Bai giang chuong 7 he 3 cau tu

1 TC HỆ BA CẤU TỬ TRONG KHÔNG GIAN TA TB TE A C E B PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN HỆ BA CẤU TỬ  Biểu đồ (giản đồ) trạng thái hệ ba cấu tử biểu diễn theo khơng gian biểu diễn theo hình chiếu mặt phẳng (chiếu hình khơng gian xuống mặt phẳng đáy, chiếu ranh giới phân chia pha) PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN HỆ BA CẤU TỬ  Giả sử có hệ cấu tử A, B,C khơng       tạo thành hợp chất hóa học dung dịch rắn có điểm etecti ba EABC: ABC đáy hình lăng trụ, mặt hình lăng trụ tương ứng cặp hệ hai cấu tử AB, BC, AC có điểm etecti kép EAB, EAC, EBC Biểu diễn giản đồ trạng thái hệ cấu tử theo hình chiếu mặt phẳng: hình tam giác (tam giác thành phần) có trường kết tinh cấu tử A,B,C Giữa trường kết tinh giới hạn đường cong phân chia pha HÌNH BIỂU DIỄN NHIỆT ĐỘ Là hình chiếu giao tuyến mặt phẳng song song đáy lăng trụ (ứng với nhiệt độ) lăng trụ Biểu diễn nhiệt độ mặt phẳng đáy đường mảnh (các đường đồng mức) 5 CaO-Al2O3-SiO2 BIỂU DIỄN NHIỆT ĐỘ hệ MgO-SiO2-Al2O3 QUI TẮC PHA GIBBS C F+P=K+2 K=3 p = const, ta có F=4–P C Số pha : ≤ P ≤ Pmin = 1, hệ nóng chảy, F=4–1=3 Pmax = 4, F = 0, hệ cân E, A, B, C kết tinh từ A pha lỏng E B A A% B Tam giác thành phần xác định điểm hệ tam giác thành phần Hệ M (m = 100 (kg) Thành phần a = 20 % A, b = 10 % B c = 70 % C Xác định M tam giác ABC M E b% B c% C a% A Biết điểm hệ M, xác định thành phần hóa 10 K2O-Al2O3-SiO2 56 Hệ K2O·Al2O3·4SiO2 (Leucite)-SiO2 Fig 00142 Đường đứt nét ngoại suy từ hệ K 2O-Al2O3-SiO2 J F Schairer and N L Bowen, Bull Comm Geol Finl., 20, 67-87 (1947) 57 Li2O-Al2O3-SiO2 (P) Li2O·Al2O3·8SiO2, petalite, (R) Li2O·Al2O3·6SiO2, lithium orthoclase (S) Li2O·Al2O3·4SiO2, spodumene, (E) Li2O·Al2O3·2SiO2, eucryptite Fig 00449—System Li2O-Al2O3-SiO2 R Roy and E F Osborn, J Am Chem Soc., 71 [6] 2086-2095 (1949) 58 Li2O-Al2O3-SiO2 59 Li2O-Al2O3-SiO2  Các khoáng hệ có tính chất đặc trưng hệ số dãn nở nhiệt thấp,  β-spodumene có α = 9.10-7.K-1,  β-eucryptite có α = 90.10-7.K-1 (ở 12000C)  Hệ gốm thủy tinh (glass ceramic) phổ biến công nghiệp có thành phần 53 – 75% SiO2, 12 – 36% Al2O3, – 15% LiO2, với phụ gia khoáng hóa – 7% TiO2 P2O5  Một số loại gốm thủy tinh có hệ số dãn nở nhiệt thấp, chí khơng âm 60 ——————————— Crystalline Phases Notation Oxide Formula ——————————————— Cristobalite SiO2 Tridymite SiO2 Enstatite MgO·SiO2 Forsterite 2MgO·SiO2 Periclase MgO Spinel MgO·Al2O3 Corundum Al2O3 Mullite 3Al2O3·2SiO2 Cordierite 2MgO·2Al2O3·5SiO2 Sapphirine 4MgO·5Al2O3·2SiO2 MgO –Al2O3– SiO2 62 Heä A: – SiO2 20% – Al2O3 20% – MgO 60% • • BÀI TẬP Hệ B: – SiO2 30% – Al2O3 30% – MgO 40% ——————————————— Pha tinh thể Tên gọi Công thức dạng oxide ——————————————— Cristobalite SiO2 Tridymite SiO2 Protoenstatite MgO·SiO2 Forsterite 2MgO·SiO2 Periclase MgO Spinel MgO·Al2O3 Corundum Al2O3 Mullite 3Al2O3·2SiO2 Cordierite 2MgO·2Al2O3·5SiO2 Sapphirine 4MgO·5Al2O3·2SiO2 ———————————————— 65 Xét trình làm nguội điểm hệ A B  Heä A:  SiO2 20%  Al2O3 20%  MgO 60%  Heä B:  SiO2 30%  Al2O3 30%  MgO 40% 66 Xét trình nung nóng điểm hệ A B 67 MgO-Al2O3-SiO2 68 MgO-Al2O3-SiO2 69 MgO-Al2O3-SiO2 70 GIẢN ĐỒ PHA BỐN CẤU TỬ 71 GIẢN ĐỒ BỐN CẤU TỬ (CaO-Fe2O3-Al2O3-SiO2) Biểu đồ pha hệ bốn cấu tử (CaO – Fe2O3 – Al2O3 – SiO2) tứ giác đều, mặt tam giác hệ ba cấu tử độc lập Thành phần cấu tử hệ xác định tương tự trường hợp hệ ba cấu tử bình thường Thành phần cấu tử thứ tư xác định theo đường cao tứ giác hạ từ đỉnh tứ diện Trên thực tế, ta chuyển hệ bốn cấu tử thành hệ Hình 4.5 Tứ diện Cao – Fe2O3 – Al2O3 – SiO2 cá c đa diệ n nhỏ CaO – C3S – C3A – C4AF; C3S – C2S – C3A – C4AF ba vaø C2S – C3A – C5A3 – C4AF cấu tử cách cố định thành phần cấu tử thứ tư, xét lát cắt tương ứng với thành phần 72 Bảng 4.14 Nhiệ t độ tạo pha lỏng hệ nhiều cấu tử Hệ Nhiệt độ tạo pha lỏng CaO – SiO2 – Al2O3 1455oC CaO – SiO2 – Al2O3 – Fe2O3 1338oC CaO – SiO2 – Al2O3 – Fe2O3 – Na2O 1328oC CaO – SiO2 – Al2O3 – Fe2O3 – Na2O – MgO 1300oC CaO – SiO2 – Al2O3 – Fe2O3 – Na2O – MgO – Na2O 1280oC 73