Nghiên cứu tổng hợp vật liệu gốm thủy tinh hệ bậc ba mgo cao sio2 từ nguồn khoáng tự nhiên talc và dolomit

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHCN TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU GỐM THỦY TINH HỆ BẬC BAMg0-Ca0-Si02 TỪ NGUỒN KHOÁNG T ự NHIÊN TALC VÀ DOLOMIT MÃ SỐ: QG.11.10 CHỦ TRÌ Đầ TÀI: PGS.TS NGHIÊM XUÂN THUNG CÁC CÁN Bộ THAM GIA : Ths: Nguyễn Đức Thọ Ths: Hoàng Thị Hương Huế Ths: Phạm Thị Hà Thanh Cử nhân: Bùi Hoàng Hải HÀ NỘI 8-2013 Lời cảm ơn Đ ể tà i Q G l 1 đ ợ c th ự c h iệ n b ằ n g n g u n k in h p h ỉ N C K H th u ộ c n g â n sá ch ĩh n c , đ ợ c G iá m đ ố c Đ i h ọ c Q u ố c g ia H N ộ i p h ê d u y ệ t v c ấ p kỉnh phỉ, T r n g Đ i h ọ c K h o a h ọ c T ự n h iê n c h ủ trì Đ ể tà i n y đ ợ c th ự c i p h ị n g th í n g h iệ m V ật liệ u v ô cơ, th u ộ c B ộ m ô n H ó a v ô c - K h o a H óa IOC- T r n g Đ i h ọ c K h o a h ọ c T ự n h iê n - Đ i h ọ c Q u ố c g i a H N ộ i C h ĩn g tô i x i n c h â n th n h c ả m n Đ i h ọ c Q u ố c g ia H N ộ i v T r n g Đ i }ọc K h o a h ọ c T ự n h iê n đ ã p h ê d u y ệ t đ ề tà i v c ắ p k in h p h í v c h ỉ đ ả o thực liên C h ìn g tô i c ũ n g x i n c h â n th n h c ả m n P h ò n g K h o a h ọ c - C ô n g ng h ệ, B C N k h o a h ó a - T r n g Đ i h ọ c K h o a h ọ c T ự n h iê n v c c c n b ộ th u ộ c B ộ m ìn H ỏ a v ỏ c - K h o a H ó a h o c - T r n g Đ i h ọ c K h o a h ọ c T ự n h iê n đ ã g ũ p đờ, tạ o đ iề u k iệ n h ỗ tr ợ c h ú n g tô i h o n th n h đ ề tà i H N ộ i, th n g n ă m T h a y m ặ t tậ p th ể th ự c h iệ n đ ề tà i Q G 1 Chủ trì đề tài PGS.TS Nghiêm Xuân Thung Mục lục B c o tó m tắ t đề tà i n g h iê n c ứ u k h o a h ọ c v c ô n g n g h ệ Q G 1.1 B á) c o ch i tiế t đ ề tà i n g h iê n c ứ u k h o a h ọ c v c ô n g n g h ệ Q G l 1.10 P h i lụ c b o c o D ín h m ụ c c c lu ậ n án th c sỹ th u ộ c n ộ i d u n g đ ề tài D ín h m ụ c v to n v ă n c c c n g trìn h n g h iê n c ứ u đ ã c ô n g bô S c e n tiíĩc p r o je c t Ben đ ề c n g đ ă n g k í đ ề tà i Q G 11.10 P h ế u đ ă n g k í k ế t q u ả n g h iê n c ứ u k h o a h ọ c c ô n g n g h ệ đ ề tài Q G 1 T Ó M T Ắ T K Ế T Q U Ả N G H IÊ N cứu Đ Ề T À I N G H IÊ N C Ứ U K H O A H Ọ C V À C Ô N G N G H Ệ T ê n đề-ài: N ghiên cứu tổng hợp vật liệu gốm thủy tinh hệ bậc ba M gO -C aO - S i0 tỉ nguồn khoáng tự nhiên talc dolomit M ã ố: Q G 1 C h ủ rì đề tài: PG S TS N g h iêm X u ân T C ác n th am gia: T hs N g u y ễn Đ ứ c T họ Ths H o àn g T hị H ng H uế Ths P hạm T hị H T hanh C nhân: B ùi H oàng H ải C (Uant h am g ia đề tài: V iện k h o a học V ật liệu-V iện hàn lâm k h o a học V iệt n am _ Mic tiêu v nội d u n g ngh iên cứu: + Vạc tiêu * N ,hiên c ứ u th n h phần, cấu trúc, tín h chất ngu y ên liệu k h o án g , * N ;hiên u đ iều chế vật liệu g ố m th ủ y tinh trê n sở hệ p h ản ứ n g b ậc ba M g O C aO - S i từ k h o án g talc, dolom it * Gảm n h iệ t độ tổ n g hợ p vật liệu * T o đ ợ c v ật liệu g ố m th u ỷ tin h bền nhiệt, bền cơ, hệ số g iãn n n h iệ t thấp + >ội d u n g * ĩg h iê n u th àn h p h ần hoá, th àn h p h ần p h a cấu trú c tin h th ể talc, d o lo n t * b ịh iên u điều kiện tro n g trình tổng hợ p gốm th u ỷ tin h * N giiên u cấu trúc, tín h ch ất vật liệu gốm * N giiên u k h ả n ăn g ứ n g dụng sản p h ẩm gốm th u ỷ tin h làm m àng phủ cho chcvật liệu + C sản p h ẩ m d ăn g kí: - Sữĩ p h a m kh o a học: i Đ ă n g báo tro n g tạp chí chuyên n g h àn h *T h a m g ia hội nghị k h o a học Q uốc g ia báo cáo - lán p h â m c ô n g n g h ệ / k h ả n ă n g ím g d ụ n g th ự c tiên: 0,5 k g g ố m th u ỷ tin h , ứ n g dụng làm m en p h ủ ceram ic * X â y d ự n g qui trìn h đ iều chế g ố m qui m p h ị n g th í nghiệm - p h ấ m đ o tạo: Đ tạ o T iến sỹ v th ạc sỹ : thạc sĩ " Đ o tạ o -4 cử n h ân H o học * H n g d ẫn n g h iê n u k h o a học cho sinh viên _ Cc k ế t q u ả đ t được: + K t q u ả k h o a học: Đ ă n g đư ợc báo tro n g tập chí ch u y ên nghành: T ạp chí h ó h ọ c v tạ p chí p h ân tích hóa, lí v sinh học v th a m g ia hội n g h ị h ó a học vơ p h n b ó n ĩghiêm X uân Thung, N gô Thế Kế, Nghiêm M Phương, Phạm Thị H Thanh Khảo át ảnh hưởng cua N a 20 , B 20 3, P 2O 5, CaF đến hình thành pha tinh thể gốm thủy tih hệ C a -M g -S i0 Tạp chí phân tich Hố, lý sinh học, T-17, số 2/2012, tr 8- Nghiêm Xuân Thung, N guyễn Trường Sơn, N ghiêm Mai Phương Nghiên cứu tổng hjp gốm thủy tinh diopsit Ca Mg Si0 từ Talc (Thanh Sơn-Phú Thọ), Tạp chí phân tch Hố, lý sinh học, T-17 , số 3/2012, tr 73 - 77 Nghiêm Xuân Thung, Phạm Thị Hà Thanh, Bùi Hoàng Hải, Vũ Thị Mai Anh, Nghiéi cứu ảnh hưởng MgO đến tính chất lý gốm thủy tinh hệ CaO-M gOSĨ02,T.C H óa Học, 5B -50-2012,Tr 233-237 Nghiêm Xuân Thung,Nguyễn Thu Hiền, Bùi Hoàng Hải, Nghiêm Mai Phương, Lươnỉ Viết Cường, N ghiên cứu tổng hợp chất màu gốm sở tinh thể monticellit tronghệ M g -C a -S i0 từ khóang talc + l ế t ứ n g dụng: * Xây d ự n g qui trìn h đ iều chế gốm th ủ y tin h q u i m p h ị n g thí nghiệm * 0,5 k g g ố m th u ỷ tin h , ứ n g d ụng làm m en p h ủ ceram ic v m ỹ n g h ệ tran g sức + -Cết đào tạo: * thạc sĩ, cử n h â n v sinh viên n g h iên u k h o a học Dẫ ỉào tạo thạc sỹ thực thuộc nội dung đề tài V ũ T h ị M A nh: N g h iê n cứu tổng hợp g ố m a k erm an it C a M g S i ản h h n g c ủ a o x y t T ĨƠ , Z r đ ến cấu trtu cs v tín h ch ất củ a gốm Đ ã b ảo vệ th n h cô n g th n g 12 n ăm 2011 I N g u y ễ n T h u H iền : N g h iê n u tổ n g hợp gốm m o n ticellite C aO M g O S iƠ v ản h h n g c ủ a o x y t F e , C Ĩ Ơ đến cấu trú c v tín h chất gốm Đ ã b ảo vệ th n h c ô n g th án g năm 1 L n g V iết C n g : N g h iên cứu tổ n g hợ p v ật liệu gốm th ủ y tin h hệ C aO - M g 0-Si 02 từ talc Phú Thọ ảnh hưởng B2O3, AI2O3 kích thước nano đ ến cấu trú c v tín h ch ất c ủ a vật liệu Đ ã bảo vệ th àn h cô n g th n g 12 n ăm 2012 T rần T hị T h ảo : N g h iê n u tổng hợ p g ố m d io p ssit C a M g S i v ảnh h n g củ a Z r 2, C r2Ơ đ ến cấu trúc tín h ch ất củ a v ậ t liệu Đ an g th ự c h iện b ảo vệ v th n g 12 năm 2013 + K in h phí đ ã đ ợ c cấp: 170.000.000d (M ột trăm bảy m ươi triệu đồng) + K in h phí đ ã chi tiêu: 170.000.000đ (M ột trăm bảy m ươi triệu đồng) q u y ết toán xong KHOA QUẢN LÝ CHỦ TRÌ ĐẺ TÀI (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) / (4ỈẠIHỌC GDOC GIA HÀ NỘỉ ị JRlKMfMilttKKHflftMOC TƯNHÌN Ị ÍHỐHOA HỌC ị PG S.T S Nghiêm X uân Thung TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN Đ Ạ I H Ọ C Q U Ó C G IA H À N Ộ I T R Ư Ờ N G Đ Ạ• I H Ọ• C K H O A H Ọ• C T ự• N H IÊ N ********* BÁO CÁO TỎNG KÉT ĐÈ TÀI KHCN T Ê N Đ Ê T À I: V G H IÊ N C Ứ U T Ổ N G H Ợ P V Ậ T L IỆ U G Ố M T H Ủ Y T IN H H Ệ Bậ : b a M g - C a - S i T Ừ N G Ứ Ồ N K H O Á N G T ự N H IÊ N T A L C V À D O L O M IT M Ã SỐ : Q G 1 CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI: PGS.TS Nghiêm Xuân Thung CÁC CÁN B ộ THAM GIA: Ths Nguyễn Đức Thọ Ths Hoàng Thị Hương Huế Ths Phạm Thị Hà Thanh Cử nhân: Bùi Hoàng Hải H À N Ờa _ I - 2013 Mục lục Trang M đầu CHƯƠNG 1: TÔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung gốm thuỷ tinh 1.1.1 Gốm thuỷ tinh 1.1.1.1 Tính chất thuỷ tinh 1.1.1.2 ứ n g dụng gốm thuỷ tin h 1.1.2 Quá trình kết tinh thuỷ tinh 1.1.2.1 Quá trình tự kết tinh 1.1.2.2 Quá trình kết tinh định hướng 1.1.3 Các phương pháp điều chế gốm thuỷ tinh 1.1.3.1 Phương pháp thông thường 1.1.3.2 Phương pháp cải tiến (một giai đoạn) 1.1.3.3 Phương pháp petrurgic 1.1.3.4 Phương pháp bột 1.2 Giới thiệu chung hệ bậc ba: CaO - MgO - S i0 ; .9 1.2.1 Khái quát ôxit hệ: 1.2.1 Silic điôxit (S i02) 1.2.1.2 Canxi oxit (CaO) 11 1.2.1.3 Magie oxit (MgO) 11 1.2.2 Giới thiệu Talc 12 1.2.3 Giới thiệu đolomit 17 .2.4 Khái quát hệ gốm thuỷ tinh CaO - MgO - S 1O 18 2.4.1 Vật liệu gốm- gốm thuỷ tinh 18 2.4.2 Tính chất vật liệu gốm- gốm thuỷtinh 19 2.4.3 ứ n g dụng vật liệu gốm-gốm thuỷ tinh , 21 G iớ i th i ệ u v ề p h ả n ứ n g g iữ a p h a r ắ n 23 3.1 Các phản ứng pha rắn 23 3.2 Các yếu tổ ảnh hicởng đến tốc độ phản ứng pha rắn .26 :HƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM- VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 29 ! Mục tiêu nội dung đề tài 29 ỉ 1.1 Mục tiêu đề t i 29 ì 1.2 Các nội dung nghiên cứu đề tà i .29 1.2 Dụng cụ, thiết bị hoá chất 29 2.2.1 Hoá chất : 29 2.2.2 Các dụng cụ 30 Thực nghiệm .30 2.3.1 Nghiên cứu thành phần hóa nguyên liệu đầu 30 2.3.1.1 Phân tích thành phần khống talc .30 2.3.1.2 Khảo sát phân hủy nhiệt talc 31 2.3.1.3 Phân tích thành phần khống đolomit 31 2.3.1.4 Khảo sát phân hủy nhiệt đolomit 31 2.3.2 Chuẩn bị hỗn hợp mẫu từ nguyên liệu đầu talc đolomit 31 2.3.3 Cách tiến hành 33 2.3.4 Phân tích nhiệt mẫu nghiên cứu 33 2.3.5 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ nung đến trình hình thành 33 gốm thuỷ tinh ... " Nghiên cứu tổng hợp vật liệu gốm thuỷ tinh hệ bậc ba C a0-M g0-.S i02 từ nguồn thoảng t? ?nhiên talc dolomỉt " CHƯONG 1: TỖNG QUAN 1.1 Giói thiệu chung gốm thuỷ tinh 1.1.1 Gốm íhuỷ tinh Thuỷ tinh. .. IÊ N cứu Đ Ề T À I N G H IÊ N C Ứ U K H O A H Ọ C V À C Ô N G N G H Ệ T ê n đề-ài: N ghiên cứu tổng hợp vật liệu gốm thủy tinh hệ bậc ba M gO -C aO - S i0 tỉ nguồn khoáng tự nhiên talc dolomit. .. NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 2.1 Mục tiêu nội dung luận văn 2.1.1 M ục tiêu đề tài "Nghiên cứu tổng họp vật liệu gốm thuỷ tinh hệ bậc ba CaO - MgO - S i0 từ nguồn k h o n g talc v d