Đang tải... (xem toàn văn)
vật liệu gốm sứ được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hằng ngày, với nhu cầu thì trường, yêu câu cao của người tiêu dung đòi hỏi nhà sản xuất phải chế tao vật liệu nhiều ưu việt để cạnh tranh với các nhà cung cấp trong và ngoài nước
1 NỘI DUNG CHƯƠNG MỘT: TRẠNG THÁI THỦY TINH VÀ CẤU TRÚC THỦY TINH SILICAT CHƯƠNG HAI: QTCN SX THỦY TINH CHƯƠNG BA: GiỚI THIỆU GỐM THỦY TINH TRẠNG THÁI THỦY TINH VÀ CẤU TRÚC THỦY TINH SILICAT KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TRẠNG THÁI THỦY TINH Chấp nhận định nghĩa tương đối dễ hiểu: “Thủy tinh sản phẩm vơ nóng chảy làm q lạnh đến trạng thái rắn mà khơng kết tinh” KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TRẠNG THÁI THỦY TINH (tt): Một vật thể thủy tinh điển hình có đặc điểm sau: 1- Có tính đẳng hướng (cấu trúc đồng trạng thái thủy tinh) 2- Khi bị đốt nóng, thủy tinh khơng có điểm nóng chảy vật thể kết tinh mà bị mềm dần, chuyển từ trạng thái dòn sang trạng thái dẻo có độ nhớt cao cuối chuyển thành trạng thái lỏng giọt Ngồi độ nhớt có nhiều tính chất khác thay đổi liên tục 3- Có thể nóng chảy đóng rắn thuận nghịch 4- Dự trữ lượng vật thể trạng thái thủy tinh cao trạng thái tinh thể, điều kiện nhiệt độ thuận lợi vật thể thể thường có khuynh hướng chuyển trạng thái tinh thể ©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc Thomson Learning™ is a trademark used herein under license BIỂU ĐỒ TÍNH CHẤT-NHIỆT ĐỘ CỦA ………………………… THỦY TINH ©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc Thomson Learning ™ is a trademark used herein under license ĐỘ NHỚT VÀ Q TRÌNH TẠO THỦY TINH: Khơng phải chất đem làm q lạnh dễ dàng tạo thủy tinh Những chất lỏng tạo thủy tinh làm q lạnh thường có độ nhớt tăng nhanh liên tục (tới 1014pz) theo chiều giảm nhiệt độ Những chất lỏng dễ kết tinh, có độ nhớt tăng chậm làm lạnh khoảng nhiệt độ trước nhiệt độ kết tinh => độ nhớt hỗn hợp nóng chảy yếu tố đặc trưng cho khả chuyển thành trạng thái thủy tinh ĐỘ NHỚT VÀ Q TRÌNH TẠO THỦY TINH Lực tương tác vai trò cấu trúc ion thủy tinh ©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc Thomson Learning ™ is a trademark used herein under license Hình: ảnh hưởng Na2O đến mạng lưới thủy tinh silica Na+ ion biến tính 10 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH Tạo hình: kéo Thường dùng sản xuất kính dầy – 6mm Có phương pháp kéo tấm: kéo ngang kéo đứng Kéo ngang thơng dụng December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 51 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH Tạo hình: kính pp (“float method”) The float method of forming sheet glass Source: Corning Glass Works •Float glass: fire polished smooth surface no further polishing/grinding 52 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH Tạo hình: kéo ống Một ống trụ rỗng samốt đặt nghiêng quay tròn chậm khối thủy tinh lỏng Thổi khơng khí nén vào ống Thủy tinh lỏng chảy ống thành lớp đặn dịch chuyển xuống phía đến phận máy kéo December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 53 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH Tạo hình: kéo sợi Thủy tinh nóng chảy cho qua hệ thống tạo sợi Pt có lỗ kích thước nhỏ December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 54 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH Xử lý nhiệt Sau tạo hình, nhiệt độ biến đổi khơng vị trí khác làm xuất ứng suất nội Ứng suất vónh viễn ứng suất nảy sinh trình chuyển thủy tinh từ trạng thái dẻo trạng thái dòn, tính linh động thủy tinh biến Ứng suất tạm thời nảy sinh trình tiếp tục làm lạnh thủy tinh trạng thái dòn, thực tế độ linh động thủy tinh không Ứng suất nội tồn sẽ: Làm tăng độ giòn Giảm độ bền cơ, bền nhiệt Nếu vượt q giới hạn (700 KG/cm2) gây nứt vỡ Do cần phải ủ tơi để khắc phục ứng suất nội December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 55 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH Xử lý nhiệt: Ủ Ủ trình gia công nhiệt để làm giảm ứng suất nội thủy tinh đến mức độ cho phép đảm bảo làm việc lâu dài bền vững sản phẩm thủy tinh Ứng suất đo đơn vò học (kG /cm2) đơn vò quang học độ lưỡng chiết (m μ/cm) Ứng suất phá hủy thủy tinh vào khoảng 700kG /cm2 hay 2000 mμ/cm Khi ủ tốt sản phẩm thủy tinh khoảng 0,05 ứng suất phá hủy nghóa 35kG /cm2 hay 100 mμ/cm Trong q trình sản xuất, làm nguội thủy tinh xuống nhiệt độ cần ủ, giữ nhiệt thời gian tiếp tục hạ nhiệt độ Thời gian ủ phụ thuộc vào nhiệt độ ủ, từ vài phút đến vài3, 2016 chục CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH December 56 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH Xử lý nhiệt: Tơi Khi thủy tinh làm nguội đột ngột tạo ứng suất nén lớp ứng suất kéo lớp phân bố đặn làm tăng độ bền học thủy tinh Bề mặt thủy tinh trạng thái ứng suất nén: làm “đóng” vết xước vết nứt nhỏ Thủy tinh vỡ vụn không tạo thành mảnh sắc: thủy tinh an toàn December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 57 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH Xử lý nhiệt: Tơi Thủy tinh có độ bền nén lớn độ bền kéo, nên thủy tinh tơi có độ bền học lớn thủy tinh ủ Thủy tinh tơi vỡ tạo thành hạt vụn khơng sắc cạnh Mãnh vỡ thủy tinh khơng tơi December 3, 2016 Mãnh vỡ thủy tinh tơi CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 58 GiỚI THIỆU GỐM THỦY TINH 60 61 Gốm thủy tinh (Glass Ceramics) Gốm thủy tinh loại vật thể rắn đa tinh thể nhận cách kết tinh đònh hướng thủy tinh Sự kết tinh đònh hướng thực cách gia công nhiệt cách cẩn thận loại thủy tinh có thành phần thích hợp Nhờ gia công nhiệt khối thủy tinh xuất nhiều mầm kết tinh sau mầm phát triển thành tinh thể Gốm thủy tinh loại vật liệu có nguồn gốc thủy tinh khác thủy tinh chỗ có cấu trúc tinh thể Gốm thủy tinh khác vật liệu gốm sứ thông thường tinh thể tạo từ pha thủy tinh đồng thể ban đầu Pha tinh thể gốm thủy tinh có cấu trúc mòn nhiều (số lượng tinh thể đơn vò thể tích lớn, kích thước tinh thể nhỏ) so với gốm thường Những đặc điểm đònh tính chất thủy tinh 62 Các tính chất đặc biệt đạt gốm thủy tinh Rất bền hóa chịu sốc nhiệt tốt (HSDNN thấp) HSDDN cao để tương thích với kim loại Độ bền cao Sử dụng nhiệt độ cao Có tính cảm quang Hằng số điện mơi nhỏ (electronic packaging) Dielectric-breakdown resistance Tính tương thích sinh học … 63 Producing a glassceramic: (a) Cooling must be rapid to avoid the start of crystallization Isothermal and continuous cooling curves for lunar glass (b) The rate of nucleation of precipitates is high at low temperatures, whereas the rate of growth of the precipitates is high at higher temperatures (c) A typical heattreatment profile for glass-ceramics fabrication, illustrated here for Li20-Al203-Si02 glasses 65 ©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc Thomson Learning ™ is a trademark used herein under license [McMillan] Low temperature nucleation step included -> fine grain size Rapid heating to high temperature (875°C) 66 Thermal History Used in Production Melting Ceramization glass-ceramic glass Dr Mark J Davis 67 [...]... thủy tinh và vấn đề tồn tại “cân bằng nội” trong thủy tinh Có 3 thuy t chính: 1 -Thuy t cấu trúc vi tinh: thủy tinh silicat là tập hợp các vi tinh thể, chủ yếu là vi tinh thể SiO2 2- Thuy t cấu trúc polymer: thủy tinh là polymer vơ cơ 3 -Thuy t cấu trúc liên tục, VĐH của Zachariasen: thủy tinh có cấu trúc mạng lưới khơng gian như tinh thể, nhưng khơng đối xứng và tuần hồn 14 CÁC NHÓM TÍNH CHẤT CỦA THỦY TINH. .. NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 36 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH dòng thủy tinh trong lò December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 37 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH nấu thủy tinh: lò bể December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 38 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH nấu thủy tinh: lò bể Clip: sản xuất chai thủy tinh Clip: sản xuất bi thủy tinh trang trí December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 39 ... năng kết tinh phụ thuộc chủ yếu vào nồng độ oxit kiềm (χ, tgδ, η, H, độ bền hóa) hoặc vào nồng độ của một vài cấu tử riêng biệt nào đấy (G, б, η, khả năng kết tinh) 16 CNSX THỦY TINH 18 THỦY TINH DÂN DỤNG December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 19 THỦY TINH BAO BÌ December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 20 THỦY TINH XÂY DỰNG December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 21 THỦY TINH MỸ... XUẤT THỦY TINH quang học, điện … 12 VD thành phần một số loại thủy tinh 13 CẤU TRÚC CỦA THỦY TINH SILICÁT Xét một loại thủy tinh điển hình là thủy tinh silicat Tồn tại rất nhiều thuy t khác nhau về cấu trúc thủy tinh Silicat Một thuy t hoàn chỉnh về cấu trúc thủy tinh cần phải giải thích được: - Khuynh hướng tạo thủy tinh của các chất - Sự giống nhau giữa hàng loạt các tính chất của thủy tinh có thành... 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 22 THỦY TINH ĐIỆN December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 23 PHA LÊ Pha lê là một dạng thủy tinh silicat kali có trộn thêm một lượng ơxít chì II (PbO) và có thể là cả ơxít bari (BaO) khi người ta sản xuất nó December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 24 THỦY TINH PHỊNG THÍ NGHIỆM December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 25 THỦY TINH QUANG HỌC THẤU KÍNH LĂNG... eutectics) 11 PHÂN LOẠITHỦY TINH Phân loại theo thành phần: Thủy tinh đơn ngun tử: chỉ chứa một ngun tố hóa học thuộc nhóm V và VI bảng tuần hồn như As, S, Se, Te Thủy tinh oxít: thành phần chính là các oxít tạo thủy tinh như thủy tinh: Silicat: SiO2 - germanat GeO2 borat: B2O3 photphát: P2O5 Thủy tinh Halogen, Khancon, hỗn hợp… Theo mục đích sử dụng có thủy tinh: dân dụng, bao bì, xây... trong các lò gián đoạn) December 3, 2016 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH 33 Q TRÌNH NẤU THỦY TINH 3 Khử bọt Trong giai đoạn tạo silicat và tạo thủy tinh có rất nhiều sản phẩm khí hình thành sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm thủy tinh sau này Ngồi khí của phối liệu còn có cả khí từ mơi trường lò đi vào thủy tinh Khí nằm trong thủy tinh ở dạng khí hòa tan hoặc ở dạng bọt nhìn thấy được Giai đoạn... đầu hình thành và nóng chảy 32 Q TRÌNH NẤU THỦY TINH 2.Tạo thủy tinh Giai đoạn tạo thủy tinh có nhiệt độ 1150-1200oC Sau khi tạo silicat trong hỗn hợp nóng chảy mới tạo thành còn nhiều hạt cát chưa tan hết Giai đoạn tạo thủy tinh chính là giai đoạn hòa tan các hạt cát đó trong khối silicat nóng chảy So với giai đoạn tạo silicat, giai đoạn tạo thủy tinh xảy ra chậm hơn nhiều vì cát khó tan trong... XUẤT THỦY TINH 26 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH dây chuyền sản xuất Ngun liệu cân Phối liệu Nhập liệu vào lò Nấu chảy Tạo hình December 3, 2016 Xử lý nhiệt CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT THỦY TINH Kiểm tra Thành phẩm 27 NGUN LIỆU CHÍNH Ngun liệu chính: đây là các ngun liệu cung cấp các oxít: axít, kiềm, kiềm thổ để tạo ra các loại thủy tinh cơ bản có những tính chất xác định Các oxít có khả năng tạo thủy tinh: ... SẢN XUẤT THỦY TINH 34 Q TRÌNH NẤU THỦY TINH 4 Đồng nhất Khối thủy tinh lỏng có thể chưa đồng nhất về thành phần hóa học do: Phối liệu khơng đồng đều về cỡ hạt, Ngun liệu phân bố khơng đều trong phối liệu Do bay hơi, phản ứng khơng đồng đều Nhiệt độ các vùng nấu thủy tinh khác nhau Do đó cần phải tiến hành đồng nhất hố tức là làm đồng đều thành phần hóa học của tồn khối thủy tinh Trong ... THỦY TINH VÀ CẤU TRÚC THỦY TINH SILICAT CHƯƠNG HAI: QTCN SX THỦY TINH CHƯƠNG BA: GiỚI THIỆU GỐM THỦY TINH TRẠNG THÁI THỦY TINH VÀ CẤU TRÚC THỦY TINH SILICAT KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TRẠNG THÁI THỦY TINH. .. loại thủy tinh 13 CẤU TRÚC CỦA THỦY TINH SILICÁT Xét loại thủy tinh điển hình thủy tinh silicat Tồn nhiều thuy t khác cấu trúc thủy tinh Silicat Một thuy t hoàn chỉnh cấu trúc thủy tinh cần phải... thủy tinh chất - Sự giống hàng loạt tính chất thủy tinh có thành phần khác - Bản chất biến đổi theo nhiệt độ thủy tinh vấn đề tồn “cân nội” thủy tinh Có thuy t chính: 1 -Thuy t cấu trúc vi tinh: