CÂU TRẢ LỜI CHO CÁC CÂU HỎI ÔN TẬP docx Câu 1 Vật liệu Silicate là vật liệu có chứa Si trong thành phần Vật liệu ceramic là vật liệu có nguyên liệu ban đầu ở dạng bột mịn, được tạo hình, nung kết khố.
Câu 1/ Vật liệu Silicate vật liệu có chứa Si thành phần Vật liệu ceramic vật liệu có nguyên liệu ban đầu dạng bột mịn, tạo hình, nung kết khối nhiệt độ cao Câu 2/ Số phối trí số ion khác loại trực tiếp bao quanh ion Nếu nối tâm ion bao quanh ion xét, ta có đa diện gọi đa diện phối trí nguyên tắc Paoling cấu trúc tinh thể: _ Đa diện phối trí bền cation tiếp xúc trực tiếp với anion bao quanh _ Cấu trúc ion bền vững trung hòa lực liên kết tĩnh điện _ Độ bền vững cấu trúc theo dãy liên kết sau: lk đỉnh bền lk đường, lk đường bền lk mặt (do hiệu ứng tĩnh điện cation) _ Trong tinh thể có cation khác loại, đa diện phối trí cation có hóa trị cao, số phối trí nhỏ khơng có xu hướng tham gia lk với đa diện phối trí khác _ Số kiểu cấu trúc khác tính thể có xu hướng nhỏ (tương tự nguyên tử phản ứng có xu hướng tạo lk loại mặt hóa học Câu 3/ Có trạng thái tồn hợp chất silicate : tinh thể, vô định hình phân tán cao Trạng thái tồn Tinh thể Cấu trúc Orthosilicate Diorthosilicate (pyrosilicate) Silicate lk vòng (rings) Silicate tạo xích (chains) Slicate tạo băng Silicate cấu trúc lớp vơ hạn Silicate cấu trúc khung Ví dụ [SiO4]4- tồn độc lập tứ diện [SiO4]4- lk vs Vòng ba [Si3O9]6-, vòng bốn [Si6O12]8-, vòng sáu [Si6O12]12Metasilicate Amphibole Muscovite Zeolite Câu 4/ Các hợp chất alumo silicate có thành Al 2O3 SiO2 Câu 5/ Các kiểu viết công thức hợp chất silicate: 1- Theo thứ tự hóa trị oxit tăng dần, cuối SiO2 Vd: K2O Al 2O3.6SiO2 2- Theo thứ tự cation hóa trị 1, 2,3 sau Si tổng số Oxy Vd: K2Al2Si6O6 Biểu thị cấu trúc silicate: Cách nối đa diện phối trí viết ngoặc vuông [ ] Cấu trúc lk mạch vô hạn, không gian ∞ Ngoặc đơn ( ) dùng để thay đồng hình, vd: (𝑀𝑛, 𝐶𝑎)5[𝑆𝑖5𝑂15] ∞1 Một loại cation có nhiều s.p.t dùng để số La Mã để số phối trí, vd viết AlVIAlVO[SiO4] (andalusite) Câu 6/ Đặc điểm cấu trúc tính chất silicate trạng thái lỏng: -Các tứ diện [SiO4]4- tồn chất lỏng silicate, lk tứ diện tạo nên phức chất, phụ thuộc tỷ lệ Si:O chất lỏng Nếu có oxit khác, tỷ lệ O:Si tăng oxy ko cầu -Lượng cation biến hình nhiều, số lượng oxy cầu giảm, tỷ lệ Si:O giảm (tỷ lệ O:Si tăng) -Tương tự silicate trạng thái tinh thể , ta có kiểu cấu trúc chuỗi, lớp, vòng, cấu trúc khung Câu 7/ Vai trị pha lỏng nóng chảy nung sản phẩm gốm sứ: Tăng tốc trình phản ứng Tạo khống mà hình thành có mặt pha lỏng Độ nhớt ảnh hưởng đến: - khả len lỏi vào khe, lấp đầy chỗ trống vật liệu, - q trình chuyển hóa lỏng rắn, - mức độ biến dạng sản phẩm sau nung Sức căng bề mặt: - khả thấm ướt pha rắn giúp tiếp xúc tốt hơn, phản ứng tốt Trong công nghệ sản xuất thủy tinh: Sự biến đổi độ nhớt thủy tinh theo nhiệt độ có ý nghĩa quan trọng Các giai đoạn nấu, tạo hình, gia cơng sản phẩm xảy phạm vi độ nhớt thích hợp Giai đoạn khử bọt, người ta phải trì nhiệt độ để độ nhớt đủ bé (10^2 pz), tạo điều kiện bọt khí tách hoàn toàn Giai đoạn tạo hình cần có độ nhớt khơng nhỏ q để tạo phơi khơng lớn q để dễ dàng tạo hình theo ý muốn (Các sản phẩm thủy tinh tạo hình trình nhiệt độ giảm liên tục.) Khi ủ cần có độ nhớt thích hợp để khử hết ứng suất sản phẩm không bị biến dạng Nhờ có sức căng bề mặt tạo giọt thủy tinh máy cung cấp giọt cho máy tạo hình tự động lấy mồi thủy tinh cần thiết đầu ống thổi để thổi thành phôi thành sản phẩm Sức căng bề mặt làm chỗ thủy tinh bị cắt, sau đốt khơng cịn sắc cạnh tiến hành đánh nhẵn bề mặt sản phẩm thủy tinh lửa Nhưng sức căng bề mặt nguyên nhân làm cho mép kính sản xuất phương pháp kéo bị cộm lên, thủy tinh khó chui vào chi tiết phức tạp bề mặt khn phần mép hay góc chi tiết khó sắc, nhọn chỗ thường bị co tròn lại. Sự thay đổi độ nhớt sức căng bề mặt thủy tinh theo nhiệt độ làm cho việc tạo hình thủy tinh có sắc thái độc đáo mà ngành công nghệ khác áp dụng Câu 8/ Thủy tinh định nghĩa chất rắn vơ có cấu trúc vơ định hình, phần tử cấu tạo tuân theo trật tự gần Các tính chất điển hình thủy tinh : -Có tính đẳng hướng (cấu trúc đồng trạng thái thủy tinh) -Khi bị đốt nóng, khơng có điểm nóng chảy vật thể kết tinh mà bị mềm dần, chuyển từ trạng thái dịn sang trạng thái dẻo có độ nhớt cao cuối chuyển thành trạng thái lỏng giọt Ngồi độ nhớt cịn có nhiều tính chất khác thay đổi liên tục -Có thể nóng chảy đóng rắn thuận nghịch -Dự trữ lượng vật thể trạng thái thủy tinh cao trạng thái tinh thể, đk nhiệt độ thuận lợi vật thể thủy tinh có khung hướng chuyển trạng thái tinh thể Câu 9/ Lực tương tác vai trò cấu trúc ion thủy tinh: -Các oxyt có bán kính cation nhỏ (spt nhỏ) tạo thủy tinh -Các oxyt có bk cation lớn, hóa trị nhỏ (MgO, CaO, , Li2O, Na2O, ) không tạo thủy tinh Khi cho cấu tử không tạo thủy tinh thêm vào với cấu tử tạo thủy tinh cấu trúc mạng liên tục ngẫu nhiên cấu tử tạo thủy tinh giữ cấu trúc bị làm yếu thêm vào oxyt thứ hai từ giúp cho thủy tinh dễ nấu chảy, tạo hình độ nhớt giảm Câu 10/ Các giả thuyết cấu trúc thủy tinh Thuyết cấu trúc vi tinh (trật tự gần) Thủy tinh silicate tập hợp vi tinh thể, chủ yếu vi tinh thể SiO2 Giả thiết xuất phát từ biến đổi thể tích đột ngột chiết suất thủy tinh thạch anh khoảng nhiệt độ 520-600oC, tương ứng với biến 𝑜 đổi thù hình pha thủy tinh pha tinh thể β-quart 573 𝐶↔ α-quart Thủy tinh có trật tự gần (miền trật tự ổn định nhỏ so với toàn mạng) Phần cấu trúc vi tinh thể thủy tinh silicate khơng q 10-15% thể tích, kích thước vi tinh thể khoảng 1.2-1.5nm Như thủy tinh không đồng vi mô Thuyết cấu trúc polymer : thủy tinh polymer vô Khi tạo mạch Polymer, chất tạo mạch (hay khung cấu trúc) SiO2, P2O5, SeO2, GeO2 chất nhận oxy, ion khơng tạo mạch (gọi ion biến tính) dạng Me2O, MeO chất cho oxy Thuyết cấu trúc ngẫu nhiên liên tục, hay vơ định hình Zachariasen: thủy tinh có cấu trúc mạng lưới khơng gian tinh thể, khơng đối xứng tuần hồn Thuyết cấu trúc nhóm: Thủy tinh khơng phải hệ hoàn toàn đồng Mà gồm hệ vi tinh thể với Câu 12/ Ứng suất nhiệt lực học lại thủy tinh chênh lệch nhiệt độ Thủy tinh có hệ số dẫn nhiệt thấp, gia nhiệt, dễ xuất ứng suất nhiệt Ủ công đoạn bắt buộc chế tạo sản phẩm, ủ để tránh tượng phát sinh nội ứng suất lớn gây phá hoại sản phẩm nhằm cố định hình dáng chúng Tơi công đoạn dùng để chế tạo thủy tinh với cường độ chịu nén cao 4-6 lần cường độ chịu uốn cao 5-8 lần so với thủy tinh thường, ủ thực cách đưa thủy tinh đến trạng thái dẻo sau làm lạnh sâu bề mặt Câu 13/ Các dạng kết tinh silicat: Kết tinh từ pha lỏng nóng chảy từ pha thủy tinh Kết tinh từ pha lỏng nóng chảy: từ khối nóng chảy q bão hịa ( làm nguội nhanh khối thủy tinh nóng chảy) Kết tinh từ pha thủy tinh: Từ dd lạnh ( thủy tinh trạng thái rắn) nâng nhiệt độ khối thủy tinh rắn lên tới nhiệt độ cao cần thiết, lư nhiệt làm nguội Ứng dụng: tạo sp khác mang tính chất Câu 14/ Gốm thủy tinh vật liệu gốm tạo thành từ thủy tinh kết tinh có điều khiển Là vật liệu sp đặc biệt kết hợp ưu điểm vật liệu gốm thủy tinh Đặc trưng tính chất: -Rất bền hóa chịu sốc nhiệt tốt (HSDNN thấp) -HSDDN cao để tương thích với kim loại -Độ bền cao -Sử dụng nhiệt độ cao -Có tính cảm quang -Hằng số điện mơi nhỏ (electronic packaging) -Dielectric-breakdown resistance -Tính tương thích sinh học Cấu trúc : pha tinh thể kết tinh từ pha thủy tinh sở dạng bột mịn ( cỡ 1μm), đồng toàn khối (90-98% thể tích), vật liệu có cấu trúc vi tinh khơng có lỗ xốp, vậy, có độ bền cao (gấp 2-4 lần thủy tinh sở) PP sx gốm thủy tinh: 1) PP lưu nhiệt độ theo giai đoạn: -Lư nhiệt độ nhằm tạo số mầm cực đại -Lưu nhiêt độ nhằm tăng tốc độ phát triển tinh thể cực đại 2) PP giai đoạn Câu 15/ Hệ phân tán hệ gồm chất (chất phân tán) phân bố vào chất khác (môi trường phân tán : R, L,K) dạng hạt có kích thước nhỏ Các dạng hệ thường gặp Silicat : Huyền phù đất sét nước, sol-gel hydrat hóa, tọa khống thủy lực XMP Câu 16/ Đất sét tên chung nguyên liệu - Gồm khống Alumo-silicat ngậm nước có cấu trúc lớp với độ phân tán cao, - Khi trộn nước có tính dẻo - Khi nung kết khối rắn Khống sét khoáng alumino silicate ngậm nước, cấu trúc lớp phổ biến đất sét Câu 18/ Các tính chất lưu biến hệ huyền phù đất sét: Hai kiểu biến dạng : Bringham Newton Kiểu Bingham: Biến dạng lực t > q Vật giữ hình dạng tác dụng lực Huyền phù hệ thạch cao – nước, bột xi măng – nước, đất sét dẻo có biến dạng kiểu Bingham Kiểu Newton: Biến dạng xảy tác dụng lực, ngừng tác dụng lực, biến dạng khơng cịn Huyền phù hệ đất sét – nước (dạng hồ) có biến dạng kiểu Newton Câu 19/ Các pp làm bền hệ huyền phù đất sét nước: PP làm bền tĩnh điện PP hấp phụ polymer Câu 20/ Kết khối tự rắn vật liệu tác dụng nhiệt độ cao Cơ chế : Kết khối pha rắn kết khối có mặt pha lỏng Động lực q trình kết khối giảm lượng bề mặt Câu 21/ Cơ chế kết khối pha rắn : - Hạt tiếp xúc tạo cầu nối Tạo lỗ xốp Giảm kích thước lỗ xốp Kết thúc kết khối( nhiệt độ đủ cao, hạt lướn phát triển, hạt nhỏ lại dần, ta gọi q trình phát triển hạt) Câu 23/ Kết khối pha lỏng: thưc tế với hệ nhiều cấu tử, trình kết khối thường có mặt pha lỏng Pha lỏng xuất từ cấu tử có nhiệt độ nóng chảy thấp hệ tương tác cấu tử, xuất dd rắn làm giảm nhiệt độ xuát pha lỏng hệ Khi có pha lỏng tăng tốc độ kết khối lên nhiều Gđ đầu kết khối phụ thuộc nhiều vào khả thấm ướt pha lỏng trình giảm lỗ xốp độ nhớt pha lỏng tỷ lệ tương đối pha lỏng-pha rắn trình kết khối định Câu 24/ SỰ KHÁC NHAU GiỮA MƠ HÌNH LÝ THUYẾT VÀ HỆ THỰC ? Mơ hình lý thuyết: -các hạt đồng chất, -cùng bán kính Hệ thực: -hình dạng hạt lỗ xốp không đồng đều, - thành phần ln chứa tạp chất - xảy biến đổi hóa lý làm thay đổi đột ngột thơng số trạng thái hệ - q trình xảy khơng theo trật tự rõ ràng -hệ ln có chất trung gian chất ban đầu không phản ứng hết Ý nghĩa việc phân biệt chế kết khối thực tiễn công nghệ : Với trình có phản ứng hóa học có mặt pha lỏng: - Tăng khả hoạt hóa bột nguyên liệu cần thiết - Nhiệt đọ nung thowngf nhiệt độ cao nhiệt dộ xuất pha lỏng (Te) chút - Độ bền cảu sp phụ thuộc đọ bền pha bền tong pha tinh thể pha thủy tinh (pha lỏng làm nguội thường trạng thái thủy tinh) Với trình kết khối pha rắn ko có pha lỏng khơng có biến đổi hóa học: - Chất tạo dẻo thường chất hữu - Nhiệt độn nuing thường khoảng 0.7-0.8 Tnc (nhiệt độ nóng chảy) - Nguyên liệu thường dạng thù hình bền vững dạng nhiệt độ cao - Kích thước hạt yếu tố định đọ bền chất phụ gia phải tác dụng tăng hệ số khuếch tán giảm kích thước hạt ... dụng: tạo sp khác mang tính chất Câu 14/ Gốm thủy tinh vật liệu gốm tạo thành từ thủy tinh kết tinh có điều khiển Là vật liệu sp đặc biệt kết hợp ưu điểm vật liệu gốm thủy tinh Đặc trưng tính.. .Câu 4/ Các hợp chất alumo silicate có thành Al 2O3 SiO2 Câu 5/ Các kiểu viết công thức hợp chất silicate: 1- Theo thứ tự hóa trị oxit tăng... nước (dạng hồ) có biến dạng kiểu Newton Câu 19/ Các pp làm bền hệ huyền phù đất sét nước: PP làm bền tĩnh điện PP hấp phụ polymer Câu 20/ Kết khối tự rắn vật liệu tác dụng nhiệt độ cao Cơ chế : Kết