Vật liệu vô cơ

Trường đại học công nghiệp thực phẩm Môn học: Vật liệu kỹ thuật Đề tài: Vật liệu vô A Vật liệu vô Nội dung 8.1 Khái niệm phân loại 1.Khái niệm 2.Phân loại 8.2 Đặc điểm cấu trúc 8.3 Cơ tính 8.4 Một số vật liệu vơ điển hình Gốm vật liệu chịu lửa Thủy tinh gốm thuỷ tinh Ximăng bêtông Vật liệu sợi vô 8.1 Khái niệm phân loại Khái niệm - Vật liệu vô mãng vật liệu rộng quan trọng, kết hợp nguyên tố phi kim kim loại nguyên tố phi kim với -Các nguyên tố chính: - Kim loại - Silic - Bo - Cacbon - Nito oxy 8.1 Khái niệm phân loại Phân loại - Gốm vật liệu chịu lửa - Thủy tinh gốm thuỷ tinh - Xi măng bêtông 8.2 Đặc điểm cấu trúc Liên kết vật liệu vơ cơ: Liên kết ion liên kết đồng hóa trị Tỷ lệ liên kết ion số hợp chất sau (còn lại liên kết đồng hóa trị): K – O 90% Al – O 60% Mg – O 80% B – O 45% Zn – O 63% Si – O 40% Ti – O 67% C – O 22% Đơn pha (SiO2, gốm đơn oxyt ) Đa pha (hầu hết vật liệu vô cơ): pha tinh thể vơ định hình + pha khí khuyết tật → Đặc điểm tổ chức công nghệ chế tạo định tính vật liệu vơ 8.3 Cơ tính Vật liệu vơ có số tính chất đặc trưng sau: bền hóa học cao, bền nhiệt cao, cách nhiệt tốt, cứng, giòn, khối lượng riêng lớn số tính chất quang học đặc biệt Độ bền học: KIC = g.ϭ.(π.l)1/2 MPa Trong đó: KIC – độ dai phá hủy g – hệ số hình dạng (của vật liệu vết nứt) ϭ- ứng suất phá hủy l – chiều dài vết nứt 8.3 Cơ tính Độ bền vật liệu vơ phụ thuộc vào khuyết tật (vết nứt, lỗ xốp) Vật liệu vơ chịu nén tốt chịu kéo (10 lần) Vật liệu vô tinh thể: hạt nhỏ độ bền cao Bọt khí 0,1-0,5% hạt nhỏ tròn tăng độ bền, bọt khí >0,5% dài nhiều độ bền giảm mạnh 8.4 Một số vật liêu vơ điển hình Gốm vật liệu chịu lửa Gốm: sản phẩm đất nung (Al2O3.2SiO2.2H2O) với đặc trưng cơng nghệ điển hình Công nghệ: chế tạo phương pháp thiêu kết bột Tổ chức: đa pha: pha tinh thể, pha vô định hình pha khí  Thủy tinh SiO2 : -Thành phần thạch anh đơn silicat suốt dùng để chế tạo dụng cụ thiết bị chịu nhiệt, bền hóa học - Thủy tinh SiO2 + B2O3 : chế tạo cáp quang  Thủy tinh khơng phải silicat: - Ơxyt P2O5, B2O3, GeO2 BeF2, AlF2 : quý giá - Công dụng: đặc biệt hấp thụ tia rơnghen, tia γ, phát đơn sắc, hồng ngoại b Gốm thủy tinh - Thành phần tương tự thủy tinh - Cấu trúc giống gốm tinh, kết hợp tinh thể vơ định hình - Nấu chảy xử lý nhiệt tạo vi tinh thể < 1µm, (60-95%V) chất xúc tác tạo mầm: Pt, TiO2, ZrO2, SnO2, sunfit, fluorit - Không giãn nở nhiệt, độ bền học, chịu mài mòn cao, dễ tạo hình gia cơng CK, tính điện từ đặc biệt, có tính sinh học c Công nghệ thủy tinh Cát, đá vôi, sođa nguyên liệu phụ Phối liệu Nấu thủy tinh Ở tº 1400÷1500ºC Giữ nhiêt, khữ khí, khuấy học Hạ nhiệt độ tạo hình Hạ t° 1000÷1200°C Tạo hình kéo, cán thổi, ép ly tâm Nhiệt luyên sản phẩm Xi măng bêtông a Xi măng  Là tác dụng với nước tạo hợp chất có tính kết dính  Poclan: CaO-SiO2 thêm Al2O3, Fe2O3 với nhiều loại biến thể  Alumin: CaO - Al2O3 thêm SiO2, Fe2O3 Ký hiệu: PC300 ximăng poclan mác 300 có độ bền nén 30MPa  Các bước sản xuất ximăng poclan: + Phối liệu từ đá vôi (CaO), đất sét (SiO2, Al2O3) quặng sắt o + Nung lò quay 1400 -1500 C để tạo khoáng chất 3CaO.SiO2(C3S), C2S, C3A, C4AF→ clinke + Nghiền mịn (0,5-50µm)→ ximăng, cho thêm phụ gia để điều chỉnh vài tính chất ximăng (VD: thạch cao) Các phản ứng hyđrat hóa: 2(3CaO.SiO2 )+ 6H 2O →3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2 (2CaO.SiO2)+ 6H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + Ca(OH)2 2(3CaO.SiO2)+ 6H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2 (2CaO.SiO2)+ 6H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + Ca(OH)2 b Bêtông Hỗn hợp sỏi đá dăm (1-4cm), cát vàng (0,1-0,2mm), ximăng (15-20μm) nước Độ bền học bêtông phụ thuộc vào mác ximăng tỷ lệ ximăng: cốt liệu, nước, hàm lượng lỗ xốp, điều kiện bảo dưỡng … Giống gốm, có độ bền nén cao, độ bền kéo thấp: ϭn= ÷ 60MPa; ϭk= (1/8 ÷ 1/10)ϭn Để tăng cường độ bền kéo bền uốn cho bêtông người ta chế tạo bêtông cốt thép bêtông dự ứng lực Bêtông cốt thép chế tạo cách đổ hỗn hợp bêtông tươi lên khung, lưới thép Bêtông dự ứng lực (bêtông ứng suất trước) chế tạo cách tạo ứng suất nén dư dọc chiều chịu lực cốt thép Vật liệu sợi vô a Sợi thủy tinh  Sợi thủy tinh hệ SiO2-CaO-Na2O sợi thủy tinh hệ boroalumo silicat (glass E)  Dùng để làm cốt liệu cho composite polyme  Giới hạn bền kéo: 1.000 ÷ 1.500 MPa b Sợi cacbon Sợi cacbon chế tạo từ tơ nhân tạo (polyacrylonitrile) Sợi cacbon có độ bền cao 2.000 ÷ 3.000 Mpa Sử dụng chủ yếu làm cốt cho composite polyme cacbon c Sợi bo sợi khác Sợi bo thực chất sợi wonfram phủ lớp bo Có độ bền cực cao: 3.000 ÷ 3.500 MPa Nhiệt độ làm việc sợi bo thấp, giới hạn nhiệt độ nhỏ 500oC Sợi SiC lõi wonfram có độ bền 2.000 ÷ 2.500 MPa làm việc nhiệt độ o 900 C Sợi đơn tinh thể ơxyt nhơm Al2O3 có độ bền 2.000MPa nhiệt độ o làm việc tới 800 C Cảm Ơn Thầy Và Các Bạn Đã Lắng Nghe ... (của vật liệu vết nứt) ϭ- ứng suất phá hủy l – chiều dài vết nứt 8.3 Cơ tính Độ bền vật liệu vơ phụ thuộc vào khuyết tật (vết nứt, lỗ xốp) Vật liệu vơ chịu nén tốt chịu kéo (10 lần) Vật liệu vô. .. đơn oxyt ) Đa pha (hầu hết vật liệu vô cơ) : pha tinh thể vơ định hình + pha khí khuyết tật → Đặc điểm tổ chức công nghệ chế tạo định tính vật liệu vơ 8.3 Cơ tính Vật liệu vơ có số tính chất đặc...A Vật liệu vô Nội dung 8.1 Khái niệm phân loại 1.Khái niệm 2.Phân loại 8.2 Đặc điểm cấu trúc 8.3 Cơ tính 8.4 Một số vật liệu vơ điển hình Gốm vật liệu chịu lửa Thủy tinh