CONG NGHE VAT LIEU MO DAU

Biên soạn: Huỳnh Ngọc Minh
1


2


VẬT LiỆU VÔ CƠ ???
(Inorganic materials)
 Nguồn gốc: từ các nguồn phi sinh vật, chẳng

hạn như đá, khoáng sản.
 Bao gồm:
 Vật liệu kim loại
 Vật liệu vô cơ phi kim loại



Vật liệu ceramic
Vật liệu không nung hoặc tổng hợp ở nhiệt độ thấp

3


4


Một cách đơn giản, có thể hiểu các hợp chất silicat là các hợp chất có chứa
nhóm oxit SiO2 trong thành phần.

VAI TRỊ CÁC HỢP CHẤT SILICAT

CHIẾM TỶ LỆ RẤT LỚN TRONG CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN
ALUMO-SILICAT TỚI 70% KHỐI LƯỢNG VỎ TRÁI ĐẤT

5


VAÄT LIEÄU CERAMIC
Được tạo thành từ các hợp chất hóa học giữa các nguyên tố kim
loại và phi kim loại.
Rất phong phú, đa dạng về thành phần hóa học và tính chất.
 Alumina
 Boron Carbide
 Chromium Carbide
 Graphite
 Magnesia
 Silicon Carbide
 Tungsten Carbide
 Zirconia
 Clay
 Brick
 Limestone
 Granite
6


NỘI DUNG TRÌNH BÀY
 MỞ ĐẦU
 GỐM SỨ VÀ VẬT LIỆU CHỊU LỬA
 THỦY TINH, GỐM THỦY TINH,

GEOPOLYMER
 XI MĂNG, BÊ TÔNG VÀ MỘT SỐ
LOẠI VẬT LiỆU KHÔNG NUNG

7


Ceramics

9


10


VẬT LiỆU CERAMIC TRUYỀN THỐNG
(CỔ ĐiỂN)
Traditional or Classical Ceramics
 GỐM SỨ (CLAY PRODUCTS)
 THỦY TINH (GLASS)
 XI MĂNG (CEMENT)
 VẬT LiỆU CHỊU LỬA (REFRACTORY)
 VẬT LiỆU MÀI (ABRASIVES)

11


VL CERAMIC TIÊN TiẾN
ADVANCED CERAMICS

 SENSOR
 THERMAL PROTECTION SYSTEM
 BIOCERAMICS
 MAGNETIC MATERIALS
 ELECTRONIC MATERIALS

-Semi conductor
-Super conductor

Biomaterials

12

Magnetic materials

Ceramic knife

Electronic
materials


13


CÁC KIỂU LIÊN KẾT TRONG
VẬT LIỆU CERAMIC
 là kết hợp giữa liên kết ion và liên kết cộng hóa trò
Năng lượng liên kết trong vật liệu ceramic là
tương đối lớn khoảng 100-500 kJ/mol (kim loại là
60-250kJ/mol)

nh hưởng: quyết đònh đến các tính chất đặc
trưng của vl ceramic: nhiệt độ nóng chảy, mật độ,
độ cứng, độ giòn, cách điện… ?

15


Cấu trúc hợp chất Silicat và alumoSilicat

 Tứ diện phối trí cơ bản [Si04]-4
 Bốn ion O2- bao quanh ion





Si4+
Khoảng cách Si – O: 1.62A0
RA /RK = 0,39
Số phối trí : 4
Al3+ có thể thay thế một
phần Si4+

16


Cấu trúc hợp chất Silicat và
alumo-Silicat
 Tứ diện [ SiO4]4- có khả năng liên kết với nhau và

với cation khác.
 Các tứ diện [ SiO4]4- liên kết với nhau, có thể chung
1, 2, 3, hoặc 4 đỉnh, nhờ đó các hợp chất Silicat rất
đa dạng.

17


Crystalline & non-crystalline silica

Note, relatively open structure but large bond strength
(e.g. quartz: density = 2.65 g/cm3, mp = 1710oC)
Non-crystalline form: fused silica or vitreous silica

18


Silicate glasses
Amorphous silica forms a “network” with relatively large open areas where
foreign atoms and particles may be easily introduced.

non-crystalline silica

Silicates: amorphous silica with impurities

Sodium-silicate glass

20

VẬT LIỆU CERAMIC CÓ CẤU
TRÚC ĐA PHA, ĐA TINH THỂ
Cấu trúc: là đặc điểm về cấu tạo của vật liệu, được xác định
bởi:
- Kích thước hạt, hình dạng, cách phân bố, sự định hướng và
sự tiếp xúc giữa các hạt.
- Số lượng và chất lượng của thành phần pha.
- Độ rỗng xốp.
Tính đồng nhất về cấu trúc cao sẽ làm tăng tính chất của vật
liệu.
Cấu trúc của vật liệu Ceramic là hệ thống gồm nhiều pha phức
tạp bao gồm các pha tinh thể, pha thủy tinh và pha khí.
21


TÍNH CHẤT VẬT LIỆU CERAMIC
Tồn tại trạng thái tinh thể và trạng thái vô đònh
hình
Nhiệt độ nóng chảy cao, bền hóa cao
Bền nén và khả năng chòu mài mòn cao
 Bền kéo, bền uốn thấp
Phần lớn cách điện, cách nhiệt tốt (độ dẫn điện
và dẫn nhiệt tương đối thấp)

Giòn ở nhiệt độ thường
22


TÍNH CHẤT VẬT LIỆU CERAMIC
Độ bền cơ học lý thuyết của vật liệu: (theo độ bền

liên kết nguyên tử): Ϭlt=(2E.γ/α)1/2 (γ: nl bm riêng, α: khoảng
cách nguyên tử)

Tuy nhiên độ bền thực tế của VL vô cơ thấp hơn
nhiều (vd: độ bền thực tế của thủy tinh chỉ bằng 1/100
độ bền lý thuyết) do tình trạng khuyết tật trên bề mặt
(các vết nứt tế vi), hình dạng và kích thước các hạt
tinh thể, bọt khí).
Độ bền thực tế dao động trong một phạm vi rộng do
các khuyết tật phân bố mang tính thống kê.
23


Properties of Ceramics

24


VẬT LIỆU SILICATE
đồ đất nung

12/03/16

VẬT LIỆU SILICAT

25


VẬT LIỆU SILICAT
GỐM SỨ DÂN DỤNG

12/03/16

VẬT LIỆU SILICAT

26


VẬT LIỆU SILICAT
GỐM SỨ XÂY DỰNG: GẠCH

12/03/16

VẬT LIỆU SILICAT

27


VẬT LIỆU SILICAT
GỐM SỨ XÂY DỰNG: NGÓI

12/03/16

VẬT LIỆU SILICAT

28