th y tinh và th aữ ấ ạ ủ ỏ
mãn đ nh ng tiêu chu n trên. C u trúc c s c a SiOủ ữ ẩ ấ ơ ở ủ
2
, GeO
2

,P
2
O
5
là kh i t di n [BOố ứ ệ
4
]; c aủ
B
2
O
3
, As
2
O
3
là tam giác [BO
3
] ; BeF
2
cũng là h p ch t t o th y tinh nh Goldschmidt đã ch , nóợ ấ ạ ủ ư ỉ
cũng th a mãn 4 tiêu chu n, ch thay ôxy b ng flor, đ n v c u trúc là [ BeFỏ ẩ ỉ ằ ơ ị ấ
4
].
-Các ôxyt ph c t p d ng Aứ ạ ạ
m
B
n
O
x
, trong đó B là các cation t o th y tinh nh Siạ ủ ư

4+
, B
3+
…Ôxy
s quây quanh B t o các t di n hay tam giác. A là các cation khác s đi n vào các ch tr ng c aẽ ạ ứ ệ ẽ ề ỗ ố ủ
kh i đa di n v i nhi m v trung hòa m ng l i( cân b ng hóa tr cho toàn m ng ). Do tính khôngố ệ ớ ệ ụ ạ ướ ằ ị ạ
đ i x ng không tu n hoàn c a m ng, các l tr ng cũng nh các cation đ c phân b m t cáchố ứ ầ ủ ạ ỗ ố ư ượ ố ộ
th ng kê. Đ cho m ng l i đ c b n các cation A và B ph i đ y nhau ít nh t. Đi u này cóố ể ạ ướ ượ ề ả ẩ ấ ề
nghĩa A c n có kích th c l n và đi n tích nh , đó là các cation bi n hình ( Naầ ướ ớ ệ ỏ ế
+
, K
+
, Ca
2+
, Ba
2+
,
Pb
2+
). Các cation đi n tích l n bán kính nh nh Tiệ ớ ỏ ư
4+
, Mo
6+
, Li
+
,W
6+
th ng làm cho th y tinh bườ ủ ị
k t tinh, chúng làm y u các liên k t B – O và phá v m ng l i th y tinh ế ế ế ỡ ạ ướ ủ
Sau đó Warren đã ki m tra l i b ng nhi u x r ngen cũng công nh n d đoán v c u t oể ạ ằ ễ ạ ơ ậ ự ề ấ ạ

th y tinh c a Zachariasen là đúng.ủ ủ
Gi thuy t Zachariasen có nhi u c s th c nghi m khá ch c ch n nh ng cũng b m t sả ế ề ơ ở ự ệ ắ ắ ư ị ộ ố
nhà nghiên c u phê phán h t s c nghiêm kh c. Morey đã cho th y r ng đ b n c a th y tinh xácứ ế ứ ắ ấ ằ ộ ề ủ ủ
đ nh b ng hi u n i năng th y tinh và tinh th là không đúng. Ví d : Tetrasilicatkali ( Kị ằ ệ ộ ủ ể ụ
2
O.4SiO
2
)
là m t trong nh ng th y tinh 2 c u t b n nh t nh ng l i có nhi t nóng ch y r t cao ( 35kcal/kg)ộ ữ ủ ấ ử ề ấ ư ạ ệ ả ấ
trong khi đó KNO
3
không t o th y tinh có nhi t nóng ch y th p h n ( 25kcal/kg).ạ ủ ệ ả ấ ơ
Hasgg thì cho r ng nhi u th y tinh silicat hình thành t các nhóm anion ph c t p.ằ ề ủ ừ ứ ạ
Valencop và poraj-Kosic cũng nh t trí là các cation bi n hình đ c phân b theo lu t thăng giánấ ế ượ ố ậ
ch không theo lu t th ng kê. Đ c bi t, sau này ng i ta còn t o đ c th y tinh t các kim lo iứ ậ ố ặ ệ ườ ạ ượ ủ ừ ạ
7
có s ph i trí 6 ( ki u ôxyt nhóm C). Do đó tiêuố ố ể chu n 2 c a zachariasen ph i đ c b sungẩ ủ ả ượ ổ
chính xác l i : T ng s nguyên t ôxy quây quanh B có th là 3,4,6.ạ ổ ố ử ể
Tuy v y gi thuy t zachariasen v n đ c s d ng r ng rãi. Chúng ta có th căn c vào giậ ả ế ẫ ượ ử ụ ộ ể ứ ả
thuy t này đ gi i thích m t cách khá đ n gi n nhi u tính ch t c a th y tinh nh kh năng t oế ể ả ộ ơ ả ề ấ ủ ủ ư ả ạ
th y tinh , s nóng ch y t t , nhi t đ b t đ u linh đ ng…ủ ự ả ừ ừ ệ ộ ắ ầ ộ
1.4.3 Các h s c u trúc Stevelsệ ố ấ
Trên c s c u trúc liên t c vô đ nh hình c a zachariasen –Warren. Stevels đã nghiên c uơ ở ấ ụ ị ủ ứ
m i quan h l n nhau c a các nguyên t , ion trong th y tinh , đ ng th i qua so sánh các tính ch tố ệ ẫ ủ ử ủ ồ ờ ấ
lí h c c a các lo i th y tinh , ông đã đ a ra 4 h s c u trúc nh sau : ọ ủ ạ ủ ư ệ ố ấ ư
X : S nguyên t ôxy không c u n i trong m t đa di n c u trúc.ố ử ầ ố ộ ệ ấ
Y : S nguyên t ôxy c u n i trong m t đa di n c u trúcố ử ầ ố ộ ệ ấ
Z : T ng s nguyên t ôxy trong m t đa di n c u trúc( s ph i trí v i ôxy c a ion t oổ ố ử ộ ệ ấ ố ố ớ ủ ạ
th y tinh )ủ
R : T s gi a s nguyên t ôxy trên s ion t o th y tinh trong th y tinh .ỷ ố ữ ố ử ố ạ ủ ủ

Nh v y: X + Y = Z ư ậ → Y = Z – X
X + ½Y = R → 2X + Y = 2R hay 2X+Z-X=2R → X=2R-Z; Y=Z-(2R-Z)=2Z-2R
V i th y tinh mà đ n v c u trúc là t di n t Siớ ủ ơ ị ấ ứ ệ ừ
4+
, P
5+
thì Z=4. N u đ n v c u trúc hay đaế ơ ị ấ
di n ph i trí là tam giác thì Z=3. Giá tr R có th tính d dàng t thành ph n phân t c a th yệ ố ị ể ễ ừ ầ ử ủ ủ
tinh. T Z và R chúng ta d dàng tính ra X,Y.ừ ễ
Ví d : Xác đ nh các h s c u trúc c a các lo i th y tinh sau:ụ ị ệ ố ấ ủ ạ ủ
1/ Th ch anh ạ
Ta bi t thành ph n hóa c a th y tinh th ch anh là SiOế ầ ủ ủ ạ
2
. S ph i trí v i ôxy c a Si luôn làố ố ớ ủ
4.
Z = 4 ; R = 2/1 = 2 → X = 2R-Z = 2x2-4 = 0 ; Y = 2Z-2R = 2x4-2x2 = 8-4 = 4
Ta g p đây t t c các ôxy đ u là ôxy c u n i và t t c các đ nh c a đa di n c u trúc đ u đ cặ ở ấ ả ề ầ ố ấ ả ỉ ủ ệ ấ ề ượ
dùng chung. Cho nên đây là lo i th y tinh có c u trúc b n v ng.ạ ủ ấ ề ữ
2/ Th y tinh t Bủ ừ
2
O
3
Z = 3 ; R = 3/2 =1,5 → X = 2R–Z = 2x1,5-3 = 0 ; Y = 2Z-2R = 2x3-2x1,5 = 3
lo i th y tinh này các đ nh c a đa di n c u trúc cũng đ c dùng chung, m i liên k t gi aỞ ạ ủ ỉ ủ ệ ấ ượ ố ế ữ
chúng b n v ng nh t n u không x y ra thay đ i s ph i trí.ề ữ ấ ế ả ổ ố ố
3/ Th y tinh có thành ph n Naủ ầ
2
O.SiO
2
Z = 4 ; R = 3/1 =3 → X = 2R-Z = 2x3-4 = 2 ; Y = 2Z-2R = 2x4-2x3 = 8-6 = 2

Lo i th y tinh này trung bình trong m t đa di n c u trúc có 2 ôxy không c u n i và 2 ôxy c uạ ủ ộ ệ ấ ầ ố ầ
n i. Th y tinh này không b n d k t tinhố ủ ề ễ ế .
4/ Th y tinh t Pủ ừ
2
O
5
Z = 4 ; R = 5/2 = 2,5 → X = 2R-X= 2x2,5-4 = 5-4=1 ; Y= 2Z-2R = 2x4-2x2,5 = 8-5 = 3
đây có m t ôxy hoàn toàn thu c PỞ ộ ộ
2
O
5
t c m t ôxy không c u n i ứ ộ ầ ố
Nh ng ví d trên là nh ng tr ng h p đ n gi n. Trong th c t g p nhi u lo i th y tinhữ ụ ữ ườ ợ ơ ả ự ế ặ ề ạ ủ
có thành ph n r t ph c t p. M t s ion n m trong thành ph n th y tinh không ph i là ion t oầ ấ ứ ạ ộ ố ằ ầ ủ ả ạ
th y tinh cũng không ph i là ion bi n hình. Chúng chi m ch trung tâm các đa di n c u trúcủ ả ế ế ỗ ở ệ ấ
ho c gi a các ôxy c a các đa di n. Có nhi u lo i ion mang c 2 lo i vai trò trong c u trúc và n mặ ữ ủ ệ ề ạ ả ạ ấ ằ
c 2 lo i v trí. X y ra các tr ng h p trên ph thu c vào thành ph n th y tinh và đi u ki nở ả ạ ị ả ườ ợ ụ ộ ầ ủ ề ệ
xu t hi n. Nh ng ion y là các ion trung gian: Coấ ệ ữ ấ
2+
, Ni
2+
, Pb
2+
…
Trong th y tinh mà t n t i các ion trung gian, ta không th tính chính xác R đ c. Th ngủ ồ ạ ể ượ ườ
ng i ta coi chúng thu c lo i bi n hình đ d tính R, do v y Y tính toán nh h n Y th c tườ ộ ạ ế ể ễ ậ ỏ ơ ự ế
nhi u.ề
Ý nghĩa c a h s Y trong th c ti nủ ệ ố ự ễ
8
L ng ôxy c u n i (Y) trong các đa di nượ ầ ố ệ c u trúc có nh h ng r t l n lên tính ch t c aấ ả ưở ấ ớ ấ ủ

th y tinh. Giá tr Y càng l n khung th y tinh c b n càng b n v ng và ng c l i, Y bé c u trúcủ ị ớ ủ ơ ả ề ữ ượ ạ ấ
m ng l ng l o h n và có nhi u l h ng, các ion bi n hình d dàng d ch chuy n t v trí này đ nạ ỏ ẻ ơ ề ổ ổ ế ễ ị ể ừ ị ế
v trí khác ho c dao đ ng t i ch . Do đó h s Y bé thì h s giãn n nhi t l n, đ nh t gi m, đị ặ ộ ạ ỗ ệ ố ệ ố ở ệ ớ ộ ớ ả ộ
d n đi n tăng.ẫ ệ
Stevels cũng đã đ a ra c th nh h ng c a h s Y lên m t s tính ch t c a m t s lo iư ụ ể ả ưở ủ ệ ố ộ ố ấ ủ ộ ố ạ
th y tinh :ủ
B ng 1.3: nh h ng c a h s Y lên m t s tính ch t c a th y tinh ả Ả ưở ủ ệ ố ộ ố ấ ủ ủ
Thành ph n phân t c a th yầ ử ủ ủ
tinh
Y Nhi t đ nóngệ ộ
ch y[ả
0
C]
α .10
7
B
2
O
3
3 1200 144
Na
2
O
.
2SiO
2
3 1250 146
P
2
O

5
3 1300 140
Na
2
O.SiO
2
2 1050 220
Na
2
O.P
2
O
5
2 1100 220
S b t bình th ng c a Bự ấ ườ ủ
2
O
3
Khi đ a ôxyt ki m vào th y tinh silicat thì Y gi m. C m t nguyên t ôxy do ôxyt ki mư ề ủ ả ứ ộ ử ề
mang vào phá v m t đ nh chung c a 2 đa di n c u trúc t o thành 2 đa di n riêng bi t và đ c 2ỡ ộ ỉ ủ ệ ấ ạ ệ ệ ượ
ôxy không c u n i: ầ ố
≡Si – O – Si ≡ + Na
2
O ≡ ➲ Si – O – Na + Na – O – Si ≡
Đ ng th i các tính ch t c a th y tinh cũng thay đ i theo. Ví d : H s giãn n nhi t tăngồ ờ ấ ủ ủ ổ ụ ệ ố ở ệ
lên. Nh ng đ i v i th y tinh bo ki m ph c t p h n nhi u. Tác d ng c a l ng ôxyt ki m đ uư ố ớ ủ ề ứ ạ ơ ề ụ ủ ượ ề ầ
tiên cho vào l i làm tăng giá tr Y và h s giãn n nhi t t 144.10ạ ị ệ ố ở ệ ừ
-7
xu ng 86.10ố
-7

, nh ng sau đóư
tăng ôxyt ki m ti p thì h s giãn n nhi t l i tăng lên và Y gi m.ề ế ệ ố ở ệ ạ ả
Stevels đã gi i thích hi n t ng b t bình th ng đó nh sau: L ng Naả ệ ượ ấ ườ ư ượ
2
O cho vào đ u tiênầ
không tác d ng vào ôxy c u n i mà ch làm tăng s ph i trí c a ion bo v i ôxy t 3[BOụ ầ ố ỉ ố ố ủ ớ ừ
3
] lên
4[BO
4
] làm xu t hi n m t s t di n c u trúc ấ ệ ộ ố ứ ệ ấ c a bo bên c nh c u trúc ki u tam giác s n có. Tuyủ ạ ấ ể ẵ
nhiên l ng ion bo thay đ i s ph i trí cao nh t ch chi m 1/5 t ng s ion bo, cho nên l ngượ ổ ố ố ấ ỉ ế ổ ố ượ
Na
2
O cho vào khi đ t đ n 16,7% mol là Y đ t giá tr cao nh t (Y=3,2) và ạ ế ạ ị ấ α đ t th p nh t. Tăngạ ấ ấ
l ng Naượ
2
O, Y s gi m và ẽ ả α tăng lên.
Tính h s Y trong th y tinh bo – ki mệ ố ủ ề
a/ Tính Y max:
H s Y đ t giá tr cao nh t khi s t di n ph i trí c a bo đ t max, t c ng v i 1 t di nệ ố ạ ị ấ ố ứ ệ ố ủ ạ ứ ứ ớ ứ ệ
[BO
4
] có 4 tam giác [BO
3
]. Mà m t t di n có 4 nguyên t ôxy ; b n tam giác có 12 nguyên tộ ứ ệ ử ố ử
ôxy ; v y 5 đa di n trên s có 16 nguyên t ôxy nên s ph i trí trung bình cao nh t Z= 16/5 = 3,2ậ ệ ẽ ử ố ố ấ
và lúc này không có ôxy không c u n i . Y= Z-X=3,2-0=3,2ầ ố
b/ Thành ph n c a th y tinh bo-ki m khi Y maxầ ủ ủ ề
N u Y=3,2 và X=0 thì ế

+= XR
6,16,10
2
1
=+=Y
. Có nghĩa là c 1nguyên t bo t ngứ ử ươ
ng v i 1,6 nguyên t ôxy; hay 10 1nguyên t bo t ng ng v i 16 nguyên t ôxy; Nh ng tứ ớ ử ử ươ ứ ớ ử ư ừ
5B
2
O
3
ta m i ch có 15 nguyên t ôxy, v y còn 1 nguyên t ôxy n a là c a Naớ ỉ ử ậ ử ữ ủ
2
O. Cho nên khi Y
max th y tinh bo-ki m có thành ph n t ng ng v i c u trúc b n v ng nh t là Naủ ề ầ ươ ứ ớ ấ ề ữ ấ
2
O.5B
2
O
3
hay
16,7% mol Na
2
O.
Th y tinh borosilicateủ
Trong th y tinh borosilicate các nguyên t c c a Stevels v s t di n ph i trí cao nh t c aủ ắ ủ ề ố ứ ệ ố ấ ủ
bo không áp d ng đ c. Không t n t i t s [BOụ ượ ồ ạ ỉ ố
4
] : [BO
3

] = 1 : 4 . Các cation có s ph i trí là 4ố ố
9
cho đ n 1 gi i h n nh t đ nh nào đó r i m i cóế ớ ạ ấ ị ồ ớ 1 ph n Bo t o đa di n ph i trí là tam giác đ u.ầ ạ ệ ố ề
Th y tinh borosilicate có thành ph n thích h p khi l ng ôxyt bo có tác d ng làm ch t ch y,ủ ầ ợ ượ ụ ấ ả
trong quá trình làm l nh các ion bo s t o t di n ph i trí cao làm cho c u trúc m ng th y tinhạ ẽ ạ ứ ệ ố ấ ạ ủ
b n v ng. Th y tinh lo i PYREX, SIMAX … có thành ph n 79-80% SiOề ữ ủ ạ ầ
2
và kho ng 12% Bả
2
O
3
đ cho t t c ion bo chuy n h t lên s ph i trí cao làm cho c u trúc th y tinh b n v ng.ể ấ ả ể ế ố ố ấ ủ ề ữ
Ch ng 2. Phân lo i th y tinh vô c theo thành ph n và đ c tínhươ ạ ủ ơ ầ ặ
G n nh toàn b các nguyên t hóa h c trong b ng h th ng tu n hoàn có m t trong th yầ ư ộ ố ọ ả ệ ố ầ ặ ủ
tinh. Tuy nhiên theo thành ph n hóa th y tinh vô c có th chia làm 5 lo i: Th y tinh đ n nguyênầ ủ ơ ể ạ ủ ơ
t , th y tinh ôxyt, th y tinh halogen, th y tinh khancon, th y tinh h n h p.ử ủ ủ ủ ủ ỗ ợ
2.1 Th y tinh đ n nguyên tủ ơ ử
Đó là lo i th y tinh ch a có m t lo i nguyên t hóa h c.Đó là các nguyên t thu c nhómạ ủ ứ ộ ạ ố ọ ố ộ
5,6 trong b ng h th ng tu n hoàn nh : S, Se, As và P. Ngoài ra ng i ta còn cho r ng có th chả ệ ố ầ ư ườ ằ ể ế
t o đ c c th y tinh t telur và ôxy.ạ ượ ả ủ ừ
Đ có đ c th y tinh t l u huỳnh ta làm l nh nhanh l u huỳnh nóng ch y: Làm l nh đ nể ượ ủ ừ ư ạ ư ả ạ ế
nhi t đ phòng s đ c s n ph m gi ng cao su nh ng trong su t và không tan trong Hệ ộ ẽ ượ ả ẩ ố ư ố
2
S; đ nế
-11
0
C nó s đông c ng có chi t su t 1,998.ẽ ứ ế ấ
Selen nóng ch y trong đi u ki n làm l nh nhanh cho th y tinh s m màu có chi t su tả ề ệ ạ ủ ẫ ế ấ
n=2,92. Mu n thu đ c As và P tr ng thái th y tinh ph i ti n hành nhi u b c ph c t p h n.ố ượ ở ạ ủ ả ế ề ướ ứ ạ ơ
2.2 Th y tinh ôxytủ

Đó là th y tinh đi t ôxyt ho c các ôxyt. Chúng đ c chia thành l p. Trong m i l p l iủ ừ ặ ượ ớ ỗ ớ ạ
g m nhi u nhóm.ồ ề
Đ xác đ nh m t l p th y tinh nào đó ng i ta chú í đ n các ôxyt t o th y tinh khi cácể ị ộ ớ ủ ườ ế ạ ủ
ôxyt này đ c đ a vào thành ph n th y tinh v i t cách là m t c u t ch y u. Đó là các ôxytượ ư ầ ủ ớ ư ộ ấ ử ủ ế
B
2
O
3
, SiO
2
, GeO
2
, P
2
O
5
. Ngoài ra còn tính đ n các ôxyt có th t o thành th y tinh trong đi u ki nế ể ạ ủ ề ệ
làm l nh th t nhanh các m u nh nh : Asạ ậ ẫ ỏ ư
2
O
3
, Sb
2
O
3
, TeO
2
, V
2
O

5
ho c các ôxyt chính nó không cóặ
kh năng t o th y tinh nh ng khi liên h p v i nh ng c u t nh t đ nh kh năng t o th y tinhả ạ ủ ư ợ ớ ữ ấ ử ấ ị ả ạ ủ
c a nó tăng lên nh : Alủ ư
2
O
3
, Ga
2
O
3
, Bi
2
O
3
, TiO
2
, MoO
3
, WO
3
. Do v y ta có các l p th y tinh:ậ ớ ủ
Silicat, borat, germanat, telurit, aluminat…
M i l p th y tinh l i chia thành các nhóm tùy thu c vào ki u ôxyt Meỗ ớ ủ ạ ộ ể
m
O
n
. Trong th c tự ế
có nhi u th y tinh ch a đ ng th i 2 ho c 3 ôxyt t o th y tinh. Khi g i tên các th y tinh ôxyt ,ề ủ ứ ồ ờ ặ ạ ủ ọ ủ
tr c h t g i tên l p r i đ n tên nhóm. Tên l p theo tên mu i c a ôxyt t o th y tinh c b n cònướ ế ọ ớ ồ ế ớ ố ủ ạ ủ ơ ả

các ôxyt t o th y tinh khác có t n cùng b ng O và x p theo chi u tăng n ng đ % mol. Ví d :ạ ủ ậ ằ ế ề ồ ộ ụ
Th y tinh boroalumosilicat natrikalicanxi : Bủ
2
O
3
< Al
2
O
3
< SiO
2
. Tên nhóm thì x p tên các nguyênế
t theo th t hóa tr t th p đ n cao.ố ứ ự ị ừ ấ ế
2.3 Th y tinh halogenủ
Hai halogen có kh năng t o th y tinh là BeFả ạ ủ
2
và ZnCl
2
. Trên c s BeFơ ở
2
t o đ c nhi uạ ượ ề
lo i th y tinh Fluorit. ạ ủ
Ng i d u tiên cho bi t BeFườ ầ ế
2
có kh năng t o th y tinh là Goldschmidt. N u BeFả ạ ủ ế
2
d ngạ
tinh khi t thì xu h ng k t tinh c a nó là nh nh t nh ng nó hút m m nh nên đ tăng đ b nế ướ ế ủ ỏ ấ ư ẩ ạ ể ộ ề
hóa, BeF
2

không đ c v t quá 30-40% mol. T các Fluorit khác có th đ a vào th y tinh nhượ ượ ừ ể ư ủ ư
AlF
3
, SrF
2
, BaF
2
, MgF
2
. Các Fluorit kim lo i ki m làm gi m đáng k đ b n hóa c a th y tinhạ ề ả ể ộ ề ủ ủ
nên không dùng. Nh ng đ c tính giá tr nh t c a th y tinh Berifluorit là b n đáng k đ i v i tácữ ặ ị ấ ủ ủ ề ể ố ớ
d ng c a các b c x c ng nh c c tím, r ngen, gama. B n đ i v i các ch t ăn mòn m nh nhụ ủ ứ ạ ứ ư ự ơ ề ố ớ ấ ạ ư
HF, F
2
. Cho qua t t các tia rìa quang ph . Chi t su t c a nó th p h n so v i chi t su t c a cácố ổ ế ấ ủ ấ ơ ớ ế ấ ủ
lo i th y tinh khác và x p x chi t su t c a n c ~ 1,33. Th y tinh Berifluorit d n đi n.ạ ủ ấ ỉ ế ấ ủ ướ ủ ẫ ệ
T Clừ
-
ch có th đ a đ n tr ng thái th y tinh m t h p ch t duy nh t là ZnClỉ ể ư ế ạ ủ ộ ợ ấ ấ
2
nh ng hư ệ
s giãn n nhi t c a nó r t cao (323.10ố ở ệ ủ ấ
-7
).
10
2.4 Th y tinh khancon ủ
Đó là các lo i th y tinh đi t các h p ch t c a l u huỳnh, selen và telurạ ủ ừ ợ ấ ủ ư
Các sulfid có kh năng t o th y tinh là : GeSả ạ ủ
2
, As

2
S
3
Các selenid có kh năng t o th y tinh : Asả ạ ủ
2
Se
3
, GeSe
2
, P
2
Se
3
Chuy n các telurit vào tr ng thái th y tinh r t khó, th ng k t h p v i các selenid vàể ạ ủ ấ ườ ế ợ ớ
sulfid
T t c các th y tinh khancon đ u không trong su t và nhanh chóng k t tinh, do đó mu n đ tấ ả ủ ề ố ế ố ạ
tr ng thái th y tinh ph i làm l nh th t nhanh, kho ng 200ạ ủ ả ạ ậ ả
0
C /giây và chúng r t d nóng ch y.ấ ễ ả
Th y tinh khancon th hi n đ d n đi n nh ch t bán d n nên đ c dùng trong lĩnh v củ ể ệ ộ ẫ ệ ư ấ ẫ ượ ự
bán d n. Th i gian sau này ng i ta đã t o đ c các đi u ki n k thu t c n thi t đ đ t đ cẫ ờ ườ ạ ượ ề ệ ỹ ậ ầ ế ể ạ ượ
các th y tinh khancon có nhi t đ nóng ch y cao ~ 1700ủ ệ ộ ả
0
C t các h : Ni – Ge – Se ; Mn – Ge – Seừ ệ
; Ni – Zn – Se; Ni – Ge – S ; Zn – Ge – Se .
2.5 Th y tinh h n h p ủ ỗ ợ
Đi t h n h p các ch t có kh năng t o th y tinh:ừ ỗ ợ ấ ả ạ ủ
- Ôxyt – halogen : PbO- ZnF
2
–TeO

2
; ZnCl
2
- TeO
2
- Ôxyt – khancon : Sb
2
O
3
– As
2
S
3
; As
2
S
3
– As
2
O
3
– Me
m
O
n
( Me
m
O
n
: Sb

2
O
3
, PbO, CuO)
- Halogen – Khancon:As – S –Cl; As – S – Br; As – S – I ; As – Te – I; As - S -Cl –Br –I
Ch ng 3. Các tính ch t c a th y tinh ươ ấ ủ ủ
Các tính ch t c a th y tinh có th phân chia m t cách g n đúng thành 2 nhóm: Nhóm cácấ ủ ủ ể ộ ầ
tính ch t đ n gi n và nhóm các tính ch t ph c t pấ ơ ả ấ ứ ạ
-Nhóm các tính ch t đ n gi nấ ơ ả : G m nh ng tính ch t có qui lu t bi n đ i theo thành ph n hóaồ ữ ấ ậ ế ổ ầ
không ph c t p l m và có th tính toán đ nh l ng đ c.Nh kh i l ng riêng, chi t su t, h sứ ạ ắ ể ị ượ ượ ư ố ượ ế ấ ệ ố
giãn n nhi t, h ng s đi n môi, mô đun đàn h i, nhi t dung riêng, h s d n nhi t, đ tán xở ệ ằ ố ệ ồ ệ ệ ố ẫ ệ ộ ạ
trung bình. Thông th ng các tính ch t này đ c tính theo qui t c c ng.ườ ấ ượ ắ ộ
∑
=
=+++=
n
i
iinn
agagagagG
1
2211

; Trong đó G là tính ch t c n tính.ấ ầ
g
i
tính ch t riêng ph n c a c u t i ; aấ ầ ủ ấ ử
i
n ng đ c u t iồ ộ ấ ử
Ví d 1: Xác đ nh m t đ c a th y tinh t thành ph n hóa. Theo Baillih:ụ ị ậ ộ ủ ủ ừ ầ
∑

=
=
+++
+++
=
n
i
i
i
n
n
n
f
a
f
a
f
a
f
a
aaa
d
1
2
2
1
1
21
20
100

; a
i
% kh i l ng c a ôxyt i ; fố ượ ủ
i
h s Baillih c a ôxyt iệ ố ủ
B ng 3.1 Các h s Baillihả ệ ố
MeO f MeO f
SiO
2
2,24 ZnO 5,94
B
2
O
3
1,90 PbO 10,30
Al
2
O
3
2,75 Na
2
O 3,20
CaO 4,30 K
2
O 3,20
MgO 3,25 As
2
O

3
3,30
BaO 7,20 Sb
2
O
3
5,00
N u th y tinh có thành ph n % nh sau: SiOế ủ ầ ư
2
73,5 ; CaO 10 ; Na
2
O 16,5 dùng công th c vàứ
b ng s Baillih ta có th tính m t đ th y tinh trên: ả ố ể ậ ộ ủ
452,2
27,40
100
2,3
5,16
3,4
10
24,2
5,73
100
20
==
++
=d
L u í: Công th c baillih ch dùng đ tính m t đ th y tinh dân d ng và k thu t có l ng SiOư ứ ỉ ể ậ ộ ủ ụ ỹ ậ ượ
2
từ

67 → 76% .
Ví d 2: Xác đ nh h s giãn n nhi t c a th y tinh theo English và Turner :ụ ị ệ ố ở ệ ủ ủ
11
∑
=
=+++=
n
i
iinn
papapapa
1
2211

α
; a
i
% kh i l ng c a ôxyt i ; pố ượ ủ
i
h s t ng ngệ ố ươ ứ
B ng 3.2 Các h s c a English và Turner đ tính h s giãn n nhi t ả ệ ố ủ ể ệ ố ở ệ
MeO P
i
.10
7
MeO P
i
.10
7
SiO
2

0,05 ZnO 0,70
B
2
O
3
0,66 PbO 1,06
Al
2
O
3
1,14 Na
2
O 4,16
CaO 1,63 K
2
O 3,9
MgO 0,45 BaO 1,4
Tính h s giãn n nhi t c a th y tinh ví d 1:ệ ố ở ệ ủ ủ ở ụ
α = 73,5.0,05.10
-7
+10.1,63.10
-7
+16,5.4,16.10
-7
=88,615.10
-7
-Nhóm các tính ch t ph c t pấ ứ ạ : G m các tính ch t bi n đ i nh y h n theo s bi n đ iồ ấ ế ổ ạ ơ ự ế ổ
c a thành ph n hóa. Chúng ph thu c ph c t p vào thành và không tính toán đ nh l ng đ c. Đóủ ầ ụ ộ ứ ạ ị ượ ượ
là đ nh t, đ d n đi n, t c đ khu ch tán ion, đ t n th t đi n môi, đ b n hóa, đ th u quang,ộ ớ ộ ẫ ệ ố ộ ế ộ ổ ấ ệ ộ ề ộ ấ
đ c ng, s c căng b m t, kh năng k t tinh.ộ ứ ứ ề ặ ả ế

-Đ b n c h c c a th y tinh đ c coi là thu c m t nhóm đ c bi t. nh h ng c a thànhộ ề ơ ọ ủ ủ ượ ộ ộ ặ ệ Ả ưở ủ
ph n hóa đ n đ b n c c a th y tinh ( tr th y tinh s i) th ng không rõ r t, vì y u t đóngầ ế ộ ề ơ ủ ủ ừ ủ ợ ườ ệ ế ố
vai trò quan tr ng h n c là đi u ki n bên ngoài.ọ ơ ả ề ệ
3.1 Đ nh t ộ ớ
Đ nh t c a ch t l ng đ c bi u hi n kh năng ch ng l i s d ch chuy n t ng đ iộ ớ ủ ấ ỏ ượ ể ệ ở ả ố ạ ự ị ể ươ ố
c a các ph n t trong ch t l ng đó.ủ ầ ử ấ ỏ
Đ c đi m c a h t o th y tinh là có đ nh t r t l n. nhi t đ n u cao nh t đ nh tặ ể ủ ệ ạ ủ ộ ớ ấ ớ Ở ệ ộ ấ ấ ộ ớ
c a th y tinh vào kho ng 10ủ ủ ả
2
poise (10
2
P) t c 10.000 l n l n h n đ nh t c a n c 20ứ ầ ớ ơ ộ ớ ủ ướ ở
0
C
( 0,01p) .
3.1.1 S thay đ i đ nh t theo nhi t đ ự ổ ộ ớ ệ ộ
Quan h gi a đ nh t và nhi t đ có th bi u di n b ng nhi u ph ng trình khác nhauệ ữ ộ ớ ệ ộ ể ể ễ ằ ề ươ
d n xu t t ph ng trình Frenken-Andrpad: ẫ ấ ừ ươ
RT
u
eA
η
η
.=
; u
η
năng l ng kích thích s ch y nh t;ượ ự ả ớ
A h ng s .ằ ố
Ph ng trình đó có th vi t d i d ng: ươ ể ế ướ ạ
T

B
a +=
η
lg
; và ch th a mãn khi tính đ nh t c aỉ ỏ ộ ớ ủ
th y tinh nóng ch y trong kho ng nhi t đ r t h p. Trong kho ng nhi t đ r ng h ng s B trủ ả ả ệ ộ ấ ẹ ả ệ ộ ộ ằ ố ở
thành hàm s c a nhi t đ . T đó v i m i gi thi t B cho ta 1 ph ng trình tính đ nh t:ố ủ ệ ộ ừ ớ ỗ ả ế ươ ộ ớ
1−
=
n
T
b
B
………
n
T
b
a +=
η
lg
(*) ; n=2 khi xác đ nh ị η trong mi n nhi t đ trên đ ng l ngề ệ ộ ườ ỏ
n>2 khi xác đ nh ị η trong mi n nhi t đ g n và th p h n đ ngề ệ ộ ầ ấ ơ ườ
l ngỏ
00
lg
TT
b
a
TT
bT

B
−
+=
−
=
η
T
c
T
b
a
T
c
bB explg exp +==
η
Trong tr ng h p giá tr a c a ph ng trình (*) b ng 0 thì ườ ợ ị ủ ươ ằ
TbaATB
b
lg)lg(lg
1
+==
+
η

. Các h ng s a,b,c xác đ nh b ng th c nghi m. ằ ố ị ằ ự ệ
Ng i ta đã xác đ nh đ nh t trong các kho ng nhi t đ khác nhau b ng th c nghi m vàườ ị ộ ớ ả ệ ộ ằ ự ệ
b ng cách tính toán theo các ph ng trình trên, h th y r ng: Trong kho ng nhi t đ h p và vùngằ ươ ọ ấ ằ ả ệ ộ ẹ
nhi t đ cao có th dùng công th c d n xu t b t kì đ tính đ nh t, vì sai s c a chúng r t nhệ ộ ể ứ ẫ ấ ấ ể ộ ớ ố ủ ấ ỏ
12
so v i giá tr nh t xác đ nh b ng ph ng phápớ ị ớ ị ằ ươ đo. Trong kho ng nhi t đ r ng ph i dùng cácả ệ ộ ộ ả

ph ng trình ph c t p.ươ ứ ạ
N u kh o sát trên h tr c lgế ả ệ ụ η – t
0
ta s có bi u đ bi u th s thay đ i đ nh t theo nhi t đ màẽ ể ồ ể ị ự ổ ộ ớ ệ ộ
ta v n g i là đ ng cong nh t :ẫ ọ ườ ớ
Ý nghĩa các đi m nh t đ c tr ngể ớ ặ ư
1) Đi m n u ch y và tinh luy n( Metling point): lgể ấ ả ệ η=2 hay η=10
2
p . Đi m đ so sánh các lo iể ể ạ
th y tinh v i nhau . ng v i nhi t đ n u th y tinh cao nh t.ủ ớ Ứ ớ ệ ộ ấ ủ ấ
2) Đi m b t đ u làm vi c(Working point): lgể ắ ầ ệ η=3 hay η=10
3
p . ng v i nhi t đ mà đó th yỨ ớ ệ ộ ở ủ
tinh gi đ c hình dáng c a mình trong th i gian r t ng n. Th y tinh trên đ u ng th i khi t oữ ượ ủ ờ ấ ắ ủ ầ ố ổ ạ
hình có đ nh t ộ ớ η = 10
3
– 10
4
p.
3) Đi m n i (ể ổ Einsink punkt): lgη=4 hay η=10
4
p. Dietzel đã xác đ nh đi m nhi t đ ng v i ị ể ệ ộ ứ ớ η=10
4
p
b ng ph ng pháp n i.Th y tinh có ằ ươ ổ ủ η=10
4
p khi m t thanh h p kim Pt-Rh (80:20) dài 20cm, n ngộ ợ ặ
0,74g, đ ng kính 0,05cm chìm đ ng trong nó 2cm trong th i gian 72,8 giây ( n u thanh h p kimườ ứ ờ ế ợ
dài 24,1 cm và n ng 0,902g thì m t 60 giây)ặ ấ
4) Đi m ch y ( ể ả Flow point): lgη=5 hay η= 10

5
p .Cho bi t m t cách đ nh h ng kho ng nhi t đế ộ ị ướ ả ệ ộ
c a th y tinh trên máy kéo Danner ho c kéo đ ng.ủ ủ ặ ứ
lgη
t(
0
C)
2
13
5) Đi m m m( ể ề Softening point ) hay còn g i làọ đi m Littleton: lgể η=7,65 hay η=10
7,65
p. ngỨ
v i nhi t đ mà t i đó s i th y tinh dài 23,5 cm, đ ng kính 0,55 -0,77mm treo trong lò chu n cóớ ệ ộ ạ ợ ủ ườ ẩ
t c đ nung nóng không đ i t kéo dài b ng chính tr ng l ng c a mình 1mm/phút.ố ộ ổ ự ằ ọ ượ ủ
6) Đi m làm l nh trên( Annealing point): lgể ạ η=13 hay η= 10
13
p. ng v i nhi t đ mà t i đó ngỨ ớ ệ ộ ạ ứ
su t m t hoàn toàn trong 15 phút.ấ ấ
7) Đi m làm l nh d i ( ể ạ ướ Strain point): ): lgη=14,5 hay η= 10
14,5
p. ng v i nhi t đ mà t i đó ngỨ ớ ệ ộ ạ ứ
su t gi m còn 10% sau 15 gi . D i nhi t đ này không th lo i tr ng su t trong th y tinh .ấ ả ờ ướ ệ ộ ể ạ ừ ứ ấ ủ
8) Đi m chuy n hóa( Transformation temperature) Tg : Đ c xác đ nh b ng ph ng phápể ể ượ ị ằ ươ
dilatomet th ch anh và ng v i ph n l n các lo i th y tinh đ nh t ạ ứ ớ ầ ớ ạ ủ ở ộ ớ η= 10
13,1
p.
9) Nhi t đ bi n d ng ( Deformation temperature) còn g i là đi m m m dilatomet Tệ ộ ế ạ ọ ể ề
B
: Là nhi tệ
đ mà t i đó s n ph m b t đ u bi n d ng b ng chính tr ng l ng c a mình. ng v i đ nh tộ ạ ả ẩ ắ ầ ế ạ ằ ọ ượ ủ Ứ ớ ộ ớ

η= 10
11,2
p.Đ c xác đ nh b ng ph ng pháp dilatomet.ượ ị ằ ươ
Trong th c t s n xu t , s bi n đ i đ nh t c a th y tinh theo nhi t đ có í nghĩa r tự ế ả ấ ự ế ổ ộ ớ ủ ủ ệ ộ ấ
quan tr ng. Các giai đo n n u, t o hình, gia công s n ph m đ u x y ra trong các ph m vi nhi tọ ạ ấ ạ ả ẩ ề ả ạ ệ
đ thích h p. Ví d : Trong giai đo n kh b t ng i ta duy trì nhi t đ nh th nào đó đ đ nh tộ ợ ụ ạ ử ọ ườ ệ ộ ư ế ể ộ ớ
đ bé (10ủ
2
p) t o đi u ki n b t khí tách ra d dàng. Khi t o hình c n có đ nh t không nh quá đạ ề ệ ọ ễ ạ ầ ộ ớ ỏ ể
có th t o đ c phôi nh ng cũng không đ c quá l n đ có th d dàng t o hình theo í mu n.ể ạ ượ ư ượ ớ ể ể ễ ạ ố
Khi cũng c n có đ nh t thích h p đ kh ng su t đ n gi i h n yêu c u nh ng s n ph mủ ầ ộ ớ ợ ể ử ứ ấ ế ớ ạ ầ ư ả ẩ
không b bi n d ng.ị ế ạ
3.1.2 S bi n đ i đ nh t theo thành ph n hóa c a th y tinh ự ế ổ ộ ớ ầ ủ ủ
So v i y u t nhi t đ , thành ph n hóa nh h ng đ n đ nh t c a th y tinh ít h nớ ế ố ệ ộ ầ ả ưở ế ộ ớ ủ ủ ơ
nh ng ph c t p h n. Cùng m t ôxyt khi đ a vào các th y tinh có thành ph n hóa khác nhau nó sư ứ ạ ơ ộ ư ủ ầ ẽ
làm cho đ nh t nh ng th y tinh đó bi n đ i theo các qui lu t và m c đ khác nhau.Ngoài raộ ớ ữ ủ ế ổ ậ ứ ộ
trong các ph m vi nhi t đ khác nhau nh h ng c a các ôxyt đó cũng khác nhau. Có th s bạ ệ ộ ả ưở ủ ể ơ ộ
chia các ôxyt thành các nhóm nh sau: ư
Nhóm 1: G m SiOồ
2
, Al
2
O
3
, ZrO
2
làm tăng đ nh t c a th y tinh m i nhi t đ .ộ ớ ủ ủ ở ọ ệ ộ
Nhóm 2: G m Liồ
2
O, Na

2
O, K
2
O, PbO làm gi m đ nh t c a th y tinh m i nhi t đ ả ộ ớ ủ ủ ở ọ ệ ộ
Nhóm 3: nh h ng đ n đ nh t khá ph c t p. Nhi u tác gi đã nghiên c u th y tinh hẢ ưở ế ộ ớ ứ ạ ề ả ứ ủ ệ
A
2
O-BO-SiO
2
và t k t qu th c nghi m đã rút ra: ừ ế ả ự ệ
+ nhi t đ cao và cùng m t nhi t đ các ôxyt ki m th làm tăng đ nh t theo th tỞ ệ ộ ộ ệ ộ ề ổ ộ ớ ứ ự
MgO>CaO>BaO
+ nhi t đ th p mà l ng BO ít chúng làm tăng đ nh t theo th t ng c l iỞ ệ ộ ấ ượ ộ ớ ứ ự ượ ạ
BaO>CaO>MgO.
+ Cũng nhi t đ th p nh ng hàm l ng BO nhi u chúng làm tăng đ nh t theo th tở ệ ộ ấ ư ượ ề ộ ớ ứ ự
CaO>MgO >BaO.
Đ i v i th y tinh công nghi p có ch a SiOố ớ ủ ệ ứ
2
, Al
2
O
3
( đ n 5%) , CaO đ n 17%, MgO đ nế ế ế
5% cùng v i CaO, Naớ
2
O đ n 17%, Feế
2
O
3
đ n 5% có th đánh giá đ c nh h ng c a t ng c uế ể ượ ả ưở ủ ừ ấ

t đ n đ nh t theo s thay đ i nhi t đ ng v i cùng m t đ nh t khi thay 1% ôxyt này b ngử ế ộ ớ ự ổ ệ ộ ứ ớ ộ ộ ớ ằ
1% ôxyt khác ( xem b ng sau)ả
B ng 3.3: S thay đ i nhi t đ c n thi t đ gi đ nh t c đ nh ả ự ổ ệ ộ ầ ế ể ữ ộ ớ ố ị
Th tứ ự
thay thế
Gi iớ
h nạ
thay
th ( ế
%
kh iố
l nượ
g )
S thay đ i tính b ng ự ổ ằ
0
C đ i v i lgố ớ η
3 4 5 6,5 7 8 9 10 11 12 13
14
SiO
2
-
Al
2
O
3
0-5 +6 +6 +6 +4,5
+4,4
+4,3 +4,0 +3,0 +3,5 +3,5 +3,5
SiO
2

-Na
2
O 10-
17
-25 -16 -15 -
12,5
-
11,5
-9,5 -9,5 -9,5 -9 -8,5 -8
SiO
2
-CaO 6-17 -16 -10 -6 - - - - - - - -
Na
2
O-
Al
2
O
3
0-5 +29 +24 +2
2
+16,
5
+15,
5
+14,
5
+13,
5
+18 +12,

5
+12 +11,
5
Na
2
O-CaO 6-16 +7 +7 +7 +11,
5
+11,
5
+11,
5
+11,
5
+11,
8
+11,
5
+11,
5
+11,
5
CaO-
Al
2
O
3
0-5 +21 +16 +1
3
- - - - - - -
Na

2
O-K
2
O 0-5 +11 +8 +7 - - - - - - -
SiO
2
-
Fe
2
O
3
0-5 -9 -7 -5 -3,5 -2,5 -1,5 - 0,5 - -
SiO
2
-MgO 0-5 -6 -3,5 -2 -0,5 - - - - - -
M.V .Ôkhôtin đã nghiên c u và đ a ra ph ng pháp tính toán đ nh t c a th y tinh silicatứ ư ươ ộ ớ ủ ủ
ch a t 12-16% Naứ ừ
2
O; t 5-12% CaO ; t 2-5% MgO; và Alừ ừ
2
O
3
nh sau: ư
N u kí hi u hàm l ng Naế ệ ượ
2
O là X; t ng( CaO+3%MgO) là Y; l ng Alổ ượ
2
O
3
là Z; thì l ngượ

SiO
2
s là [100-(X+Y+Z)]. Nhi t đ T t ng ng v i đ nh t t 10ẽ ệ ộ ươ ứ ớ ộ ớ ừ
3
– 10
13
p có th tính b ngể ằ
công th c và t đó xây d ng đ ng cong nh t .ứ ừ ự ườ ớ
T = a X + b Y + c Z + d
Trong đó a, b, c, d là các h ng s cho trong b ng 3.4. Khi hàm l ng MgO l n h n hay nhằ ố ả ượ ớ ơ ỏ
h n 3% s hi u chính nhi t đ theo b ng 3.5ơ ẽ ệ ệ ộ ả
B ng 3.4 H ng s đ tính đ nh t ả ằ ố ể ộ ớ
Lgη [p] A b c d
3 -22,87 -16,1 6,5 1700,4
4 -17,49 -9,95 5,9 1381,4
5 -15,37 -6,25 5 1194,2
6,5 -12,19 -2,19 4,58 980,72
7 -10,36 -1,18 4,35 910.96
8 -8,71 0,47 4,24 815,89
9 -2,05 2,3 3,6 762,5
10 -8,61 2,64 3,56 720,3
11 -7,9 3,34 3,39 683,8
12 -7,43 3,2 3,52 663,4
13 -6,14 3,15 3,78 654,5
B ng 3.5 Hi u ch nh nhi t đ khi thay 1% CaO b ng 1% MgOả ệ ỉ ệ ộ ằ
Lgη
S hi u ch nhố ệ ỉ
Lgη
S hi u ch nhố ệ ỉ
Lgη

S hi u ch nhố ệ ỉ
3 9 7 2,6 11 -2
4 6 8 1,4 12 -3
5 5 9 0 13 -4
6,5 3,5 10 -1
Ví d : Tính toán và thi t l p đ ng cong nh t c a th y tinh có thành ph n % nh sau:ụ ế ậ ườ ớ ủ ủ ầ ư
15
SiO
2
72 ; Al
2
O
3
1,9 ; Fe
2
O
3
0,1 ; CaO 6,7 ; MgO 4,1 ; Na
2
O 14,9 ; SO
3
0,3
Tr c tiên ta c n tính các giá tr nhi t đ t ng ng v i các giá tr lgướ ầ ị ệ ộ ươ ứ ớ ị η theo công th c:ứ
T = a X + b Y + c Z + d ; các giá tr a, b, c, d tra b ng 3.4 ; hi u ch nh l ng MgO tra b ng 3.5.ị ở ả ệ ỉ ượ ở ả
N u trong th y tinh ngoài Naế ủ
2
O còn có K
2
O thì cũng c n hi u ch nh b ng 3.3. ầ ệ ỉ ở ả
Tr ng h p này ta ph i hi u ch nh v i hàm l ng MgO = 4,1-3=1,1[%]ườ ợ ả ệ ỉ ớ ượ

Khi lgη = 3
T
3
= -22,87 . 14,9 -16,1 .(6,7+3) + 6,5 . 1,9 + 1700,1 + 1,1 . 9 = 1226
0
C
Khi lgη = 4
T
4
= -17,49 . 14,9 – 9,95.(6,7+3) + 5,9 . 1,9 + 1381,4 + 1,1 . 6 = 1042,26
0
C
Khi lgη = 5
T
5
= -15,37 . 14,9 -6,25.(6,7+3) + 5 . 1,9 + 1194,27 + 1,1 .5 =919
0
C
Khi lgη = 7
T
7
= -10,36 . 14,9 -1,18 . (6,7+3) + 4,35. 1,9 +910,96 + 1,1 . 2,6 = 757
0
C
Khi lgη = 9
T
9
= -2,05 . 14,9 -2,3 (6,7+3) + 3,6 . 1,9 + 762,5 + 0 = 760,75
0
C

Khi lgη = 13
T
13
= -6,14 . 14,9 + 3,15 ( 6,7 + 3) + 3,78 . 1,9 + 654,5 – 4. 1,1 =
T các s li u đã tính đ c xây d ng đ ng cong nh t .ừ ố ệ ượ ự ườ ớ
3.2 Kh năng k t tinh c a th y tinh ả ế ủ ủ
3.2.1 Khái ni m và phân lo iệ ạ
Trong nh ng đi u ki n xác đ nh và thích h p, v t ch t tr ng thái th y tinh có th tữ ề ệ ị ợ ậ ấ ở ạ ủ ể ự
chuy n v tr ng thái tinh th . Đó là quá trình k t tinh c a th y tinh . ể ề ạ ể ế ủ ủ
M t quá trình k t tinh thông th ng bao gi cũng g m 2 giai đo n: Giai đo n t o m m vàộ ế ườ ờ ồ ạ ạ ạ ầ
giai đo n m m phát tri n thành tinh th . Căn c vào c ch t o m m có th chia làm 2 lo i k tạ ầ ể ể ứ ơ ế ạ ầ ể ạ ế
tinh:
-K t tinh t phát hay t k t tinh.ế ự ự ế
-K t tinh c ng b c hay k t tinh đ nh h ng.ế ưỡ ứ ế ị ướ
Ki u k t tinh th nh t x y ra trong quá trình s n xu t th y tinh là r t nguy hi m. Khi bể ế ứ ấ ả ả ấ ủ ấ ể ị
k t tinh nhi u tính ch t k thu t c a th y tinh b thay đ i theo chi u h ng x u đi. Đ b n c ,ế ề ấ ỹ ậ ủ ủ ị ổ ề ướ ấ ộ ề ơ
b n nhi t, tính ch t quang h c …đ u gi m. Quá trình k t tinh x y ra trong lò s d n đ n các sề ệ ấ ọ ề ả ế ả ẽ ẫ ế ự
c : T c c ng, t c máng… và gây ra các khuy t t t trong s n ph m ố ắ ố ắ ế ậ ả ẩ
Ki u k t tinh th 2 có nghĩa quan tr ng trong lĩnh v c nghiên c u và s n xu t v t li u đaể ế ứ ọ ự ứ ả ấ ậ ệ
tinh th có ngu n g c th y tinh .ể ồ ố ủ
3.2.2 Quá trình t k t tinh ự ế
Quá trình t k t tinh x y ra kèm theo hi u ng t a nhi t. Nh v y, sau khi k t tinh h trự ế ả ệ ứ ỏ ệ ư ậ ế ệ ở
nên b n v ng h n. Trong quá trình này m m tinh th đ c t o thành do b n thân s chuy n đ iề ữ ơ ầ ể ượ ạ ả ự ể ổ
n i t i c a h t o th y tinh t tr ng thái ít n đ nh nhi t đ ng v tr ng thái n đ nh h n.ộ ạ ủ ệ ạ ủ ừ ạ ổ ị ệ ộ ề ạ ổ ị ơ
Kh năng k t tinh đ c xác đ nh , đánh giá và kh o sát thông qua 2 d ki n: T c đ t oả ế ượ ị ả ữ ệ ố ộ ạ
m m (Vầ
tm
) và t c đ phát tri n tinh th ( Vố ộ ể ể
ft

) ng v i 2 giai đo n t o m m và phát tri n m m.ứ ớ ạ ạ ầ ể ầ
V i m t h cho tr c, khi làm l nh n u ta xét đ n kh năng k t tinh nghĩa là xét đ n t cớ ộ ệ ướ ạ ế ế ả ế ế ố
đ t o m m và t c đ phát tri n tinh th c a nó ta s th y có 5 tr ng h p có th x y ra nhộ ạ ầ ố ộ ể ể ủ ẽ ấ ườ ợ ể ả ư
sau:
16
Trong ngành th y tinh, quá trình ng c l i – quá trình đ t nóng th y tinh và s k t tinh – cũngủ ượ ạ ố ủ ự ế
r t quan tr ng. Xét tr ng h p 2: Khi đ t nóng ( chi u ng c l i v i làm l nh) n u gi h lâu ấ ọ ườ ợ ố ề ượ ạ ớ ạ ế ữ ệ ở
nhi t đ t o m m c c đ i s xu t hi n m t l ng m m đáng k mà khi đ t nóng ti p lên nhi tệ ộ ạ ầ ự ạ ẽ ấ ệ ộ ượ ầ ể ố ế ệ
đ có v n t c phát tri n c c đ i s cho nhi u tinh th nh m n. Ng c l i n u đ t nóng quaộ ậ ố ể ự ạ ẽ ề ể ỏ ị ượ ạ ế ố
vùng nhi t đ t o m m nhanh s xu t hi n các tinh th thô.ệ ộ ạ ầ ẽ ấ ệ ể
Thông th ng v trí và giá tr c a các c c đ i này ph thu c vào thành ph n hóa c a th yườ ị ị ủ ự ạ ụ ộ ầ ủ ủ
tinh . Vùng nhi t đ nguy hi m trong quá trình s n xu t và gia công các s n ph m th y tinh làệ ộ ể ả ấ ả ẩ ủ
vùng ng v i đ nh t ~ 10ứ ớ ộ ớ
8
p .
3.2.3 Các y u t nh h ng đ n quá trình k t tinh c a th y tinh ế ố ả ưở ế ế ủ ủ
3.2.3.1 Thành ph n hóa ầ
N u kh o sát các h n h p nóng ch y có 2,3 hay nhi u c u t , trong đó có ch a c u t t oế ả ỗ ợ ả ề ấ ử ứ ấ ử ạ
th y tinh ta có th rút ra m t qui lu t chung: Hàm l ng c u t t o th y tinh trong h n h p càngủ ể ộ ậ ượ ấ ử ạ ủ ỗ ợ
cao, kh năng t o th y tinh c a h càng m nh. Tuy nhiên qui lu t này ch th hi n rõ ràng trongả ạ ủ ủ ệ ạ ậ ỉ ể ệ
ph m vi thay đ i hàm l ng c u t t o th y tinh t ng đ i r ng.ạ ổ ượ ấ ử ạ ủ ươ ố ộ
Ng i ta nh n th y r ng các lo i th y tinh có kh năng k t tinh nh nh t th ng cóườ ậ ấ ằ ạ ủ ả ế ỏ ấ ườ
thành ph n sao cho khi b k t tinh không ph i ch có 1 mà 2,3 hay nhi u h n n a lo i tinh thầ ị ế ả ỉ ề ơ ữ ạ ể
đ c hình thành.ượ
Trong h u h t các tr ng h p, kh năng k t tinh c a th y tinh gi m đi khi s c u tầ ế ườ ợ ả ế ủ ủ ả ố ấ ử
trong thành ph n th y tinh tăng lên. Tuy th khi thêm vào th y tinh cùng m t lo i c u t , khầ ủ ế ủ ộ ạ ấ ử ả
năng k t tinh c a th y tinh có th tăng ho c gi m đi tùy theo thành ph n c a th y tinh c s . Víế ủ ủ ể ặ ả ầ ủ ủ ơ ở
d : Naụ
2
O khi thay SiO

2
ho c ôxyt kim lo i hóa tr 2 s làm gi m kh năng k t tinh c a th y tinhặ ạ ị ẽ ả ả ế ủ ủ
silicat công nghi p thông th ng nh ng l i làm tăng kh năng k t tinh c a th y tinh giàu Alệ ườ ư ạ ả ế ủ ủ
2
O
3
.
Cũng có th h n ch kh năng k t tinh c a th y tinh b ng cách gi m hàm l ng ôxyt cóể ạ ế ả ế ủ ủ ằ ả ượ
m t trong thành ph n c a pha tinh th đ u tiên b k t tinh. N u pha tinh th đ u tiên y là h pặ ầ ủ ể ầ ị ế ế ể ầ ấ ợ
Tr ng h p 1: C c đ i t o m m n m nhi t ườ ợ ự ạ ạ ầ ằ ở ệ
đ cao h n c c đ i phát tri n tinh th . Khi làm ộ ơ ự ạ ể ể
l nh h này s th ng b k t tinh dù t c đ làm ạ ệ ẽ ườ ị ế ố ộ
l nh l n bao nhiêu cũng v y.ạ ớ ậ
Tr ng h p 2: Ng c l i , luôn cho th y tinh vì ườ ợ ượ ạ ủ
trong vùng nhi t đ có kh năng t o m m thì ệ ộ ả ạ ầ
t c đ phát tri n tinh th đã ~ 0. Trong th c t ố ộ ể ể ự ế
hay g p 2 vùng nhi t đ t o m m và phát tri n ặ ệ ộ ạ ầ ể
tinh th ph nhau ( tr ng h p 3,4,5).ể ủ ườ ợ
Tr ng h p 3: Khi làm l nh ch m s có các ườ ợ ạ ậ ẽ
tinh th nh m n. N u làm l nh nhanh trong ể ỏ ị ế ạ
vùng nhi t đ t o m m không đ m m nên ệ ộ ạ ầ ủ ầ
xu t hi n trong th y tinh m t ít tinh th riêng ấ ệ ủ ộ ể
bi t.Tr ng h p 4: Khi làm l nh nhanh h s ệ ườ ợ ạ ệ ẽ
t o th y tinh . Vì kh năng t o m m x y ra khi ạ ủ ả ạ ầ ả
V
ft
đã quá bé. N u làm l nh ch m thì trong th y ế ạ ậ ủ
tinh s có 1 l ng nh tinh th . Tr ng h p 5: ẽ ượ ỏ ể ườ ợ
Khi làm l nh nhanh s t o các tinh th thô. N u ạ ẽ ạ ể ế
làm l nh ch m l ng m m xu t hi n đáng k ạ ậ ượ ầ ấ ệ ể

ch u Vị
ft
bé, không đ th i gian và v t ch t đ ủ ờ ậ ấ ể
phát tri n nên cho các tinh th nh m n .ể ể ỏ ị
17
V
ft
V
tm
V
tm
V
ft
V
tm
V
ft
V
tm
V
ft
V
ft
V
tm
t[
0
C
ch t c a 2 hay nhi u ôxyt thì nên gi m hàmấ ủ ề ả l ng c a t t c các ôxyt đó theo t l t ngượ ủ ấ ả ỉ ệ ươ
ng v i h p ch t k trên.ứ ớ ợ ấ ể

Kh năng k t tinh c a th y tinh cũng gi m đi khi đ a thêm vào các ôxyt có kh năng làmả ế ủ ủ ả ư ả
tăng đ nh t c a th y tinh trong kho ng nhi t đ k t tinh. Hi n t ng này x y ra khi thay m tộ ớ ủ ủ ả ệ ộ ế ệ ượ ả ộ
ph n SiOầ
2
b ng Alằ
2
O
3
; thay CaO b ng MgO, SrO,BaO; thay Naằ
2
O b ng Kằ
2
O.
Ng c l i, kh năng k t tinh c a th y tinh tăng lên do s có m t c a các c u t nh : Cl,ượ ạ ả ế ủ ủ ự ặ ủ ấ ử ư
F, SO
2
ho c các c u t khó tan nh Cr.ặ ấ ử ư
3.2.3.2 Các y u t khácế ố
_ S c căng b m t: ứ ề ặ Đ có th t o thành m m tinh th c n ph i tiêu t n m t năng l ngể ể ạ ầ ể ầ ả ố ộ ượ
d th ng s c căng b m t t i b m t gi i h n phân chia pha. Theo Gibbs công t o tâm tinh thể ắ ứ ề ặ ạ ề ặ ớ ạ ạ ể
có kích th c t i h n đ c bi u di n b ng công th c: ướ ớ ạ ượ ể ễ ằ ứ
2'''
)(3
16
pp
W
−
=
δπ
W công t o ạ m mầ tinh th ể ; δ s c căng b m t ; pứ ề ặ

’’
, p
’
áp su t h i trong pha m i t o thành và trongấ ơ ớ ạ
pha c s .ơ ở
Nh v y, s c căng b m t càng nh , công t o m m tinh th càng nh và s k t tinh càngư ậ ứ ề ặ ỏ ạ ầ ể ỏ ự ế
d x y ra. Cũng vì th m m k t tinh th ng xu t hi n trên b m t phân chia pha. Ví d : N iễ ả ế ầ ế ườ ấ ệ ở ề ặ ụ ơ
th y tinh ti p xúc v i VLCL, n i có các khuy t t t ( b t, vân, sa th ch) ho c n i ti p xúc v iủ ế ớ ơ ế ậ ọ ạ ặ ơ ế ớ
môi tr ng khí. T đó ta th y r ng, kh năng k t tinh c a th y tinh ph thu c nhi u vào ch tườ ừ ấ ằ ả ế ủ ủ ụ ộ ề ấ
l ng n u th y tinh .ượ ấ ủ
_Th i gianờ : Kh năng k t tinh ph thu c vào th i gian l u vùng nhi t đ k t tinh nguyả ế ụ ộ ờ ư ở ệ ộ ế
hi m. Càng l u lâu t i các nhi t đ đó th y tinh càng d b k t tinh. M c khác cũng có th th yể ư ạ ệ ộ ủ ễ ị ế ặ ể ấ
rõ ràng r ng mu n chuy n m t h n h p nóng ch y có kh năng k t tinh m nh thành tr ng tháiằ ố ể ộ ỗ ợ ả ả ế ạ ạ
th y tinh c n đ t m t t c đ làm l nh đ l n. Đây là đi u h n ch có tính ch t k thu t và vìủ ầ ạ ộ ố ộ ạ ủ ớ ề ạ ế ấ ỹ ậ
v y v n còn nhi u lo i th y tinh ch a t ng h p đ c m c dù theo quan đi m c a Tamman m iậ ẫ ề ạ ủ ư ổ ợ ượ ặ ể ủ ọ
ch t l ng đ u có th chuy n v tr ng thái th y tinh .ấ ỏ ề ể ể ề ạ ủ
-D ng nguyên li u: ạ ệ d ng nguyên li u dùng đ n u th y tinh cũng có nh h ng đ nạ ệ ể ấ ủ ả ưở ế
kh năng k t tinh c a th y tinh. Ôxyt nhôm đ c đ a vào b ng tr ng th ch ho c b ng cao lanhả ế ủ ủ ượ ư ằ ườ ạ ặ ằ
có nh h ng khác nhau rõ ràng. Do d ch y và d đ ng nh t h n nên dùng tràng th ch n u th yả ưở ễ ả ễ ồ ấ ơ ạ ấ ủ
tinh kh năng k t tinh c a th y tinh y s bé h n khi dùng cao lanh.ả ế ủ ủ ấ ẽ ơ
3.3 S c căng b m tứ ề ặ
S c căng b m t là công c n thi t đ tăng b m t ch t l ng lên m t đ n v . S c căng bứ ề ặ ầ ế ể ề ặ ấ ỏ ộ ơ ị ứ ề
m t đ c đo b ng dyn/cm ; erg/cmặ ượ ằ
2
; j/m
2
.
S c căng b m t c a th y tinh công nghi p thông th ng vào kho ng 250-300dyn/cm. Nóứ ề ặ ủ ủ ệ ườ ả
ph thu c vào thành ph n hóa m nh h n so v i nhi t đ . Các ôxyt ZrOụ ộ ầ ạ ơ ớ ệ ộ
2

, Al
2
O
3
, MgO làm tăng
s c căng b m t. Kứ ề ặ
2
O, Na
2
O, B
2
O
3
, P
2
O
5
, F và V
2
O
5
làm gi m s c căng b m t.ả ứ ề ặ
Khi tăng nhi t đ lên kho ng 100ệ ộ ả
0
C s c căng b m t c a th y tinh công nghi p thôngứ ề ặ ủ ủ ệ
th ng b gi m đi kho ng 2-4% giá tr ban đ u.ườ ị ả ả ị ầ
3.4 Đ b n hóa ộ ề
3.4.1 Khái ni m: ệ Đ b n hóa c a th y tinh là kh năng ch u đ ng s tác d ng c a các tác nhânộ ề ủ ủ ả ị ự ự ụ ủ
hóa h c nh n c, axit , ki m…ọ ư ướ ề
M i lo i th y tinh có đ b n hóa tùy thu c vào thành ph n và đi u ki n phá h y nó. Lo iỗ ạ ủ ộ ề ộ ầ ề ệ ủ ạ

th y tinh b n hóa nh t là th y tinh th ch anh và kém b n nh t là th y tinh n c.ủ ề ấ ủ ạ ề ấ ủ ướ
Quá trình phá h y th y tinh là m t quá trình ph c t p. Có th chia làm 2 lo i: Hòa tan vàủ ủ ộ ứ ạ ể ạ
xâm th cự
-Quá trình hòa tan: Khi toàn b thành ph n th y tinh b phá h y ( b hòa tan hoàn toàn). Víộ ầ ủ ị ủ ị
d : Tác d ng c a HF hay ki m đ m đ c lên th y tinh .ụ ụ ủ ề ậ ặ ủ
18
-Quá trình xâm th c: Ch m t b ph nự ỉ ộ ộ ậ th y tinh b hòa tan còn l i trên b m t là l pủ ị ạ ề ặ ớ
gel ôxyt silic. Quá trình này x y ra khi th y tinh ti p xúc v i n c, axit và ki m loãng.ả ủ ế ớ ướ ề
a/ Tác d ng c a n c lên th y tinh : ụ ủ ướ ủ Theo Grebensikop quá trình xâm th c c a n c đ i v iự ủ ướ ố ớ
th y tinh x y ra 5 b c:ủ ả ướ
1)-N c tác d ng v i m t ph n ôxyt ki m:ướ ụ ớ ộ ầ ề
R
2
O.x SiO
2
+ (1+y) H
2
O = 2 ROH + x SiO
2
.yH
2
O
2)-Dung d ch ki m v a t o ra hòa tan m t ph n SiOị ề ừ ạ ộ ầ
2
3)-Hình thành trên b m t th y tinh m t l p màng gel SiOề ặ ủ ộ ớ
2
và các hydrat khó tan c a cácủ
ôxyt khác làm h n ch quá trình xâm nh p c a n c vào b m t th y tinh .ạ ế ậ ủ ướ ề ặ ủ
4)-N c làm tr ng n l p gel ôxyt silic.ướ ươ ở ớ
5)-N c xâm nh p và tác d ng vào l p th y tinh sâu h n kèm theo s khu ch tán c a ôxytướ ậ ụ ớ ủ ơ ự ế ủ

ki m t trong ra ngoài.ề ừ
b/ Tác d ng c a axit lên th y tinh ụ ủ ủ
Tác d ng c a axit lên th y tinh cũng t ng t nh n c, nh ng khác ch là axit khôngụ ủ ủ ươ ự ư ướ ư ở ỗ
hòa tan l p gel SiOớ
2
nh n c mà liên k t Si-O-Si v n b o toàn và t o m t l p màng ph m ngư ướ ế ẫ ả ạ ộ ớ ủ ỏ
v i hàm l ng SiOớ ượ
2
~ 90%. Trong quá trình ăn mòn, axit s hòa tan m t s c u t b n n c nhẽ ộ ố ấ ử ề ướ ư
Al
3+
, Ca
2+
. Do đó th y tinh th y tinh giàu Alủ ủ
2
O
3
và CaO nh th y tinh bao bì, th y tinh s i b nư ủ ủ ợ ề
n c nh ng k m b n axit . Axit HF thu c tr ng h p đ c bi t. Khi ti p xúc v i th y tinh nóướ ư ế ề ộ ườ ợ ặ ệ ế ớ ủ
phá h y liên k t Si-O-Si t o SiFủ ế ạ
4
, H
2
SiF
6
bay h i. Do đó nó hòa tan th y tinh hoàn toàn và đ cơ ủ ượ
s d ng đ ăn mòn th y tinh. Axit Hử ụ ể ủ
3
PO
4

nhi t đ l n h n 100ở ệ ộ ớ ơ
0
C có tác d ng nh HF.ụ ư
c/ Tác d ng c a ki m lên th y tinh ụ ủ ề ủ
S ự ăn mòn c a ki m khác h n v i n c và axit. Ki m phá h y liên k t Si-O-Si, không t oủ ề ẳ ớ ướ ề ủ ế ạ
màng gel SiO
2
, do đó ki m ăn mòn m nh h n nhi u so v i n c và axit. Vì v y không th dùngề ạ ơ ề ớ ướ ậ ể
các bình th y tinh khi xác đ nh đ b n ki m c a th y tinh và không ch a ki m trong các chai lủ ị ộ ề ề ủ ủ ứ ề ọ
th y tinh lâu ngày.ủ
Khi th y tinh b n c hay axit ăn mòn, các s n ph m t o thành s không b hòa tan màủ ị ướ ả ẩ ạ ẽ ị
bám vào b m t th y tinh , h n ch s ăn mòn ti p, đi u này không x y ra v i ki m. T c đ ănề ặ ủ ạ ế ự ế ề ả ớ ề ố ộ
mòn th y tinh c a ki m ( hàm l ng th y tinh hao h t) t l thu n v i th i gian tác d ng t củ ủ ề ượ ủ ụ ỉ ệ ậ ớ ờ ụ ứ
theo qui lu t đ ng th ng. Riêng ki m r t loãng 0,001N tác d ng gi ng nh n c.ậ ườ ẳ ề ấ ụ ố ư ướ
d/Tác d ng c a dung d ch mu i lên th y tinh ụ ủ ị ố ủ
Tác d ng này ph thu c vào ph n ng c a chúng, t c ph thu c vào n ng đ Hụ ụ ộ ả ứ ủ ứ ụ ộ ồ ộ
+
. N uế
dung d ch mu i có đ PH càng xa đi m trung hòa thì chúng càng gi ng tác d ng c a axit ho cị ố ộ ể ố ụ ủ ặ
ki m.ề
3.4.2 Các y u t nh h ng đ n đ b n hóa c a th y tinh ế ố ả ưở ế ộ ề ủ ủ
Đ b n hóa c a th y tinh ph thu c vào nhi u y u t khác nhau nh : B n ch t c a th yộ ề ủ ủ ụ ộ ề ế ố ư ả ấ ủ ủ
tinh , b n ch t c a tác nhân ăn mòn, đi u ki n ăn mòn…ả ấ ủ ề ệ
nh h ng c a m i c u t đ n đ b n hóa c a th y tinh không ch do b n ch t và l ngẢ ưở ủ ỗ ấ ử ế ộ ề ủ ủ ỉ ả ấ ượ
nó quy t đ nh mà còn tùy thu c vào thành c b n c a th y tinh. Đ b n hóa không th tính theoế ị ộ ơ ả ủ ủ ộ ề ể
qui t c c ng. ắ ộ
Nhìn chung các ôxyt ki m luôn làm gi m đ b n hóa do các silicat ki m d b th y phân vàề ả ộ ề ề ễ ị ủ
hydroxit ki m sau khi th y phân h p th m nh COề ủ ấ ụ ạ
2
và SO

2
trong không khí t o Naạ
2
CO
3
, Na
2
SO
4
ti p t c g m mòn th y tinh . Khi tăng hàm l ng ki m đ hòa tan c a nhi u th y tinh có thế ụ ặ ủ ượ ề ộ ủ ề ủ ể
chuy n t d ng xâm th c sang d ng b hòa tan. Ví d : Th y tinh silicat canxinatri có hàm l ngể ừ ạ ự ạ ị ụ ủ ượ
Na
2
O >30% s b hòa tan trong n c sôi.Ôxyt SiOẽ ị ướ
2
, ng c l i luôn làm tăng đ b n hóa c a th yượ ạ ộ ề ủ ủ
tinh
Lo i th y tinh silicat có đ b n hóa tăng lên khi thay th các c u t ôxyt ki m b ng ôxytạ ủ ộ ề ế ấ ử ề ằ
ki m th ho c khi đ a vào th y tinh các ôxyt hóa tr 3,4. Vì v y th y tinh silicat ki m nhi u c uề ổ ặ ư ủ ị ậ ủ ề ề ấ
t b n hóa h n th y tinh silicat 2 c u t .ử ề ơ ủ ấ ử
19
Các silicat k m, beri, cadmi có đ b nẽ ộ ề n c khá cao; silicat manhê và stronti kém b nướ ề
h n, còn silicat chì, bari r t kém b n.ơ ấ ề
Silicat zircon, các alumosilicat và borosilicate (v i Bớ
2
O
3
<12%) có đ b n n c r t cao.ộ ề ướ ấ
Các lo i th y tinh axit có hàm l ng ki m th p, ki m th v a ph i có đ b n axit kháạ ủ ượ ề ấ ề ổ ừ ả ộ ề
cao. Th y tinh ch a TiOủ ứ

2
, ZrO
2
, Al
2
O
3
đ c bi t b n axit.ặ ệ ề
Đ b n ki m c a th y tinh r t khó nâng cao, nh t là khi môi tr ng ki m có n ng đ l n.ộ ề ề ủ ủ ấ ấ ườ ề ồ ộ ớ
Các ôxyt BaO, MgO, TiO
2
,PbO làm gi m đ b n ki m. Ôxyt Alả ộ ề ề
2
O
3
, đ c bi t là ZrOặ ệ
2
làm tăng độ
b n ki m .ề ề
Nh v y silicat zircon t ra b n v ng v i nhi u tác nhân hóa h c khác nhau( n c, axit ,ư ậ ỏ ề ữ ớ ề ọ ướ
ki m).ề
S phá h y th y tinh m nh n u nhi t đ và áp su t môi tr ng tăng lên. N c có tácự ủ ủ ạ ế ệ ộ ấ ườ ướ
d ng đ c bi t m nh nhi t đ l n h n 100ụ ặ ệ ạ ở ệ ộ ớ ơ
0
C. Tăng áp su t c a n i h p đ n 30-100at nhi uấ ủ ồ ấ ế ề
lo i th y tinh b n hóa cũng b phá h y.ạ ủ ề ị ủ
Đ b n hóa c a th y tinh b gi m đi nhi u khi b m t b nhi u v t x c, l i lõm. Th yộ ề ủ ủ ị ả ề ề ặ ị ề ế ướ ồ ủ
tinh đ c đánh nh n b ng l a có đ b n hóa cao h n th y tinh đánh nh n b ng c h c.ượ ẵ ằ ử ộ ề ơ ủ ẵ ằ ơ ọ
Ngoài ra, đ đ ng nh t c a th y tinh cũng nh h ng đ n đ b n hóa c a nó. Th y tinh đ cộ ồ ấ ủ ủ ả ưở ế ộ ề ủ ủ ượ
n u nhi t đ cao, đ đ ng nh t t t có kh năng ch ng xâm th c l n h n các th y tinh có cùngấ ở ệ ộ ộ ồ ấ ố ả ố ự ớ ơ ủ

thành ph n nh ng không th t đ ng nh t.ầ ư ậ ồ ấ
3.5 Tính ch t c h c c a th y tinh ấ ơ ọ ủ ủ
3.5.1 M t đ và thành ph n hóaậ ộ ầ
Th y tinh có thành ph n hóa khác nhau thì có m t đ khác nhau. M t đ c a ph n l nủ ầ ậ ộ ậ ộ ủ ầ ớ
th y tinh silicatcanxinatri x p x 2,5g/cmủ ấ ỉ
3
. Lo i th y tinh th ch anh và th y tinh k thu t giàuạ ủ ạ ủ ỹ ậ
SiO
2
, B
2
O
3
nh simax, sial, th y tinh đi n chân không có m t đ nh 2,2-2,3g/cmư ủ ệ ậ ộ ỏ
3
. Th y tinhủ
giàu PbO, BaO có m t đ l n đ n 5-7g/cmậ ộ ớ ế
3
. Tóm l i ạ [Si,B,P] , [Be, Al, Mg] và [Li, Na, K] tác
d ng m t đ nh , ụ ậ ộ ỏ [Ca, Sr, Ba] tác d ng m t đ th y tinh l n, l n h n n a là Zn, Cd và cácụ ậ ộ ủ ớ ớ ơ ữ
nguyên t n ng nh Pb,Ti.ố ặ ư
M t đ c a th y tinh có th xác đ nh b ng tính toán theo qui t c c ng t thành ph n hóa.ậ ộ ủ ủ ể ị ằ ắ ộ ừ ầ
3.5.2 Các tính ch t c h c khác c a th y tinh ấ ơ ọ ủ ủ
Th y tinh khác nhau có đ b n nén, kéo, u n khác nhau và dao đ ng trong m t kho ng kháủ ộ ề ố ộ ộ ả
r ng. Đ b n nén dao đ ng t 3000-12000kG/cmộ ộ ề ộ ừ
2
. Đ b n kéo và u n x p x nhau vì 2 d ng nàyộ ề ố ấ ỉ ạ
có liên quan ch t ch nhau, th ng nh h n b n nén kho ng 10-15 l n.ặ ẽ ườ ỏ ơ ề ả ầ
Đ ch u va đ p c a th y tinh bi u hi n m t tính ch t r t đ c tr ng c a nó là tính giòn vàộ ị ậ ủ ủ ể ệ ộ ấ ấ ặ ư ủ
đ c đo b ng công c n thi t đ phá h y 1 đ n v m u th . Các ôxyt Bượ ằ ầ ế ể ủ ơ ị ẫ ử

2
O
3
, MgO, Al
2
O
3
làm tăng
đ ch u va đ p c a th y tinh còn các ôxyt khác ít nh h ng .ộ ị ậ ủ ủ ả ưở
Đ c ng c a th y tinh dao đ ng t 5-7 theo thang Mohs và th y tinh th ch anh là th yộ ứ ủ ủ ộ ừ ủ ạ ủ
tinh có đ c ng l n nh t, m m nh t là th y tinh giàu PbO.ộ ứ ớ ấ ề ấ ủ
Các tính ch t c h c này c a th y tinh ph thu c m nh vào tr ng thái b m t c a m uấ ơ ọ ủ ủ ụ ộ ạ ạ ề ặ ủ ẫ
th , hình d ng m u, kích th c m u, nhi t đ thí nghi m và t c đ tăng t i tr ng khi th . Nóiử ạ ẫ ướ ẫ ệ ộ ệ ố ộ ả ọ ử
chung đ b n c h c c a th y tinh theo các nhà nghiên c u khác nhau th ng không gi ng nhau.ộ ề ơ ọ ủ ủ ứ ườ ố
3.6 Tính ch t nhi t c a th y tinh ấ ệ ủ ủ
Th y tinh là lo i v t li u d n nhi t r t kém, đây là m t trong nh ng nguyên nhân gây raủ ạ ậ ệ ẫ ệ ấ ộ ữ
ng su t phá h y th y tinh khi đ t nóng hay làm l nh đ t ng t. Thành ph n hóa nh h ng r t ítứ ấ ủ ủ ố ạ ộ ộ ầ ả ưở ấ
đ n đ d n nhi t.Ph n l n th y tinh có đ d n nhi t trong kho ng 0,0017-0,0032Cal/cm.s.ế ộ ẫ ệ ầ ớ ủ ộ ẫ ệ ả
0
C ở
nhi t đ th ng. Th y tinh th ch anh có đ d n nhi t t t nh t, khi thêm các ôxyt khác vào đệ ộ ườ ủ ạ ộ ẫ ệ ố ấ ộ
d n nhi t s gi m. Ng c v i đ d n nhi t, t nhi t c a th y tinh ph thu c vào thành ph nẫ ệ ẽ ả ượ ớ ộ ẫ ệ ỉ ệ ủ ủ ụ ộ ầ
hóa và vào nhi t đ . Trong ph m vi nhi t đ th ng th y tinh có t nhi t vào kho ng 0,08-ệ ộ ạ ệ ộ ườ ủ ỉ ệ ả
0,25Cal/g.
0
C.
20
H s giãn n nhi t ph thu c m nhệ ố ở ệ ụ ộ ạ vào thành ph n hóa và bi n đ i trong m tầ ế ổ ộ
ph m vi khá r ng. Th y tinh th ch anh có h s giãn n nhi t th p nh t ạ ộ ủ ạ ệ ố ở ệ ấ ấ α = 5,8.10
-7

/
0
C. Các ôxyt
ki m đ u làm tăng ề ề α lên. Các d ng c ch u nhi t b ng th y tinh luôn đòi h i ph i có ụ ụ ị ệ ằ ủ ỏ ả α nh , cònỏ
các lo i th y tinh dùng đ ch p n i v i nhau và v i kim lo i thì đòi h i ph i có ạ ủ ể ắ ố ớ ớ ạ ỏ ả α x p x nhauấ ỉ
trong kho ng nhi t đ th ng đ n nhi t đ h p . N u không nh th m i hàn d b phá h yả ệ ộ ườ ế ệ ộ ấ ủ ế ư ế ố ễ ị ủ
b i tác d ng nhi t. Có th xác đ nh ở ụ ệ ể ị α b ng nhi u cách nh ng thông d ng nh t là ph ng phápằ ề ư ụ ấ ươ
Đilatomet th ch anh.ạ
M t tính ch t quan tr ng n a c a th y tinh là đ ch u nhi t hay d b n xung nhi t. Tínhộ ấ ọ ữ ủ ủ ộ ị ệ ọ ề ệ
ch t này ph n ánh kh năng ch u đ ng c a th y tinh khi nhi t đ thay đ i đ t ng t. Đ ch uấ ả ả ị ự ủ ủ ệ ộ ổ ộ ộ ộ ị
nhi t (ệ ∆t) là m t tính ch t k thu t ph c t p do nhi u tính ch t lí h c c a th y tinh quy t đ nhộ ấ ỹ ậ ứ ạ ề ấ ọ ủ ủ ế ị
nh h s giãn n nhi t, đ đàn h i, c ng đ ch u kéo, đ d n nhi t, t nhi t. Đ b n nhi t cònư ệ ố ở ệ ộ ồ ườ ộ ị ộ ẫ ệ ỉ ệ ộ ề ệ
ph thu c vào hình d ng cũng nh kích th c s n ph m.ụ ộ ạ ư ướ ả ẩ
Thông th ng đ ch u nhi t đ c xác đ nh b ng hi u s nhi t đ làm l nh đ t ng t màườ ộ ị ệ ượ ị ằ ệ ố ệ ộ ạ ộ ộ
th y tinh không b phá h y.ủ ị ủ
Đ đ c tr ng cho đ ch u nhi t c a th y tinh cũng có th dùng h s K xác đ nh b ngể ặ ư ộ ị ệ ủ ủ ể ệ ố ị ằ
bi u th c: ể ứ
cdE
p
K
λ
α
.
=
; p c ng đ ch u kéo c a th y tinh ; ườ ộ ị ủ ủ α h s giãn n nhi t ; E môđunệ ố ở ệ
đàn h i ồ
d m t đ ; c t nhi t .ậ ộ ỉ ệ
Chi u dày c a s n ph m th y tinh có nh h ng đ n đ ch u nhi t c a nó. Chi u dàyề ủ ả ẩ ủ ả ưở ế ộ ị ệ ủ ề
càng l n đ ch u nhi t càng gi m và s n ph m càng l n đ b n nhi t càng kém. ớ ộ ị ệ ả ả ẩ ớ ộ ề ệ
Y u t quy t đ nh đ b n nhi t c a th y tinh là h s giãn n nhi t. Th ch anh có ế ố ế ị ộ ề ệ ủ ủ ệ ố ở ệ ạ α nhỏ

nh t nên b n nhi t nh t, sau đó là th y tinh borosilicate ít ki m và kém b n nh t là th y tinhấ ề ệ ấ ủ ề ề ấ ủ
giàu ki m.ề
3.7 Tính ch t đi n c a th y tinh ấ ệ ủ ủ
nhi t đ th p th y tinh không d n đi n và đ c s d ng làm v t li u cách đi n. Ở ệ ộ ấ ủ ẫ ệ ượ ử ụ ậ ệ ệ Ở
nhi t đ cao h n nhi t đ m m th y tinh tr thành d n đi n. Vì th có th n u th y tinh b ngệ ộ ơ ệ ộ ề ủ ở ẫ ệ ế ể ấ ủ ằ
dòng đi n.ệ
3.7.1 Đ d n đi n ộ ẫ ệ
Th y tinh d n đi n b ng các ion. Vì th đi n tr riêng (ủ ẫ ệ ằ ế ệ ở ρ) c a th y tinh ngay tr ng tháiủ ủ ở ạ
nóng ch y cũng l n h n v t li u d n đi n b ng đi n t . nhi t đ phòng đi n tr riêng c aả ớ ơ ậ ệ ẫ ệ ằ ệ ử Ở ệ ộ ệ ở ủ
th y tinh vào kho ng 10ủ ả
15
Ωcm. Khi ch y l ng nó gi m xu ng còn 10-10ả ỏ ả ố
2
Ωcm, l n g p kho ngớ ấ ả
m t tri u l n đi n tr kim lo i.Do d n đi n b ng ion nên đ d n đi n c a th y tinh ph thu cộ ệ ầ ệ ở ạ ẫ ệ ằ ộ ẫ ệ ủ ủ ụ ộ
vào s đi n ly c a các h p ch t trong th y tinh và đ linh đ ng c a các ion trong đó. T c phự ệ ủ ợ ấ ủ ộ ộ ủ ứ ụ
thu c vào thành ph n hóa c a th y tinh và vào nhi t đ . Các ion ki m có vai trò quan tr ng trongộ ầ ủ ủ ệ ộ ề ọ
vi c t i đi n. Hàm l ng ki m càng nhi u đ d n đi n càng l n. Các ion kim lo i hóa tr 2,3 khóệ ả ệ ượ ề ề ộ ẫ ệ ớ ạ ị
d n đi n h n vì chúng liên k t trong th y tinh b n v ng h n. Nh ng nhi t đ cao th y tinhẫ ệ ơ ế ủ ề ữ ơ ư ở ệ ộ ủ
nóng ch y thì đ n anion [SiOả ế
4
]
4-
cũng d n đi n.ẫ ệ
Gehlhoft và Thomas đã xác đ nh nh h ng c a các ôxyt lên đ d n đi n c a th y tinh cóị ả ưở ủ ộ ẫ ệ ủ ủ
th x p theo th t tăng d n:ể ế ứ ự ầ
CaO-[ B
2
O
3

– BaO - Fe
2
O
3
– PbO – MgO – ZnO ] – SiO
2
– Al
2
O
3
– K
2
O

–Na
2
O
Các ôxyt trong ngo c có nh h ng g n gi ng nhau. nh h ng c a các ion riêng bi t đ nặ ả ưở ầ ố Ả ưở ủ ệ ế
đ d n đi n đ c xác đ nh không nh ng b i b n ch t và s l ng mà còn b i thành ph n hóaộ ẫ ệ ượ ị ữ ở ả ấ ố ượ ở ầ
c a th y tinh ch a các ion đó. Vì th tính d n đi n c a th y tinh không th tính toán theo quiủ ủ ứ ế ẫ ệ ủ ủ ể
t c c ng.ắ ộ
Th y tinh silicat và borat ch a h n h p các lo i ion ki m có đ d n đi n bé h n th y tinhủ ứ ỗ ợ ạ ề ộ ẫ ệ ơ ủ
ch ch a m t lo i ion ki m v i hàm l ng t ng đ ng. C th Lengyel và Boksay đã xác đ nhỉ ứ ộ ạ ề ớ ượ ươ ươ ụ ể ị
21
r ng: Th y tinh có thành ph n Naằ ủ ầ
2
O.2SiO
2
ở 60
0

C có đi n tr riêng là 10ệ ở
8,1
Ωcm còn th yủ
tinh K
2
O.2SiO
2
có đi n tr riêng là 10ệ ở
9,1
Ωcm nh ng h n h p ư ỗ ợ [Na,K]
2
O.2SiO
2
có đi n tr riêng làệ ở
10
12,6
Ωcm. Hi n t ng này g i là hi u ng 2 ki m hay hi u ng trung hòa. Hi u ng này phệ ượ ọ ệ ứ ề ệ ứ ệ ứ ụ
thu c vào nhi t đ : Khi nhi t đ gi m hi u ng tăng.Nó còn ph thu c vào hàm l ng Rộ ệ ộ ệ ộ ả ệ ứ ụ ộ ượ
2
O: Hàm
l ng Rượ
2
O càng cao hi u ng càng l n và ph thu c vào b n ch t c a ôxyt ki m: Hi u ng c aệ ứ ớ ụ ộ ả ấ ủ ề ệ ứ ủ
liti-kali cao h n c a natri-kali.( ơ ủ ρ đi n tr riêng hay đi n tr su t liên h v i đi n tr qua bi uệ ở ệ ở ấ ệ ớ ệ ở ể
th c ứ
l
SR
lI
SU .
.

.
==
ρ
[Ωcm] ( S ti t di n vuông góc v i h ng dòng đi n; l kho ng cách gi a 2ế ệ ớ ướ ệ ả ữ
đi m đo đi n áp; ể ệ ϰ=1/ρ ; U=I.R). Khi tăng nhi t đ , đ d n đi n ệ ộ ộ ẫ ệ [ϰ]c a th y tinh tăng lên. Quanủ ủ
h đó đ c bi u di n b ng ph ng trình: lgệ ượ ể ễ ằ ươ ϰ= a-b/T đ i v i th y tinh r n ; lgố ớ ủ ắ ϰ = a-b/T
2
đ i v iố ớ
th y tinh nóng ch y. Trong đó a,b là các h ng s ph thu c vào thành ph n th y tinh ; T nhi tủ ả ằ ố ụ ộ ầ ủ ệ
đ tuy t đ i.ộ ệ ố
N u cho dòng đi n m t chi u đi qua th y tinh nóng ch y s x y ra hi n t ng đi n phân:ế ệ ộ ề ủ ả ẽ ả ệ ượ ệ
Các ion ki m s b d ch chuy n v catôt, đ ng th i kim lo i anôt s chuy n vào th y tinh vàề ẽ ị ị ể ề ồ ờ ạ ở ẽ ể ủ
có th nhu m màu. Đ tránh hi n t ng đi n phân không dùng dòng đi n m t chi u đ n u th yể ộ ể ệ ượ ệ ệ ộ ề ể ấ ủ
tinh . Ngoài đ d n đi n th tích trên ra, th y tinh còn có đ d n đi n b m t. Trong môiộ ẫ ệ ể ở ủ ộ ẫ ệ ề ặ
tr ng m đ d n đi n b m t còn l n h n c đ d n đi n th tích. Trên b m t c a th y tinhườ ẩ ộ ẫ ệ ề ặ ớ ơ ả ộ ẫ ệ ể ề ặ ủ ủ
luôn có m t l p màng m có kh năng hòa tan các c u t ki m và tr thành màng d n đi n ộ ớ ẩ ả ấ ử ề ở ẫ ệ ở
nhi t đ th p. Đ d n đi n b m t c a th y tinh ph thu c tr c h t vào hàm l ng ki m. Cácệ ộ ấ ộ ẫ ệ ề ặ ủ ủ ụ ộ ướ ế ượ ề
ôxyt Al
2
O
3
, B
2
O
3
và ZrO
2
làm đ d n đi n b m t gi m đi.ộ ẫ ệ ề ặ ả
Khi thay th SiOế
2

b ng các ôxyt hóa tr 2 nh MgO, CaO, BaO đ n 10-15% đ d n đi n bằ ị ư ế ộ ẫ ệ ề
m t gi m đi nh ng n u thay th v i hàm l ng l n h n đ d n đi n l i tăng lên.ặ ả ư ế ế ớ ượ ớ ơ ộ ẫ ệ ạ
Đ tránh s d n đi n b m t, trên b m t th y tinh có th tráng m t l p màng k n cể ự ẫ ệ ề ặ ề ặ ủ ể ộ ớ ị ướ
nh paraffin ho c h p ch t silic h u c .ư ặ ợ ấ ữ ơ
3.7.2 H ng s đi n môi ằ ố ệ
Th y tinh có h ng s đi n môi l n nên có th dùng làm ch t đi n môi trong các t đi n.ủ ằ ố ệ ớ ể ấ ệ ụ ệ
H ng s đi n môi là đ i l ng liên quan đ n s phân c c ion, nguyên t c a ch t đi n môi d iằ ố ệ ạ ượ ế ự ự ử ủ ấ ệ ướ
nh h ng c a đi n tr ng bên ngoài. Đ c đ nh nghĩa là t s gi a đi n dung c a t đi n ch aả ưở ủ ệ ườ ượ ị ỉ ố ữ ệ ủ ụ ệ ứ
đ y ch t đi n môi (th y tinh )và đi n dung c a t đi n chân không cùng kích th c : ầ ấ ệ ủ ệ ủ ụ ệ ướ
0
C
C
χ
ε
=
.
tr ng thái bình th ng th y tinh trung hòa v đi n nh ng khi đ t trong đi n tr ng sỞ ạ ườ ủ ề ệ ư ặ ệ ườ ẽ
có hi n t ng phân c c đi n môi. Các ion, nguyên t s s p x p l i đ t o ra tr ng thái cân b ngệ ượ ự ệ ử ẽ ắ ế ạ ể ạ ạ ằ
m i. N u h ng s đi n môi càng l n, dung l ng c a t đi n càng cao. H ng s đi n môi phớ ế ằ ố ệ ớ ượ ủ ụ ệ ằ ố ệ ụ
thu c vào nhi t đ , t n s c a đi n tr ng ngoài và thành ph n th y tinh. H ng s đi n môi g nộ ệ ộ ầ ố ủ ệ ườ ầ ủ ằ ố ệ ầ
nh t l thu n v i m t đ c a th y tinh. Th y tinh nh nh t là th y tinh th ch anh có ư ỉ ệ ậ ớ ậ ộ ủ ủ ủ ẹ ấ ủ ạ Ɛ = 3,8;
th y tinh chì có ủ Ɛ=10-16 tùy theo hàm l ng chì ch a trong đó. Th y tinh thông th ng cóượ ứ ủ ườ
Ɛ=6,5-8. các ôxyt ki m, ki m th , ôxyt kim lo i n ng làm tăng h ng s đi n môi. Còn ôxyt SiOề ề ổ ạ ặ ằ ố ệ
2
làm gi m ả Ɛ. B i vì trong th y tinh các ion Oở ủ
2-
d phân c c nh t, khi đ a các ôxyt bi n hình vàoễ ự ấ ư ế
thì các anion ôxy không c u n i xu t hi n nhi u và làm tăng h ng s đi n môi. Có th s p x pầ ố ấ ệ ề ằ ố ệ ể ắ ế
s tăng ự Ɛ c a ki m theo th t Li, Na, K; v i ki m th : Be, Mg, Ca, Sr, Ba ; ôxyt chì có tác d ngủ ề ứ ự ớ ề ổ ụ
tăng Ɛ m nh nh t.ạ ấ

S ph thu c c a ự ụ ộ ủ Ɛ vào thành ph n hóa đ c Appen và Bresker bi u di n b ng công th c:ầ ượ ể ễ ằ ứ
∑
=
=
n
i
ii
p
1
100
1
ε
ε
; p
i
% mol ; Ɛ
i
h ng s đi n môi c a các ôxyt thành phàn.ằ ố ệ ủ
S ph thu c c a h ng s đi n môi vào t n s và nhi t đ có th bi u di n b ng đ thự ụ ộ ủ ằ ố ệ ầ ố ệ ộ ể ể ễ ằ ồ ị
sau:
22
Khi nhi t đ tăng, các ion linh đ ng, d phân c c h n nên ệ ộ ộ ễ ự ơ Ɛ tăng. T n s đi n tr ng tácầ ố ệ ườ
d ng tăng thì ụ Ɛ gi m vì t n s cao các ion không chuy n h ng k p th i v i đi n tr ng.ả ở ầ ố ể ướ ị ờ ớ ệ ườ
3 7.3 Đ t n th t đi n môiộ ổ ấ ệ
khi cho dòng đi n xoay chi u tác đ ng lên ch t đi n môi, m t ph n đi n năng s m t đi doệ ề ộ ấ ệ ộ ầ ệ ẽ ấ
bi n thành nhi t năng. Sế ệ ự t n th t đó g i là t n th t đi n môi. Đ t n th t đi n môi ph th cổ ấ ọ ổ ấ ệ ộ ổ ấ ệ ụ ộ
vào thành ph n th y tinh và nhi t đ cũng gi ng nh đ d n đi n. Đ t n th t đi n môi tăngầ ủ ệ ộ ố ư ộ ẫ ệ ộ ổ ấ ệ
m nh n u th y tinh ch u tác d ng c a đi n tr ng cao t n. Vì th trong k thu t vô tuy n đi nạ ế ủ ị ụ ủ ệ ườ ầ ế ỹ ậ ế ệ
và k thu t t n s cao c n ph i dùng nh ng ch t cách đi n th y tinh có đ t n th t đi n môiỹ ậ ầ ố ầ ả ữ ấ ệ ủ ộ ổ ấ ệ
nh .ỏ

Đ t n th t đi n môi đ c đ c tr ng b ng giá tr tang c a góc ch m pha gi a dòng đi nộ ổ ấ ệ ượ ặ ư ằ ị ủ ậ ữ ệ
và đi n áp t đi n tgệ ụ ệ δ = Q/EI . Trong đó Q công su t đ c h p th b i t đi n, E đi n áp đ tấ ượ ấ ụ ở ụ ệ ệ ặ
trên b n t đi n, I c ng d dòng xoay chi u ả ụ ệ ườ ộ ề
3.7.4 Đ b n đi n môi ộ ề ệ
Là kh năng ch u đ ng c a th y tinh không b phá h y d i tác d ng c a đi n áp cao. Nóả ị ự ủ ủ ị ủ ướ ụ ủ ệ
đ c đo b ng t s gi a đi n áp xuyên th ng m u th v i chi u dày c a m u n i b đánh th ng.ượ ằ ỉ ố ữ ệ ủ ẫ ử ớ ề ủ ẫ ơ ị ủ
Đ b n đi n môi hay c ng đ đi n môi đ c bi u di n b ng kv/cm ho c kv/mm. Nó ph thu cộ ề ệ ườ ộ ệ ượ ể ễ ằ ặ ụ ộ
vào thành ph n th y tinh và đi u ki n đo( nhi t đ , chi u dày m u th , t n s đi n tr ng, th iầ ủ ề ệ ệ ộ ề ẫ ử ầ ố ệ ườ ờ
gian ch u đi n áp).ị ệ
3.8 Tính ch t quang h c c a th y tinh ấ ọ ủ ủ
Là v t li u trong su t nên th y tinh dùng trong chi u sáng và làm các linh ki n quang h c.ậ ệ ố ủ ế ệ ọ
Tính ch t quang h c c a th y tinh đ c xác đ nh b i nhi u lo i tia sáng khác nhau: Tia D là v chấ ọ ủ ủ ượ ị ở ề ạ ạ
vàng trong quang ph natri có b c sóng ổ ướ λ
D
=5893A
0
, tia C màu đ và tia F màu xanh c a quangỏ ủ
ph hydro có b c sóng ổ ướ λ
C
=6563A
0
, λ
F
=4861A
0

3.8.1 Chi t su t và đ tán s c ế ấ ộ ắ
23
Ɛ
t[

0
C]
40 120 160
10
20
30
10
4
HZ
1300HZ
300HZ
Chi t su t c a m t ch t đ c đ nhế ấ ủ ộ ấ ượ ị nghĩa là t s gi a t c đ ánh sáng trong chânỉ ố ữ ố ộ
không (C) và t c đ trong ch t (v) : n=C/v. Đ l n c a n ph thu c vào lo i b c sóng ánh sáng (ố ộ ấ ộ ớ ủ ụ ộ ạ ướ
2
λ
B
An +=
) và vào nhi t đ . Chi t su t c a th y tinh th ng đ c đo b ng tia D và kí hi u nệ ộ ế ấ ủ ủ ườ ượ ằ ệ
D
.
Hi n t ng tán s c khi chi u áng sáng qua lăng kính đ c đ c tr ng b ng 3 thông s :ệ ượ ắ ế ượ ặ ư ằ ố
-H s tán s c trung bình ( nệ ố ắ
F
– n
C
)
-H s tán s c riêng (nệ ố ắ
F
– n
D

) ; (n
D
– n
C
)
-S Abeovo ố γ= (n
D
-1)/ ( n
F
– n
C
)
Chi t su t và đ tán s c ph thu c vào thành ph n hóa. nế ấ ộ ắ ụ ộ ầ
D
dao đ ng trong kho ng 1,35 –ộ ả
2,25. S ố γ = 25-100.Các kim lo i n ng nh Pb, Ba, Sb làm tăng chi t su t và đ tán s c. nạ ặ ư ế ấ ộ ắ
D
và γ
còn ph thu c vào ch đ và gia công nhi t. Th y tinh tôi có chi t su t nh h n th y tinh ụ ộ ế ộ ủ ệ ủ ế ấ ỏ ơ ủ ủ
có cùng thành ph n hóa. S sai khác này ch kho ng 0,004-0,005. Ng i ta có th dùng ph ngầ ự ỉ ả ườ ể ươ
pháp gia công nhi t đ đi u ch nh chi t su t và s Abbeovo c a th y tinh quang h c đ n tiêuệ ể ề ỉ ế ấ ố ủ ủ ọ ế
chu n yêu c u.( ẩ ầ Tán s c là s phân tích - b ng lăng kính trong thí nghi m c a Niuton – m t chùmắ ự ằ ệ ủ ộ
ánh sáng ph c t p thành các chùm ánh sáng đ n s c )ứ ạ ơ ắ
3.8.2 S ph n x ánh sángự ả ạ
Khi ánh sáng đi t môi tr ng này sang môi tr ng khác, m t ph n ánh sáng b ph n x ừ ườ ườ ộ ầ ị ả ạ ở
trên b m t phân cách gi a 2 môi tr ng ngay c khi 2 môi tr ng đ u trong su t. S ph n xề ặ ữ ườ ả ườ ề ố ự ả ạ
ánh sáng c a th y tinh đ c đ c tr ng b ng h s ph n x R. Đó là t s gi a c ng đ ánhủ ủ ượ ặ ư ằ ệ ố ả ạ ỉ ố ữ ườ ộ
sáng ph n x I trên b m t th y tinh v i c ng đ ánh sáng t i Iả ạ ề ặ ủ ớ ườ ộ ớ
0
.

[%]100
0
I
I
R =
. R t l thu n v i góc t i c a tia sáng. Đ i v i các tia chi u vuông góc v iỉ ệ ậ ớ ớ ủ ố ớ ế ớ
b m t th y tinh có th bi u di n R qua chi t su t n:ề ặ ủ ể ể ễ ế ấ
2
2
)1(
)1(
+
−
=
n
n
R
; H s ph n x R tăng theo s tăng c a n.ệ ố ả ạ ự ủ
N u chùm ánh sáng ph i đi qua m m t th y tinh liên ti p thì nó b ph n x nhi u l n vàế ả ặ ủ ế ị ả ạ ề ầ
l ng ánh sáng đi qua nó s là :ượ ẽ
X= (1-R
1
) (1-R
2
) …(1-R
m
) ; Trong đó R
1
, R
2

, …R
m
là h s ph n x c a các b m t t ngệ ố ả ạ ủ ề ặ ươ
ng.ứ
Trong các h th ng quang h c ph c t p ( kính hi n vi, kính thiên văn…) có ch a nhi uệ ố ọ ứ ạ ể ứ ề
th u kính, lăng kính, s t n th t do ph n x có th đ n 75-80% l ng ánh sáng t i. Khi đó thấ ự ổ ấ ả ạ ể ế ượ ớ ị
tr ng th ng b t i.Đ kh c ph c hi n t ng này ng i ta tìm cách gi m h s ph n x b ngườ ườ ị ố ể ắ ụ ệ ượ ườ ả ệ ố ả ạ ằ
cách ph lên các chi ti t quang h c b ng th y tinh m t màng m ng có chi u dày b ng ủ ế ọ ằ ủ ộ ỏ ề ằ ¼λ c a tiaủ
t i và có chi t su t b ng căn b c 2 chi t su t c a th y tinh . Ng c l i, mu n tăng h s ph nớ ế ấ ằ ậ ế ấ ủ ủ ượ ạ ố ệ ố ả
x ch vi c ph lên b m t th y tinh l p màng có chi t su t l n h n chi t su t c a th y tinh.ạ ỉ ệ ủ ề ặ ủ ớ ế ấ ớ ơ ế ấ ủ ủ
3.8.3 S h p th áng sáng c a th y tinh ự ấ ụ ủ ủ
Th y tinh h p th ánh sáng có ch n l c nên nó có nh ng màu s c khác nhau. S h p thủ ấ ụ ọ ọ ữ ắ ự ấ ụ
này do m t s ch t t o màu trong th y tinh gây nên. Nh v y thành ph n c a tia t i truy n quaộ ố ấ ạ ủ ư ậ ầ ủ ớ ề
v t li u trong su t s thay đ i ph thu c vào nh ng t n hao do h p th và ph n x .ậ ệ ố ẽ ổ ụ ộ ữ ổ ấ ụ ả ạ
24
I
0
I
R
T=I
q
/I
0
d
I
q
Đ c tr ng cho s h p th ánh sáng là hặ ư ự ấ ụ ệ s th u quang T và h s h p th Kố ấ ệ ố ấ ụ
λ
[%]100
0

I
I
T
q
=
; I
q
c ng đ ánh sáng qua m u th ; Iườ ộ ẫ ử
0
c ng đ ánh sáng t i m u th ườ ộ ớ ẫ ử
T và K
λ
liên h v i nhau qua bi u th c : ệ ớ ể ứ
dK
q
e
I
I
T
λ
−
==
0
; d chi u dày m u; e c s c a logarit tề ẫ ơ ố ủ ự
nhiên. Trong th y tinh màu, Kủ
λ
t l v i n ng đ ch t gây màu C có trong th y tinh : ỉ ệ ớ ồ ộ ấ ủ
CKK
'
λλ

=
; do đó
D
dK
q
ee
I
I
T ===
−
λ
0
;
CdKD
'
λ
−=
; D= -lnT =ln(1/T)
D là m t đ quang h c c a th y tinh. Đ th u quang hay m t đ quang h c c a th y tinh có liênậ ộ ọ ủ ủ ộ ấ ậ ộ ọ ủ ủ
quan đ n b c sóng ánh sáng hay lo i tia sáng.ế ướ ạ
Th c t ng i ta th y r ng: ự ế ườ ấ ằ
-V i tia t ngo i: Th y tinh th ch anh cho qua m nh nh t. Th y tinh th ng cho quaớ ử ạ ủ ạ ạ ấ ủ ườ
nhi u hay ít ph thu c vào l ng Feề ụ ộ ượ
2
O
3
. Ôxyt Fe
2
O
3

có tác d ng h p th tia t ngo i t t n u k tụ ấ ụ ử ạ ố ế ế
h p v i TiOợ ớ
2
, CeO
2
, V
2
O
5
. Th y tinh không màu ch a PbO, Sbủ ứ
2
O
3
hút tia t ngo i. ử ạ
- V i tia h ng ngo i : Th y tinh th ch anh và th y tinh ch a nhi u FeO h p th m nh.ớ ồ ạ ủ ạ ủ ứ ề ấ ụ ạ
-V i tia r nghen: Th y tinh ch a các ôxyt kim l ai n ng nh PbO hút t tớ ơ ủ ứ ọ ặ ư ố
- Trong k thu t h t nhân đ h p th neutron dùng th y tinh ch a CdO và Bỹ ậ ạ ể ấ ụ ủ ứ
2
O
3
.
3.8.4 Hi n t ng l ng chi t và hi n t ng huỳnh quang ệ ượ ưỡ ế ệ ượ
Bình th ng th y tinh là v t th đ ng h ng quang h c nh ng khi có l c c h c tác d ngườ ủ ậ ể ẳ ướ ọ ư ự ơ ọ ụ
ho c khi trong nó có ng su t n i ( do làm l nh nhanh hay đ t nóng nhanh), th y tinh s trặ ứ ấ ộ ạ ố ủ ẽ ở
thành v t th b t đ ng h ng và có tính l ng chi t. Khi ng su t đ c lo i tr thì tính l ngậ ể ấ ẳ ướ ưỡ ế ứ ấ ượ ạ ừ ưỡ
chi t cũng bi n m t.ế ế ấ
Có nhi u lo i th y tinh khi ch u tác d ng c a tia t ngo i, tia r nghen ho c các tia d cề ạ ủ ị ụ ủ ử ạ ơ ặ ặ
bi t khác có th phát ra ánh sáng. Hi n t ng phát sáng này g i là hi n t ng huỳnh quang c aệ ể ệ ượ ọ ệ ượ ủ
th y tinh.ủ
Ví d : Th y tinh uran h p th các tia chàm và ngay lúc đó phát ra ánh sáng màu l c nh t. Ngu nụ ủ ấ ụ ụ ạ ồ

sáng m t đi thì l p t c s huỳnh quang cũng ch m d t. ( N u ngu n sáng m t đi nh ng hi nấ ậ ứ ự ấ ứ ế ồ ấ ư ệ
t ng phát sáng còn m t lúc lâu sau thì g i là hi n t ng lân quang).Th c ch t c a hi n t ngượ ộ ọ ệ ượ ự ấ ủ ệ ượ
huỳnh quang là ánh sáng đ p vào th y tinh và t ng tác v i electron c a phân t ch t gây huỳnhậ ủ ươ ớ ủ ử ấ
quang và làm chúng tr ng thái kích thích ( chúng nh y lên m c năng l ng cao h n ). Khi cácở ạ ả ứ ượ ơ
electron này nh y v quĩ đ o cũ s phát ra năng l ng d i d ng huỳnh quang.ả ề ạ ẽ ượ ướ ạ
S phát huỳnh quang c a th y tinh ph thu c vào b c sóng ánh sáng chi u vào nó vàự ủ ủ ụ ộ ướ ế
thành ph n hóa c a th y tinh . Trong th y tinh có m t s nguyên t có ho t tính huỳnh quangầ ủ ủ ủ ộ ố ố ạ
nh : U, Se, Mn, Cu, Pb…Hi n t ng huỳnh quang có í nghĩa trong vi c ch t o các thi t b như ệ ượ ệ ế ạ ế ị ư
tivi, ra đa , các d ng c đo l ng…ụ ụ ườ
Ch ng 4: Nguyên v t li u và ph i li uươ ậ ệ ố ệ
4.1 S phân nhóm các nguyên li u ự ệ
Nguyên li u dùng s n xu t th y tinh chia làm 2 nhóm: Nhóm nguyên li u chính và nhómệ ả ấ ủ ệ
nguyên li u ph . Nhóm nguyên li u chính g m các h p ch t thiên nhiên ệ ụ ệ ồ ợ ấ ho c nhân t o cóặ ạ
kh năng cung c p cho th y tinh các ôxyt ki m, ki m th , ôxyt axit. Đó là nh ng thành ph n cả ấ ủ ề ề ổ ữ ầ ơ
b n đ t o ra các lo i th y tinh đang đ c s d ng r ng rãi trong th c t .ả ể ạ ạ ủ ượ ử ụ ộ ự ế
Nhóm nguyên li u li u ph g m các h p ch t hóa h c cho vào th y tinh v i m c đíchệ ệ ụ ồ ợ ấ ọ ủ ớ ụ
t o cho th y tinh nh ng tính ch t đ c tr ng hay t o nh ng đi u ki n c n thi t cho công nghạ ủ ữ ấ ặ ư ạ ữ ề ệ ầ ế ệ
nh ch t nhu m màu, ch t gây đ c, ch t kh b t …ư ấ ộ ấ ụ ấ ử ọ
Thông th ng l ng nguyên li u ph trong ph i li u nh h n so v i l ng nguyên li uườ ượ ệ ụ ố ệ ỏ ơ ớ ượ ệ
chính r t nhi u. Nh ng nh ng năm g n đây nhi u lo i th y tinh đ c bi t ra đ i làm vi c phânấ ề ư ữ ầ ề ạ ủ ặ ệ ờ ệ
25