HÓA lý SILICAT chuong6

HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ SILICAT HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ SILICAT Hồ Thị Ngọc Sương... MỘT SỐ HỆ HAI CẤU TỬ ĐIỂN HÌNH TRONG THỰC TẾ... CÁCH LẬP BIỂU ĐỒTrục tung: Biểu diễn nhiệt độ 0K, 0C Trục hoàn

HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ

SILICAT

HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ

SILICAT

Hồ Thị Ngọc Sương

NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH

• Silicat ở trạng thái tinh thể

Chương 1

• Các silicat ở trạng thái vô định hình

Chương 2

• Các silicat ở trạng thái phân tán cao

Chương 3

• Cơ sở lý thuyết quá trình nhiệt độ cao

Chương 4

• Biểu đồ pha hệ một cấu tử

Chương 5

• Biểu đồ pha hệ hai cấu tử

Chương 6

Chương 6 ( 4 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 các cấu

tử ( % khối lượng hoặc % mol)

Hệ M: điểm giao đường nhiệt độ và tỉ lệ %

của một trong hai cấu tử

6.2 CÁC HỆ HAI CẤU TỬ ĐIỂN HÌNH

• Xem hình 6.2

6.3 MỘT SỐ HỆ HAI CẤU TỬ ĐIỂN HÌNH

TRONG THỰC TẾ

6.3.1 •Hệ Al2O3 – SiO2

6.3.2 •Hệ SiO2 – Na2O

6.3.3 •Hệ CaO – SiO2

6.3.4 •Hệ SiO2 – ZrO2

TP hóa: SiO 2 45 – 75%, Al 2 O 3 8 – 28%

Ngoài ra : Fe 2 O 3 2 -15% , CaO 0,5 – 2,5%,

MgO 0 – 4%, Na 2 O + K 2 O 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 chính là thủy tinh, pha tinh thể chính là mullit, quartz

6.3.1 Hệ

 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 và tridymite

 Tùy vào hàm lượng Al2O3 người ta có tên gọi khác như: samot – mullite, mullite, mullite – corund, corund.

6.3.1 Hệ

lửa samot

Hệ có ba hợp chất hóa học: N 2 S, NS, NS 2

Hệ có ý nghĩa trong công nghệ sản xuất thủy tinh lỏng

Thủy tinh Na 2 O.nSiO 2 bị hòa tan trong nước.

Sản xuất:

• Phương pháp khô:

- Nấu phối liệu cát quartz + soda (hoặc sunfat

natri) ở nhiệt độ 1100 – 1200 0 C

- 720 0 C phản ứng pha rắn mạnh

- 820 0 C hỗn hợp phân hủy gần như hoàn toàn

 Làm nguội nhanh frit nghiền, nấu với nước  thủy

tinh lỏng

• Phương pháp ướt:

- Nấu cát + NaOH lỏng trong nồi áp suất 10 – 12 at,

nhiệt độ 120 -125 0 C

6.3.2 Hệ

Ứng dụng:

- CN SX giấy ( chất làm nhão giấy)

- Chất kết dính vô cơ

- Chất tạo nhũ tương

- Chất tẩy rửa công nghiệp

- Chất làm bền huyền phù gốm sứ…

6.3.2 Hệ SiO2 – Na2O Thủy tinh lỏng

Trộn nước, hòa tan như sau:

Na 2 SiO 3 + H 2 O = Na + + OH - + NaHSiO 3

NaHSiO 3 + H 2 O = Na + + OH - + H 2 SiO 3

Na 2 Si 2 O 5 + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 Si 2 O 5

Các axit H 2 SiO 3 , H 2 Si 2 O 5 là những polymer, khi mất nước chúng tạo cấu trúc gel có

tính kết dính.

6.3.2 Hệ

SiO2 – Na2O

Khả năng kết dính của thủy tinh lỏng

Độ bền cơ chất kết dính thủy tinh nước thay đổi theo nhiệt độ

Ở 200 0 C , gel silic mất nước, tạo mạch polymer

có tính kết dính

500 - 600 0 C: bền uốn giảm do biến đổi thù hình

800 0 C: bền uốn lại đạt cực đại, chất kết dính

nóng chảy tạo pha lỏng, lập lại lk polymer, thể tích mẫu biến đổi ít

1100 - 1250 0 C : độ bền mẫu giảm, thể tích tăng mạnh

6.3.2 Hệ

SiO2 – Na2O

Khả năng kết dính của thủy tinh lỏng

Có 4 hợp chất CS, C 3 S 2 , C 2 S và C 3 S:

• C 3 S tạo thành t ≥ 1250 0 C, phân hủy ở

2079 0 C

• C 3 S 2 phân hủy ở 1455 0 C

Ứng dụng trong công nghệ sản xuất clinker xi măng pooc lăng (C 2 S và C 3 S khoáng chính, hoạt tính thủy lực mạnh)

6.3.3 Hệ

Tồn tại: trong cát sa khoáng màu đen ven biển

ZrSiO 4 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, ZrSiO 4 sẽ hòa tan trong frit và kết tinh lại trên bề mặt men khi làm nguội.

6.3.4 Hệ

( silicat zircon)

Tồn tại trong tự nhiên, tên khoáng baddeleid

Có ba dạng thù hình:

1 Một nghiêng ( bền khi t< 1700 0 C)

2 Bốn phương ( bền 1170 – 2300 0 C)

3 Lập phương ( bền 2300 - 2700 0 C)

Một nghiêng  bốn phương: thể tích tăng 6%

Biến đổi thù hình khi áp suất thay đổi

6.3.4 Hệ

(ZrO 2 )

Vật liệu oxit ZrO 2 kết 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

6.3.4 Hệ

(ZrO 2 )

ZrO 2 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

SiO 2 là chất làm bền ZrO2 lập phương

Vật liệu có độ bền uốn rất cao

Khi thêm 3 -9%MgO vào ZrO 2  vật liệu oxit zircon kết khối, bền dạng lập phương ( MgO, CaO tác dụng làm bền)

Vật liệu trên

HẾT CHƯƠNG 6