Luận văn thạc sĩ Công nghệ chế tạo máy: Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ chính đến quá trình chế tạo anốt từ vật liệu ôxít sắt từ

H- NHIEM VU VÀ NOI DUNG:- Nghiên cứu tong quan vẻ hệ thống bảo vệ catốt d ng điện ngoài.- Nghiên cứu cơ sở công nghệ chế tạo anốt từ vật liệu ôxít sắt từ.- Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

®

“©

PHAN THÀNH THONG

ĐÈ TÀI:NGHIÊN CỨU ANH HUONG CUA CÁC THONG SOCONG NGHE CHINH DEN QUA TRINH CHE TAO ANOT

TU VAT LIEU OXIT SAT TU

Chuyén nganh: Céng Nghé Ché Tao May 2011Ma s6 hoc vién: 11044551

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2013

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠITRUONG ĐẠI HỌC BACH KHOA — ĐHQG TP.HCMCán bộ hướng dẫn khoa học: TS.LUU PHƯƠNG MINH

ThS.NGUYEN TRỌNG HIỆP

Cán bộ chấm nhận Xét 2: -.- E311 2E SE ESESE9ESE SE EESESE xe se rkeLuan văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Dai hoc Bách Khoa, DHQG.TP HCM ngày 27 tháng 12 năm 2013

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng khoa quản lýchuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa.

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HOA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIET NAMTRUONG DAI HỌC BACH KHOA Độc lập - Tw do - Hanh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Phan Thành Thống MSHV: 11044551Ngày, thang, năm sinh: 17/07/1977 Noi sinh: Can ThoChuyên ngành: Công Nghệ Chế Tao Máy Mã số: 605204I- TEN DE TÀI: Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ chính đếnquá trình chế tạo anốt từ vật liệu ôxít sắt từ

H- NHIEM VU VÀ NOI DUNG:- Nghiên cứu tong quan vẻ hệ thống bảo vệ catốt d ng điện ngoài.- Nghiên cứu cơ sở công nghệ chế tạo anốt từ vật liệu ôxít sắt từ.- Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến độ bên néncủa anốt trên cơ sở kiểm tra mật độ d ng đạt yêu cầu

- Tối ưuh a các thông số công nghệ chính ảnh hưởng đến độ bên nén của anốt.HI- NGÀY GIAO NHIEM VỤ: 24/06/2013

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 22/11/2013V- CAN BO HƯỚNG DAN: TS LƯU PHƯƠNG MINH

ThS NGUYÊN TRỌNG HIỆPTp.HCM,ngay thang nam 2013CAN BO HUONG DAN CHU NHIEM BO MON DAO TAO

(Họ tên va chữ ky) (Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ(Họ tên và chữ ký)

LỚI CẢM ON

Lời đầu tiên, em xin bay tỏ | ng biết ơn chân thành đến thay TS Lưu PhươngMinh đã tận tình hướng dẫn cũng như hỗ trợ và giúp đỡ em vượt qua nhiều kh khăntrong suốt quá trình thực hiện luận văn

Khi bắt đầu bước vào con đường nghiên cứu khoa học, em thấy nhiều điều cònmới mẻ, đôi khi gặp không ít kh khăn Tuy nhiên, với sự chi dẫn tận tâm của thaygiáo TS Lưu Phương Minh đã giúp em vượt qua tất cả mọi kh khăn Đến ngày hômnay, em đã hoan thành được luận văn của mình Lúc này, em muốn gửi lời tri ân sâusắc nhất đến với thay và chúc thầy luôn luôn déi dào sức khỏe, để diu dat cho nhữngthế hệ hoc tr tiếp theo như chúng em trở thành những người c ích cho xã hội

Em chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Trọng Hiệp giúp đỡ tận tình trong suốtquá trình thực hiện đề tài và sự hỗ trợ về cơ sở vật chất, ph ng thí nghiệm, máy m c,thiết bị cơ khí của Trung tâm Nhiệt Đới Việt Nga — Chi nhánh Phía Nam; Phòng Thínghiệm cơ sở Khoa Công nghệ Vật liệu - DHBKTP.HCM; Trung tâm Kỹ thuật Tiêuchuẩn Do lường Chat lượng 3

Em cũng xin được gởi lời cảm ơn tất cả quý Thay/C6 trong Khoa Cơ Khí cũngnhư quý Thầy/Cô ở Trường Đại học Bách Khoa TP HCM đã trang bị những kiếnthức quý báu cũng như đã giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập

Cuối cùng, em xin gởi lời cảm ơn đến các bạn học viên lớp Cao học - Công

nghệ chế tạo máy kh a 2011 dic những ý kiến đ ng g p cho em trong thời gian thựchiện luận văn này.

Tran trọng cam on!

TP Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 11 năm 2013

HỌC VIÊN THỰC HIỆN

Phan Thành Thống

TÓM TẮT LUẬN VĂNLuận văn này nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ chính của quátrình chế tạo anốt từ vật liệu ôxít sắt từ (Fe3O4) băng công nghệ luyện kim bột đến độbền nén của anốt và tối ưu h a các thông số công nghệ băng thực nghiệm Vật liệu chếtạo anốt là hỗn hợp (Fe3O4 + Pb) và các giá trị điều kiện: Tỷ lệ bột chì (1+5) %, tốc độtrộn (20+30) vòng/phút, thời gian trộn (3+4) gid, áp lực ép (2+4) tan/cm?, tốc độ ép(1+2) mm/s, nhiệt độ thiêu kết (750950) °C, thời gian thiêu kết (3+4) giờ, dựa trên cơsở kiểm tra thăm d mật độ d ng đạt yêu cầu (1000A/m?) để tiễn hành tối ưu cácthông số công nghệ chính nâng cao độ bên nén của anốt Chọn mô hình quy hoạch trựcgiao bão hòa Plackell-Burman để chon lọc các nhân t6 ảnh hưởng nhiều nhất thôngqua hệ số của phương trình hồi quy bậc nhất; quy hoạch hỗn hợp đối xứng bậc haidạng B xây dựng mối quan hệ sự ảnh hưởng của các thông số chính đến độ bền néncủa anot.

Thiết bị thí nghiệm: can phân tích Precisa, máy trộn lệch tâm, thiết bị sâyGallenkamp, bộ ray chuẩn, máy ép thủy lực 60 tấn, l thiêu kết Nobertherm, máy thửkéo nén Model WDW-T300, máy đo tổng trở điện h a Solartron-Model 1280Z-2003,thiết bị phân tích SEM “Jeol - 5410 LV” và một số thiết bị khác Kết quả:

- Xác định được 3 thông số chính ảnh hưởng nhiều nhất đến độ bền của anốt là;tỷ lệ bột chic trong hỗn hợp, áp lực ép tạo hình và nhiệt độ thiêu kết

- Mối quan hệ về sự ảnh hưởng của 3 thông số công nghệ chính; tỷ lệ bột chìX¡(%), áp lực ép X2(tan/cm?) và nhiệt độ thiêu kết Xa(°C) tới độ bền nén Y(Mpa) củaanốt được thé hiện qua phương trình:

Y = 27,99925 + 0,5485X: + 6,98X2 + 0,06354X3 — 0,00118XzX: — 0,06475 X; 0,865 X2 - 0,0000322 X;

Tối uu h a 03 thông số công nghệ chính dé độ bền nén anốt tốt nhất, giá tricác thông số như sau; tỷ lệ bột chì 4,24 %, áp lực ép 3,4 tan/cm?, nhiệt độ thiêu kết924°C, kiểm tra mật độ d ng đạt 1000 A/m2

ABSTRACTThis thesis aims to identify the main technological parameters of the anodemanufacturing process, utilizing powder metallurgy technology, and build the relation-ships of the parameters which affect to the durability of the anode from the iron oxidematerial (Fe3O4) and optimize these technological parameters by experiments Materi-al of anode is a mixture of Fe3O4 and Pb with conditional values; composition of lead(1+5)%, mixing speed (20 + 30) r/min, mixing time (3+4) hours, compression pres-

sure (2+4) Ton/cm*, compression speed (1+2) mm/s, sintering temperature(750+950)°C, sintering time (3+4) hours, based on checking current density satisfac-tion (~1000A/m7) to optimize technological parameters improve the compressive

strength of the anode Utilize planning model of saturable orthogonality of Plackell Burman to select the most influential factors through some of regression equations offirst degree; mixture planning B, to build on the influence relationship of the main pa-

-rameters.

Experimental equipments: analytical weighing Precisa, eccentric mixer, dryingequipment Gallenkamp, the standard sieve, hydraulic presses from 40 Tons, sinteringfurnace Select - Horn, hard testing Model WDW-T300, measure machine for totallyelectrochemical impedance Solartron-Model 1280Z-2003, scanning electron micros-copy “Jeol - 5410 LV” and a number of other devices Results are as below:

- There are three main parameters which have greatest effects on the durabilityof ferromagnetic anode; the ratio of lead in the mixture, squeeze pressure to shape andsintering temperature.

- The relationship of the effects of three main technological parameters ratio of

Lead X¡(%), compressional pressure X2(ton/cm”) and sintering temperature X3(°C) to

the durability Y(Mpa) of the anode is as follow:

LỜI CAM KẾT

oe Ll ao

Tôi tên: Phan Thanh Thống - Sinh ngày: 17/07/1977Học viên lớp: Cao học Công Nghệ Chế Tạo Máy — Khóa 2011Mã số học viên: 11044551

Theo quyết định giao đề tài luận văn cao học của ph ng Đào tạo Sau đại học

-trường Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh, tôi đã thực hiện luận văn cao học với détài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ chính đến quá trình chế tạoanốt từ vật liệu ôxít sắt từ” dưới sự hướng dẫn của thầy TS.Lưu Phương Minh từ ngày24/06/2013 đến 22/11/2013

Tôi xin cam kết đây là luận văn tốt nghiệp Cao học do tôi thực hiện Tôi đã thựchiện luận văn đúng theo quy định của ph ng Đào tạo Sau đại học — Trường Đại HọcBách Khoa TP.Hồ Chí Minh và theo sự hướng dẫn của TS.Lưu Phương Minh

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với những lời cam kết trên, néuc sai phạmtrong quá trình thực hiện luận văn, tôi xin hoàn toàn chịu các hình thức xử lý củaph ng Đào tao Sau đại học và Ban Giam Hiệu nhà trường.

TP HCM, ngày 22 tháng 11 năm 2013

Phan Thành Thống

27aD,LPP,“eres,2170heerr,#i` a}Mn,

CHUONG 1 TONG QUAN - SG + 1S 11 1 3 11 31515111 5111150111101 11101 11x Hy |1.1 Giới thiệu về ăn m_n kim loại và công tác bảo vệ, chống ănm n kim loại l1.2 Khái niệm về ăn m n kim lOại ¿- - - tk E 3E 9125 1 9v E ExkstEvEc secha l1.3 Cơ chế ăn m n điện h a - -G- Ec v11 E93 93 91 91931911 1 vn re chọ 21.4 Giới thiệu chung về hệ thống bảo vệ catốt d ng điện ngoài (ICCP) 41.4.1 Nguyên tắc chống ăn m n của hệ thong ICCP - 2 55c +s+s£sc¿ 41.4.2 Tiêu chí đánh gI1á - - G + + 1 1x 61.4.3 Ứng dụng hệ thông ICCP trong chống ăn m n các công trình biến 61.4.4 Ưu điểm của hệ thống ICCP - + 5+2 2 E225 E*E£E£EEEzEzErkrkrrree 81.5 Giới thiệu về Anốt trong hệ thống ICCPP -. ¿ - 525252 +E+E+*£££z£zEzEzeczcee 8

1.5.2 Yêu cầu đối với anốt tro trong hệ thông ICCP [2] -5- 13

1.5.4 Phương pháp chế tạo anốt từ vật liệu ôxít sắt từ -cccccec<s¿ l61.6 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƯỚC Gv 171.6.1 Tình hình nghiên cứu trên thé giới - ¿5-2 2 + 2 £+s+£z£z£z£+s+z£zc+z 17

1.7 Tinh cấp thiết của dé tai ccc ccc + E21 E1 1 12111 5111111112 1111 01010 111111 re 181.8 Mục tiêu của luận VAI cece cecesccccsseecceeecceeesececueeecceeeeceeaesceeaeeeeeeaeecesaeeeeeees 19

1.10 Phương pháp nghiÊn CỨU - 55 S1 1309993 3 31 11 1v vs 19CHUONG 2 CƠ SỞ CONG NGHỆ CHE TẠO ANOT TỪ VAT LIEU OXIT SATn0 — ÔỎ 202.1 Vật liệu ôxít sắt từ (Eea(Ò24) - 5 - ScS 121212115 112321 11 5111011101111 rrrkg 202.1.1 Câu trúc của tỉnh thỂ ¿5c 2x22 202.1.2 Phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu kim loại bột - 212.1.3 Sự biến đổi và On định của Oxit sắt từ co cnetieeerried 212.1.4 Phương pháp tạo bột kim lat - << cv v3 222.1.5 Tính chất vật lý -. ¿-¿ ¿6 1S 515123 5 11111151511 5111010111101 11 011 rrrkg 232.1.6 Tinh chat h a 1 23

2.1.7 Tính chất công nghé ¿5 S222 S2 2 212525 E5 515321 1E 51111 1 EeErkd 232.2 Lý thuyết công nghệ luyện kim bộtt - ¿2+ 2 2 + 2£ +£££££zEzE+z£z£zcsezed 262.2.1 Quá trình chuẩn bị vật liệu bộtt - ©- ¿52 sSzE ke xEEErrerrkreeg 262.2.2 Quá trình ép vật liệu bOt - - - + - - + S1 1 1 re 302.2.3 Quá trình thiêu kết vật liệu bột sau khi ép tạo hình «- 342.3 Phân tích ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến tính chất của anốt từ vậtliệu ÔXÍt Sắt †Ừ -G- 2c 1H HT SH ng HT TH HH TH TH ng HT TH ng vi 40

2.3.1 Anh hưởng của thành phan nguyên liệu - 5-2 2 2 +2+s+2£c+£zs2 402.3.2 Ảnh hưởng của trộn phối liệu - 22 2 2 2E+££2£zEzE£Ezs£z£zesered Al2.3.3 Anh hưởng của ép tạo hinh wo cece cecesesescescescsescsesesssscscsesssssessesesees 432.3.4 Ảnh hưởng của thiêu kẾt ceccsecscscsessescecsesesesessescsesessseceees ATCHUONG 3 THUC NGHIEM LỰA CHON THONG SO CÔNG NGHỆ CHÍNHANH HUONG DEN QUA TRÌNH CHE TẠO ANOT TỪ VAT LIEU OXIT SAT1 53

3.2 Vật liệu thí nghiệm - ¿2 E21 1323 3 3E 1 3151511111111 111111111111 ke 543.3 Thiết bị thí nghiệm -.- ¿E522 S121 25E5 551132111 515111110111 11 111 errk 543.3.1 Máy trộn vật liệu - ¿kẻ SE 111 1 1 12111111511 5111 1111111110111 543.3.2 Bộ khuôn ép bột một chiÊu +2 + E2 2E EEE+E££EzE£EEsErkrerzees 543.3.3 Máy ép thuỷ lựỰC -c SG c 11111111 E1 1211115151111 1111111111011 gy 553.3.4 Thiết bị sấy - 1S S1 111 211211111110 1110101010 1101010101 0 1111111 crưkg 563.3.5 Bộ rây chuẩn - -: k1 1 S13 E1 115 111111111 111110 110111 HH nh 563.3.6 L thiêu kẾt -:-¿ C E121 SS12 112515 11111101 1101111 0111011101111 rrrkg 563.4 Phương pháp thực nghiỆm - - + Ă + {c2 003101 10110 11131111111 1 11 1 vờ 573.5 Thông số công nghỆ - ¿E262 S2 E1 12525 5151132111 5111115011111 11 11 re 583.6 ThiẾt bị đ0O - -c- 5c E121 1112121 5115111111101 110101010 1010101010 1H01 T11 ưyệg 603.7 Quy trình thực nghiệm công nghệ chế tạo anốt -¿ + 522222 £z£+£zs2 603.7.1 Chuẩn bị nguyên liỆu ¿+ ¿5-2222 2 E121 E3 E531 1E SE rrrrred 603.7.2 Tron phối liệu - ¿+ E1 +ES2 2E SE E5 E1 1E E1 313111 1 11111 H11 rr 613.7.3 Tron chất kết dính PVA .c.ccccccccsccescecscscseescecsesesscscscscsesssscscsesessseceees 613.7.4 Sây hỗn hợpp - c5 E21 5151512515 5111110111 51110101011 111 11010 reo 62

25 623.7.7 Ép tạo hìnhh ¿- ¿+ x11 S1 S3 511 1 511111 1111 1111111 11H11 HH ng 633.7.8 Thiêu kết anỐt -¿ ¿ EE + E 21512525 5151512115 5111 111511111111 1 nrrkg 643.7.9 Gia công sau thiêu két - -:-¿- + + St S323 EE1 SE 11 1 11121 11T yrrr 653.8 Kết quả thực nghiệm và xử lý $6 liệu + ¿2 +22 2 k*EE2E+E£EEErkczrzkree, 663.8.1 Kiểm tra khảo sát mật độ d ng anỐt - cscesesscssscseesseeceees 663.8.2 Tính toán quy hoạch thực nghiệm «+ «55 {S333 ***sxsss2 743.9 Kết luận chương - ¿E2 % + 12121 5 5151515525 5111130111 51011111011 1111111 rrrkg 77CHƯƠNG 4 THỰC NGHIỆM TOI UU HOA CAC THONG SO CÔNG NGHỆCHÍNH ANH HUONG DEN ĐỘ BEN NEN CUA ANOT CHE TẠO TỪ VATLIEU OXIT SAT TỪ - Gv S1 H1 12H HT HH ngụ 70A.1 Co so thurc 205 011 794.2 Phương pháp thực nghiỆm - - - - - 5 5 + 101002 9393131111 11v vu 794.3 Thông số công nghỆ - - - 5c E121 S2 3 51112525 5 11111111 511111150101 11 1111 1c 30A.A Thiét (on na 814.5 Kết quả thực nghiệm và xử lý số liệu -.- ¿2-2252 2 2E 2E£2£EzEzEzszzreesrred 82

4.7 Tối uu h a các thông số công nghỆ ¿+ 2252 2E E2E£E£2£EzE£Ezszzrzesrred 934.8 Thực nghiệm kiểm tra đánh giá kết qua - 5-5 2 2 2 52222 z£+£+zzz£zc+2 944.9 Kết luận chương - c6 112121 51512325 515111132111 51110111011 1111111 rrrkg 98

5.1 KẾT luận á- G- c1 151 2191 9195051111 1g HH HT HH TH TH Hưng gi 99"54.1117 100

PHU LUC CHUONG 44 wo ceeccccccccccccessecessecessecesecesseceeecessecesseeeeeccsseeeesssesseesseeeses 104

Phụ lục 4.1 Kết quả thực nghi@m oo ccecsscscscsesesssscecsesesssesssscseseessees 104Phụ lục 4.2 Kết quả thực nghiệm bé sung tại các điểm sao và tâm nhân tố 104

Phụ lục 4.5 Bảng ma trận XX”.X - Ă SG Q n2 HH HH HH HH ngu 106

Phụ lục 4.6 Bảng ma trận (XT.XX) Ì Ă TH HS HH 107

lu 2yCowerg mmNa a CA BRL NRã RAN EEPASE PETA TT ANSarFee,

oa GL 8o

Hình 1.2 Giản đồ Pourbaix thép cacbon trong nước với pH=7 [2] -. -: -5-5: 3Hình 1.3 Sơ đồ nguyên tac bảo vệ của hệ thống ICCP [3] - + 2 +c+s52+s2s25c: 4Hình 1.4 Sơ đồ quá thé của thép trong nước biến với d ng điện bảo vệ Ip [2] 5Hình 1.5 Hệ thống ICCP bảo vệ chống ăn m_n vỏ tàu [2] - 2 5555252 £+s+s+s+zc<2 7

Hình 1.8 Anốt hợp kim siiC -. - + 56+ 2 2E 2E2E SE E53 1 1 5 51512115 1 111111111111 ce 9

Hình 1.10 Anốt nhôm ie.ccccccccccccscscsscscscscscsscscscscsesssscscsesesssscsesesesssssscsesesssscsesesssess 10Hình 1.11 Anốt hợp kim Chi-Dac - - - c cs s2 nh 10Hình 1.12 Anốt Platin ¿52 E1 Sẻ S9 E51 3 5 511115521 1 1111111111111 1111111 ce 11

Hình 1.14 An6t ceramic ¿c5 E1 Sẻ E51 3 5 511111521 1 1111111311101 11010 111111 ce 12Hình 1.15 Anốt polyme dẫn điện ¿- - ¿+2 E2E2E2E 8 2E EEEEEEeEEErErkrkrkrerees 12Hình 1.16 Anốt ôxít sắt từ thiêu KẾT ¿-¿ 2 E222 1111 1 1 525151111 11111111 re 13Hình 2.1 Cấu trúc tinh thé thường gặp của FeaO4 [14] - 2z +c+s5s+s+s+s>sz< 20Hình 2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ biến dang tạo hình vật liệu bột [12] 26Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động của máy trộn bột lục giác [13 ] - - - 29Hình 2.4 Nguyên lý hoạt động của máy trộn bột chữ V [ [3| -<<<<<<s 29Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý ba giai đoạn ép tạo hình chi tiết máy băng bột kim loại: 30Hình 2.6 Biểu đồ sự phụ thuộc của mật độ vật ép vào áp lực ép [12]_ - 30Hình 2.7 Sự phan bó mật độ khác nhau trong một vật ép [ Ï2] - «<<: 3lHình 2.8 Mô hình ép bột kim loại một chiều tạo hình mẫu (a) và sơ đồ biến dạng củacác 16 xốp (b) theo A.P Kolikov [ÍÍ2 ]‹ - ccc 2123013030101 11 10111111 11131111 1131 xrg 32Hình 2.9 Đường cong lý thuyết IgB — IgP [13] 5 2 2 +5 £+e+x+x+e+ezszscecee 34

Hình 2.11 So đồ cơ chế nung các hạt rắn hình cau tiếp xúc nhau [15] - 35Hình 2.12 Sơ đồ tăng diện tích tiếp xúc các hạt và sự cầu hóa các lỗ xốp do sự khuếch

tán bề mặt các nguyên tử [15] ¿-¿- ¿6= 5% ++EE9E2EEE2E2E E21 1E EE E111 1111k 37Hình 2.13 Sơ đồ lớn lên của các tinh thé [ 1 5] - ¿+ 2 22252 £+£+£+£+E££z£z£zezszzczcsz 37Hình 2.14 Sơ đồ quy trình công nghệ chế tạo anot từ vật liệu ôxít sắt từ 40

Hình 2.17 Cấu trúc tế vi mẫu (tren = 3h) với độ ph ng đại X1000 [24] 42Hình 2.18 Cau trúc tế vi mẫu (tion = 4h) với độ ph ng đại X1000 [24] 42

Hình 2.20 Sơ đồ ép hai phía G5252 E321 212321 21212111 121111110111 11 010101 cxe 44Hình 2.21 Sơ đồ phân phố mật độ vật liệu bột theo mặt ngang vật thé khi ép [13] 45

Hình 2.23 Mối quan hệ giữa mật độ tương đối và nhiệt độ thiêu kết [13] 49Hình 2.24 Mẫu bị ôxi hóa do nhiệt độ nung thấp ¬ ae eeeeeeecaeeeeaaeceaesceeeeceaesesseeeeaaecesenees 49Hình 2.25 Mối quan hệ giữa mật độ tương đối va thời gian thiêu kết [15] 50Hình 2.26 Mối quan hệ giữa độ bên (1) và độ giãn dài tương đối (2) với thời gian thiêu1151 Ẽ 50

Hình 3.2 Sản phẩm anốt lắp vào hệ thống ICCP ¿222 2 2 2 S+E+E+E+E+e2s sec 53Hình 3.3 Máy trộn vật liệu G-5UI8-K -. - +2 SE +tES SE EEEEErrrrkrkrrrkred 54Hình 3.4 Bộ khuôn ép - - ¿5E 2E SE SzS2 E9 51151511 11111111511 2111 1111101110101 T1 Ty 55Hình 3.5 Máy ép thuỷ lực 60 tấn - ¿c5 119191212121 1 1211111110111 1111010 xe 55Hình 3.6 May sây Gallenkamp ccccccccsssssssssssssesescscsescscsesesesescseesesescesscscseseseseseseeten 56Hình 3.7 Bộ ray Chuan ¿ ¿+ 21c 11121 5111111150111 11110101 11010101010 E1 1111 Hce 56

Hình 3.9 Mô hình thí nghiệm bảo vệ 0 60Hình 3.10 Bột Oxit Sắt từ - -G- G12 E1 H1 TH T 1n ng HH ng ng ng ki 61Hình 3.11 Bột Chic ccccccccccscscscscscscscscscscscsssssssssscscscscscsescscscsssessssssssvecssseseseeeesseeees 61Hình 3.12 Hỗn hop được trộn chất kết dính PV A ¿+ + SE +k+k£E+E£ezEzkrersrred 62Hình 3.13 Rây bột - c1 11 1 1 11111111 11151111101 01011101010101 111111111111 01 01x 63

Hình 3.15 Chat Paratin - HS E388 5511588855511 153 1158111531113 K19 kg ke 64

Hình 3.16 Ep tạo hình ¿<5 E21 S151 1 3 51111152111 110111111101 010101 0 11111 tre 64Hình 3.17 Phủ canxi Oxit lên mẫu thiêu KẾT 2 +c +1 S238 S38 E58 ESE E8 EEeEE+EEsezersez 65

Hình 3.20 Đồ thị biéu diễn điện thé do được mẫu M 2 eeeseeseeeseeeeeees 68Hình 3.21 Đồ thị biéu diễn điện thé do được mẫu M 3 ee ceeeseeseeeeeeeeseees 69

Hình 3.23 Đồ thị biéu diễn điện thé đo được mẫu M 5 5-5-5552 c2 + +<+scs c2 71

Hình 3.26 Đồ thị biểu diễn điện thé đo được mẫu M 8 5-55 2 2 + +<2<cscs2 74Hình 3.27 Đồ thị các ảnh hưởng chính - +22 +s +2 ++ + £E+EvEeEeEeEeErkvererererees 77Hình 3.28 Đồ thi Pareto của các ảnh hưởng ¿ 5+ 5 2 2 c+SEE+EvEexcvcszererecee 77Hình 4.1 Thiết bị phân tích SEM “Jeol - 5410 IV ” ¿ 2 2 2 eececscseseseseseeeeen 81Hình 4.2 Thiết bị phân tích XRD 5: S2 E212E2E21 1 1 E5 1 5111151111111 xe 82

Hình 4.8 Pho EDS mẫu M 01 anốt ôxít sắt từ + + +2 S2 +E2EE£E+2££zErErxrerecee 96Hình 4.9 Phố EDS mẫu M 02 anốt ôxít sắt tỪ ¿- + + +2 S2 +EE2E2E£E£EzErErxrerrcee 96

Hình 4.11 Quan hệ giữa hiệu điện thế anốt - catốt và điện thế anốt - điện cực so sánh

Bảng 1.1 So sánh một số chủng loại anốt [8] + + +2 2 2 S2 £+E£2£2£z£zezszzzzcsz 15

Bang 2.1 Mối quan hệ giữa mật độ và áp lực ép bột tạo hình [I2] - 33

Bang 3.1 Bang sự kết hợp các dấu [20] ¿5 2222222222 EEvEEEeEeEeEekrkrerkrererees 58Bang 3.2 Bảng giá trị mã hóa các nhân tO - 522222222222 £vEvEeEvtexekerrereei 59Bang 3.3 Bảng quy hoạch thực nghiệm chọn lỌC S511 11133538 3 x2 59Bang 3.4 Bang ma trận quy hoạcCH - - - c5 c9 nh 59Bảng 3.5 Mật độ d ng, cường đồ d ng điện và điện thé đo được mẫu M L 66

Bang 3.6 Mật độ d ng, cường đồ d ng điện và điện thé đo được mẫu M 2 67

Bang 3.7 Mật độ d ng, cường đồ d ng điện và điện thé do được mẫu M 3 68

Bảng 3.8 Mật độ d ng, cường đồ d ng điện và điện thé đo được mẫu M 4 69

Bang 3.9 Mật độ d ng, cường đồ d ng điện và điện thé đo được mẫu M 5 70

Bảng 3.10 Mật độ d ng, cường đồ d ng điện và điện thế do được mẫu M 6 71

Bang 3.11 Mật độ d ng, cường đồ d ng điện và điện thé do được mẫu M 7 72

Bảng 3.12 Mật độ d ng, cường đồ d ng điện và điện thé đo được mẫu M 8 73Bang 3.13 Bảng kết quả thực nghiệm theo nhân tố mã hóa . - 5-5: 75

Bang 4.2 Miễn giá trị các nhân tố thực nghiệm 5+ esseescsesesseseseseeeees 81Bảng 4.3 Kết quả thực nghiệm với các nhân tố mã hóa - 5 55+s555555<: 83Bảng 4.4 Các giá trị thu từ phương trình hồi quy ¿2 ¿+ +5+s+s22+s2s2s>s2< 87Bảng 4.5 Kết quả ma trận quy hoạch thực nghiệm c.c.cccccccccsesesesessssssssseseseseseeeeen 89Bang 4.6 Phuong sai các thí nghiệm lap se eeeeeseeeeeeececcceccecceceeeaeeeaeseeeeeeeeeeeeess 9]

1,1 Giới thiệu về ăn mon kim loại và công tac bảo vệ, chẳng An mon kim loạiĂn m n kim loại là vẫn đề mang tính toàn cầu, việc chống ăn m n kim loại cý nghĩa kinh tẾ - kỹ thuật to lớn Ăn m n kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kimdo tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh Ăn m nc_ thé là nguyên nhângây hư hỏng các hệ thống kỹ thuật c sử dụng kim loại và hợp kim: các linh kiện điệntử, các chi tiết máy, đường ống, giàn khoan, cầu cảng Sự ăn m n kim loại khôngnhững gây ra tổn thất to lớn cho nền kinh tế quốc dân (ước tính thiệt hại do ăn m nkim loại hang năm chiếm 4-5% GDP của quốc gia) mac n là mối nguy hại tiềm an đedọa an toàn đối với con người Do đ , chống ăn m n kim loại là công việc quan trọngcần phải làm thường xuyên, nhất là trong điều kiện môi trường biển nhiệt đới để kéodải thời gian sử dụng của các máy m c vật dụng làm bằng kim loại.

Giải pháp phi hợp: e nhiều cách tiếp cận và phương pháp khác nhau để chốngăn m n như giải pháp thiết kế, lựa chọn vật liệu, phương pháp cách ly (sơn phủ), ứcchế ăn m n, bảo vệ điện h a Trong đ , phương pháp điện h a là nối kim loại cầnbảo vệ với một kim loại hoạt động hơn để tạo thành pin điện h a và kim loại hoạt độnghơn bị ăn m n, kim loại kia được bảo vệ Ví dụ kim loại kémec_ tác dụng để bảo vệ vỏtàu biển làm bang thép khi được gắn vào mặt ngoai của vỏ tàu (phần chìm dưới nước),hay bảo vệ ống (dẫn nước, dẫn dau, dẫn khí „ ) Bảo vệ catốt là một trong các phươngpháp hiệu quả nhat chong ăn m n các ket cau thép và công trình ở các vùng biên.

Hệ thống bảo vệ catét gồm các thiết bị, vật tư được lắp đặt và sử dụng cho từngkết cầu thép cụ thể với chức năng tạo nên sự phân cực catốt cho phép trong môi trường

nước (hoặc dat) ở mức độ phù hop với nhiệm vu tăng tuôi thọ của kim loại, tăng tuôi

thọ của kết câu.

mm

1.2 Khai niệm về ăn mon kim loại

An m n kim loại sự phá hủy kim loại bởi các tác nhân lý h a của môi trường.Sự phá hủy này c_ thê xảy ra đông thời với tác động cơ học: ăn m n mỏi, ăn m n màimon, do các phan ứng h a học với môi trường, ăn m n trong các Ì cao, ăn m n dohơi axit [1].

Anm n điệnh a là dạng ăn m n pho biến và nguy hiểm nhất, xảy ra trong môitrường điện ly và là nguyên nhân chủ yếu của các sự cô do ăn m n gây ra.

1,3 Cơ chế ăn môn điện hóaKhi nhúng thanh kim loại (kí hiệu M) vào môi trường ăn m n, do sự khôngđồng nhất của thanh kim loại nên trên thanh kim loại sẽ xuất hiện những vùng c_ điệnthé cao thấp khác nhau Vinge điện thế thấp hơn gọi là vùng anốt Tại vùng anốt cácphân tử nhường điện tử và bị solvat hoá trở thành ion đi vào môi trường Điện tử sẽchuyền về vùng catốt là vùng có điện thé cao hon Vùng catét c dư một lượng điệntử và các nhân mang tính ôxi h a cao của môi trường (kí hiệu là D) sẽ đến catốt đểnhận điện tử [1].

Quá trình 4nm nc _ thê biêu diễn theo sơ do sau:

„ x.H;O

Tạianôt: M-ne’ ->M” —+ M(H O)” (1.1)

Tại catốt: D+ne > lbne | (1.2)

Phản ứng khử cực phụ thuộc vào môi trường xâm thực:

Môi trường axít: 2H* + 2e > H, (1.3)

Môi trường trung tính: 2H,O + 4e — 40H” (1.4)Môi trường bazơ: 2H,O+O, +4e->4OH_ (1.5)Thép cacbon ngâm trong nước bị ăn m n theo nhiệt độ Phan ứng xảy ra trên bémặt kim loại:

Phan ứng trên anét: Fe->Fe”+2e” (1.6)Phan ứng trên catot: O, +2H,O+4e" ->4OH” (1.7)

2H* +2e° > H, (1.8)

Do quá trình trao đối điện tích mà trên bề mặt kim loại sẽ xuất hiện d ng điệntử, c n trong dung dịchc d ng ion, tức là ton tại một d ng điện Trong môi trường tựnhiên (đất, nước, không khí) các quá trình ăn m n xảy ra chủ yếu theo cơ chế điện h avà với tốc độ lớn hơn nhiều so với ăn m nh a học, nên trong khuôn khổ của dé tàinày chỉ đê cập đền ăn m n điện h a.

Những phản ứng của thép cacbon ngâm trong nước bị ăn m n theo nhiệt độ cthé được thé hiện dưới dạng giản đồ quá thế (E- logD[2].

Cathodic: O; + 2H;O + 4e —› 40H

Anodic: Fe > Fe?' + 2e'

Điện thế (V)

Duong cons tỗng phan ứng của Cathodic

<A Cathodic: 2H” + 2e' — H›(q)

leorr

| >

» Logl

Hình 1.1 Giản đô quá thé (E- log!) của thép trong nước biển [2]

Ecorr: điện thé ăn mòn (V)ko: cường độ dong điện ăn mon (A)Tình trạng ăn m n được định nghĩa bang sự giao nhau của đường cong: đườngcong phản ứng anốt (pt(1.6)), đường cong phan ứng tong catốt (pt(1.7) và (1.8)),tương ứng với một điện thé ăn m n Econ thì cường độ d ng điện ăn m n Icon ty lệthuận với mật độ d ng điện icon [2].

Môi lên hệ điện thê điện h a E, nông độ pH và điêu kiện của kim loại (ăn m n,thụ động và an toàn) được thể hiện qua giản đồ Pourbaix (Hình 1.2).

Đối với thép cacbon trong nước, điện thế ăn m n Econ thép cacbon là -600 mVđối với điện cực so sánh Ag/AgCl, thép cacbon sẽ bị ăn m n đối với vùng pH = 7, mộtcách dé giảm ăn m n là làm điện thế thấp hơn điện thế vùng an toàn của giản đồ Pour-baix [2].

1.4 Giới thiệu chung về hệ thống bảo vệ catốt dòng điện ngoài (ICCP)1.4.1 Nguyên tắc chong ăn mòn của hệ thong ICCP

Nguyên tắc của bảo vệ catốt là làm giảm đi sự tan của kim loại được bảo vệthông qua tác dụng của d ng điện anét Hệ thống ICCPc_ tác dụng phủ lên kết cau —phủ một lớp bảo vệ.

Nguồn điện một chiều (DC) cung cấp d ng điện một chiều cho hệ thống, Cực

âm của nguôn nôi với kim loại được bảo vệ, cực dương nội với Anôt của hệ thông(Hình 1.3)[2].

Dây dẫn diện F ce a điện một chiềukết nối với cau

Hình 1.3 Sơ đô nguyên tắc bảo vệ của hệ thông ICCP [3]Nêu mat độ d ng cua hệ thông vừa du, hiện tượng ăn m n chỉ xảy ra trên anôtcủa hệ thống, c n phía catốt (kim loại được bảo vệ) chic phản ứng:

4e + 2H20 + O2 > 40H (1.10)Nếu điện thé catốt quá âm sẽ xuất hiện phan ứng khử hydro:

2H20 + 2c + H2 + 20H (1.11)

Hydro don nguyén tir di chuyén vao mang tinh thé kim loai thép Hién tuongnay được gọi là tao ra tính giòn hydro Hydro tạo ra tính giòn không phải là một vanđề đối với cốt thép thông thường, nhưng tạo ra ứng suất kéo trong thép

Cả hai phản ứng c_ thể tại catốt, dẫn đến việc tạo các ion hydroxyl, khôi phụclại ion bi phá vỡ do clorua tấn công Bởi vì các ion clorua được tích điện âm,n bi đâykhỏi cốt thép tại catốt và di chuyển về phía anốt

2ŒT +> Ch + 2e (1.12)Nguyên tac bảo vệ Catốt bang d ng điện ngoài citing c thể giải thích theo sođỗ quá thé của thép trong nước biến (hình 1.4); điện thé thấp sẽ giảm mật độ d ng điệntrên phản ứng anốt (sắt tan ra) điều này được gọi là bảo vệ catốt và cung cấp một d ngđiện ngoài dé bảo vệ kết cau [2I

EA

Cathodic: O; + 2H;O + 4e — 40H

Anodic: Fe > Fe?" +2e'

Đường cong tông

“ephan ứng trêncathodic

Đối với thép cacbon trong nước biến điện thế ăn m n bình thường Econ trongphạm vi: (-500 +-600)mV [2]

1.4.2 Tiêu chí đánh giáTheo [4| để đánh giá khả năng bảo vệ của hệ thống ICCP thường sử dụng haichỉ số là mức độ bảo vệ và hiệu quả bảo vệ:

- Mức độ bảo vệMức độ bảo vệ được xác định là ty lệ phan trăm của độ giảm d ng ăn m n khic bảo vệ catốt so void ngănm n khi khôngc bảo vệ catốt:

K= fe) v10 (1.14)

lýK: hiệu quả bảo vệ (%).

Trong dic, ik, ip tương ứng là mật độ d ng ănm n khi khôngc_ bảo vệ catốt,khic bảo vệ catốt và mật độ d ng phân cực (mật độ d ng bảo vệ) Trong điều kiện tựnhiên, rất kh đạt mức độ bảo vệ 100% vì ngoài các quá trình điện h a, bề mặt kimloạcnc thể phá hủy bởi các quá trình h a học, sinh học mà phân cực không thékiêm soát hoàn toan.

1.4.3 Ứng dụng hệ thống ICCP trong chống ăn mòn các công trình biếnHệ thông ICCP được ứng dụng rộng rãi dé chong ăn m n các công trình biên vaphương tiện vận tải trên biên như: chong ăn m n vỏ tàu biên, bảo vệ chong ăn m nchân câu cảng, chong ăn m n đường ông dan dâu, chân giàn khoan dâu khi,

= Điện cưc tham chiều

Hình 1.7 Hệ thông ICCP chong ăn mòn thép chân cầu [4]

1.4.4 Uu điểm của hệ thông ICCPKhả năng cho d ng điện ra không giới han: dòng điện rac thể từ vài ampe đếnhàng trăm ampe D ng điện ra đủ cung cap cho các anôt thực hiện nhiệm vụ bảo vệ.

Khả năng điều chỉnh d ng điện ra: d ng điện ra từ nguồn cung cấp c thể đượcđiều chỉnh phù hợp với sự thay đối điện trở hay thay đối d ng theo yêu câu cấp cho hệthống và điều chỉnh tự động không phải điều chỉnh băng tay [5]

Chi phí/ampe thấp, giá trị d ng điệnc thé từ vai mA đến hang trăm A.Hệ thống ICCP sử dụng anốt ôxít sắt từ là anốt trơ nên không tan trong môitrường điện môi như; đất, nước bién, nén không tạo ra những hợp chất gây ô nhiễmmôi trường.

Hệ thống ICCP gồm các thiết bị, vật tư được lắp đặt và sử dụng cho từng kếtcau thép cụ thé với chức năng tạo nên sự phân cực catốt cho phép trong môi trường

nước (hoặc dat), ở mức độ phù hop với nhiệm vu tăng tuôi thọ của kim loại, tăng tudi

tho của kết cau [6]

1,5 Giới thiệu về Anôt trong hệ thông ICCP1.5.1 Các loại anốt thường dùng trong hệ thông ICCPAnốt là một trong những thành phan quan trọng nhất của hệ thống ICCP, quyếtđịnh không những hiệu quả, độ tin cậy, tuổi thọ mà cả giá thành của hệ thống Cácanốt dùng trong hệ thống ICCPc_ thé chia thành 3 loại: tan, ít tan (bán tro) và khôngtan (tro).

Các loại anốt thường sử dụng cho hệ thống ICCP [8]:Anot hợp kim Silic: phát triển từ năm 1959, thường được sử dung trong môitrường đất và nước nhiễm mặn, sự hình thành lớp màng SiOa trên bề mặt anốt đã làmgiảm tốc độ ôxi h a và làm giảm tốc độ tiêu hao Tính dẫn điện tốt, điện trở 72 mQ/cm

ở 20°C.

Hình 1.8 Anốt hợp kim silic

Anốt graphite: thường chế tạo ở dạng thanh tiết diện tr n hoặc vuong, c thé

hoạt động với mật độ d ng 10,76 A/m? trong môi trường đất và 2,7 A/m? trong môitrường nước Anot loại nay rat gi n nên rat dé gay trong quá trình vận chuyên.

Anốt nhôm: thường được sử dụng trong hệ thống ICCP đối với các công trìnhngâm trong đất (bồn, bể ngầm chứa nước) So với các loại vật liệu anốt khác anốtnhôm rẻ hơn, tuy nhiên ở những khu vực c mùa đông lạnh đ ng băng thì rất dễ phahủy mối nối giữa anốt và dây cáp dẫn, do đ yêu cầu hàng năm phải thay thế Dạnganốt nay không lam 6 nhiễm nước nhưng tốc độ tiêu hao tới 4.1kg/A.nam đã lam tăngchi phí/năm so với các loại anôt khác.

Hình 1.10 Anét nhômAnốt hợp kim Chì — Bạc (Lead-Silver Anodes): thường sử dụng trong môitrường nước chảy, được kết hop với nhiều nguyên tô khác như: antimoan, thiếc, (1 +2)% bạc Trong quá trình hoạt động, ở giai đoạn đầu tốc độ tiêu hao khoảng 1,3kg/A.nam, sau khi hình thành lớp màng thụ động Pb perôxít, tốc độ tiêu hao giảmxuống còn 0,09 kg/A.năm Mật độ d ng thông thường trong khoảng (3 + 25)A/ft?, (30

+ 240) A/m?.

Anốt Platin (Platinum Anodes): e thé sử dụng như lớp phủ anốt trong hau hếtcác dạng bảo vệ catốt Được sử dụng trong nhiều môi trường và đối tượng khác nhau.Tốc độ tiêu hao thấp 0,00008 kg/A.năm Chi cần kích thước nhỏ cũng đủ kéo dai tuổithọ của anốt tới 20 năm Tuy nhiên, Pt tinh khiết rất dat do đ chúng được phủ lên trênnền kim loại như Ti va Nb Thường c_ lõi bang đồng để tăng độ dẫn do Ti vàNbc_ độ

dẫn điện kém hơn đồng Nb bị phá vỡ khi điện thế anốt-catốt là 120V và thường được

sử dụng trong môi trường c dién trở cao Mật độ d ng trong khoảng 50 A/mỂ trong

môi trường đất và 500 A/m? trong môi trường nước biến tùy thuộc vao diện tích bềmặt anốt và chiều dày lớp phủ

Hình 1.12 Anét PlatinAnốt hỗn hợp ôxít kim loại (Mixed-Metal Oxide Anodes — MMO): Được pháttriển ở Châu Âu từ đầu những năm 60, năm 1971 ở Italia áp dụng cho hệ thống chongăn m n cau tàu Loi thé của loại anốt này là tuổi tho dài, c thé hoạt động ở cường độd ng rất cao, lớp màng ôxít bền kh bị phá hủy Tuy nhiên, đ i hỏi công nghệ chế taohiện đại và giá thành cao.

Anôt ceramic: Quân đội Mỹ đã nghiên cứu và đưa vào su dụng một loại ic anôtc mật độ d ng cao, mật độ d ng tôi đa được dé xuât cho các môi trường khácnhau là; trong môi trường đất, bùn, nước ngọt (100 A/m7), môi trường nước biên

ceram-(600 A/m?) Tốc độ tiêu hao ở mật độ d ng cực đại này là 0,5 mg/A.nam trong nướcbiên và 5 mg/A.nam trong môi trường dat, nước ngọt và bùn.

Hình 1.14 Anốt ceramicAnốt polyme dẫn điện (Polymer Conductive Anodes): Được nghiên cứu và pháttriển từ năm 1982 Tuy nhiên loại anốt này chỉ được sử dụng trong không gian giớihạn như đường ống, ống dẫn cường độ d ng khoảng (9,8 + 29,5) mA/m

Hình 1.15 Anốt polyme dan điệnAnốt ôxít sắt từ thiêu kết (Sintered Magnetite Anode - SMA): được chế tạo trêncơ sở bột sắt từ (Fe3O4), là loại anốt tro (tốc độ tiêu hao 103-+10 kg/A.năm), mật độd ng cao: tới 1000A/m, c tuôi thọ cao, trọng lượng nhỏ

Đơn giản nhất c thé dùng sắt thép phế liệu để làm anốt, tuy nhiên giải phápnày hiện nay hầu như không được sử dụng vì tốc độ tan của các anốt rất cao (~ 10kg/A.năm) và hoạt động không ồn định.

Vật liệu làm anốt bán trơc nhiều loại: graphite, hợp kim Fe-Si, hợp kim Pb, được sử dụng để bảo vệ các công trình ngầm trong môi trường đất, nước Tuy nhiên,toc độ tiêu hao c n tương đôi cao và kích thước anôtc n tương đôi lớn.

Anốt tro được chế tạo từ Titan hoặc Niobi phủ Platin hay hỗn hợp ôxít kim loại.Những anốt loại này c tuôi thọ cao, mật độ d ng anotc thé dat tới ~1000 A/m?, bánkính tac động lớn nên thường được dùng cho các công trinh ec diện tích bề mặt lớn và

ở môi trường c_ độ dẫn điện tốt, nhưng d i hỏi công nghệ chế tạo hiện đại, phức tạp

1.5.2 Yêu câu đối với anốt trơ trong hệ thống ICCP [2]Vật liệu không tham gia vào phản ứng điện cực khi dùng làm anốt (khi điện cựcđược nối với cực dương của nguồn điện một chiều) Vì vậy, không tiêu hao trong quátrình sử dụng.

- Tính chất vật lý:C_ độ dẫn điện tốt để thực hiện chức năng của điện cực vàđảm bao d ng anốt theo yêu cau

- Tính chất cơ học: Chịu được tác động của d ng chảy, va đập bọt khí, bào m nthủy lực Do đặc điểm điều kiện sử dụng của anốt không phải là kết cầu chịu lực nênthường không đặt yêu câu cao đôi với vật liệu anôt về cơ tính.

- Độ bên sinh học cao: Không bị phá hủy sinh học.- Tính chất điện hóa.

+ Mật độ d ng anốt cao.+ Tốc độ tiêu hao nhỏ.- Tính an toan môi trường: Không tao ra các sản phẩm độc hại đối với môitrường và sinh thái.

- Tinh công nghệ và tính kinh tế: C thé chế tao va sử dụng tai Việt Nam.1.5.3 Tinh chat của anét Oxit sắt từ

Tính chat của anốt ôxít sắt từ so với yêu cầu đặt ra của anốt trơ [5]:- Tính chất vật lý:

+ Điện trở suất: (0,3 + 1,0) Ohm.cm

- Tính chất cơ học: sản phẩm ôxít sat từc độ cứng trung bình, chịu bao m ncủa nước Tuy anốt ôxít sắt từ gi n và chiu biến dạng kém, nhưng do c_ kích thướcnhỏ gọn, tránh được tác động cơ học bất lợi

- Tính công nghệ và kinh tế: tạo hình sản phẩm từ ôxít sat từc thể theo 3 cách:đúc, thiêu kết từ bột và phun phủ plasma Các công nghệ nay đều c_ thể triển khai tạiViệt Nam, nguyên liệu c san nên đảm bảo hiệu quả vê mặt kinh tê — kỹ thuật.

Bang 1.1 So sảnh mot số chung loại anot [8]Chi tiêu Vật liệu anốtđánh giá Thép C Graphite | Fe-Si-Cr SMA Ti/ MMOPhan loai Tan Ban tro Ban tro Tro Tro

Moi truong Nuoc ngot, Đất Nước, đất Nước ngọt, Nước ngọt,sử dụng đât nước biên nước biên

Tiêu hao 3 4 5

(kg/A năm) 10 0,1 -05 0,2 -05 10°- 10 10

Khôi lượng Rât lớn Trung bình | Trung bình Nhỏ Rât nhỏ

Tuổi thọ Thấp Trung bình | Trung bình Cao Rất caoCơ tính Bên, dẻo Ratd n | Giòn, cứng | Khá dòn Độ bên caoĐộ ồn định Thấp Khá Tôt Rất tốt Rất tốt

Giá thành Rẻ Trung bình | Trung bình | Trung bình Cao

Qua bang 1.1 ta thấy anốt ôxít sắt từ thiêu kết (SMA) và anốt Ti/MMO c_ nhiềuưu điểm so với các chủng loại anốt khác như; mật độ d ng cao (1000 A/m'”), tốc độtiêu hao thấp (103- 10° kg/A.năm) , độ ồn định rất tốt Tuy nhiên, anốt Ti/ MMO giathành nguyên liệu cao, công nghệ, thiết bị chế tạo phức tạp nên chưa đủ điều kiện đểthực hiện nghiên cứu tại Việt Nam.

Anốt trên cơ sở vật liệu ôxít sắt từ kết hợp với Pb/PbO [21] vừa đ ng vaitr làchất dẫn điện, vừa đ ng vaitr là chất kết dính Khi phân cực anốt hợp kim chì vớimật độ d ng cao (300 + 500 A/m?) ở môi trường nước biến trên bề mặt anốt tạo lớpmang PbO? ngăn cách chi kim loại với môi trường, đây chính là yếu tổ đảm bảo tinh“trơ” của anôt hợp kim chì.

Phan ứng dau tiên khi Pb bị phân cực anốt trong dung dich c chứa Cl, và quá

trình 6xi hoá thành Pb** như sau:

Các ion này trong dung dịch phản ứng với ion Cl để tạo thành PbCl› ít tan Ởmật độ d ng cao và trong dung dịch chứa nồng độ ion Cl đáng kể, nồng độ ion Pbvà ion Cl đủ để nhanh ch ng tạo ra lớp kết tủa PbCl› trên bé mặt của Pb, khiđ vìPbClz không dẫn điện nên mật độ d ng anốt ở điện thé không đổi bị giảm Trong điềukiện đ , anốt sẽ ngừng cấp d ng đủ lớn dé bảo vệ catốt cho kết cấu thép Tuy nhiên,phản ứng mang tính anốt của Pb được đặc trưng bởi sự tạo thành PbO? ở điện thé tăngdo sự 6xih aion Pb được sinh ra từ phản ứng (1.16):

Pb”'+2HzO —> PbOs + 4H" + 2e (1.16)

Trong diéu kién d ng khong đổi, su kết tủa PbCl› trên bề mat Pb sé giam vàtương ứng là mật độ d ng và điện thế anốt tang, kết quả là ion Pb bị ôxi hóa thànhPbOa.

PbO? là một chất bán dẫn, với độ dẫn điện xấp xỉ 16% so với Pb kim loại, và sựhình thành củan diễn ra liên tục, tạo thành lớp màng gắn chặt lên bề mặt của Pb vàkết quả là tạo ra sự thụ động của anốt Nhu vậy, quá trình ăn m n cua Pb tạo ra PbC]›không dẫn điện hay PbO dẫn điện điện tử sẽ được thay bang phản ứng:

2Cl > Clo + 2e (1.17)Trong trường hop nay, hệ Pb/PbOs sẽ phan ứng như một anốt tro khic d ng điquan sẽ liên tục ôxi hóa ion Cl thành ClzŸ và ôxi hóa H;O thành O27:

2H20 — O› + 4H" + 4e (1.18)Như vậy khi bảo vệ catốt trong môi trường nước biến trên anốt tro chỉ xảy raphản ứng (1.17) và (1.18).

Vật liệu ôxít sắt từ để chế tạo anốtc các tính chất điệnh a phù hợp, công nghệchê tạo đơn giản và đảm bảo được nguyên liệu đầu vào cho công tác nghiên cứu.

1.5.4 Phương pháp chế tạo anốt từ vật Hệu éxit sat từAnốt trên cơ sở ôxít sat từ,c 3 phương pháp chế tao; đúc, phun phủ plasmavà luyện kim bột Trong d , phương pháp nau đúc hiện nay vẫn đang được thé giới ápdụng để sản xuất anốt ôxít sắt từ công nghiệp Tuy nhiên, do nhiệt độ n ng chảy củaôxít sắt từ khá cao ~ 1600 °C, nên không kinh tế, mặt khác ôxít sắt từ đúc rất cứng,kh gia công, việc tạo lớp dẫn điện cũng như kết nối với cáp dẫn điện rất phức tạp

Phương pháp phun phủ plasma: Oxit sat từ được phun trực tiếp lên kim loại nền(Ti, Zr, Ta, Nb ) trong điều kiện c khí bao vệ và nhiệt độ cao (950 + 1400)°C,phương pháp nảy đ ¡ hỏi thiết bị, công nghệ đắt tiền, yêu cầu nghiêm ngặt về quy trìnhchế tạo và chất lượng của nguyên liệu bột đầu vào

Phương pháp chế tạo bằng công nghệ luyện kim bột đã được một số tác giả đềxuất ứng dụng công nghệ luyện kim bột để chế tạo nhưng chưa ghi nhận được sự 6nđịnh các thông số trong công nghệ chế tạo

Qua khảo sát về vật liệu và công nghệ chế tạo anốt cho hệ thống ICCP cũngnhư hiệu quả sử dụng của chúng trong thực tế Dé tài nghiên cứu các thông số chínhảnh hưởng đến quá trình chế tạo trên cơ sở vật liệu ôxít sắt từ, áp dụng công nghệ vậtliệu bột để chế tạo loại anốt này c thể đảm bảo về nguyên liệu đầu vào cũng như côngnghệ trong điêu kiện Việt Nam.

1.6 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước1.6.1 Tình hình nghiên cứu trên thê giới

Bảo vệ catốt được phát minh đầu tiên là Humphrey Davy năm 1824 như là mộtphương thức kiểm soát ăn m n trên những con tàu hai quân Anh.N_ trở nên pho biếntừ năm 1930 bởi Gulf Coast ở Mỹ, nơi thường dùng kiểm soát ăn m n của các ống hy-drocacbon áp suât cao (chứa khí tự nhiên và xăng).

Nhà sáng chế A J Giuffrida đã nghiên cứu “Anode chì bền h a magnetite”(magnetite-stabilized lead anode) được công bố năm 1966 số US Patent 3,294,667[10] Sang ché nay phat triển dựa trên anốt Pb-Pt sử dụng trong dung dịch điện ly cchứa Cl Dé khắc phục hạn chế của anốt Pb (PbO2/Pb) khi sử dung trong môi trườngc ion Cl và giá thành của loại anốt Pb-Pt cao, tác giả A J Giuffrida đã nghiên cứu sửdụng magnetite (FeaO4), do riêng một mình FezOa thỏa mãn là vật liệu anót vi tinh dẫnđiện cao va tính không thâm Cl và các tác nhân ôxi h a khác được giải ph ng trongquá trình điện phân anot

Công nghệ bảo vệ catốt được nghiên cứu và triển khai nhiều ở các nước pháttriển như Mỹ, Châu Âu, Liên bang Nga và hiện c_ một số công ty chuyên hoạt độngtrong lĩnh vực này như WWI, Impalloy, Active CP Tuy nhiên, các công nghệ va sảnphẩm của nước ngoài thường mang tính thương mại, tài liệu công nghệ kh tiếp cận,các sô liệu kỹ thuật cân được khảo nghiệm trong điều kiện Việt Nam.

1.6.2 Tình hình nghiên cứu trong nướcỞ nước ta, bảo vệ catốt đã được sự quan tâm nghiên cứu của một số cơ sở khoahọc và công nghệ và trường đại học như: Trung tâm Nhiệt đới Việt-Nga, Khoa Cơ khí- Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh

Bài báo của tác giả Nguyễn Hồng Dư, Lưu Phương Minh và Nguyễn TrọngHiệp “Khảo sát một số tính chất điện h a của anốt magnetit được chế tao theo phươngpháp luyện kim bột” được công bố trên tạp chi Khoa hoc và Công nghệ Nhiệt đới số 1năm 2012 Qua kết quả nghiên cứu phân tích XRD bột nguyên liệu và mẫu anốt chếtạo băng công nghệ luyện kim bột sau khi thiêu kết, cho thấy trong phô của anốt ngoàiôxít sắt FesO4 c n xuất hiện peak đặc trưng c cường độ mạnh của Wustite (FeO).Nguyên nhân là do trong quá trình thiêu kết ở nhiệt độ cao, các chất khử c trongthành phần hỗn hợp chế tạo anốt đã khử một phan Fe3O« thành FeO.

Tác giả Lưu Phương Minh, Nguyễn Hồng Dư và Nguyễn Trọng Hiệp Nghiêncứu “Ứng dụng công nghệ luyện kim bột trong chế tạo điện cực magnetite (FesOa)làm anốt trong hệ thống bảo vệ catốt d ng điện ngoài” được công bố tại Hội nghịKhoa học và Công nghệ cơ khí toàn quốc lần thứ 3 tại Hà Nội vào tháng 04 năm 2013

Kết quả nghiên cứu, tác giả đã chế tạo, thử nghiệm loại vật liệu sử dụng làm anốt trong

hệ thống bảo vệ catốt d ng điện ngoài chống ăn m n kết cấu thép trong môi trườngNaCl trên cơ sở magnetite, băng phương pháp luyện kim bột, đáp ứng yêu cau vật liệuanôt trơ cho hệ thông bảo vệ catôt d ng điện ngoài trong môi trường nước biên.

Bài nghiên cứu của Võ Ngọc Yến Phương: “Chế tạo điện cực Anode băng vậtliệu Magnetite ứng dụng trong hệ thống bảo vệ Catốt d ng điện ngoài chống ăn m ncông trình biển”, Thạc sĩ, Trường Đại học Bách khoa TP.Hồ Chí Minh, 2010 Tác giảđã thực nghiệm chế tạo anốt magnetite bằng phương pháp luyện kim bột để xác địnhthành phan chi trong anốt

1.7 Tink cap thiệt của dé tai

Xuat phat tu những uu điểm của hệ thống ICCP với các thiết bị, vật tư được lắp

đặt và sử dụng cho từng kết cau thép cụ thể, tạo nên sự phân cực catốt cho phép trongmôi trường nước (hoặc đất) ở mức độ phù hợp với nhiệm vụ tăng tudi thọ của kimloại, tăng tuôi thọ của kết cau Vi vậy việc nghiên cứu, lĩnh hội và năm bắt công nghệdé ứng dụng công nghệ vào sản xuât là rat cân thiệt.

Anốt là thành phần chính quyết định chất lượng hiệu quả và giá thành của hệthống ICCP Vì vậy, nghiên cứu về các thông số chính ảnh hưởng đến chế tạo anốt

giúp ôn định trong quá trình chế tạo anóốt là nội dung rất quan trọng Đối với hệ thốngICCP, các anốt tro với kích thước nhỏ gọn, tuổi tho cao ngày càng thé hiện rõ ưu thếvà triên vọng sẽ thay thê hoàn toàn các vật liệu anôt tan.

Theo nghiên cứu tong quan, một số nhà nghiên cứu đã chế tạo anốt từ vật liệuôxít sat từ băng công nghệ luyện kim bột nhưng các van dé liên quan trong công nghệchế tạo chưa được giải quyết một cách đồng bộ về mặt phương pháp và công nghệ, cónhiều thông số chính ảnh hưởng đến chế tạo điện cực anốt từ vật liệu này cần được xácđịnh đê nâng cao hiệu quả cho việc chê tạo điện cực nâng cao tính năng của hệ thông.

1,85 Mục tiêu của luận vấnMục tiêu của luận văn này là nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệchính của quá trình chế tạo anốt từ vật liệu ôxít sắt từ (FeaOa) bang cong nghé luyénkim bột dé dam bảo độ bền của anốt sử dụng trong hệ thống bảo vệ điện h a chống ănmòn kết câu thép trong môi trường biên.

1.9 Nội dung thực hiện luận vẫn- Nghiên cứu tong quan vẻ hệ thống bảo vệ catốt d ng điện ngoài.- Nghiên cứu lý thuyết công nghệ luyện kim loại bột

- Nghiên cứu quy trình chế tạo anót từ vật liệu ôxít sat từ.- Xác định các thông số công nghệ chính của quá trình chế tạo ảnh hưởng tới độbền nén của anốt trên cơ sở kiểm tra mật độ d ng đạt yêu cau

- Toi uuh a các thông sô công nghệ chính ảnh hưởng đên độ bên nén của anot.1,10 Phương phán nghiên cửu

- Phương pháp tổng quan tải liệu về:+ Vật liệu ôxít sắt từ

+ Công nghệ luyện kim bột.- Các phương pháp phân tích xác định thành phan, cấu trúc, cơ - lý - hóa tínhcủa vật liệu bột.

- Quy hoạch thực nghiệm và tối ưuh a.- Nghiên cứu thực nghiệm và kết luận dựa trên kết quả

CHƯƠNG 2 CO SO CÔNG NGHE CHE TẠO ANOT TU VAT LIEU

ÔXÍT SAT TU2.1 Vật liệu ôxít sắt từ (FesOs)

2.1.1 Cấu trúc của tinh thé

Theo [10] trong các quá trình điện phân, thấm tach băng điện phân va trong lĩnhvực bảo vệ catét, yếu tố quan trọng hàng đầu — đặc biệt là khi anốt tiếp xúc với dungdịch điện ly c chứa ion Cl — quyết định việc lựa chọn vật liệu thích hợp dé chế tạo

anốt Trong các quá trình này một số ít vật liệu được biết đến để chế tạo anốt một cách

hiệu quả vì hầu hết các vật liệu, khi hoạt động như một anốt dé bị ăn m n mạnh do O2và Cla thoát ra ở anốt Nếu chỉ tinh chat h a học của kim loại được quan tâm trong lựachọn một vật liệu anốt thích hop, các kim loại thuộc nh m Pt sẽ là lựa chọn phổ biếndo khả năng chống ăn m n cao Tuy nhiên, do giá thành cao nên hạn chế việc sử dụngrộng rãi.

Cũng theo [I0] Pb được sử dụng như là anốt và giá thành rẻ, đặc biệt khi sử

dụng trong môi trường axit sulfuric Trong quá trình anốt bề mặt của Pb bị ôxi h athành PbOa bền h a học với độ dẫn điện cao Nhu vậy hệ PbOz/Pb là một anốt lýtuong—c một lớp phủ PbO› trên bề mặt tiếp xúc với lớp Pb bên dưới và được tái tạonếu c sự gián đoạn xảy ra trên lớp phủ PbOz Tuy nhiên, khi anốt được sử dụng trongmôi trường c ion Cl, lớp màng PbO> không thé được duy trì trên bề mặt Pb; do cácion Cl thâm nhập vào lớp màng PbOa và hình thành một lớp không dẫn điện PbCl› trênlớp Pb nền ở dưới Điều nay làm cho lớp PbO? bị cách ly khỏi lớp Pb nền Trong điềukiện này, nhận thấy rằng ở mật độ d ng không đối, điện thé rơi tăng nhanh ch ng, vàkết quả là anốt bị tan Dé khắc phục nhược điểm đ một số nghiên cứu đã đưa raphương pháp chế tạo những điện cực kép loại lớn trong d Pt hoặc những kim loại trođược gan lên bề mặt vật liệu Pb nền Khi sử dụng trong môi trường c chứa Cl, đầutiên lớp màng PbCl› được hình thành, sau đ n nhanh ch ng bị thay thé bởi PbO2 bềnđược hình thành ở bề mặt tiếp xúc giữa Pb và Pt Kim loại Pt trên bề mặt của anốt Pbhoạt động như những mam cho việc hình thành PbOa ở vùng lân cận của Pt Khi PbO2hoan toàn phủ kín bề mặt của Pb, chic phản ứng anốt là ôxi hóa ion Cl thành khí Cl.

Vai tr của ôxít sắt từ trong anốt như Ag hoặc Pt trong anốt Pb, ôxít sắt từ thúcđây việc hình thành và gan chặt lớp PbO> trên bề mặt làm việc của anốt

Qua kết quả nghiên cứu [11,18] thì việc chế tạo anốt từ vật liệu ôxít sắt từ(Fe3Ox) từ công nghệ luyện kim bột đáp ứng tốt cho hệ thống bảo vệ catốt bang d ngđiện ngoài.

2.1.2 Phương pháp nghiên cứu cầu trúc vật liệu kim loại bật- Vĩ mô (bang mắt hoặc kính lúp) quan sát mặt gãy cho phép đánh giá sơ bộ vàchất lượng liên kết hạt bột, nhiệt độ và thời gian thiêu kết đã đảm bảo chưa

- Vi mô (kính hiển vi kim tương, kính hién vi điện tử, micro zonde ) cho phép

phân tích t6 chức nền kim loại, các pha, lỗ xốp

2.1.3 Sự biến đôi và On định của ôxÍt sắt từOxit sắt từ dé bị ôxi h a trong không khí thành maghemite (y-Fe2O3) [14] theophương trình:

4Fe304 + Or = 6y-Fe2O3 (2.1)

Ở nhiệt độ lớn hơn 300°C, ôxít sắt từ bị ôxi h a thành hematite (a-Fe2O3) Dod , khi thiêu kết anốt dé đạt được FezOa, người ta sử dụng phương pháp thiêu kết trongmồi trường chân không.

3,1,4 Phương phap tạo bật kim loại- Phương pháp cơ học: đập, nghiền (đối với kim loại gi n và không quá cứng),nhược điểm: năng suất thấp, c thể đưa tạp chất vào Thiết bị nghiền bao gồm: máynghiền rung, máy nghiền lắc, máy nghiền búa đập, máy nghiền hành tinh, nhưngpho biến nhất vẫn là loại máy nghiên bi tang trong

- Phương pháp h a lý: ray phân loại các loại hạt c kích thước khác nhau Vidạng hạtc kích thước lớn thì diện tích bề mặt lớn tiếp xúc với không khí tạo thànhôxít Xử lý bang cách ép bánh va sau đ cho vào kim loại lỏng rồi hoan nguyên từ ôxítkim loại hay hợp chất của n Chat dùng dé hoàn nguyên H2, CHa, than cốc, bé h ng,than gỗ Lưu ý bảo quản bột kim loại trong lọ thủy tỉnh khô, đuôi không khí băng cồn

sạch, đ ng băng nút nhám, đồ praffin

- Phương pháp phun vật liệu lỏng: Bản chất của phương pháp phun vật liệulỏng là sự phân tách d ng vật chất lỏng trong quá trình phun bằng động năng áp suấtcao (khí hoặc chất lỏng) hoặc phun cơ học d ng vật liệu lỏng vào môi trường lỏng.Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi để sản xuất các kim loại và hợp kim có nhiệtđộ n ng chảy dưới 1600°C, bột nhận được kích thước nhỏ nhất từ 10 đến 20m, muốnnhỏ hơn phải kết hợp với nghiền Thông thường bột kim loại nhận được bằng phươngpháp phun bị lẫn nhiều ôxi ở dạng ôxít kim loại Chính vi vậy bột nhận được cần phảitiếp tục ủ hoàn nguyên trong môi trường khí hydro nhằm hoan nguyên các mang ôxítvà nâng cao tính công nghệ của bột.

- Phương pháp điện phân: điện phân trong dung dịch nước hay trong dung dịchmuối n ng chảy Các yếu tổ co bản như mật độ d ng điện, nhiệt độ, nông độ axít,nông độ dung dịch điện phân c ảnh hưởng lớn tới kích thước, thành phan cấp hạt vàcau trúc của bột điện phân Phương pháp này c_ rất nhiều ưu điểm độ sạch cao, tính éptốt, khả năng thiêu kết tốt, sản phẩm nhận được c_ lý tinh 6n định Phương pháp nàymang lại hiệu quả kinh tế, ở mọi quy mô sản xuất lớn cũng như bé, c thé sử dụngnguyên liệu ban đầu c chứa nhiều tap chất, sản pham nhận được c lý tính hầu như

không đổi, đặc biệt là bột sắt Phương pháp này c thể nhận được bột các loại như: Cu,Ag, Fe, Zn, Ni, và một số kim loại hiém khác cũng như hợp kim của chúng.

2.1.5 Tính chất vật lýTính chất vật lý của vật liệu kim loại bột là hình thù, kích thước, thành phần cấphạt, diện tích riêng bề mặt, ty trọng và độ cứng Trong đ hình dáng bột phụ thuộchoàn toan vào phương pháp sản xuất ra chúng Vật liệu bộtc các loại hình dạng: hình

cầu, vay, manh, dia, khuyét tật, dây Hình dáng cua bột kim loại bi thay đổi néu sau

khi sản xuất chúng được đem ủ và nghiền nhỏ Bột kim loại sản xuất bằng nhiềuphương pháp khác nhau thì kích thước hạt nhận được cũng khác nhau Kích thước hạtvà thành phần cấp hạt c thể được xác định bằng phương pháp khác nhau: phươngpháp hiển vi, phương pháp ray, Tỷ trọng của hạt kim loại cũng phụ thuộc vào kíchthước và hình dạng hạt, độ 26 ghé của bề mat hạt

2.1.6 Tính chất hóa họcThành phan h a học của bột ôxít sat từ phụ thuộc vào nguyên liệu ban đầu vàphương pháp sản xuất bột kim loại Hàm lượng của kim loại cơ bản và tạp chất phụthuộc vào công nghệ sản xuấtn Để phân tích, xác định hàm lượng vật liệu cơ bản vatạp chất của các vật liệu bột sử dụng các phương pháp phân tích thông thường đối vớicác vật liệu đặc, việc xác định ôxi chứa trong kim loại thường sử dụng phương phápnung bột trong môi trường hydro khô, sự giảm trọng lượng của các bột kim loại xácđịnh được hàm lượng 6xi chứa trong bột kim loại đ

Ngoài Oxi ra, ở dạng ôxít c n tổn tại các dang tạp chất khác (khí hấp thụ trongquá trình tạo bột kim loại), hàm lượng tap chất khí lớnc độ gi n cao làm ảnh hưởngđến khả năng ép của bột Cho nên, nếu vật liệu bột kim loại chứa nhiều khí hấp thu thìphải xử lý vật liệu kim loại bột trong chân không hoặc trong môi trường khí trơ bảo vệ.

2.1.7 Tính chất công nghệ

„

SOR OF ÿ VU AS Feces CS À nấy Al Fy A 'F fF À S Se eww Sv eten es SY SS MLW NN TUẦN eye sv eeowewa bà ea NA A3 Sowoe F owes

ty s3 s s3

Khối lượng đong là khối lượng của một thê tích vật liệu bột được đong tự do, là

sự điền day thực tế của vat liệu trong thể tích d

Khối lượng đong càng lớn, hạt vật liệu bột càng nhỏ, các hạt vật liệu bột càng

xít chặt hơn và hình dạng của chúng càng chuẩn hon

Khi bề mặt hạt vật liệu bột hat không phang, g6 ghê sẽ gây cản trở sự chuyền

động tương đối của các hạt vật liệu hạt nên sẽ c tỷ khối đong Cấp kích thước hạt c

sự ảnh hưởng lớn tới tỷ khối đong của vật liệu bột

Tỷ khối đong được xác định:

Trong đ :

Mi: Khối lượng bình chuẩn (g)Mb: Khối lượng bình chuẩn vật liệu bột (g)V: Thể tích của bình chuẩn (cm?)

Thể tích đong được xác định theo công thức:

Và = + (cm?/g) (2.3)

d

2.1.7.2 Tinh chay cua vat liéu botTính chảy cua vat liệu bột được đặc trưng bởi tốc độ chảy của vật liệu bột qualỗ hình c_ đường kính nhất định trong thời gian ép

Tính chảy vật liệu bột phụ thuộc vào các yếu tố như:- Ma sát và môi liên ket giữa các hạt vật liệu bột, can trở quá trình chuyên dichcủa các hạt vật liệu bột trong khi ép.

- Độ âm của vật liệu.- Độ nhám bề mặt.2.1.7.3 Tinh lèn chặt, tính tạo hình của vật liệu bộta Tinh len chặt

Biéu thi kha nang biến đối mật độ ban đầu của vật liệu bột trong quá trình ép