HÓA lý SILICAT chuong6

HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ SILICAT Hồ Thị Ngọc Sương Các silicat trạng thái vô định hình • Các silicat trạng thái phân tán cao • Cơ sở lý thuyết trình nhiệt độ cao • Biểu đồ pha hệ cấu tử • Biểu đồ pha hệ hai cấu tử • Chương Chương Chương Chương Chương Chương NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH Chương ( tiết) Biểu đồ pha hệ hai cấu tử 6.1 CÁCH LẬP BIỂU ĐỒ 6.2 CÁC HỆ HAI CẤU TỬ ĐIỂN HÌNH 6.3 MỘT SỐ HỆ HAI CẤU TỬ ĐIỂN HÌNH TRONG THỰC TẾ 6.1 CÁCH LẬP BIỂU ĐỒ  Trục tung: Biểu diễn nhiệt độ (0K, 0C)  Trục hoành: Biểu diễn thành phần cấu tử ( % khối lượng % mol)  Hệ M: điểm giao đường nhiệt độ tỉ lệ % hai cấu tử 6.2 CÁC HỆ HAI CẤU TỬ ĐIỂN HÌNH • Xem hình 6.2 • Hệ SiO2 – ZrO2 • Hệ CaO – SiO2 6.3.4 6.3.3 6.3.2 6.3.1 • Hệ SiO2 – Na2O 6.3 MỘT SỐ HỆ HAI CẤU TỬ ĐIỂN HÌNH TRONG THỰC TẾ • Hệ Al O – SiO 6.3.1 Hệ Al2O3 – SiO2 Gạch ngói  TP hóa: SiO2 45 – 75%, Al2O3 – 28% Ngoài : Fe2O3 -15% , CaO 0,5 – 2,5%, MgO – 4%, Na2O + K2O 0,3 – 5%  Nguyên liệu: - Các loại đất sét - Phụ gia: chất hoạt tính bề mặt, than, xỉ, samot, oxit màu…  Quy trình: SV tìm hiểu  Pha thủy tinh, pha tinh thể mullit, quartz 6.3.1 Hệ Al2O3 – SiO2 Gạch chịu lửa samot Al2O3: 28 – 45% Quy trình: SV tìm hiểu Đất sét đóng vai trò chất liên kết Thành phần pha: thủy tinh, tinh thể mullite, quartz tridymite Tùy vào hàm lượng Al2O3 người ta có tên gọi khác như: samot – mullite, mullite, mullite – corund, corund 6.3.2 Hệ SiO2 – Na2O  Hệ có ba hợp chất hóa học: N2S, NS, NS2  Hệ có ý nghĩa công nghệ sản xuất thủy tinh lỏng 6.3.2 Hệ Thủy tinh lỏng SiO2 – Na2O  Thủy tinh Na2O.nSiO2 bị hòa tan nước  Sản xuất: • Phương pháp khô: - Nấu phối liệu cát quartz + soda (hoặc sunfat natri) nhiệt độ 1100 – 1200 0C - 7200C phản ứng pha rắn mạnh - 8200C hỗn hợp phân hủy gần hoàn toàn  Làm nguội nhanh frit nghiền, nấu với nước  thủy tinh lỏng • - Phương pháp ướt: Nấu cát + NaOH lỏng nồi áp suất 10 – 12 at, nhiệt độ 120 -125 C 6.3.2 Hệ SiO2 – Na2O  Ứng dụng: - CN SX giấy ( chất làm nhão giấy) - Chất kết dính vô - Chất tạo nhũ tương - Chất tẩy rửa công nghiệp - Chất làm bền huyền phù gốm sứ… Thủy tinh lỏng 6.3.2 Hệ Khả kết dính thủy tinh SiO2 – Na2O lỏng  Trộn nước, hòa tan sau: + Na2SiO3 + H2O = Na + OH + NaHSiO3 + NaHSiO3 + H2O = Na + OH + H2SiO3 Na2Si2O5 + 2H2O = 2NaOH + H2Si2O5  Các axit H2SiO3 , H2Si2O5 polymer, nước chúng tạo cấu trúc gel có tính kết dính 6.3.2 Hệ Khả kết dính thủy tinh SiO2 – Na2O lỏng  Độ bền chất kết dính thủy tinh nước thay đổi theo nhiệt độ  Ở 2000C, gel silic nước, tạo mạch polymer có tính kết dính  500 - 6000C: bền uốn giảm biến đổi thù hình  8000C: bền uốn lại đạt cực đại, chất kết dính nóng chảy tạo pha lỏng, lập lại lk polymer, thể tích mẫu biến đổi  1100 - 12500C: độ bền mẫu giảm, thể tích tăng mạnh 6.3.3 Hệ CaO – SiO2 Đặc điểm  Có hợp chất CS, C3S2, C2S C3S: • 0 C3S tạo thành t ≥ 1250 C, phân hủy 2079 C • C3S2 phân hủy 1455 C  Ứng dụng công nghệ sản xuất clinker xi măng pooc lăng (C2S C3S khoáng chính, hoạt tính thủy lực mạnh) 6.3.4 Hệ SiO2 – ZrO2 Khoáng zircon ( silicat zircon)  Tồn tại: cát sa khoáng màu đen ven biển  ZrSiO4 không bền, phân hủy nóng chảy  Có hệ số dãn nở nhiệt thấp, dãn nở đều, không biến đổi đột ngột  Dùng pigment  Nấu frit, ZrSiO4 hòa tan frit kết tinh lại bề mặt men làm nguội 6.3.4 Hệ SiO2 – ZrO2 Oxit zircon (ZrO2)  Tồn tự nhiên, tên khoáng baddeleid  Có ba dạng thù hình: Một nghiêng ( bền t< 17000C) Bốn phương ( bền 1170 – 23000C) Lập phương ( bền 2300 - 27000C) .Một nghiêng  bốn phương: thể tích tăng 6% .Biến đổi thù hình áp suất thay đổi 6.3.4 Hệ SiO2 – ZrO2 Oxit zircon (ZrO2)  Vật liệu oxit ZrO2 kết khối: - Độ bền cơ, độ chịu lửa, độ bền hóa cao vật liệu ceramicLàm VLCL, vật liệu mài cao cấp, vật liệu cấy ghép y sinh… - Có tính dẻo nhiệt độ cao, chịu mài mòn tốt làm vật liệu cắt gọt nhiệt độ cao Vật liệu sở ZrO2 Ổn định ZrO2  ZrO2 lập phương bền nhiệt độ thường gọi ZrO2 làm bền ổn định  Ổn định có chất khoáng hóa ổn định  SiO2 chất làm bền ZrO2 lập phương  Vật liệu có độ bền uốn cao  Khi thêm -9%MgO vào ZrO2  phương ( MgO, CaO tác dụng làm bền) vật liệu oxit zircon kết khối, bền dạng lập HẾT CHƯƠNG [...]... khối: - Độ bền cơ, độ chịu lửa, độ bền hóa cao nhất trong vật liệu ceramicLàm VLCL, vật liệu mài cao cấp, vật liệu cấy ghép y sinh… - Có tính dẻo ở nhiệt độ cao, chịu mài mòn tốt làm vật liệu cắt gọt ở nhiệt độ cao Vật liệu trên cơ sở ZrO2 Ổn định ZrO2  ZrO2 lập phương bền ở nhiệt độ thường gọi là ZrO2 được làm bền hoặc ổn định  Ổn định khi có chất khoáng hóa ổn định  SiO2 là chất làm bền ZrO2... 1250 C, phân hủy ở 2079 C • 0 C3S2 phân hủy ở 1455 C  Ứng dụng trong công nghệ sản xuất clinker xi măng pooc lăng (C2S và C3S khoáng chính, hoạt tính thủy lực mạnh) 6.3.4 Hệ SiO2 – ZrO2 Khoáng zircon ( silicat zircon)  Tồn tại: trong cát sa khoáng màu đen ven biển  ZrSiO4 không bền, phân hủy khi nóng chảy  Có hệ số dãn nở nhiệt thấp, dãn nở đều, không biến đổi đột ngột  Dùng như pigment  Nấu frit,