VAT LIEU THUY TINH

1

1


NỘI DUNG
CHƯƠNG MỘT: TRẠNG THÁI THỦY TINH VÀ
CẤU TRÚC THỦY TINH SILICAT
CHƯƠNG HAI: QTCN SX THỦY TINH
CHƯƠNG BA: GiỚI THIỆU GỐM THỦY TINH

2


TRẠNG THÁI THỦY TINH VÀ CẤU
TRÚC THỦY TINH SILICAT

3


KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TRẠNG THÁI
THỦY TINH
Chấp nhận một định nghĩa tương đối dễ hiểu:
“Thủy tinh là sản phẩm vô cơ nóng chảy được làm
quá lạnh đến trạng thái rắn mà không kết tinh”

4


KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TRẠNG THÁI THỦY TINH (tt):
Một vật thể thủy tinh điển hình có các đặc điểm sau:

 1- Có tính đẳng hướng (cấu trúc đồng nhất của trạng thái thủy

tinh).
 2- Khi bị đốt nóng, thủy tinh không có điểm nóng chảy như vật
thể kết tinh mà bị mềm dần, chuyển từ trạng thái dòn sang trạng
thái dẻo có độ nhớt cao và cuối cùng chuyển thành trạng thái
lỏng giọt. Ngoài độ nhớt ra còn có nhiều tính chất khác cũng
thay đổi liên tục như vậy.
 3- Có thể nóng chảy và đóng rắn thuận nghịch
 4- Dự trữ năng lượng của vật thể ở trạng thái thủy tinh cao hơn
trạng thái tinh thể, trong điều kiện nhiệt độ thuận lợi vật thể thể
thường có khuynh hướng chuyển về trạng thái tinh thể.
5


©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark
used herein under license.

BIỂU ĐỒ TÍNH CHẤT-NHIỆT ĐỘ CỦA
…………………………..THỦY TINH

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning ™ is a trademark
used herein under license.

6


ĐỘ NHỚT VÀ QUÁ TRÌNH TẠO THỦY TINH:
Không phải mọi chất đem làm quá lạnh đều dễ dàng
tạo ra thủy tinh

Những chất lỏng tạo thủy tinh khi làm quá lạnh
thường có độ nhớt tăng nhanh và liên tục (tới
1014pz) theo chiều giảm nhiệt độ
Những chất lỏng dễ kết tinh, có độ nhớt tăng chậm
khi làm lạnh ở khoảng nhiệt độ trước nhiệt độ kết
tinh
=> độ nhớt của hỗn hợp nóng chảy là yếu tố cơ bản
đặc trưng cho khả năng chuyển thành trạng thái
thủy tinh.

7


ĐỘ NHỚT VÀ QUÁ TRÌNH TẠO THỦY TINH

8


Lực tương tác và vai trò trong cấu
trúc của các ion trong thủy tinh

9


©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning ™ is a trademark used herein under license.

Hình: ảnh hưởng của Na2O đến mạng lưới thủy tinh silica.
Na+ là ion biến tính
10

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

Hình: Biểu đồ
pha Si02-Na20.
(Additions of
soda (Na20) to
silica
dramatically
reduce the
melting
temperature of
silica, by forming
eutectics).

11


PHÂN LOẠITHỦY TINH
Phân loại theo thành phần:
 Thủy tinh đơn nguyên tử: chỉ chứa một nguyên
tố hóa học thuộc nhóm V và VI bảng tuần hoàn như
As, S, Se, Te..
 Thủy tinh oxít: thành phần chính là các oxít tạo
thủy tinh như thủy tinh:
 Silicat: SiO2.

- germanat GeO2

 borat: B2O3.

 photphát: P2O5.

 Thủy tinh Halogen, Khancon, hỗn hợp…

Theo mục đích sử dụng có thủy tinh: dân dụng,
bao bì, xây dựng, mỹ nghệ, phòng thí nghiệm,
December 3, 2016
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH
quang học, điện
….

12


VD thành phần một số loại thủy tinh

13


CẤU TRÚC CỦA THỦY TINH SILICÁT
Xét một loại thủy tinh điển hình là thủy tinh silicat.
Tồn tại rất nhiều thuyết khác nhau về cấu trúc thủy tinh Silicat
Một thuyết hoàn chỉnh về cấu trúc thủy tinh cần phải giải thích được:
- Khuynh hướng tạo thủy tinh của các chất.
- Sự giống nhau giữa hàng loạt các tính chất của thủy tinh có
thành phần khác nhau.
- Bản chất của sự biến đổi theo nhiệt độ của thủy tinh và vấn đề
tồn tại “cân bằng nội” trong thủy tinh.
Có 3 thuyết chính:
1-Thuyết cấu trúc vi tinh: thủy tinh silicat là tập hợp các vi tinh thể,

chủ yếu là vi tinh thể SiO2
2- Thuyết cấu trúc polymer: thủy tinh là polymer vơ cơ
3-Thuyết cấu trúc liên tục, VĐH của Zachariasen: thủy tinh có cấu
trúc mạng lưới khơng gian như tinh thể, nhưng khơng đối xứng
và tuần hồn.
14


CÁC NHÓM TÍNH CHẤT CỦA THỦY TINH
Phân chia một cách gần đúng :
 Nhóm các tính chất đơn giản: thể tích mol V; chiết suất nD; hệ số
dãn nở trung bình α; hằng số điện môi ε; môđun đàn hồi E; nhiệt
dung riêng C; hệ số dẫn nhiệt λ.
Các tính chất có quy luật biến đổi theo thành phần không phức tạp
lắm và vì thế có thể tính toán đònh lượng được. Thông thường các
tính chất đó được tính theo quy tắc cộng:
Trong đó g: tính chất cần tính
gi : tính chất riêng phần của cấu tử i
γi : hàm lượng của cấu tử i
 Nhóm các tính chất phức tạp: độ nhớt η; độ dẫn điện χ; tốc độ

khuyếch tán ion; độ tổn thất điện môi tgδ; độ bền hóa, độ thấu
quang T; độ cứng H; sức căng bề mặt б; khả năng kết tinh…
phụ thuộc chủ yếu vào nồng độ oxit kiềm (χ, tgδ, η, H, độ bền hóa)
hoặc vào nồng độ của một vài cấu tử riêng biệt nào đấy (G, б, η,
khả năng kết tinh).
16


CNSX THỦY TINH

18


THỦY TINH DÂN DỤNG

December 3, 2016

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH

19


THỦY TINH BAO BÌ

December 3, 2016

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH

20


THỦY TINH XÂY DỰNG

December 3, 2016

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH

21

THỦY TINH MỸ NGHỆ

December 3, 2016

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH

22


THỦY TINH ĐIỆN

December 3, 2016

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH

23


PHA LÊ

Pha lê là một dạng thủy tinh silicat kali có trộn thêm một lượng ôxít chì II
(PbO) và có thể là cả ôxít bari (BaO) khi người ta sản xuất nó.
December 3, 2016

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH

24

THỦY TINH PHÒNG THÍ NGHIỆM

December 3, 2016

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH

25


THỦY TINH QUANG HỌC

THẤU KÍNH

LĂNG KÍNH
GƯƠNG PHẲNG
December 3, 2016

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH

26


CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH
dây chuyền sản xuất
Nguyên liệu
cân
Phối liệu
Nhập liệu vào lò
Nấu chảy
Tạo hình

December 3, 2016

Xử lý nhiệt

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH

Kiểm tra

Thành phẩm

27