Tổng quan về vật liệu chịu lửa và bước đầu thăm dò điều chế Samot Cao nhôm

BỎ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO
Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G IA HÀ N Ộ I
T R Ư Ờ N G Đ Ạ I HỌC K H O A HỌC T ự N H IÊ N

Người là m lu ậ n văn: ỵPỉiait 'Jj / ù

TỔNG QUAN VỂ VẬT LIÊU CHỊU LỬA
VÀ BƯỚC ĐẦU THẢM DỊ ĐIỂU CHÊ
SAMOT CAO NHƠM

L U Ậ N VÃN T H Ạ C s ĩ K H O A H Ọ C

HÀ NÒI -NĂM 2000


LÒ I M Ở ĐẦU
Bước sang thố ký 21- Thế kỷ cùa công nghệ sinh học - thỏnu tin, và cơng
nchệ vạt liệu. Tro nu cỏnsz nuhệ vật liệu thì vật liệu chịu lửa (VLCL) dỏnsi m ột
vai tro ụuan trọnn. Nói thế ký 21 là thế ký của VLCL hời vì thơ ký 21 là kỷ
imun mà các ngành khoa học phát triển mạnh do đó các nỵành cỏ nu nghiệp
đều phat triển không ngừng. Các nước trèn thế giới đều hướne tới mục liêu
còng nghiệp hoa - hiện đại hoá đất nước. Mục tiêu nàv càng cấp bach hưn đối
với các nước còn chưa phát triển và đang phái triển. Các nước càng phát triển
ihì nhu cầu về dời sông vật chất và linh thần ngày m ột cao. Đế đáp ứng nhu
cáu cao của con người, đế thực hiện được mục tiêu cịng nghiệp hố - hiện đai
hoa đất nước, nhất thiết phái có ngành cơng nshiệp VLCL phái trien bởi vi
một đất nước phát trien ihãv rõ nhài là các thành phò. thị xã. thị trán làng q
sẽ khơng ntiừng có nhữntĩ cơng trình được xàv đựntì fió là: Các Jơnu trình
ih lợi các tồ nhà cao tầng, các siòu thị. nhữnu cày cầu. nhữnu con đườnụ
ui ao ihịng đáp ứnti được sơ lượng, phương, tiện tham gia mao thó nu ngày một
nhiều và hiên đại. Như vặv đi đơi với nó là các ncành cơniĩ nuhiẽp \àv dựnii.

cỏnụ nghiệp sán xuất xi mãng, còng nghiệp luyện kim . cịng nghiệp chế tạo
máv. cơng nghiệp hố chất, còng nghiệp điện tử... phát triển mạnh mẽ, mà các
cõne nghiệp đó đều có nhu cầu về VLCL đặc biệt là công nghiệp luyện kim và
sàn xuất xi mãng.
Nước Việt Nam ta cũng nằm trong xu hướng chung dó của thố giới. Đại
hội Đảnu lán thứ VIII đã xác định mục tiêu "Từ nay đến núm 2020 ra sức
phùn dấu dưa nước ỉa trờ thành một nước COHỊỊ nghiệp", vì vậy trnnu nhừnc
năm tới cỏ nu nghiệp VLCL Việt Nam sẽ phái trien mạnh là đưtrrm nhièn. Đii
chuán bị ticm năng cho sự phát trien đó nũồi nhu cầu về VLCL cúa cac
ngành còng nghiệp, nguồn nguyên liệu đê sán xuất ihì Idiỏng the thiêu nhừnt;
con người có hiểu biết về VLCL để tạo ra những công nghệ sản xuất VLCL

1


PHẨN 1

TỔNG QUAN VỂ VẬT LIỆU CHỊU LỬA
1.1. M ó ĐẤU - KHÁI N IỆM VỂ VẬT LIỆU C H Ị l LỨA (V L C L)

[3.8 1

VLCL là vật liệu mà ứng đụn*: chủ yêu cua chúng là báo vệ mỏi trườn«:
hên nnồi và các bộ phận khơng chịu ỉứa cúa kếi cấu khỏi tác dụnn của nhiệt
độ. của các khối nóng chảy và các khí bị đốt nóng. Như vậy VLCL là các vật
liệu có thể làm việc láu dài ở nhiệt độ cao. tronji mỏi trườn £ khác nghiêt khác
nhau. Khái niệm về VLCL do đó hao gồm lĩnh vực rộng các lớp vật liệu và có
thê được phán loại một cách tổng quát Ihco loại hợp chất hố học tạo nên
chúng. Đó là các oxit và các tổ hợp 2.3.4... của chúng, các cacbua. borua.
silixua. nitrua và các tổ hợp của chúng, các kim loại, hợp kim. Cuối cùng đế

kẽì hợp các ưu điểm và khác phuc các nhược điểm của từng chát nsười la dime
vật liệu chịu lứa tổ hợp.
Khôrụ: nén nghi rằnu lấy hâi kv chát nào có nhiêt đỏ nổny chảv rất cao la
được
xem như một
loai
VLCL. Đc làm VLCL cẩn đòi hỏi cỏ nhiêi độ nónt:c
•
»
•
chả\ cao và nhiều đặc tính khác nữa. Nó cần phải bền với nhiệt, khơng hay íi
bị biến dạrm dưới lác dụng của lải trọng ớ nhiệt độ cao. vì l(’rp lót lị chăng
những phải chịu tác dung của nhiệt độ cao mà còn phải chịu tải trong cơ học
lớn.
Nó cần phải có độ bền nhiệt, khơng nứt vỡ khi nhiệt độ giao động đột
niỉộl. Yì vậy. molipđen chảng hạn, mặc dù có độ nỏne chảy cao 2520°c nhurni:
khỏns phải là VLCL tốt do ở nhiệt độ cao molipđen giòn. Vật liệu chịu lửa
cần phải bền với xi. chịu được lác dụng của các mơi trườn»: ãn mịn khác ớ


nhiệt độ cao. Cuối cùng, nó cần phải có hệ số eiãn nở nhiệt Ihấp để giữ được
ihé tích khơng đổi ỏ' IIhiệt độ cao.
Nliiẽl độ lỏi đa. lai đo vật liệu vẫn c*ciữ nuun
dươc tất cả nhũìmCT tính chát
ơ
J
này ờ ũiới han cần thiết Siọi là đô chiu lứa. Neười la. coi 1580°c là ‘liới han
ihãp vồ độ chịu lửa có thế chấp nhận trons thực lé. Nếu độ chiu lứa cúa vậl
liệu tháp hơn thì đó khống phải VLCL. Nếu độ chịu lửa nằm trong giới hạn
1580°c đến 1770°c vậl liệu hoặc san phẩm được íiọi là chịu lửa. nếu trong

íỊÌỚi hạn 177Ĩ°C đến

20()0°c nó cỏ độ chịu

lửa cao, trên 2000°c. nó có độ chịu

lửa rái cao . Taniali cachua TaC và Haĩini cachua HiC cỏ độ chịu lứa kỷ lục.

tư4160uc. Nơồi ra cịn tuv theo tính chất của các nnh cơng nghiệp cịn u
cầu VLCL một sỏ tính chất khác nữa như thâu notron tốt.

1.2. \ AI T R Ô CUA VLCL TRONG s ự PHÁT TRIỂN CĨNG NGHIỆP
Đẽ thấ\' được vai trị của VLCL đối với sự phát triển một sỏ nuành cóng
nghiệp: xáv dựng, sản xuất xi măng, luyện kim. công nghiệp hoá chất, gốm
sứ... la ùm hicu những ứng dung cơ bản của VLCL trong các ngành cơne
nehiệp đó. từ đáy tháy được nhu cáu về VLCL của các nềnh cơng nghiệp trên
va thay được nnh cịng nghiệp VLCL klióng Ihé khơng phát triển mạnh
ưonc xu hưtVníi phát trien chung của đất nước, cu thể là tưcmc lai cúa ngành
cỏnũ nghiệp VLCL ở Việt Nam ra sao?
1.2.1. V ai tr ò và ứ n g d u n g c ủ a v ậ t liệu chịu lửa

[3.9]

Vật liệu chịu lửa làm việc láu dài ở nhiệl độ cao trong các mỏi trường
khác nuhiệi khác nhau. Các vậi liệu này được sử dụng rộng rãi trong cơng
nehiệp cũng như đời sịng hàng ngàv. Phạm vi và qui mô sứ dung ngày cànu
mớ rộng. Trong cóng nghiệp luyện kim VLCL được sử dụnc nhiều nhấi là

4

gạch chịu lửa. vữa chịu lửa đùne để xây lò cao, lị luyện thép (lị Mac tanh, lị
chuyền, lị ció nóng) lị nấu luyện các kim loại màu. lị điều chê các kim loại
sạch và siêu sạch. Ngoài ra VLCL cịn được sử dụng cho cơng nghiệp hố
chất, chế tạo máy. cơnu nuhiệp nănũ lượng, để lót lị nunu xi măng, lò nấu các
nồi hơi. ghi dot. lò điện... N sày nay với sự phát triển của khoa học vật liệu,
người la còn dùng VLCL mới chê lạo các động cơ đốl trong đoạn nhiệt (ađia
batie) làm việc ớ nhiệt độ cao hơn 1000°c không cần hệ thống làm nguội để
lăng hệ số tác dụng hữu ích, chế tạo các turbine khí làm việc lâu dài ở nhiệt độ
rất cao, chế tạo các buồng đốt nhiên liệu và đầu phun khí đốt của các động cơ
phản lực. chế tạo vỏ tên lửa, vỏ vệ tinh lò phan ứnc của nhà máy điện ngun
tử. làm hình phản ứng, nồi lị. chén nuns. nút. cốc đúc rót thép. Người ta dùnc
nồi corun đế nấu các kim loại tinh khiết như: Al. Cr. Mn. Sn. Fe. Co. Pd. Pt.
Cu. Au. A £ và các hợp kim của chúng được dùng làm nổi. lò. bình phản ứng
điều chê CÚL chất trên. Crorun hồn với HF đến 1400°c ncn được dime lam
•

c

chén nung. Vật liệu kiểu spinel được dùng trong công nghiệp diện, điện tứ như
vật liệu cách điện cao tần. vật điện từ.
Gach chiu
lừa cromil dùnũc để lót lị đốt nóngc địi hỏi độ• bền xỉ cao. Gạch
7
•
crom - manhezi dùng để lót lị điện nấu thép, nấu đồng, lò quav xi m ăne. Nó
được dùns: cùnc với gạch manhezi để xây tườnu lị Mac tanh (chỗ khỏne tiếp
xúc với thép). Dolomit không nung dùng để rải ở cửa lò Mác tanh hoặc dùns
để sửa chữa iườne sau lị. úhíi dung của each chứa cachón là để lót đáv và

tường lị cao. nó cịn được sử dụns trong luyện kim màu. lót lị điện phán điều
chế nhơm, iàm điện cực, lót lị nấu chì. ăngúmoan. ferosilic, cacbuacanxi. Vật
liệu sa mot - grafit chế tạo các nồi nấu luyện kim màu. Vật liệu chịu lửa
cacbua chế tạo các vật siêu cứng, bền nhiệt, ứng dụng Irons việc gia công
nhanh kim loại. Các borua của các kim loại chuvcn tiếp như Cr, Zr, Ti. Nb, Ta
và các hợp kim cùa chúnỉi (Cermet) được ứng dụng để chế tạo động cơ diezen

5


đoạn nhiệt, các chi tiết cùa động cơ phản lực, cánh turbin khí. Cacbua titan và
một số kim loại khác được dùng làm VLCL chống oxihoá. Một số borua được
dùng làm xúc lác, làm catốt của dụnẹ cụ điện tử. N itruasilic dùns chế tạo
độnii co' với lớp lót của xi lanh, nắp xi lanh, đầu piston. cam... động cơ này
làm việc trên ]000('C khỏnoo cần hê. thốncC7 làm nguội
c
• như trong
c độn-;
• <- cơ truvén
.

mf

thịng và cho hệ số tác dụng hữu ích cao.
Nitruabo được dùng làm chén nunc chịu lửa đến 3000°c. Nhiều siiixua
của nguyên tố F được sử dụng làm chất hấp thụ nơtron trong kỹ thuật năng
lượnc nguyên tử. Dùng kim loại và hợp kim chịu lứa làm pin nhiệt điện tử
hoác pin điện tử, lức là thiết bị chuyển đổi trực tiếp nhiệt năng của phản ứng
hạt nhãn thành điện năng. VLCL Compozit cacbon - cacbon được sản xuất
làm ông phun sản phẩm cháy của các động cơ đẩy và náp đấy chắn nhiệt cho

cửa thiết hi nhiệl. Ngoài ra vật liệu cacbon - cacbon có đặc tính ma sát tốt do
đó được đùng trong các kĩ thuậi hãm tốc độ cho các phương tiện giao thóng,
dùníi nó iàm vậl liệu

V

sinh, nhấl là trong giải phẫu chỉnh hình.

1.2.2. N h u c ầ u vể V L C L tr o n g c á c n g à n h có n g n g h ịê p
Đẽ thấy rõ hơn vai trò của VLCL đối với các ngành cồng nghiệp: XD.
luyện kim. hoá chái, sản xuất xi mãng... ta xcm xét nhu cầu về VLCL của các
ngành cơng nchiệp đó trên thế giới và ở trong nước.
Bước vào thế kỷ 21 - thế kỷ mà các ngành khoa học đều phát triển mạnh,
các nước trên thế giới đều đạt mục tiêu cho mình là hiện đại hố - cịng nghiệp
hố đất nước vì thê nhu cẩu về đời sống vật chất và únh thán của con người
ngàv càng cao. Cùng với sự phát Iriển của các ngành khoa học, để đáp ứng
nhu cáu cao của con người các ngành công nghiệp đều phát triển, trong đó
phái kể đến ngành xây dựng cơng nghiệp luyện kim, công nghiệp chế tạo
máy. công nghiệp gốm sứ, cơng nghiệp hố chất, cơng nghiệp nàng lượng...

6


các ngành trên đều dùng đến VLCL vì vậy phạm vi và qui mơ sứ dụng VLCL
ngày
càng© mớ rónsz.
bao cgốm tất cá các vát
C* ■/
•
C*

•

liệ u

làm việc
ở nhiệt
độ cao. nên
•
•

số lượng và chủng loại cúa chúng ngày càng tãng.
Tuy có nu nnhiệp YrLCL ỏ các nước trên thế giới phái triển khơng đều nhau
phu thuộc mức độ cóng nshiệp hố và lài ne uyên của nước đó nhung phải nói rầne:
các nước có nền cồng nehiệp càne phát triển đều là những nước có cổng nshiệp
VLCL hùna mạnh, đú sức cung cấp nhu cầu VLCL cho các lĩnh vực công nghiệp
cứa nước đó. Bảng sản lượng VLCL của một số nước sản xuất chính trên thế giới
phần nào cho la thấy rõ điều đó.
BẢNG 1: SẢN LƯỢNG VLCL MỘT s ố NƯỚC
SẢN XUẤT CHÍNH TRÊN THẾ GIỚI
Ten nước

[3 ]

Sản iương (triệu tán)

Mỹ

10,0

Liên Xỏ cũ

6.8

Anh

2.0

Đức

1.6

Trung Quỏc và Đóng Ấu

2,0

Nhật

1,3

Pháp

1,0

Ý

0.4

Các nước khác

0.8

Tổn«c cóngc*

25,9
.

BẢNG 2: PHÂN B ố NHU CẨU VLCL
THEO CÁC LĨNH v ự c CƠNG NGHIỆP [3]
Nhu cáu VLCL {%)

Lính vực cịng nghiệp
Luyện kim den

47.6

Ché tạo máy

24.9

Ván
* tải
Cổng nghiệp hố học

5,4

Cơng nghiệp VLCL

2,5

Cóng nghiệp Nâng lượng

2,4

2.8

7

ị


Cóng nghiệp nhiơnliộu

2.2

Luvên kim màu

2,1

Cơng nghiệp luyện cốc

1,6

Các cổng nghiệp khác

8,5

100,0

Tổng số

Nhưng luỳ theo lừng ngành công nghiệp và mức độ phát triển của ngành
cổna nghiệp đó mà nhu cầu VLCL. của các neành khác là khác nhau. (Xem
bảng 2)
Như vậy có thể nói VLCL là cái "bánh mỳ" cho nhiều ngành công
nghiệp.
Với Việt Nam. Đại hội Đảng lần thứ VIII đã xác định mục tiêu "Từ nay

đến nám 2020 ra sức phán đấu đưa đất nước la trở thành một nước cơng
nghiệp". Trong nội dung cơng nghiệp hố - hiện đại hố đấl nước, cống
nghiệp VLCL có vị trí chủ đạo. đáp ứne vêu cầu phái triển các ngành khác,
góp phán tàng trưởng chung của cả nước. Với một nước dang tiến hành cơng
nchiộp hố - hiện đại hố đất nước thì thấy rõ hcm cả là nơành cơng nghiệp
xây dựng phát triển mạnh kéo theo công nghiệp sản xuất xi mãng, công
nchiệp luyện kim phát triển không ngừng. Các VLCL thơng thường nhất là
samot. cao nhỏm, kiềm tính, spinel và được dùng chủ yếu cho ngành xi mãng
và luyện kim. Tổng số lượng VLCL tiêu thụ hàng nãm là 32.000 - 35.000 tấn
trong đó VLCL samot khoảng 20.000 - 25.000 tấn (chiếm khoảng 60%).
VLCL cao nhôm khoảng 2000 tấn (chiếm khoảng 6-7%), VLCL kiềm tính
khoảng 9000 - 10.000 tấn (chiếm khoảng 30%) về số lượng tiêu thụ của các
ngành cồng nghiệp. Lượng tiêu thụ của ngành xi mãng chiếm 24 - 35%, ngành
lu vện kim chiếm 56-57% và các ngành cổng nghiệp khác, chiếm 8 - 9 % tổng
lượnc tiêu thụ trên cả nước.

8


Như vậy qua hảng trên riêng VLCL kiềm tính nãm 2000 đã lăng 1.84 lần
so với năm 1998.
Cóne nghiệp xây dựnc chế tạo máy phái triển, nhu cầu về vật liệu chịu
lứa cua ngành luyện kim cũng tănu nhanh. Để thấy nhu cầu VLCL của nuành

luvện kim cũng như các ngành khác ta xem bãnc (5) các lĩnh vực chủ yếu sứ
dụng sản phẩm VLCL của riêng nhà máy sản xuất VLCL cùa công ty thép
Thái Nguvên.
nhà mávJ VLCL .
C ' J
Để thấy nhu cầu VLCL của ngành sản xuất xi măng ta xcm bảng (3):
BÀNG 3: ĐỊNH MƯG TIEU HAO VLCL MỘT s ố
CÔNG TY XI MĂNG CỦA NƯỚC TA

TT

i

Ten nhà máv

Định mức Kg V L C L /tán xi m ăng

[
C hủng loai VLCL
Crom - Manhezi

1

2

3

4

Hải Phịng

Bỉm sơn

Hồng Thạch

Hà Tiên 1

[ 3]

Cao nhỏm

1993

1994

1995

19%

1997

2.88

1.88

1,14

1,28

1.71

-

-

-

-

-

Sa mot

1,98

2.65

2,12

2,15

0,52

Crom - Manhezi

2,38

2.82

2,31

1.99

2,33

-

-

-

-

-

Cao nhóm
Sa mot

0.37

1.13

1.30

0,87

1,06

Crom - Manhezi

1.77

2,19

1,89

1,80

0,86

Cao nhóm

0,26

0,25

0,20

0,17

0,17

Sa mot

0.44

0,76

0,55

0,48

0,25

Crom - Manhezi

0.87

0,73

0,71

0,81

0,82

-

-

-

-

-

0.59

0,10

0,67

0,68

0,78

Cao Iihơm
Sa mot

9


BẢNG 4: NHU CẦU GẠCH CHỊU LỬA KIỂM TÍNH
HÀNG NĂM CỦA NGÀNH XI MĂNG [14]
Nãm 1998 (tấn)

Tén cơng ty

1687

1.700

2.294

1.500

Hồng Thach

Hà Tiên 2

644

600

1

Hải Phòng

o\
o

i

Bỉm Sơn

N ãm 2000 (tấn)

650

Chin Fon

1.000

Sao Mai

1.500

Nghi Sơn

1.600

Tổng số:

9.550

5.185

BẢNG 5: CÁC LĨNH v ự• c CHỦ YẾU s ử DỤNG
ế
SẢN PHẨM VLCL CỦA NHÀ MÁY (TẤN) [ 14 ]

Các lĩnh vực

Năm

TT
1998

13.136 16.107 16.853 19.806 17.620 13.904 10.340 8.444

6.122

1994 1995

1 Luyện gang
Luyện thép

2

869

+ màu

821

836

879

392

12.267 15.291 16.032 18.970 16.704 13.196 9.948

622

253

7.822 5.869

Ngành xi măng

255

424

544

790

1.075

874

874

Xi măng lò quay

105

124

78

395

775

324

316

250

300

465

349

300

550

531

20

50

100

Xi măng lò đứng
Ngành hoá chất

3

816

1996

:

1992 1993

j

Ngành luyện kim

1997

1990 1991

^
oCO !Ị
:
Ị

sử dụng

167

311

Các XN phản lân

311
----------------------------------

Các XN phân đạm

20

10

50

100

Ị

1.2.3. D ư báo n h u c ầ u sử d u n g V L C L ò V iệt N a m đến n ă m 2010

[7]

Trong chương trình phát triển sản xuất VLCL đến nãm 2010 của tổng
cỏ n e 1\ Thuv tinh và Gôm xây dirnu đã dự háo nhu cầu sử dụng VLCL đến
nãm 2010 của các ngành công nghiệp: xi mãng, luvện kim, năng lượng, hố
chất, phãn bón. lọc hố dầu...
>

Cho cịng nghiệp xi mãng
Dưa vào các chi tiêu phát triển của nuành xi măng trong chương trình

phát triển cóng nghiệp xi măug đến năm 2010 đã được chính phử phc duyệt và
điều chinh:
+ Đến năm 2000. sản lượnc xi mãng đạt 14.23 triệu tấn.
+ Đen năm 2005, sản lượng xi mãng đạt 22.71 triệu tấn.
■+Đến năm 2010. sản lượng xi măng đạt 38.39 triệu tán.

Do đó, nhu càu VLCL cho ngành sản xuất xi màng đen năm 2010:
•

Đến nãm 2000, tổng số lượng các loại VLCL dược

SƯ

dụng là: 20.000-

23.000 tấn. trong đó: + VLCL sa mot : 5.000 - 6.000 tán

+ VLCL kiềm tính: 13.000 - 14.000 tấn
+ VLCL cao nhơm: 2.000 - 3.000 tân
•

Đén nãm 2010. tổng số lượng các loại VLCL sử dụng là 41.000 - 44.000
tấn. irong đó:

+ VLCL sa mot :

10.000 - 11.000

+ VLCL kiềm tính: 25.000 - 26.000 tấn
+ VLCL cao nhỏm: 6.000 - 7.000 tấn
>

Các nganh luyện kim

•

Các c h ỉ tiêu phái triển cua ngành luvện kim:

+ Đên năm 2000, sán lượng thép đạt 2 - 2.5triệu tấn
+ Đỏn năm 2010. sản lươnc thép đai 5-6 triệu tấn

11

tấn


Nhu cầu VLCL cho ncành luyện kim đến nãm 2010.

•

Đến nãm 2000, tổng sản lượng các loại VLCL sử dụng là 62.000-65.000
tấn trong đó:

+ VLCL sa m o t: 28.000 - 29.000 tấn
+ VLCL kiềm tính: 9.000 - 10.000 tấn
+ VLCL cao nhơm: 11.000 - 12.000 tấn

•

Đến năm 2010, lổng sán lượng các loại VLCL sử dụng là 83.000 - 86.000
tấn trong đó:

4- VLCL sa mot : 37.000 - 38.000 tấn
+ VLCL kiềm tính: 16.000 - 17.000 tấn
+ VLCL cao nhôm: 30.000 - 31.000 tấn

> C ho các ngành công nghiệp khác
Nhu cầu VLCL cho các ngành khác đốn năm 2010:
•

Đến nãm 2000, tổng sơ các loại VLCL là 4.400 - 4.600 tấn. trong đó:
+ VLCL sa m o t: 4.300 - 4.400 tán
+ VLCL kiềm tính: 60 - 120 tấn
+ VLCL cao nhơm: 40 - 80 tấn

•

Đến năm 2010, tổng số các loại VLCL là 8.500 - 8.700 tấn trong đồ:

+ VLCL sa m o t: 8.350 - 8.550 tấn
+ VLCL kiềm tính: 100 - 150 tấn
+ VLCL cao nhôm: 50 - 100 tấn
Sau đáv là bảng tổng hợp nhu cầu sử dung VLCL đến năm 2010.
BẢNG 6: BẢNG TổNG HỢP NHU CẦU s ử DỤNG VLCL ĐẾN NĂM 2010 [7]
Nhu cáu sử dụng VLCL (l.OOOtán/nãm)

TT

Loại
VLCL

Nàm 2000

Năm 2010

Xi

Luvện

Các ngành

Tổng

Xi

Lu vện

Các ngành

mãng

kim

khác

số

màng

kim

khác

Sa moi

5-6

28-29

43-4 .4

37-40

10-1]

37-38

8,8-8,5

55-58

! 2

Kiém tính

13-14

9-10

22-24

25-26

16-17

0,1-0,15

41-43

1 3

Cao nhỏm

2-3

11-12

0,04-0,08

13-15

6-7

30-31

0.05-0.1

Tịng cóng

20-23

48-57

4,4-4,6

72-79

41-44

83-86

8,5-8,75

1

12

Tong sị

36-39

.—— ... —„,-r ,

132-140


Như vậy nhu cầu về các loại sản phẩm VLCL khác nhau đối với các
nềnh cỏníi nshiệp xi mans:, luyện kim cũng như các ncành cóng nghiệp khác
đều tảnc cấp đổi. Trong khi đó các vật liệu chịu lửa như cao nhơm, kiềm tính,
spinel phải nhập hồn lồn. Hànu nãm. cả nước nhập khoảnc 13-14 nchìn tấn
các loại với lổng giá trị nhập khẩu khoảng 8 triệu USD. tronc đó riêng ngành
xi mãng nhập khoảng 5 triệu USD. Để đap ứng nhu cầu về VLCL cán phải có
định hướnc phát triển cỏne nghiệp VLCL. Xét thấy liềm năng về nguyên liệu
sản xuất và lao động kỹ thuậl, nuành công nghiệp VLCL có thể vữim bước
trên con đường phát triển của mình.
1.3. PHÀN LOẠI V L C L

[3.9]

Có nhiều cách khác nhai) để phán loại VLCL đó là dựa vào thành phần
tính chất và phạm vi sử dụnỉ: hay điều kiện sử dụnci chúng. Có thể phán loại
VLCL theo:

>

•

Độ chịu lửa

•

Hình danc
• c kích thước

•

Cách tạo hình

•

Đặc tính gia cơng nhiệt

•

Đặc tính lị xốp của sản phẩm

•

Bán chất lý hố và tính chất kỹ thuật

P hán loại theo độ chịu lửa
- Loại thường: Độ chịu lứa 1.580°c -rl.770°c
- Loại chịu lửa cao: Độ chịu lửa 1.770°c -r 2.000°c
- Loại chịu lửa rất cao: Độ chịu lứa > 2.000°c

13


> Phân loại theo hình dạng kích thước sản phẩm

- Loại thường. loại gạch tiêu chuẩn: hình chữ nhật, hình nêm kiểu lưỡi quốc.
- Loại dị hình: đơn eiản. phức tạp. rất phức tạp. khối lớn.
- Bè lỏncw chiu
nhiêt
1
«
-

Phán loại theo cách tạo hinh

- Sản phẩm nén dẻo (W = 12-18%). nén bám khô (W =3-5-10% )
- Đúc từ chất nóng chảy
- Cưa từ quặng
> Phán loại theo đặc tinh gia cóng nhiệt
- Loại nung
- Loai khỏníi nun c2
- Loại đúc từ chất nónc chảy.
-

Phán loại theo đặc tính lỗ xốp của sản phám

- Loại kết khối: độ xốp < 1%
- Loại đặc:

độ xốp 10 - 30%

- Loại xốp nhẹ: độ xốp > 50%
-

Phán loại VLCL theo bàn chát lý hoá và theo nguyên ỉiệu đau của chúng

Theo Liên x ỏ cũ neười ta chia làm 18 loai
BẢNG 7: PHÂN LOẠI VLCL [3]

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Đinat

Quăc

Manhezi

Dolomit

Forsterit

Spinen

Cromit

Crom-manhezi

Zircon-silicot

Zircon

Cacbon

Cao Alumine

Zicron

o
o

14

16

iS

CO

o

Cac

loai

khác
17

18
Các loai khác

Cromit

Manhezi

Cacborua

Silic

Samot

khiết

Các oxit tinh

1

Alumo- Silicat

Bánaxít

ị xit


BANG 8: THANH PHÂN HỐ HỌC VA TÍNH CHAT CÚA ĐINAT
DÙNG LĨT LỊ MÁC TANH VÀ LỊ ĐIỆN NẤU THÉP [3]
Đinat lót lị điện

Đ inat lót lị M ác tanh
Các tinh chái
Loại Đ.biệt

Loại 1

Loại 2

Iiáu thép

Thành phán hố học
94.5

94.5

93

96

,AUO, khơnc lớn hơn

1.5

-

-

1.5

CaO khôna lớn hơn

2.8

-

-

2.0

1710

1710

1690

1720

1660

1650

1620

1660

2.36

oi

OG

2.40

2.34

23

25

22

200

175

250

:SiO,_ khône>
—nhỏ hưn

Độ chịu lửa không nhỏ hơn
ll° BDBD dưới lải trọng
!2 kg/cm 2 không nhỏ hơn
'Trons lươnt: riéns
ikhỏnii km hơn
IĐộ xỏp biểu kiến

23

ikhónp lơn hơn
Cườní: đỏ nén

Àm
0

ICKg/crrr) khơng nhỏ hơn
1

Sau đáy la mót vài V LC L quan trọng
1.4. G IỚ I T H IỆU VÀI LOẠI V LC L QUAN T R O N G [3.9]
1.4.1. V L C L a x i t
- Đinat là sản phẩm chịu lửa chứa chủ yếu SiO: hàm lượn*; SiCX > 93%
- Đinat là sản phẩm man«: tính axit. bền đối với xỉ. axit và tro nhiên liệu,

nsiược lại tro và xí kiềm lại phá hoại chúng.

15


- Tính chát đặc trưnn:+ Nhiệt độ biến dạng dưới lải trọng cao 1.650 - 1.67()"C
+ Độ chịu lửa 1710- 1720ũc
+ Độ bền nhiệt thấp : 1-2 lần khi làm lanh (20-850-20)
- Ung dụm;: Đinai được ứnc dụnu xây ỏ' các nơi có tải trọng cơ học cao
như: bệ đỡ. ciá xếp sản phẩm . vòm lò cốc. lò Ihuv linh, lót lị điện nấu ihép.
Đc hicu rõ các tính chất của VLCL Đinat. chúng la hãy xcm các hang dưới
đá\ chi ra thành phần hố học và các lính chất hoá lý của chúng (Bànẹ 8.9).
BẢNG 9: CÁC ĐẶC TÍNH HỐ LÝ CỦA ĐINAT DUNG CHO
LỊ CỐC HỐ VÀ LỊ NẤU THUỶ TINH. [3]
Đ inat lị cốc

Đ inat lị thu tinh

Hm lnô: SiO, khụng nh hn

94-93.5

93

Troncc* l(nÊ
ã c riờnckhụnc1 lón hơn

2.37

2.38-2.39

ịCho nền lị

16

-

|Cho đâu và tường lị

23

-

-

-

ICường độ nén (kg/crrr) không nhỏ h(tn

300

500

Nở phụ (%) ỏ' 1450°c không lớn h(Tn

0.4

t° BDBDDTT 2kg/cm 2 khơng nhỏ hcrn

16500

Các tính chát

ỊĐộ xốp biểu kiến (%) khơng nhỏ hơn

Các loai
khác
•

1650

I

1.4.2. Vật liệu chịu lửa alumino - silicat
Có thể chia VLCL alumino - silicat ihành hai loại chính là: samot và VLCL
cao nhóm
>- Samot là VLCL thuộc nhóm alumino - silicat
Trong đó: Hàm lượng A1-, O ,

30 - 45%

16


Samol là VLCL tìm được sớm nhất và hiện nay phổ biến nhất chiếm hơn

l{Y/<. VLCL sản xuất ra trên thế giới, bảnu 10 sau đáy cho thấy rõ điều đó.
BẢNG 10: TƯƠNG QUAN VỂ LƯỢNG CÁC LOẠI VLCL
THƠNG DỤNG ĐƯỢC SẢN XUẤT. [3]

1978
VLCL

1985

Số lượng

Số lượng

%

%
(ngàn tán)

(ngàn tấn)

4357

74.5

6488

73.1

Manhezi và Crom-manhezi

848

14,5

1447

16,3

Đinat

620

10.6

796

9

25

0.4

146

Samot

Forsterit

1.6
_

Tổng số

-

5885

100

8871

100

VLCL cao nhom thuộc họ alumo-sUical, có hàm lương A LO ị > 45%.
VLCL cao nhóm được phán loại theo % Al:0 ,
Loại A cổ hàm lượns AkO,,

40 - 60%

Loại B có hàm lượng Al:0 ,

60 - 75%

Loại c có hàm lượng A ụo,

> 75%

Có thể phân loại VLCL cao nhỏm theo Ihành phần khốnc và từ đó đặt
tcn sản phám là:
Sản phẩm Silimanit thành phần AỈ-,0, nhỏ hem Al;0 ,. S i0 2; sản phẩm
mulit có thành phần Al-,0* nằm trong khoảng giữa Al:0< . SiO: và 3AKO,.
2SiO: .
San phâm mulit corum có thành phẩn A ụ o , nằm tronc khoáng giữa
3AI:0 (. 2SiO: và A ỊO y

San phẩm corun có thanh phần Al:0 , > 95%.

17


Thay đổi hàm lượng ALOj thì thay đổi thành phán pha và tính chài sản
phẩm. Tính chát được sáp xốp lừ thấp đến cao theo % ALO,. Dựa vào giản đồ
trạng thái hệ bậc hai A 1,0, - SiCX (hình 1)

Hình I - Giản đổ trạng thái hệ Si()2 - Al-,0Ị
Ọua giản đổ ta thấy thành phần pha cúa sa mot phụ thuộc vào hàm lượnc
AUO3 và nhiệt độ thiêu kết vật liệu. Trong khoảng 5.5 - 72% AI-,0, luôn ln
có pha mulit (3A1X),. 2SiO; .) tương ứng với thành phần 71,2% A 1,0, và
28.2% SiO: bén đến nhiệt độ 1.910°c. 0 thành phán

72% A1:0_,, nhiệt độ

thiéu kết dưới 1910°c hệ chỉ có mulit dạng rán. ơ nhiột độ 1600ùc và thành
phán ALO,20%. 80% SiO: hệ gồm pha lỏng và mulit. hạ nhiệt độ xuống la có
mulit và critstobalit (mộl dạng thù hình của SiO,). Khi hàm lượng AlọO, irong
khống 72 - 78% la có dung dịch rắn giữa mulit và corun (một dạnc thù hình
cua AKO,). Trên 78% AlnO, ta cỏ dung dịch rắn mulil corun dư. Như vậy ta
thấy tâng hàm lượng ALO, sẽ tăng chất lượng của VLCL alumosilicat.

1.4.3. Vật liệu chịu lửa kiềm tính (Bazic)
Là VLCL có các o xít kiềm và khả năng bền kiềm, rất cao. Vật liệu chịu
lứa kiềm tính có 6 sản phẩm.
> VLCL M anheú (MgO)
VLCL manhezi là VLCL kiềm tính có chứa khống Pericias (MgO). Các
lạp chấl có trong manhezi thường là CaO. Si(X FeO. F e ,0 ,. Khi nunũ, các tạp

IX


chất nàv thường phản ứng với nhau tạo ra các khống như íorsleril Mg-,Si04,
ĩcrii MuFe 20 4, CaSiCỵ,, monchichelii (Mg, Ca) S i0 4...
> VLCL Đolomit
VLCL Đolomit là vật liệu dược sản xuất lừ đolomit khoáng chủ tronc vật
liệu này là periclaz. CaO. các hợp chất của can xi với các tạp chất trons
đolomit như 3CaO. SiCX. 2CaO. SiO: , 2CaO. Fe 00 ,. 3CaO. Al-,0,. và 4CaO.
ALO_,. F e ,0 ,.
Người ta phân loại đolomi theo hàm lượng.
CaO và McO (sau khi nung) như sau:

V

Loại 1:

MgO > 36%

CaO 50-60%

Loại 2:

MgO

32.5 - 36%

CaO 40-50%

Loại 3:

MgO

29-32.5%

CaO 25-40%

VLCL cromit (Cr: 0 3)
VLCL cromit được điều chế chứ yếu từ quặng cromit với 1 ít phụ gia.

Pha chủ yếu trong vậi liệu này là Spincl (78-80%), chất liên kết thường là
jbrsterit 2Me[0. SiCh (gần 20%). ngồi spinel có thành phần biến đổi (Fen,
Mg) (Cr. Al)-,0 4 cũng có thể điều chế VLCL cromit chất lượnu cao từ quặng
giàu Cr,0< với chất liên kết spinel. MgAl:0 4
^ VLCL crom-manhezi
VLCL crom - manhezi được sản xuất từ quặng cromit và manhezi kết
khối. Nỏ có độ chịu lửa cao hơn 2000°c. Trong công nghiệp người ta chia các
sản phẩm crom-manhezi làm hai loại: Loại thường và loại crom-manhezi bền
nhiệt, chúng khác nhau ở hàm lượng manhezi .
> VLCL spineỉ (M gAUOJ
Spinel là khoáng M gA K 04có thành phẩn theo lí thuyết là 71,5% AKO^:
28,5% MgO trong thực tế VLCL spincl chỉ chứa khoảng 85% khoáng spinel
còn lại là phụ gia và tạp chất. Phụ gia khoáng hoá thường dùng là B:0 3 hoặc

19


C i\0,(thường dùng C r,0 , hơn) tạp chất có ưong phối liệu thường là F e .o ,.
SiO: . Cr-,0,.

> VLCL forsterit
VLCL forslerii được sản xuất từ quặng silicat manhe và manhezi (kết
khối hoặc basic). Nó chứa chủ yếu khoáng forsterit 2MgO. S i0 2 (khoảng 85%
và ferit manhe MíiO. Fe:Oị (khoảng 15%) ngồi ra có các tạp chất với lượnu
rãì nhỏ.
1.4.4- V ật liệu ch ịu lửa đ ặc biệt
Thời gian gần đây, do sự phát triển của khoa học công nghệ vật liệu do
nhu cầu của các lĩnh vực cỏne nghệ cao, đã xuất hiện nhiều VLCL đặc biệt lừ
các oxit tinh khiết, các cachua, các silixua, các borua, các nitrua. Các hợp chất
này có thành phần thay đổi. được gọi là hợp chất bectolit ngoài ra nhiều kim
loại và hợp kim đã được biết từ láu là có tính chịu lứa. nhưng do hạn chế của
nguồn nguyên liệu. Irữ lượng và công nghệ khai thác nên chưa được,sử dụng
phổ biến thì ngày nay đã được sử dụng trong nhiều lình vực cơng nghệ cao,
khấc phục các nhược điểm của từng chất người ta đã tạo ra nhiều vật liệu tổ
hợp chịu lứa. Như vậy vật liệu chịu lửa đặc hiệt bao gồm: các oxit tinh khiết,
các cachua, các borua. các nitrua, các silixua. các kim loại và hợp kim chịu
lứa.
> Các oxit tinh khiết:
Các oxit chịu lửa được thống kê trong bảng 11

BẢNG 11: CÁC OXIT CHỊU LỬA [3]
Các oxit

t° n/c

Oxit

t" n/c

BeO

2610

Zt0 2

2850

MgO

2800

H f0 2

2900

CaC)

2585

Cr:0 3

2265

SrO

2430

ThOj

3050

A l,0 ,

2050

La2Oj

2200

2 0


> Các cachua.
Cachón tạo hợp chất bậc 2 với hầu hết các ngun lơ trong bảng hệ thống
tuần hồn. Khi cac hon tạo hợp chất với nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn nó
thì hợp chất đó được gọi là cac bua. nhưng chỉ có cac bua của kim loại chuyên
tiếp (các nguyên tỏ d ) là bền nhiệt, bền cơ và bền hố học. Các cachua này có
tính chất và cấu trúc kiểu kim loại như độ dẫn điện cao, có ánh kim. hệ số
điện trở dưig dễ tạo thành dung dịch rán với kim loại, thành phần của chúng
thay đổi trong một khoảng rộng (hợp chất beetolit), vì thế loại vật liệu này cịn
goi là cermet.

C1 •

BẢNG 12 LÀ TÍNH CHẤT CỦA MỘT SƠ VLCL CÁC BIJA [3]

C achua

Kiểu cấu trúc

t° n/c

C acbua

Kiểu cáu trúc

t° n/c

SiC

Lục phương

2700

W 2C

Lục phương

2800

TiC

Lập phương

3250

B4C

Lục phương

2600

ZrC

Lập phương

3530

C i-?C

Trực Ihoi

1895

HfC

Lập phương

3890

M n ,c

-

1520

2800

Fe3C

-

1650

vc

-

NhC

Lặp phương

3500

ThC

lJỊp phương

2625

TaC

Lập phưtmg

3880

ƯC

Lập phương

2595

Mo:C

Luc phương

2690

> Các borua.
Cũnc như cacbon. bo tạo thành với các kim loại hợp chất bậc hai gọi là
borua. Các hợp chất này cũng có thành phần thay đổi trong khoảng rộng và có
liên kết kiểu kim loại. Đó là các hợp chất kiểu MB, M 2B, MjB4 MB2. MB6
Ví dụ tuỳ điều kiện mà người ta có thể điều chế Nb và B các hợp chất
Nb-,B: Nb,B->- NbB. Nb,B, các borua thay đổi và phức tạp dần.

2 1


BẢNG 13. LÀ TÍNH CHẤT CỦA MỘT sị' VLCL BORUA [3]

Borua

Cấu trúc tinh thể

Nhiệt độ nóng chảy (°C)

Ti B:

Lục phương

2980

ZrBr,

Lục phươnu

3040

TaB:

Lục phương

3100

Đa số cac borua của kim loại chuyển tiếp rất rắn, bền nhiệt (2000 3000°C) và từ hoá học
và các borua MB 6 của

Ví dụ borua MB. của các nguyên tố d

các nguyên

ló f bền với các a xú vơ cơ khi dun nóng.
> Các nitrua
Hợp chất với ni tơ của các nguyên tử được gọi là nitrua. Một số nitrua có
nhiệt độ nóng chảy rất cao có ý nghía trong

lĩnh

vực VLCL.

BÀNG 14 TÍNH CHÁT CỦA MỘT SƠ VLCL NITRUA. [3] .

Mạng lưới Nhiệt độ nóng
Các nitrua

Mạng lưới

Nhiệt độ nóng

tinh thể

chảy (°C)

Các nitrua

tmh thể

chảy (°C)

TiN

Trực thoi

2950

CrN

Lập phương

1500

ZrN

Trực thoi

2980

ThN

Lập phương

2630

HfN

Lập phương

3310

UN

Lập phương

2650

VN

-

2050

Bắc Ninh

NbN

-

2573

A1N

Lục phương

> 2000

TaN

Lục phương

3090

Si3N 4

Lục phương

> 2000

-

> 3000

> Các silixua.
Là hợp chất của silic với nguyên tố d hoặc ĩ có thành phần phức tạp.
Ví dụ: M o 2Si. Mo 5Sì3, MoSi, MoSi,
Đa số các siỉixua của nguyên tố d và f có độ rắn độ bền cao.

2 2


BẢNG 15: TÍNH CHẤT CỦA MỘT s ố VLCL SILIXUA [3]

Mạng lưới

Nhiệt độ nóng

tinh thể

chảy (° c )

ZnSL

Trực thoi

1700

1550

ZrSi

Trực thoi

2095

Tứ phương

2030

TisSi,

Lục phương

2120

WSi,

Tứ phương

2165

V 5SÌ3

Lục phương

2150

TiSi,

Trực thoi

1540

Mạng lưới

Nhiệt độ nóng

tinh thể

chảy (°C)

TaSi,

Lục phương

2400

CrSi,

Lục phưcyn«;

Mo Si.

Silixua

Silixua

> Các kim loại và hơp kim chịu lửa
Chúng ta đã biết có nhiều kim loại và hợp kim của chúng có nhiệt độ
nóng chảy cao (hầu kết là các kim loại nguvén tỏ d và f)
Bảng 16 chỉ ra các ngun tơ kim loại có nhiệt độ núng chảy cao hơn

150()°c.
BẢNG 16: CÁC KIM LOẠI CHỊU LỬA [3]

Kim loại

Nhiệt độ
nóng chảy (°C )

Kim loại

Nhiệt độ
nong chảy (° c )

Ti

1668

Re

3180

Zr

1852

Y

1525

Hf

2200

Pt

1773

V

1919

Th

1750

Nb

2460

Pa

1575

Ta

3000

Fe

1536

Pd

1552

Ru

2250

Cr

1892

Os

3000

Mo

2620

Rh

1966

w

3380

Ir

2450

Tc

2200


Tuy vậy, tuỳ mục dích sừ dụng, VLCL cịn địi hịi nhiều tính chấl khác như
bén cơ học, bền hố học và các tính chất vật lý, kỹ thuâl thích hợp. Ví dụ kim loại và
hơp kim để chế lạo các thiết bị tronc cơne nghiệp hố học địi hỏi phải bền với mơi
irườniỉ làm việc của nó. cịn để chế lạo các con tàu vũ trụ phải bền với mỏi trường ỏ
xi hố, với các chất lịng manc nhiệt như Li, Na. Cs. với mỏi trườn2 khí nhiên licu.
với tác dụng cùa tia vũ irụ. Ngoài ra chúng phài có độ thấm khí thấp tronc diều kiên
chán khớng tuvệi đối, khõnu bị thăng hoa dám: kd irong chân không. chịu đựng
được các va chạm cùa các thiên thạch, các ứng suất khi tăng tốc. Vật liệu đó phải để
gia công (Đúc, cán, rèn, đẠp, hàn) mà khổng thay đổi tính chất của vật liệu. Cuối
cùng eiá thành phải khơng quá cao để có thể chấp nhận ứng dụne trons thực tế.
Từ 1950 nhiều nước, dã tiến hành nơhién cứu. phát triển các kim loại và hợp
kim chịu lừa cho các hệ thống khơng cian. Các chương trình này bao gổm từ việc
nghiên cứu cơ bản các tính chất vật lý kim loại, phát triển kỹ thuật sản xuất, đến
việc ứng dụng chúm: trong các hệ thỏng không gian. Các cơ quan nhà nước tham gia
vào chương trình này là NASA. DoD. DoE (AEC) và nhiều công ty hàng không lớn
với hànc nsàn nhà khoa học, kỹ sư. Nhờ vậy họ đã thu thập dược rất nhiều tri thức
và kinh nghiệm trong việc điều chế và ứng dụng các kim loại và hợp kim'chịu lừa
troní; các lĩnh vực khác nhau.
Bảng ] 7 chỉ ra một số trong nhiồu hợp kim đã được nghiên cứu và ứng dụng.
BẢNG 17: CÁC HỢP KIM TRÊN c ơ s ở Ta VÀ Mo [3]
Thời gian

Kí hiệu

1950-1964

Ta-10W

Ta-10W

NAV/ORD

1958-1963

Ta-30Nb-7,5V

Ta-30Nb-7,5V

USAF

1963-1965

GE-473

Ta-7W-3Re

General Electric

1963-1967

ASTAR-811C

Ta-8W-Re-Hf-0,01C

NASA-LeRC

1965-1972

ASTAR - 1211 c

Ta-12W-Re-Hf-0,025C

-

1965-1972

ASTAR - 1511C

Ta-15W-Re-Hf-0,025C

-

1960-1992

Mo-TZM

Mo-0,5Ti-0,08Zr-0,03C

Thành phần % K.lượng Co quan tài trọ n/c

DoD, NASA,AEC
.. .......................— ............ ............ ............... .................

1960-1992

-

Mo-W

Mo-1,2Ti-0,3Zr-0,1c
Mo-10W-> Mo-50W

-

Mo-Re

Mo-4Re ->Mo-47Re

-

Mo-TZC

24

1


-

Các vật liệu chịu lửa tỏ hợp
Theo nchĩa rộng thì vật liệu tổ hợp (compozit) là vật liệu gồm nhiều pha.

kết hợp hoặc nhán lên các ưu điểm của từnc pha. khắc phục hoặc triệt tiêu các
nhược điểm cúa mỗi pha. Theo nghĩa đó thì hầu hết các VLCL đã xét ở Irên là
vặt liệu compozit với pha tăng cường bànc sợi là để tâng tính bền cơ học. Vì
VLCL đã xét ở trên gồm các oxit, cachua, silixua, borua, nitrua, các kim loại
và hợp kim chịu lửa. về nguvên tắc. tất cả các chất đó đều có thể đỏng vai trò
pha nền hoặc pha tăng cường trong những vật liệu cụ thể với nhữnu mục đích
cụ thổ. Có thể chia VLCL compozit iheo 3 nhóm: kim loại (M); thuỷ tinh (T),
gốm (G) . tức về ncuvên tắc ta có 9 tổ hợp, nhưng trons thực tế VLCL khống
phải mọi tổ hợp đều được sử dung, hời vì trước tiên hai pha đó phai khơng có
tương tác hố học với nhau sau đó có thê truyền ứng suất giữa pha nền và pha
tănc cườnc. cần có sự dính kết chật chẽ trên bể mặl tiếp xúc giữa hai pha trong
cả khoảnc nhiệt độ làm việc của nó. Điều đó chỉ được đối với VLCL compozit
khi hai pha của nó ổn định trong cả khoảng nhiệt độ tồn tại và sự dãn nỏ' nhiệt
của hai pha đồng đều. đỏng thời có sự "thấm ướt" của pha nển đối với pha
tãng cườnc vì thế chỉ có một số tổ hợp sau đâv được ứng dụng trong VLCL:

1- VLCL compozit nén kim loai, sợi kim loại (CMM)
2- VLCL compozit nén cacbon, sợi cachón (CCC)
3- VLCL compozit nén gốm, sợi gôm (CGG)
và một số loại khác. Ĩ đây chúng ta chỉ xét một sơ loại quan trọng. Các
loại sợi thường được sử dụng trong VLCL comporit là sợi thuỷ tinh, sợi các
hon. sợi cac bua (S/C. TiC. B4C) sợi borua, sợi titrua, sợi a A1:0 3 , sợi kim loại
(tẩm gốm ...)

1.5. TÍNH CHẤT CỦA VLCL VÀ CÁCH XÁC ĐỊNH

[3.9]

Những tính chất quan trọng nhất xác định trực tiếp khả năng của VLCL
chống lại các nhãn tố phá hoại trong mỏi trường làm việc của nó là:

25