Thảo luận hóa vô cơ: Vật liệu chịu nhiệt

Thảo luận hóa vô cơ Vật liệu chịu nhiệt trình bày các nội dung chính như: Khái niệm mở đầu và các tính chất cơ bản của vật liệu chịu nhiệt, các ứng dụng,...Mời các bạn cùng tham khảo!

KHOA HĨA LÝ KỸ THUẬT BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC *******      THẢO LUẬN HĨA VƠ CƠ      Chủ đề: Vật Liệu Chịu                   Nhiệt MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VẬT LIỆU CHỊU NHIỆT: VLCN DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Nhiệt độ chịu lửa của một số VLCN Bảng 2: Nhiệt độ biến biến dạng dưới tải trọng 2kg/cm2của VLCN MỞ ĐẦU Vật liệu là các chất liệu để làm ra hoặc tạo nên một vật. Từ khi nền văn   minh của lồi người xuất hiện, con người sử dụng các vật liệu theo cùng với  năng lượng để nâng cao chất lượng cuộc sống của mình. Vật liệu ở khắp nơi   bao quanh chúng ta bởi các sản phẩm đều được làm từ các vật liệu. Một vài  vật liệu thơng dụng như: gỗ  xây dựng, bê tơng, gạch, thép, chất dẻo, thủy  tinh, cao su, nhơm, đồng và giấy. Ngồi ra còn rất nhiều vật liệu khác, chỉ cần  chúng ta nhìn xung quanh chúng ta là thấy. Do vậy các vật liệu mới được  nghiên cứu và phát triển khơng ngừng Sự  phát triển khoa học cơng nghệ  VLCN, bắt đầu từ  thế  kỷ  XIV, khi  xuất hiện các lò cao, nhưng ngành cơng nghiệp sản xuất VLCN dưới dạng   gạch samơt thương phẩm mới có ở Đức lần đầu tiên vào năm 1810, ở Anh vào  năm l822,  ở Nga vào năm l 856. Một số VLCN ta thường gặp như gạch chịu   nhiệt, xi măng chịu nhiệt  do đóng vai trò đặc biệt đối với nền cơng nghiệp   nên VLCN có lịch sử  phát triển khá lâu dài gắn liền với sự  phát triển khoa  học kỹ thuật và nền cơng nghiệp thế giới. Ví dụ như tại châu Âu, cuối thế kỷ  XIV gạch samot đóng thành viên từ  đất sét chịu lửa bắt đầu được sản xuất  nhưng đến năm 1856 mới xây dựng nhà máy sản xuất đầu tiên   Nga đến  năm 1997,   nước ta mới có 3 nhà máy sản xuất VLCN nhưng chỉ  sản xuất   gạch chịu lửa samot Nhìn chung giới có khoảng 35 nước phát triển ngành cơng nghiệp VLCN, nửa sản lượng giới tập trung Mỹ Liên Xô cũ Vào kỷ XX đòi hỏi cơng nghiệp chiến tranh phát triển ngành khoa học kỹ thuật vũ trụ, VLCN phát triển mạnh mẽ theo hướng oxyt, cacbua, silixua, borua, nitrua, kim loại đất kim loại hợp kim chịu lửa Ở Nhật Bản sau Mỹ người ta sản xuất thử nghiệm thành công loại động diezel đoạn nhiệt vật liệu gốm chịu lửa ZrO2 ổn định Y2O3 Động làm việc nhiệt độ 1000oC có hệ số tác dụng hữu ích 48% Các động đoạn nhiệt loại tuabin khí vật liệu chịu lửa composit gốm 7 CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU CHỊU NHIỆT 1.1 Khái niệm      VLCN là vật liệu làm việc   nhiệt độ  cao,   điều kiện khắc nghiệt   mà khơng thay đổi tính chất hóa lý VLCN là vật liệu dùng để xây dựng các lò cơng nghiệp , các ghi đốt, các  thiết bị làm việc  ở nhiệt độ  cao (>10000), ở đấy chúng chịu đựng lâu dài đối  với các tác dụng khác nhau về  mặt cơ học và hóa lí. Chúng khác với các vật  liệu xây dựng khác về những u cầu sau: Nhiệt độ đốt nóng trong các ghi đốt và lò cơng nghiệp hiện đại dao động  trong khoảng 1000­18000C . Vì vậy VLCN phải có độ chịu nhiệt nghĩa là khả  Thường đa số  VLCN nóng chảy ở nhiệt độ cao hơn 1650­1750 0C nhưng   nhiệt độ  thấp hơn nhiều các VLCN bắt đầu mềm và mất cường độ  xây  dựng. Vì thế  tác dụng của nhiệt độ  cao lên VLCN khơng phải giới hạn  ở  nhiệt độ nóng chảy của chúng mà chất lượng của VLCN được đánh giá bằng  khả năng chống lại các tác dụng của tải trong xây dựng ở nhiệt độ xác định Khi chịu tác dụng bởi nhiệt độ  cao, phần lớn các VLCN đều giảm thể  tích do hiện tượng kết khối phụ. Một số khác lại tăng thể tích như Dinat. Sự  biến đổi thể tích của VLCN có thể gây nên hư hỏng và phá hủy vỏ lò. Vì vậy   VNCN phải có thể tích ổn định ở nhiệt độ dùng của chúng Sự thay đổi nhiệt độ của lò khi đốt nóng và làm nguội cũng như khi đốt  nóng vỏ  lò khơng đều cũng gây nên nứt vỡ  VLCN. Do vậy cần phải có độ  bền nhiệt Lớp gạch lót trong lò cơng nghiệp hay các ghi đốt dễ bị hủy hoại do tác   động hóa học với tro xỉ nhiên liệu hay với các vật liệu nấu hay nung trong đó,   vì vậy một u cầu nữa là cần có độ bền hóa Hiện nay vẫn chưa có loại VLCN nào tập hợp đầy đủ  các tính chất làm   việc cần thiết để  sử  dụng một cách chắc chắn trong các điều kiện bất kì.  Mỗi dạng VLCN được đặc trưng bởi những tính chất nào đó của nó, trên cơ  sở  đó người ta xác định phạm vi sử dụng thích hợp  Ví dụ: Dinat  ở nhiệt độ  cao có cường độ xây dựng lớn, có thể dùng rất tốt để xây vòm lò làm việc ở  nhiệt độ cao. Trong khi đó gạch manhêdi thường có độ chịu lửa cao và bền xỉ  nhưng độ  bền nhiệt thấp, nhiệt độ  biến dạng dưới tải trọng thấp khơng thể  dùng ở vòm lò có lực xiên ngang 1.2 Phân loại Có nhiều cách phân loại 1.2.1 Theo bản chất hố lí của ngun vật liệu ban đầu Theo bản chất hố lí của ngun vật liệu ban đầu có thể chia VLCN làm   8 nhóm chính:  Nhóm silic: Gồm 2 nhóm nhỏ là dinat và thạch anh  a) Dinat là loại VLCN chứa >= 93% SiO 2, sản xuất từ  quặng của quắc   và chất liên kết là vơi hoặc chất khác, nung   nhiệt độ  đảm bảo quắc biến   đổi đa hình thành tridimit và cristobalit. Dinat là loại VLCN axit, nó rất bền  đối với xỉ axit, tro nhiên liệu. Ơxyt kim loại ăn mòn dinat tạo thành hợp chất   silicat dễ nóng chảy.  Ngun liệu chủ  yếu để  sản xuất dinat là các quặng của quắc có thành  phần chủ yếu là SiO2 ở các dạng tinh thể và vơ định hình. Sự biến đổi đa hình  của chúng quyết định q trình kỹ thuật và tính chất của sản phẩm    b) Thạch anh nóng chảy   1600 ­ 1670 0C. Nhiệt độ  nóng chảy của nó  khơng thể  xác định chính xác được vì có sự  biến hóa một phần sang những   dạng đa hình khác với tỉ lệ khác nhau tùy theo điều kiện bên ngồi Thạch anh tinh khiết nhất gặp trong thiên nhiên gồm những tinh thể  trong suốt và khơng màu được gọi là pha lê thiên nhiên. Khi có lẫn tạp chất,  thạch anh có các màu khác nhau: hồng, tím, nâu, lục. Những dạng này được  coi là đá q Thạch anh là chất có hoạt tính quang học. Dựa vào hoạt tính này người  ta   chia   thạch   anh   làm   hai   dạng:   thạch   anh   quay   phải     thạch   anh   quay   trái.Ngồi đặc tính quang học thạch anh còn có tính áp điện Người ta dùng những tinh thể lớn của thạch anh vào trong các máy phát  siêu âm còn những tinh thể nhỏ thạch anh dùng trong các đầu đọc của máy thu  nhanh và máy quay đĩa Thạch anh thuộc loại khống vật hết sức phổ  biến.Tinh thể  thạch anh   tinh khiết dùng để làm thấu kính và lăng kính. Đá quaczit và cát là loại thạch  anh kém tinh khiết hơn. Trong phòng thí nghiệm, ngồi những dụng cụ bằng  thủy tinh người ta còn dùng những dụng cụ như chén, bát,ống thử làm bằng  10 thạch anh(hay còn gọi là thủy tinh thạch anh). Ưu điểm nổi bật của thủy tinh   thạch anh có hệ số dãn nở rất bé và hầu như khơng thay đổi theo nhiệt độ nên  chịu được sự  thay đổi nhiệt độ  rất đột ngột. Loại thủy tinh này khơng ngăn   giữa tia tử ngoại nên được dùng trong các máy tia tử ngoại  Nhóm Alumơsilicat: Gồm 3 nhóm nhỏ: Bán axit, sămơt, cao alumin ­ Bán axit chứa Al2O3 ≤30% (15­30%)  ­Sămơt chứa Al2O3   = 30­45% sản xuất từ  đất sét và cao lanh chịu lửa   cộng với phụ gia gầy Sămơt (tức đất sét đã nung đến kết khối) hoặc đất sét   khơng dẻo cộng chất kết dính là đất sét và cao lanh.  ­ Cao Alumin chứa Al2O3>45% loại này có chất lượng cao, đáp ứng được   u cầu tăng cường q trình nhiệt trong các lò cơng nghiệp, đảm bảo độ  bền, chịu tải trọng và chịu tác dụng của mơi trường khí   nhiệt độ  cao. Nó  được sử dụng trong tất cả những điều kiện làm việc rất nặng nề  mà Sămơt  khơng thể chịu đựng nổi. Tùy hàm lượng Al2O3 có trong sản phẩm chia 3 loại: + Loại A: chứa từ 45­60% Al 2O3 + Loại B: chứa từ 60­75% Al2O3 + Loại C: chứa > 75%  Tùy theo thành phần khoáng chia sản phẩm ra làm 4 loại:  + Loại silimanit: 45­70% Al2O3 + Loại mullit: 70­78% Al2O3 + Loại mullit corun 78­95% Al2O3 + Loại corun: > 95% Al2O3  11 Hàm lượng Al2O3  khơng chỉ  là dấu hiệu để  chia loại sản phẩm mà nó   còn quyết định những tính chất cơ  bản của sản phẩm cao alumin cũng như  qua đó để lựa chọn ngun liệu và kỹ thuật thích hợp VLCN thuộc nhóm alumosilicat có cấu tạo chủ  yếu từ  SiO 2  và Al2O3    Các oxit khác có trong sản phẩm là các tạp chất. Thành phần và hàm lượng   của tạp chất này phụ  thuộc vào độ  tinh khiết của nguyên liệu ban đầu. Hàm  lượng Al2O3 dao động trong khoảng lớn từ 10­15%  ở sản phẩm bán axit đến  99­100%   sản phẩm cao alumin. Sự  thay đổi thành phần hóa học của sản  phẩm alumosilicat tương  ứng với sự thay đổi thành phần pha của chúng. Từ  thành phần pha ta có thể phán đốn được tính chất của sản phẩm.   Nhóm Manhêdi: Gồm 4 nhóm nhỏ: Đơlơmit, Forsterit, Spinen, manhêdi  VLCN manhêdi là loại VLCN kiềm tính điển hình, chứa 80­85% periclaz   (MgO) đơi khi nhiều hơn , nhiệt độ  chịu lửa >2000oC ( nhiệt độ  nóng chảy  của MgO ngun chất 2800oC ). Tạp chất chủ yếu trong sản phẩm manhêdi  SiO2, CaO,         Al 2O3 và Fe2O3 . Ở nhiệt độ cao chúng tạo ra một số khống  có độ chịu lửa cao , một số có độ chịu lửa thấp . Có hai loại VLCN manhêdi :   Loại viên và loại bột. Loại viên để xây tường lò , loại bột dùng để đầm lò   Nhóm crơmit: Gồm 2 nhóm nhỏ: Crơmit, crơm manhêdi  VLCN Crơm manhêdi (Cr­Mg) là sản phẩm sản xuất từ  2 ngun liệu  crơmit và manhêdi kết khối. Khống chủ  yếu trong sản phẩm này thuộc loại  nhóm khống Spinen với cơng thức chung R2+O, R3+2O3. (R2+ là Mg2+, Fe2+; R3+  là Cr3+, Fe3+, Al3+ ) Crơmit     quặng   mà   thành   phần   khống   (Fe,Mg).(Cr,Al)2O4   chiếm   ~  80%. Khống ngun chất của crơmit là FeO.Cr2O3  nhưng hiếm gặp trong  12 thiên nhiên.  Trong quặng crơmit ngồi crơmspinen ra còn có lẫn 20% khống  tạp như Serpentin (M3S2H2) clorit, một ít canxit Thành phần hố của quặng crơmit dao động trong một khoảng rộng:  Cr2O3  18­62%, Fe2O3  0­3%, FeO 0­20%, MgO 6­16%, Al 2O3  0­33%. Ngồi ra  còn có: 2% TiO2, 0,2% V2O5, 1% MnO, 0,1% NiO, 0,01% CoO và đến 2% CaO  Tuỳ theo hàm lượng Cr2O3 chia quặng crơmit làm 4 loại : + Quặng nghèo: Cr2O3 50%   Crơmit   để   sản   xuất   VLCN   yêu   cầu:   Cr2O3=35­40%,   phần   phi   quặng  2000oC 1.2.3 Theo đặc tính gia cơng nghiệt:     Chia làm 3 loại:  ­ Loại khơng nung  ­ Loại nung  ­ Loại đúc từ chất nóng chảy 16 1.2.4 Theo phương pháp sản xuất:      Chia làm 3 loại:  ­ Sản phẩm nén dẻo, nén bán khô hoặc nén dập từ  phối liệu dạng bột   không dẻo ­ Sản phẩm đúc từ hồ và chất nóng chảy ­ Sản phẩm cưa từ quặng  1.2.5 Theo độ xốp: Chia làm 3 loại:  ­ Loại kết khối : Có độ xốp nhỏ hơn 1 %  ­ Loại đặc: Có độ xốp từ 10­30 %  ­ Loại kết khối :Có độ xốp lớn hơn 50 %  1.3 Các tính chất 1.3.1 Độ chịu lửa:  Khái niệm: Là khả  năng chống lại tác dụng của nhiệt độ  cao khơng bị  nóng chảy  Độ  chịu lửa là một hằng số  kỹ  thuật, nó khác với nhiệt độ  nóng chảy  của vật liệu là một hằng số  lí học. Nhiệt độ  nóng chảy là nhiệt độ  ứng với  trạng thái cân bằng giữa pha tinh thể  và pha lỏng. Điểm nóng chảy cũng là   nhiệt độ  kết tinh của vật chất bị nóng chảy, vì ở  nhiệt độ  đó trạng thái cân  bằng của q trình nóng chảy và kết tinh là thuận nghịch. Để xác định độ chịu  lửa của vật liệu người ta dùng cơn để đo   Độ  chịu lửa của vật liệu thí nghiệm phụ  thuộc vào tính chất của vật   liệu và điều kiện thí nghiệm như: Thành phần hố, thành phần khống, thành   phần hạt, tốc  độ  nâng nhiệt, hình dạng kích thước mẫu thí  nghiệm, mơi  17 trường thí nghiệm  Các vật liệu có thành phần hố và thành phần khống   khác nhau sẽ có nhiệt độ chịu lửa khác nhau.          Bảng 1: Nhiệt độ chịu lửa của một số VLCN Loại vật liệu Quắc Dinat Đất sét chịu lửa Cao lanh  Sămôt  Bán axit Độ chịu lửa (oC) Loại vật liệu  Độ chịu lửa (oC) 1730 ­ 1750 Cao alumin 1780 ­ 2000 1710 ­ 1720 Manhedi >2300 1580 ­ 1750 Crom ­ manhedi >2000 1740 ­ 1770 Đôlomit >2000 1610 ­ 1750 Forsterit  1800 – 1850 ( 2MgO.SiO2 85% +  MgO.Fe2O3 15% ) 1610 ­ 1710 1.3.2 Cường độ xây dựng nhiệt độ cao  Là khả năng chống lại đồng thời tác dụng của nhiệt độ  và tải trọng cơ  học. Tính chất này được đặc trưng bởi nhiệt độ biến dạng dưói tải trọng tĩnh   2 kg/cm2, biểu thị khoảng mềm khi đó sản phẩm sẽ bị biến dạng dẻo.  Tải trọng thực tế  thường nhỏ  hơn tải trọng kiểm tra nhiều lần. Cao   nhất 0,5­1kg/cm2.  Để  xác định nhiệt độ  biến dạng dưói tải trọng tĩnh 2kg/cm2  theo tiêu  chuẩn Liên Xơ (GOST 4070­48) ngưòi ta cắt sản phẩm ra thành hình trụ  có  18 đường kính 36mm, cao 50mm. Mẫu này đặt trong lò điện và ln chịu một tải  trọng khơng đổi 2kg/cm2. Cạnh lò có một hệ thống cơ học ghi sự biến dạng   của sản phẩm  Tốc độ nâng nhịêt: đến 800oC khơng qúa 10oC /phút. >800oC 4­5oC/phút.  Q trình xác định sẽ tìm ra 3 nhiệt độ: ­ Nhiệt độ bắt đầu biến dạng: Ứng với độ lún của mẫu 0,3mm  ­ Nhiệt độ biến dạng 4%: Ứng với độ lún của mẫu 2mm  ­ Nhiệt độ  kết thúc biến dạng hay là nhiệt độ  phá huỷ: Ứng với độ  lún   của mẫu 40% chiều cao ban đầu Bảng 2: Nhiệt độ biến biến dạng dưới tải trọng 2kg./cm2 của  VLCN Nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng 2 kg/cm2 (oC) VLCN BD 4% 40% Dinat 1650 Bán axit 1400 1430 1500 Sămot B 1250 1320 1500 Sămot A( Al2O3 40%) 1400 1470 1600 Cao lanh (Al2O3 42%) 1450 1550 1650 Mullit kết khối  1600 1660 1800 1870 1900 1670 (Al2O3 70%) Côrun (Al2O3 99%) Manhedi ( 99% MgO) 1550 1580 Crom ­ Manhedi 1450 ­ 1550 1480 ­ 1600 Forsterit 1550 – 1650  1650 ­ 1710 Đôlomit 1550 ­ 1610 1630 ­ 1680 1650 ­ 1690 19 Nhiệt   độ   biến   dạng     VLCN   chủ   yếu   phụ   thuộc   vào   thành   phần  khống hố, vào đặc tính cấu trúc, vào tỉ lệ giữa pha tinh thể và pha thuỷ tinh,  vào độ  nhớt của pha lỏng tạo ra khi nóng chảy pha thuỷ  tinh và tinh thể  dễ  chảy.  Nhiệt độ  biến dạng dưới tải trọng của VLCN đi từ  các oxyt tinh khiết   thường gần với nhiệt độ  nóng chảy của nó, vì trong thành phần pha của sản   phẩm lượng pha thuỷ  tinh hầu như khơng có hoặc có chỉ  rất ít. Khi các pha  tinh thể chủ yếu bắt đầu hố mềm và biến dạng dẻo (sắp nóng chảy) thì sản  phẩm mới bắt đầu bị  biến dạng. Nhưng VLCN thường chứa một lượng tạp   chất nên ở nhiệt độ cao chúng tạo một lượng pha lỏng làm hạ thấp nhiệt độ  biến dạng của sản phẩm so với độ  chịu lửa càng lớn. Lúc này đặc tính cấu  trúc phần tinh thể  có giá trị  lớn. Các tinh thể  chủ  yếu đủ  lớn tạo được một   khung xương vững chắc, khắc phục được ảnh hưởng có hại của pha lỏng sẽ  làm tăng nhiệt độ biến dạng . Thể hiện rõ nhất ở Dinat  Dinat: có cấu trúc mạng lưói tinh thể trydimit rối loạn xen kẽ nhau chặt   chẽ  làm cho nhiệt độ  mềm của dinat cao so với độ  chịu lửa và đạt tới 1650­ 1670oC. Khoảng cách giữa độ chịu lửa và độ  biến dạng gần 50­70 oC mặc dù  dinat ngồi SiO2 còn có 4­6% tạp chất tạo 10­15% pha lỏng. Độ nhớt của pha   thuỷ tinh nóng chảy cao. Các tinh thể trong dinat là liên kết bền vững, nó hồ   tan trong pha lỏng khơng đáng kể.Vì thế  dinat chỉ  bị  phá huỷ  khi tridimit bắt  đầu nóng chảy  ở 1650­1670oC. Ở nhiệt độ  này tốc độ phá huỷ sản phẩm rất  nhanh (hiệu nhiệt độ giữa bắt đầu biến dạng và kết thúc biến dạng chỉ có 10­ 20oC) đường cong biến dạng gần như dốc thẳng đứng.  Sản phẩm manhêdi: Chứa 91% MgO, gồm 90% tinh thể  periclaz, 10%   còn lại gồm MgO+ các tinh thể  dễ  chảy chủ  yếu là silicat và pha thuỷ  tinh   20 Tinh thể  periclaz khi tái kết tinh và lớn lên có dạng hạt khơng phải que hay  trụ nên khơng tạo một mạng tinh thể chặt chẽ trong sản phẩm. Các hạt tinh  thể  liên kết nhau bằng một lớp chất dễ  chảy mỏng. Nếu lớp này mềm ra,  chảy ra sẽ làm sản phẩm mềm và biến dạng. Vì vậy nhiệt độ biến dạng của   manhêdi xấp xỉ 1550oC tức chính là nhiệt độ nóng chảy chất liên kết. Khoảng   cách giữa nhiệt độ  biến dạng và nhiệt độ  chịu lửa khoảng 700 oC. Độ  nhớt  pha liên kết giảm khá nhanh khi tăng nhiệt độ  nên sản phẩm manhêdi có  khoảng biến dạng ngắn (20­50oC), đường cong biến dạng   giai đoạn cuối  dốc gần như thẳng đứng  Sămốt: Sản phẩm này bị  biến dạng hơi khác khi tăng nhiệt độ. Sămốt  chứa gần 50% mullit ( A3S2) chịu lửa cao nhưng tinh thể hình kim nhỏ khơng  tạo thành liên tinh thể bền vững. Phần còn lại là pha thuỷ tinh silic có độ nhớt   cao. Vì thế  khi tăng nhiệt độ  khối thuỷ  tinh mềm ra, độ  nhớt giảm dần, pha  lỏng tăng lên làm Sămốt biến dạng từ từ. Mẫu thí nghiệm khơng bị  phá huỷ    mà   bị   phình     theo   hình   tang   trống   Khoảng   biến   dạng   dài   150­ 200oC.λλλλλ 1.3.3 Độ bền nhiệt (bền xung nhiệt) Sự thay đổi nhiệt độ ở các lò nung và thiết bị làm việc gián đoạn hay sự  dao động nhiệt độ    các lò và thiết bị  làm việc liên tục có thể  gây nứt vỡ  gạch xây dựng. Tính chất của VLC chống lại sự dao động nhiệt độ  khơng bị  phá huỷ gọi là độ bền nhiệt  Ngun nhân làm vỡ  gạch vì dao động nhiệt là do khi đốt nóng và làm  nguội sản phẩm sẽ  có sự  chênh lệch nhiệt độ  dẫn đến xuất hiện  ứng xuất  trong sản phẩm. Sự chênh lệch nhiệt độ  giữa các lớp song song với bề  mặt   đốt nóng và làm nguội sản phẩm phụ  thuộc vào điều kiện đốt nóng và làm  21 nguội, vào hệ  số  dẫn nhiệt độ  . Hệ  số  dẫn nhiệt độ  đặc trưng tốc độ  phân   phối nhiệt độ trong vật liệu và nó phụ thuộc vào các đại lượng vật lí sau: hệ  số dẫn nhiệt, tỉ nhiệt, trọng lượng thể tích của vật liệu Như vậy nếu điều kiện đốt nóng và làm nguội như nhau thì vật liệu sẽ  có hệ số dẫn nhiệt lớn, gradien nhiệt độ trong vật liệu càng nhỏ  Khi có sự chênh lệch nhiệt độ trong sản phẩm sẽ xuất hiện ứng suất do   giãn nỡ  nhiệt khơng đều. Như  vậy muốn cho sản phẩm bền vững thì sự  chênh lệch nhiệt độ  giữa các lớp phải nhỏ, nghĩa là hệ  số  dẫn nhiệt lớn hệ  số giãn nõ nhiệt nhỏ  Ngồi ra người ta còn thấy rằng:  ­Sản phẩm càng bền nhiệt nếu tính chất đàn hồi của vật liệu càng cao  ­ Kích thước và hình dạng sản phẩm cũng ảnh hưởng đến độ bền nhiệt   sản phẩm có hình dạng nhiều góc cạnh, nhiều điểm uốn lượn thì kém bền   nhiệt hơn so với sản phẩm dạng đơn giản  ­ Thực tế  đã chỉ  ra rằng bằng cách làm tăng kích thước hạt trong phối  liệu (gạch Sămốt, manhêdi, corun) sẽ làm tăng độ bền nhiệt của vật liệu  Ngun nhân: với thành phần hạt như vậy cấu trúc của sản phẩm sẽ có  những vết nứt li ti, các mối đứt gần quanh các hạt lớn làm tính linh động của   các hạt tăng lên làm tăng độ bền nhiệt  ­ Phương pháp gia cơng phơi liệu và đóng khn sản phẩm cũng có thể  thay đổi độ bền nhiệt 22 CHƯƠNG CÁC ỨNG DỤNG    Vật liệu chịu nhiệt có nhiều  ứng dụng trong cơng nghiệp, nghiên cứu   khoa học và đời sống CHƯƠNG 2: CÁC ỨNG DỤNG 2.1. Trong đời sống sinh hoạt Rất nhiều đồ dùng sinh hoạt trong gia đình đc làm từ VLCN như:  ­ Tơ thủy tinh có thể sử dụng được trong lò vi sóng ­ Xoong nồi ­ Bếp gas : Kiềng bếp, giá đỡ , đầu đốt  ­ Bếp điện, bếp hồng ngoại: mặt kính và mâm nhiệt ­ Bóng đèn sợi đốt ­  Sơn  ­  2.2. Trong cơng nghiệp 23 Cơng nghiệp VLCN là ngành cơng nghiệp sản xuất vật liệu sử dụng  ở  nhiệt độ cao, dùng để xây các loại lò nung như lò nung gốm sứ, vật liệu chịu   nhiệt, xi măng, lò nấu thuỷ  tinh, luyện kim, xây dựng các buồng hồi nhiệt,   buồng đốt nhiên liệu và các thiết bị làm việc ở nhiệt độ lớn hơn 10000C VLCN sử dụng cho cơng nghiệp hóa chất, chế tạo máy, cơng nghiệp lượng để lót lò nung xi măng, lò nấu thủy tinh, lò khí hóa than, nồi hơi, lò điện Trong cơng nghiệp luyện kim, VLCN sử dụng nhiều nhất: lò cao, lò luyện thép (lò Mactanh, lò thép thổi), lò nấu luyện kim loại màu, lò điều chế kim loại siêu sạch, Nhu cầu VLCN công nghiệp luyện kim chiếm gần nửa khốí lượng VLCN sản xuất giới Có thể hình dung lượng VLCN tiêu tốn cho gang thép 10% sản lượng gang thép sản xuất Ngoài VLCN sử dụng cho cơng nghiệp hóa chất, chế tạo máy, cơng nghiệp lượng để lót lò nung xi măng, lò nấu thủy tinh, lò khí hóa than, nồi hơi, lò điện Ngày với phát triển khoa học vật liệu, người ta dùng VLCN để chế tạo động đốt đoạn nhiệt (adiabatic) làm việc nhiệt độ cao 1000 oC không cần hệ thống làm nguội để tăng hệ số tác dụng hữu ích (theo nguyên lý Carno), chế tạo tuabin khí làm việc lâu dài nhiệt độ cao, chế tạo buồng đốt nhiên liệu đầu phun khí đốt động phản lực, chế tạo vỏ tên lửa, vỏ vệ tinh Lò phản ứng nhà máy điện ngun tử đòi hỏi VLCN vừa có tác dụng hấp thụ nơtron tốt vừa chịu nhiệt độ cao Công nghệ chế biến hợp chất siêu đòi hỏi VLCN bền với chất hóa học liên quan để làm bình phản ứng, nồi lò, chén nung 24 Tại Việt Nam, nhu cầu sử dụng VLCN đã có từ  lâu, nhưng mãi tới khi  miền Bắc được giải phóng chúng ta mới bắt đầu xây dựng được một số nhà   máy sản xuất vật liệu chịu lửa có quy mơ nhỏ, cơng suất nhỏ,nhiều máy móc  và thiết bị gia, điển hình như các nhà máy : + Nhà máy VLCN Cầu Đuống (nay là cơng ty cổ  phần VLCL Viglacera   Cầu Đuống) + Nhà máy VLCN Thái Ngun + Nhà máy VLCN Tun Quang 2.3. Cơ hội việc làm  Có thể làm việc tại: ­ Cơng  ty  sản xuất   phụ   tùng thay    cho các  thiết  bị   nơng lâm  ngư  nghiệp ­ Các cơng ty cấu kiện, vật liệu xây dựng, vật liệu trang trí nội thất ­ Các cơ quan đào tạo và nghiên cứu khoa học ­ Viện nghiên cứu thiết bị và cải tiến cơng nghệ.  25 ... động đoạn nhiệt loại tuabin khí vật liệu chịu lửa composit gốm 7 CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU CHỊU NHIỆT 1.1 Khái niệm      VLCN là vật liệu làm việc  nhiệt độ... DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VẬT LIỆU CHỊU NHIỆT: VLCN DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Nhiệt độ chịu lửa của một số VLCN Bảng 2: Nhiệt độ biến biến dạng dưới tải trọng 2kg/cm2của VLCN MỞ ĐẦU Vật liệu là các chất liệu để làm ra hoặc tạo nên một vật.  Từ khi nền văn... phối nhiệt độ trong vật liệu và nó phụ thuộc vào các đại lượng vật lí sau: hệ  số dẫn nhiệt,  tỉ nhiệt,  trọng lượng thể tích của vật liệu Như vậy nếu điều kiện đốt nóng và làm nguội như nhau thì vật liệu sẽ