co so khoa ho c va t lie u chuong4 vat lieu gom 5574

CHƯƠNG CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU GỐM 4.1 Mở đầu 4.1.1 Giới thiệu  Định nghĩa gốm: • Gốm hợp chất rắn hình thành nhiệt (đơi nhiệt áp suất) • Ngoại trừ kim cương, graphit gốm bao gồm hai nguyên tố:  Một nguyên tố không kim loại không kim loại trạng thái rắn (nonmetallic elemental solid - NMES)  Nguyên tố kim loại NMES  Ví dụ: MgO, SiO2, TiC, ZrB2, SiC, BaTiO3, YBa2Cu3O3, Ti3SiC2 gốm  oxýt, nitrua, borua, cacbua silicua kim loại NMES, hợp chất silicat gốm • Phần lớn lớp vỏ trái đất khoáng silicat + xi măng, gạch, thủy tinh, bêtông hợp chất silicat  sống giới vật liệu gốm 4.1.2 Vi cấu trúc gốm • Trong gốm, hạt (đơn tinh thể) có độ lớn từ – 50 m  nhìn thấy kính hiển vi • Hình dạng kích thước hạt, diện lỗ xốp, có mặt pha thứ hai cách phân bố chúng gọi vi cấu trúc (microstructure) • Nhiều tính chất gốm phụ thuộc vào vi cấu trúc 4.1.3 Gốm truyền thống gốm tiên tiến  Gốm truyền thống • chủ yếu dựa hợp chất siliscat, đặc trưng vi cấu trúc xốp, thô, không đồng nhiếu pha • Thông thường chế tạo cách trộn đất sét tràng thạch (feldspar (K2O.Al2O3.6SiO2)  tạo hình cách đúc khuôn nặn bàn xoay  nung lị để chúng kết khối  tráng men • Các sản phẩm gốm truyền thống bao gồm: đồ sứ, đồ sành, gạch, ngói, thủy tinh gốm nhiệt độ cao khác (xi măng, gạch chịu lửa v.v )  Gốm tiên tiến • Trong vịng 50 năm gần đây, nhiều loại gốm không dựa đất sét hợp chất silicat • Gốm dựa nhiều loại nguyên liệu chế tạo công phu oxýt, cacbua, perovskite nguyên liệu hoàn tồn nhân tạo • Vi cấu trúc gốm có độ mịn cao hơn, đồng xốp nhiều so với vật liệu gốm truyền thống  gọi gốm tiên tiến hay gốm đại • Các sản phẩm gốm tiên tiến áp dụng trong:  Các hệ giao tiếp sử dụng cáp quang (optical fiber communication system),  Các hệ vi điện tử (microelectro-mechanical system – MEMS)  Chế tạo vật liệu gốm áp điện (piezoelectric ceramic) • Ngồi gốm tiên tiến bao gồm:  Ferrite (MgFe2O4) để làm nam châm nhân tạo  Gốm hấp thu neutron (B4C3)  Gốm bền cơ, bền nhiệt cao (SiC, Si3N4) dùng cho động đốt trong,  Gốm sinh học (Al2O3),  Nhiên liệu cho lò phản ứng hạt nhân (UO2)… 4.2 Quan hệ số xếp K tỉ lệ r/R Số xếp K Giá trị tới hạn Khoảng bền r/R 0 < r/R < 0,155 0,155 0,155 ≤ r/R < 0,225 0,225 0,225 ≤ r/R < 0,414 0,414 0,414 ≤ r/R < 0,732 0,732 0,732 ≤ r/R < 12 r/R = Dạng hình học Ln 4.3 Cấu trúc tinh thể vô 4.3.1 Dạng đơn chất 4.3.1.1 Kim cương a Ơ sở • Mạng Fcc có thêm nguyên tử ( ¼, ¼, ¼), ( ¾, ¼, ¾), ( ¼, ¾, ¾) ( ¾, ắ, ẳ) ã Hoc chia Fcc lm u có nguyên tử tâm khối cách a2 a2 a a a 3a 2 2 AD   ; BD  AD  AB     4 4 4 a a 10  BD   OD  ... c? ? ?u tr? ?c 4.1.3 Gốm truyền thống gốm tiên tiến  Gốm truyền thống • chủ y? ?u dựa hợp ch? ?t siliscat, đ? ?c trưng vi c? ? ?u tr? ?c xốp, thô, không đồng nhi? ?u pha • Thơng thường chế t? ??o c? ?ch trộn đ? ?t s? ?t tràng... lớn t? ?? – 50 m  nhìn thấy kính hiển vi • Hình dạng kích thư? ?c h? ?t, diện lỗ xốp, c? ? m? ?t pha thứ hai c? ?ch phân bố chúng gọi vi c? ? ?u tr? ?c (microstructure) • Nhi? ?u t? ?nh ch? ?t gốm phụ thu? ?c vào vi c? ? ?u. .. ch? ?t silicat gốm • Phần lớn lớp vỏ trái đ? ?t khoáng silicat + xi măng, gạch, thủy tinh, b? ?t? ?ng hợp ch? ?t silicat  sống giới v? ?t li? ?u gốm 4.1.2 Vi c? ? ?u tr? ?c gốm • Trong gốm, h? ?t (đơn tinh thể) c? ?