Tìm hiểu khả năng dùng vật liệu XADO để khôi phục bề mặt cổ trục bằng phương pháp lăn miết, chương 1 docx

CHƯƠNG 1:
TỔNG
Q
UAN
I. GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU GỐM
(
CERAMIC
)
I.1 Khái niệm về vật liệu
g
ốm (
Ceram
i
c
)
Từ Ceramic có nguồn gốc từ tiếng Hi Lạp- keramikes. Là
thu
ật ngữ chỉ
chấ
t
vô cơ phi kim loại có tính chất chịu
nhiệt. Từ lâu người ta đã biết sản xuất
vậ
t
liệu và đồ gia
dụng bằng gốm. Gốm cũng là thước đo cho nền văn hoá của
l
oà
i
người từ thời cổ xưa. Đồ gốm cổ hiện nay là món hàng
đang được sưu tập.

Từ
những năm 1950 trở lại đây người ta
đã nghiên cứu và đa dạng hoá các loại
vậ
t
liệu gốm
(ceramic), và ứng dụng ngày càng rộng trong kỹ thuật nói
chung
t
rong
ngành cơ khí nói
r
i
êng.
Hiện nay vật liệu gốm được phát triển mạnh trong 4 lĩnh
vực
:
Xây dựng: Gạch, ngói, gạch nền, thủy
ti
nh…
Vật liệu chịu lửa: Vật liệu lót lò lung, luyện, lò đốt khí
ga, nồi nấu
t
hép
thủy
ti
nh…
Gốm trắng (đồ sứ) liên quan đến đồ ăn uống trang trí nội
th
ất và mỹ

nghệ.
Kỹ thuật (người đi tiên phong là Nhật Bản), đó là các
s
ản phẩm chất
l
ượng
đặc biệt phục vụ cho mọi lĩnh vực công
nghiệp và dân dụng, trong cơ khí là
gốm
kim loại, hợp kim
chất lượng cao (ceramet), mà nguyên liệu của nó không chỉ
l
à
đất
sé
t
.
I.2 Cấu tạo và công dụng của vật liệu
gốm:
 Cấu tạo không tinh thể- vô định hình, điển hình là thủy
ti
nh.
 Cấu tạo tinh thể, sự kết tinh của vật liệu gốm tinh thể
rất khó điều
kh
i
ển
trong quá trình công
nghệ.
Theo công dụng của vật liệu người ta thường phân

ra
:
 Đồ gốm
(ceram
i
c).
 Gốm kim loại
(cerame
t
).
 Thủy tinh
(g
l
ases)
 Kim loại chịu lửa
(refrac
t
ory).
 Hợp kim chất lượng cao (super
a
ll
oys).
 Áo của hợp kim
cứng
I.3 Những đặc tính và cấu trúc của
gốm.
Điểm nóng chảy: 1275
0
C-
3600

0
C
Độ cứng: 157 - 3500
DPH
Độ bền kéo: 517 - 2400
MPA
Mô đun đàn hồi: 150-
550
GPA
Tỷ trọng: 2. 2E+3 - 1. 7E+4
KG
/
m3
Độ giãn nở nhiệt: 2. 2E-6 - 1. 78E-5
m
/
m
Độ dẫn nhiệt: 1, 6-176
W
/
m
Độ bền đứt: 0, 7-12
MPA
Các gốm khác với các hợp kim kim loại ở chỗ chúng là
các Ion hoặc
các
tinh thể được liên kết khi quá trình kết
dính kim loại được thực hiện nhờ
các
electron tự do. Kim

loại có thể bị tan chảy và cho phép tạo ra các tinh thể khi
ró
t
thành hình dạng giống như khi làm nguội. Gốm phụ thuộc vào
sự gắn kết của
các
tinh thể rắn dạng bột để tạo ra những hình
d
ạng lớn hơn. Nó được tạo thành
nhờ
các chất kết dính định
hình có các điểm tan chảy tương đối thấp hoặc tự kết
d
í
nh
các tinh thể được nén và kết tủa ở nhiệt độ
cao.
Mối liên kết giữa các nguyên tử trong liên kết hóa trị
của gốm ở các
vậ
t
liệu bằng hợp kim rất bền vững và ở mức
định hình cao. Do đó, các mối liên
kế
t
bền vững và có các
điểm nóng chảy khá
cao.
Ví dụ: Các bua Hafini có điểm nóng chảy cao nhất 4150
0

C (7500
0
F).
Các
vật liệu này cũng có các tỷ lệ độc hại rất
t
hấp.
Các mối liên kết của kim loại thì khó định hình được
vì vậy, việc
đ
ị
nh
hình sai có thể xảy ra do ứng suất dư thấp
h
ơn nhiều. Các tinh thể liên kết các
i
on
lại với nhau nhờ sự
hút của chuỗi ion dương và âm. Trong các tinh thể đơn,
l
ực
cản trượt là tương đối thấp, do đó, tinh thể đơn MgO và NaCl
có
đặc tính cơ
học
tương tự như của kim loại. Tuy nhiên, các
hệ thống trượt trong các vật liệu
chứa
ion được giới hạn hơn
trong các kim loại và khi các tinh thể ion được liên kết

l
ạ
i
để tạo ra các loại vật liệu đa tinh thể. Sự biến dạng tồn tại là
do các tinh th
ể
đơn
không thể ổn định được về những thay
đổi ở các tinh thể kế cận. Do vậy, sự
phá
vỡ sẽ phát triển tạo
ra các hạt nhỏ dọc theo đường biên. Một số hợp kim,
như
nhôm chẳng hạn, có thể có hệ thống trượt phức tạp bởi vì
các ion dương và
âm
được liên kết trên các chuỗi trượt
tương đồng nên các vị trí chưa định hình
phả
i
mở rộng đến
các chu
ỗi để chuyển qua tinh thể mà không làm thay đổi
trường
l
ực
trong mạng (tinh thể). Nó làm cho độ trượt trong
nhôm đa tinh thể khác nhau
và
do đó, làm tăng tính giòn cho

vật liệu
này.
Phụ thuộc vào phương pháp chế tạo hợp kim nó hầu
như không đạt
được
tỷ trọng lí thuyết trong một chi tiết được
t
ạo ra, do đó làm hợp kim rỗ. Độ rỗ
của
chúng và có các vi
xước nên hợp kim này giòn do đó rất khó khăn trong
v
i
ệc
kiểm tra độ rỗ của khối hợp kim nên đôi khi người ta phải
kiểm tra toàn diện
các
giá trị về độ
bền.
Một số thông số kỹ thuật, giá trị của vật liệu
gốm.
Hình 1-1: Khoảng phân bố giá trị mô đun đàn hồi của
v
ật liệu
gốm
.
Hình 1-2: Tỉ trọng lý thuyết (Theoretical Density), nhiệt
độ nóng chảy
và
phân huỷ (Melting Point or Decomposition

Temperature) c
ủa một số vật
li
ệu gốm.
Hình 1-3: Giá trị giãn nở nhiệt tuyến tính của một vài vật
li
ệu
gốm.
.
Hình 1-4: Độ dẫn nhiệt của một số loại vật liệu
gốm
.