Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Sơn - CNVL Silicat K44 Lời cảm ơn Trớc tiên em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc PGS.TSKH Nguyễn Anh Dũng- ngời đà tận tình trực tiếp hớng dẫn , bảo để em hoàn thành luận án Em xin gửi lời cảm ơn lòng biết ơn chân thành toàn thể thày cô giáo môn Công nghệ vật liệu Silicat Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đà giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho em trình học tập, nghiên cứu thực luận án Cũng xin đợc gửi lời cảm ơn chân thành đến thày cô giáo Bộ môn Vật lý chất rắn Trờng ĐHKH-TN ( ĐHQGHN ) đà giúp đỡ em trình nghiên cứu thực nghiệm vừa qua Xin đợc cảm ơn chân thành toàn thể bạn đà giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho khoảng thời gian học tập thực luận án Sự giúp đỡ tận tình tình cảm chân thành tất ngời giành cho đóng góp phần quan trọng giúp hoàn thành luận án cách tốt đẹp Hà Nội ngày 15/05/2004 Sinh viên Nguyễn Hoài Sơn Mục lục Lời cảm ơn .1 Môc lôc Mở đầu PhÇn mét: Tỉng quan vỊ vËt liƯu gèm thủ tinh I.Tình hình nghiên cứu, sản xuất ứng dụng gốm thuỷ tinh giới7 I.1 Lịch sử phát triển tiến công nghệ sản xuất I.2 Một số loại gèm thủ tinh cã øng dơng réng r·i hiƯn [IV -3] II Cơ sở lý thuyết chế tạo vËt liƯu gèm thđy tinh 12 Nghiên cứu ảnh hởng thay B2O3 Al2O3 ®Õn tÝnh chÊt cđa gèm thủ tinh hƯ SiO2 - Al2O3 - P2O5 - CaO - MgO - Na2O - K2O - F Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Sơn - CNVL Silicat K44 II.1 Khái niệm chung vỊ vËt liƯu gèm thủ tinh [I] .12 II.2 Lý thuyết trình kết tinh thủ tinh [I] 13 II.2.1 NhiƯt ®éng học trình kết tinh .13 II.2.1.1 Cơ chế kết tinh có tạo mầm theo kiểu đồng thể 14 II.2.1.2 Cơ chế kết tinh có tạo mầm theo kiểu dị thể 15 II.2.2 Động học trình tạo mầm kết tinh 16 II.2.2.1 Quá trình tạo mầm 17 II.2.2.2 Quá trình phát triĨn mÇm 18 II.2.3 Chất xúc tác tạo mầm kết tinh 19 II.3 Néi dung cña phơng pháp kết tinh có điều khiển thuỷ tinh 20 II.3.1 Lùa chän hƯ thủ tinh thÝch hỵp 20 II.3.2 Xác định chế tạo mầm - kết tinh chất xúc tác tạo mầm 20 II.3.3 Quá trình xử lý nhiệt gèm ho¸ 20 II.4 C¸c tÝnh chÊt cđa vËt liƯu gèm thủ tinh [II, V] 23 II.4.1 MËt ®é .24 II.4.2 C¸c tÝnh chÊt nhiƯt cđa vËt liƯu gèm thủ tinh .24 II.4.2.1 HƯ sè gi·n nở nhiệt độ bền xung nhiệt 24 II.4.2.2 Nhiệt dung riêng độ dẫn nhiệt 25 II.4.2.3 NhiƯt ®é biến dạng dới tải trọng 26 II.4.3 Các tính chất điện: 27 II.4.3.1 §iƯn trë suÊt 27 II.4.3.2 Hằng số điện môi, tổn thất điện môi điện áp xuyên thủng 27 II.4.4 Độ bền ho¸ cđa vËt liƯu gèm thủ tinh 28 II.4.5 TÝnh chÊt quang cđa vËt liƯu gèm thuû tinh 29 II.4.6 TÝnh chÊt c¬ cđa vËt liƯu gèm thủ tinh 29 Phần hai: Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá kết 30 I NhiƯm vơ nghiªn cøu 30 II Quá trình nghiên cứu thực nghiƯm .32 II.1 Nghiªn cøu tỉng hỵp vËt liƯu gèm thủ tinh 32 II.1.1 Lựa chọn thành phần hóa học cđa thủ tinh 32 II.1.2 Lùa chọn nguyên liệu nấu thuỷ tinh 33 II.1.3 Tính toán phối liệu chuẩn bị phối liệu .35 II.1.3.1.Tính toán bµi phèi liƯu: 35 II.1.3.2 Trén phèi liÖu 39 Nghiên cứu ảnh hëng cđa sù thay thÕ B2O3 – Al2O3 ®Õn tÝnh chÊt cđa gèm thủ tinh hƯ SiO2 - Al2O3 - P2O5 - CaO - MgO - Na2O - K2O - F Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Sơn - CNVL Silicat K44 II.1.4 Quá trình nấu thuỷ tinh 39 II.1.5 qu¸ trình tạo khối mẫu .41 II.1.5.1 Chn bÞ bét thủ tinh 41 II.1.5.2 ChuÈn bị chất liên kết tạm thời 42 II.1.5.3 Chuẩn bị phối liệu ép bán khô 42 II.1.5.4 Tạo mộc phơng pháp ép bán khô 43 II.1.6 trình xử lý nhiệt kết tinh 43 II.2.Nghiªn cøu cÊu tróc vµ tÝnh chÊt cđa vËt liƯu gèm thuỷ tinh 43 II.2.1 Các phơng pháp nghiên cứu ®ỵc sư dơng 43 II.2.2 Ph©n tÝch nhiƯt vi sai DTA .44 II.2.3.Đo độ hút nớc, độ xốp khối lợng thể tích vật liệu 45 II.2.4 Các tính chất mẫu 50 II.2.4.1 Đo độ bỊn n cđa gèm thủ tinh 50 II.2.4.2 Đo độ bền nén gốm thủ tinh 52 II.2.5.Ph©n tích nhiễu xạ Rơnghen .54 PhÇn ba: KÕt luËn 57 Tµi liƯu tham kh¶o 58 Mở đầu Vật liệu có vai trò đặc biệt quan trọng thời đại công nghiệp phát triển mạnh mẽ Đây lĩnh vực đợc u tiên phát triển giới Việt Nam Sự đời vật liệu sở để tạo nên công nghệ Nghiên cứu ảnh hởng thay B2O3 – Al2O3 ®Õn tÝnh chÊt cđa gèm thủ tinh hƯ SiO2 - Al2O3 - P2O5 - CaO - MgO - Na2O - K2O - F Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Sơn - CNVL Silicat K44 tiên tiến Trong ph¹m vi vỊ vËt liƯu míi cđa vËt liƯu Silicat, gốm thuỷ tinh đợc nhiều ngời ý đến Gốm thuỷ tinh đợc tạo thành phơng pháp kết tinh có điều khiển thuỷ tinh, vật liệu tạo thành có cấu trúc bao gồm pha tinh thể pha thuỷ tinh có tính chất khác biệt u điểm nhiều so với vật liệu trạng thái thuỷ tinh nh: cờng độ học cao, hệ số dÃn nở nhiệt nhỏ, độ bền nhiệt, tính chịu nhiệt, bền hoá cao Do có tính chất đặc biệt u việt mà gốm thuỷ tinh đợc sử dụng rộng rÃi ngành công nghiệp: chế tạo chi tiết máy, kĩ thuật điện, công nghiệp hoá học, dệt, xây dựng, y học Trong tơng lai, với loại vật liệu khác nh: vật liệu polime, vật liƯu composit… vËt liƯu gèm vËt liƯu gèm thủ tinh phát triển không ngừng số lợng chủng loại, số lợng sản xuất ra, chất lợng, tính kỹ thuật nh phạm vi ứng dụng Trong hƯ gèm thủ tinh th× gèm thủ tinh y sinh loại vật liệu gốm thuỷ tinh đem lại lợi ích rõ rệt sống Thời gian gần đà có nhiều công trình nghiên cứu gốm thuỷ tinh y sinh đà thu đợc kết khả quan Các loai gốm thuỷ tinh y sinh đợc đánh giá thay hiệu phận thể ngời mà loại vật liệu khác không làm đợc Nhu cầu sử dơng vËt liƯu gèm thủ tinh y häc trë nên đặc biệt cấp thiết giai đoạn tính u việt hiệu sử dụng mà mang lại Bản luận án tập trung Nghiên cứu ảnh hNghiên cứu ảnh hởng sù thay thÕ B2O3-Al2O3 ®Õn tÝnh chÊt cđa gèm thủ tinh hệ SiO 2-Al2O3-P2O5-CaO-MgOR2O-F Đây hệ gốm thuỷ tinh y sinh điển hình có nhiều tính quí tạo pha tinh thể đặc biệt Fluorua Apatite Ngoài luận án quan tâm đến ảnh hởng điều kiện công nghệ chế tạo đến tính chất, cấu trúc sản phẩm gốm thuỷ tinh tạo Nghiên cứu ảnh hởng thay thÕ B2O3 – Al2O3 ®Õn tÝnh chÊt cđa gèm thủ tinh hƯ SiO2 - Al2O3 - P2O5 - CaO - MgO - Na2O - K2O - F §å án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Sơn - CNVL Silicat K44 PhÇn mét: Tỉng quan vỊ vËt liƯu gèm thủ tinh I.Tình hình nghiên cứu, sản xuất ứng dụng gốm thuỷ tinh giới I.1 Lịch sử phát triển tiến công nghệ sản xuất Vào kỷ XVIII nhà bác học ngời Nga Lomonoxop đà tiên đoán: tạo sản phẩm theo đờng kết tinh từ dung dịch nóng chảy Khoảng 200 năm trớc nhà bác học Reomua (Pháp) đà biến đổi thuỷ tinh thành loại vật liệu kết tinh hoàn toàn thực nghiệm Năm 1951, Suguyra đà phát minh phơng pháp sản xuất sứ Coordierite cách kÕt tinh ho¸ pha thủ tinh thêi gian gia công nhiệt Ngày 23/5/1957 công ty Coocming (Mỹ) thông báo thành công trình nghiên cứu chế tạo gốm thuỷ tinh Năm 1966, Nga xây dựng nhà máy sản xuất gốm thuỷ tinh hàng loạt thÕ giíi Sù ®êi cđa gèm thủ tinh ®· đáp ứng nhu cầu vật liệu tính cao ngành KHKT Kể từ đó, việc nghiên cứu sản xuất vật liệu gốm thuỷ tinh nhu cầu cấp thiết thực tế phát triển ngành khoa học kỹ thuật công nghệ tên lửa, nguyên tử vũ trụ [V- 3] Thực tế vật liệu gốm thuỷ tinh đà đợc nghiên cứu phát triển nớc công nghiệp tiên tiến nh Mỹ, Nga, Anh, Tiệp Khắc từ năm 50 Tiếp lý thuyết trình chế tạo gốm thuỷ tinh Stooky (1960), Nghiên cøu ¶nh hëng cđa sù thay thÕ B2O3 – Al2O3 ®Õn tÝnh chÊt cđa gèm thủ tinh hƯ SiO2 - Al2O3 - P2O5 - CaO - MgO - Na2O - K2O - F Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài S¬n - CNVL Silicat K44 Macmillan P W (1964) đa đà mang đến định hớng cho nghiên cứu sản xuất loại vật liệu Đến đà có nhiều tác giả, công trình nghiên cứu gốm thuỷ tinh đặc biệt Nga đà ý đào tạo kỹ s chuyên loại vật liệu Qua tài liệu gần ta thấy loại vật liệu có nhiều tính chất quý đặc biệt, nhiên chúng không tập hợp hàng loạt tính chất quý loại vật liệu mà loại tồn số tính chất đặc trng việc sâu nghiên cứu phát huy tính chất đặc trng chúng cần thiết phổ biến Những tiến công nghệ sản xuất gốm thuỷ tinh giới: Trong công nghƯ s¶n xt gèm thủ tinh ngêi ta thêng tËp trung sâu nghiên cứu hệ thuỷ tinh gốc khác nhau, thay đổi nghiên cứu thành phần điều chỉnh, nghiên cứu chế độ gia nhiệt thích hợp để nhận đợc vật liệu có tính chất mong muốn nh tính chất gia công khí, tính chất quang, sinh học hay kết hợp vài tính chất với Hiện nguồn nguyên liệu để sản xuất hệ thuỷ tinh gốc tạo gốm thuỷ tinh đợc đặc biệt quan tâm Các loại nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền nh xỉ lò cao, tro than, đất sét dễ chảy đá bazan đợc sử dụng cách rộng rÃi thu đợc nhiều hiệu Điều cho phép phát triển loại gốm thuỷ tinh với giá thành thấp nh tận dụng đợc nguồn nguyên liệu sẵn có tự nhiên [V- 8],[ X] Phạm vi sử dụng vật liệu gốm thuỷ tinh đợc ý mở rộng Hiện ngời ta đà sản xuất loại gèm thủ tinh cã tÝnh chÊt mong mn vµ øng dụng vào lĩnh vực kỹ thuật định Dới số loại gốm thuỷ tinh đà đợc chế tạo có nhiều ứng dụng KHKT I.2 Mét sè lo¹i gèm thủ tinh cã øng dơng réng rÃi [IV -3] I.2.1 Pyroceram Đây tên thơng phẩm loại gốm thuỷ tinh hÃng Coming Glass Works cđa Mü s¶n xt Chóng cã nhiỊu loại khác tính chất học, giÃn nở nhiệt tính chất điện đợc áp dụng nhiều lĩnh vực công nghệ khác nhau: sử dụng cho lò vi sóng tần số cao; làm vật che đậy cho anten rada, anten vi sóng, phần mũi tên lửa hay tàu vũ trụ; sản xuất sản phẩm nhỏ, ống chân không; làm dụng cụ điện, van định vị, vòng bi; làm đĩa chịu nhiệt bếp sấy; làm gơng kính thiên văn; làm đĩa trao đổi nhiƯt tuabin khÝ I.2.2 Fotoform, Fotoceram Nghiªn cøu ¶nh hëng cđa sù thay thÕ B2O3 – Al2O3 ®Õn tÝnh chÊt cđa gèm thủ tinh hƯ SiO2 - Al2O3 - P2O5 - CaO - MgO - Na2O - K2O - F Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Sơn - CNVL Silicat K44 Là loại gốm thuỷ tinh với hệ thuỷ tinh gốc Al 2O3-Li2O-SiO2 tạo pha tinh thể Lithium Silicate Li 2O.SiO2; Li2O.2SiO2 Loại vật liệu đợc sử dụng chế tạo chi tiết xác , làm đỡ pin mặt trời, đầu ghi từ tính, đĩa quang I.2.3 Sitall §i tõ hƯ thủ tinh gèc: SiO2-Al2O3-PbO-B2O3 §ỵc øng dơng để chế tạo ống xả, pittong, chi tiết bơm hoá chất, khoang trộn hoá học, chế tạo sợi tổng hợp, chi tiết máy dệt, làm kính thiên văn vũ trụ, dụng cụ điện, kỹ thuật phóng xạ I.2.4 Hecurvit Hệ thuỷ tinh gốc: SiO2-Al2O3-Li2O Ban đầu Hercuvit đợc phát minh để sử dụng cho bếp lò sau ®ã chóng ®ỵc sư dơng ®Ĩ bao bäc ngn hång ngoại, bao nguồn sáng có cờng độ mạnh, nhiệt, cửa sổ không bám bẩn, cửa máy bay siêu âm I.2.5 Heatron HƯ thủ tinh gèc: SiO2-Al2O3-Li2O Trong Heatron, tinh thể phân bố -Eucryptite, -Spodumene -Quartz, chúng có hệ số giÃn nở nhiệt thấp Đặc biệt , Heatron W loại tốt cho bền xung nhiệt, có nhiệt độ làm việc tới >1200 0C Gốm thuỷ tinh Heatron đợc ứng dụng rộng rÃi đồ dùng gia đình, làm đồ chịu nhiệt, dùng cho phòng thí nghiệm, che đậy đèn nguồn nhiệt, cửa sổ lò nhiệt độ cao Ngoài sử dụng làm khuôn cho liên kết sản phẩm kim loại, ống trao đổi nhiệt, đờng ống cho công nghiệp hoá chất, chi tiết máy hồng ngoại I.2.6 Neoparies Là vật liệu gốm thuỷ tinh kết cấu tơng tự đá cẩm thạch có độ bền cao, chống đợc tác động không khí tốt granit hay cẩm thạch Nó đợc sử dụng cho vật liệu xây dựng bên bên nh: tờng trần sàn có màu trắng, đợc sản xuất theo tiêu chuẩn hay Neoparies đợc sản xuất từ hệ thuû tinh gèc: SiO2-Al2O3-CaO-ZnO Pha thuû tinh gèm thuû tinh khoảng 60 % I.2.7 Nukryst Có loại: Nghiên cứu ảnh hởng thay B2O3 Al2O3 ®Õn tÝnh chÊt cđa gèm thủ tinh hƯ SiO2 - Al2O3 - P2O5 - CaO - MgO - Na2O - K2O - F Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Sơn - CNVL Silicat K44 - Loại vật liệu gốm thủy tinh màu trắng, không cho ánh sáng qua, có bề mặt bóng sáng Loại vật liệu đợc phát để chế tao dụng cụ chịu nhiệt đun nấu nh xoong nồi Điều kiện chế tạo tạo hình tơng tự thủy tinh Pyrex - Loại vật liƯu thđy tinh Nukryst cã , chÕ tạo sở hệ SiO2Al2O3-ZnO, vật liệu cho ánh sáng qua nhng không suốt Nó dùng ®Ĩ chÕ t¹o ®Üa nhiƯt bÕp ®un I.2.8 Machinable Glass-ceramic Materials – VËt liƯu gèm thđy tinh dƠ gia Vật liệu gốm thủy tinh dễ gia công học Nhóm vật liệu có khả gia công tạo hình phơng pháp khí, có tính chất học tính chất điện tốt Tính học loại gốm thủy tinh đợc đánh giá khả dễ gia công nó, điều có liên quan đến nhân tố dụng cụ, vật liệu sản phẩm cuối Nó đợc đánh giá tơng đơng đồng thau nhôm lĩnh vực gia công đà nêu Những vật liệu có tính chất tổn thất điện môi số điện môi thấp Vật liệu gốm thủy tinh học đợc sử dụng kỹ thuật điện kỹ thuật nghiên cứu vũ trụ, dụng cụ làm việc dới độ chân không cực cao, nơi đòi hỏi chịu đựng đặc biệt, với độ xốp = không thÊm gas øng dơng chđ u cđa lo¹i gèm thủ tinh để hàn điểm giáp nối; làm dụng cụ chân không kính hiển vi, ống vi sóng; kỹ thuật điện, công nghiệp hoá học để thay kim loại; y học (làm kim tiªm) I.2.9 VËt liƯu gèm thđy tinh dïng sư dụng để hàn nóng chảy trực tiếp Có thể đợc sử dụng cho mối liên kết, đặc biệt cho mối hàn kim loại kích thớc nhỏ Phơng pháp hàn nóng chảy trực tiếp đợc sử dụng rộng rÃi đặc biệt sản xuất sản phẩm nhỏ mà ngời sản xuất không cần hàn chân không cho mối liên kết sợi cáp mà cần chống lại thâm nhập khí có hại Nó đợc sử dụng rộng rÃi hàn khoang chân không I.2.10 Ximăng - gốm thủy tinh chịu nhiệt Nó đợc chế tạo sở hệ ZrO 2-Al2O3-SiO2 đợc sử dụng đặc biệt để lấp đầy mối liên kết vật liệu chịu nhiệt bể chứa thủy timh nóng chảy Các ximăng có hiệu việc ngăn chặn xâm nhập thủy tinh nóng chảy vào mối nối mà có tốc độ ăn mòn cao Ngoài loại vật liệu cã thĨ sư dơng cho lß lun thđy tinh cã nhiệt độ bề mặt nóng chảy 1300 1600 0C Nghiên cứu ảnh hởng thay B2O3 Al2O3 ®Õn tÝnh chÊt cđa gèm thủ tinh hƯ SiO2 - Al2O3 - P2O5 - CaO - MgO - Na2O - K2O - F Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Sơn - CNVL Silicat K44 I.2.11 Gốm thủy tinh sư dơng y häc Theo trun thèng ngêi ta thờng sử dụng vật liệu kim loại hay plastic để thay xơng hay liên kết xơng nhân tạo Tuy nhiên vật liệu không tình trạng vĩnh cửu lâu dài mức độ chịu đựng thấp mang bị ảnh hởng tác nhân hóa sinh Vì vậy, chúng đợc sử dụng hạn chế khoảng thời gian ngắn Khi ứng dụng vật liệu gốm thủy tinh cho khớp nối nhân tạo đà chứng tỏ loại vật liệu cã thĨ sư dơng rÊt tèt cho viƯc thay thÕ loại xơng Ngoài tính chất học đáp ứng tốt cho xơng ngời có khả cộng sinh với thể Một khả gốm thủy tinh đợc thử nghiệm chống lại phát triển tế bào ung th Dới tác động từ trờng biến đổi, chuỗi gốm thủy tinh từ tính không lỗ xốp tăng nhiệt độ điểm xác định thể lên tới 42,50C, điều đủ để ngăn cản phát triển tế bào ung th [IV - 13] II Cơ sở lý thuyết chế tạo vật liệu gốm thủy tinh II.1 Kh¸i niƯm chung vỊ vËt liƯu gèm thủ tinh [I] Thông thờng hệ trạng thái thuỷ tinh hệ không bền mặt nhiệt động có lợng d lớn Do có xu híng kÕt tinh vµ sÏ kÕt tinh cã điều kiện thuận lợi Nếu trình kết tinh xảy cách phát hệ tinh thể tạo sÏ cã rÊt nhiỊu khut tËt nguy hiĨm cßn kết tinh xảy đảm bảo theo quy luật số lợng tinh thể tăng lên nhiỊu, kÝch thíc tinh thĨ rÊt nhá, c¸c tinh thĨ phân bố đồng ( kết tinh toàn khối ) từ làm cho tính chất thuỷ tinh tốt lên nhiều độ bền cơ, bền nhiệt, bền hoá Chính lý mà ta phải cố gắng tìm cách khống chế trình kết tinh cđa thủ tinh theo ®óng quy lt mong mn Gèm thuỷ tinh loại vật liệu thu đợc phơng pháp kết tinh có điều khiển hệ thuỷ tinh thÝch hỵp XÐt vỊ cÊu tróc, cã thĨ nãi r»ng gèm thủ tinh cã cÊu tróc kiĨu thủ tinh- vi tinh thể kết hợp bao gồm nhiều pha tinh thĨ cã kÝch thíc nhá mÞn (cì m) víi số lợng lớn tinh thể (> 1012 tinh thể/cm3) phân bố đặn có quy luật toàn thể tích vật liệu đợc liên kết pha thuỷ tinh lại Khi so sánh với loai vËt liƯu gèm ta nhËn thÊy r»ng: gèm thủ tinh giống vật liệu gốm thành phần pha khác kích thớc tinh thể (nhỏ mịn hơn), cấu trúc pha (không pha khí), chất pha (nguồn gốc hình Nghiên cứu ảnh hởng thay thÕ B2O3 – Al2O3 ®Õn tÝnh chÊt cđa gèm thủ tinh hƯ SiO2 - Al2O3 - P2O5 - CaO - MgO - Na2O - K2O - F §å án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Sơn - CNVL Silicat K44 thành) Còn vật liệu thuỷ tinh chúng giống có pha thuỷ tinh cấu trúc, khác gốm thuỷ tinh có thêm pha tinh thể Quá trình kết tinh tạo vật liệu gốm thuỷ tinh bao gồm giai đoạn: giai đoạn tạo thuỷ tinh giai đoạn kết tinh gốm hoá §Ĩ t¹o gèm thủ tinh cã tÝnh chÊt mong muốn trình kết tinh phải trình kết tinh định hớng tạo pha tinh thể có thành phần mong muốn, giai đoạn có yêu cầu đặc điểm kĩ thuật riêng Giữa giai đoạn tạo thuỷ tinh kết tinh có mối tơng quan định II.2 Lý thuyết trình kết tinh thuỷ tinh [I] II.2.1 Nhiệt động học trình kết tinh Động lực trình kết tinh tạo gốm thuỷ tinh độ chênh lệch hoá pha tinh thể pha thuû tinh : T ΔTT Tm =Sm Trong ®ã: Sm: Entropy cđa thủ tinh nãng ch¶y Tm: NhiƯt ®é nãng ch¶y cđa thủ tinh T: NhiƯt ®é ®ang xét T=Tm-T: độ lạnh Theo lý thuyết nhiệt động học, điều kiện tạo mầm tinh thể là: >0 Điều hệ thuỷ tinh nghĩa trình kết tinh tự tự xảy Tuy nhiên trình kết tinh lại không tự xảy thuỷ tinh có cản trë: - ChÊt láng thủ tinh cã ®é nhít cao cản trở vận chuyển vật chất - Pha thuỷ tinh có sức căng bề mặt lớn cản trở tạo pha mới, bề mặt mầm kết tinh Vì vậy, để tạo mầm kết tinh ta cần cung cấp cho hệ lợng để khắc phục cản trở Năng lợng đợc gọi lợng tạo mầm kÕt tinh Gk XÐt c¬ chÕ kÕt tinh cđa hƯ thủ tinh ta thÊy cã c¬ chÕ sau: Kết tinh có tạo mầm theo kiểu đồng thể Kết tinh có tạo mầm theo kiểu dị thể Nghiên cøu ¶nh hëng cđa sù thay thÕ B2O3 – Al2O3 ®Õn tÝnh chÊt cđa gèm thủ tinh hƯ SiO2 - Al2O3 - P2O5 - CaO - MgO - Na2O - K2O - F