CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XITAN

Đề tài: XITAN Xitan MỤC LỤC MỤC LỤC i NỘI DUNG .1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TÍNH CHẤT XITAN .2 PHÂN LOẠI .3 CƠ SỞ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT XITAN 6 QUY TRÌNH SẢN XUẤT XITAN 6.1 Chuẩn bị phối liệu .8 6.2 Nấu thủy tinh .8 6.3 Tạo hình sản phẩm 6.4 Gia công nhiệt ỨNG DỤNG CỦA XITAN 10 7.1 Ứng dụng tính chất nhiệt 11 7.2 Ứng dụng tính chất 12 7.3 Ứng dụng tính chất điện 12 7.4 Ứng dụng xitan xỉ .13 KẾT LUẬN .14 TÀI LIỆU THAM KHẢO .15 i Xitan NỘI DUNG LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Xitan tình cờ phát vào năm 1953 Stanley Donald Stookey Khi ơng nghiên cứu công ty Corning Glass Works sản phẩm pin lithium Ơng tạo thủy tinh có chứa phân tử kết tinh bạc Sau đó, vơ tình đưa sản phẩm tiếp xúc với lửa 600°C, thay thủy tinh bị chảy ra, Stanley lại thấy miếng thủy tinh khơng thay đổi hình dạng Khi làm rơi, miếng thủy tinh không bị vỡ Stanley ngạc nhiên độ bền vật liệu tìm thấy sau ơng giới thiệu thị trường loại xitan mang tên fotoceram Sau đó, xitan nhiều nhà sản xuất khác giới nghiên cứu chế tạo hãng Corning Ware – sản xuất nồi chén đĩa gốm thủy tinh, hãng Schott’s Ceran – sản xuất mặt bếp loại, hãng Nippon Electric Glass – sản xuất xitan dùng y tế xây dựng… Hình 1: Nồi xitan có khả chịu sốc nhiệt cao Xitan Hình 2: Mặt bếp làm xitan Tại Việt Nam, nhà khoa học thuộc Bộ mơn Silicat, Khoa Cơng nghệ Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội sản xuất thành công vật liệu xitan y sinh dùng cấy ghép vĩnh viễn, thay xương chỉnh hình y tế, có độ bền tương đương với xương người Nhóm tiến hành thử nghiệm cấy ghép xitan y sinh thể người bệnh (tại bệnh viện: Tai - Mũi - Họng Trung ương, Bạch Mai, Răng - Hàm Mặt Trung ương, Bệnh viện K) TÍNH CHẤT XITAN Xitan có độ bền cao lực va đập lực biến dạng, ống thủy tinh thường có độ bền gãy 210 - 700 kg/cm2 xitan với hình dạng kích thước tương đương có độ bền gãy 2.800 - 4.200 kg/cm2 Xitan có độ bền mài mịn, tính bền nhiệt cao nhiều so với thủy tinh thường Ví dụ nhiều oxit thủy tinh nóng chảy 600 - 700oC, cịn xitan có thành phần 1.000 - 2.000oC giữ độ bền độ rắn Xitan cách nhiệt tốt Sau thông số kĩ thuật xitan so với vài vật liệu khác: Tính chất Xitan xỉ Kính cửa sổ Đá đúc bazan Gang xám Độ bền (KG/cm2) - uốn tĩnh 800-1300 600-700 470-800 2800-800 - nén 5000-8000 6000-7000 2500-500 8000-10000 3.0-4.5 Độ nhớt (KG/cm2) va đập 10-20 Xitan Độ cứng tế vi 600800 700-600 200 0.93 0.6-0.7 1-1.3 0.015 - 0.025 0.5 - 0.6 0.08 - 0.52 70-50 89 80-100 150 - 200 100 100 Nhiệt độ bắt đầu mềm (0C) 950 550 - 570 1050 Nhiệt dung (Kcal/g.độ) 0.17-0.2 0.2 (KG/mm2) Môđun (KG/cm2.106 lăng Độ chống bào mòn (g/cm2) Hệ số dản nở nhiệt độ (độ -1.107 Độ bền nhiệt (0C) Độ dẫn nhiệt (Kcal/m.độ) Điện trở thể tích riêng 1.0 1.2 100 0.12 39 1016–1017 1013-1014 20 C (ohm/cm) Hằng số điện môi với tần số 50Hz 200C 6.5 - 7.5 65 - 7.5 Tổ chức xitan có nhiều pha, gồm hạt loại tinh thể khác Giữa pha tinh thể lớp thủy tinh (dạng vơ định hình) Lượng pha tinh thể khoảng từ 30 – 95% Tính chất xitan định tổ chức thành phần pha Xitan có tính đẳng hướng, chịu mái tốt, khuyết tật bề mặt, khơng có rỗ xốp co Tính chất đặc biệt xitan mặt cấu trúc trạng thái kiến tạo vi tinh Các tinh thể xitan thường nhỏ, phân bổ đồng nghiên cứu qua kính hiển vi điện tử Lượng pha thủy tinh lại vào khoảng vài phần trăm Trong số trường hợp đặc biệt lượng thủy tinh lên tới 30% cịn lại khơng đáng kể Hàm lượng thủy tinh có ảnh hưởng đến tính chất xitan Nếu đảm bảo thủy tinh sở hồn tồn khơng có bọt sản phẩm xitan loại vật liệu đa tinh thể hồn tồn sít đặc có độ rỗng khơng Xitan Bản chất pha tinh thể tạo thành số lượng phân bổ tinh thể tỷ lệ với thành phần pha thủy tinh kích thước cấu trúc pha tinh thể yếu tố định tính chất cơ, nhiệt, điện, hóa, quang… định ứng dụng xitan PHÂN LOẠI Xitan chia làm ba loại: - Xitan quang học: chế tạo từ thủy tinh hệ Li có chất tạo mầm chất nhuộm dạng keo Khi chiếu tia cực tím hay tia rơnghen vào xảy trình hóa quang học - Xitan nhiệt: chế tạo từ thủy tinh hệ MgO – Al 2O3 – SiO2, CaO – Al2O3 – SiO2,… với chất tạo mầm TiO2, FeS Cấu trúc tinh thể xitan hình thành nhiệt luyện lại chi tiết - Xitan xỉ: nhận từ xỉ lị cao có thêm chất biến tính muối sunphat, bột sắt,… CƠ SỞ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT Xitan vật liệu rắn đa tinh thể, tạo thành cách kết tinh định hướng thủy tinh Tên gọi xitan ghép hai từ silicium cristal có nghĩa thủy tinh tinh thể hay gốm thủy tinh Xitan loại vật liệu có thành phần hóa học gần thủy tinh mặt cấu trúc khác với thủy tinh giống gốm Nếu thủy tinh có cấu trúc vơ định hình xitan có cấu trúc kết hợp tinh thể vơ định hình Cấu trúc vi mô xitan gồm tinh thể nhỏ mịn, phát triển đồng tồn khối, khơng có lỗ xốp Sự kết tinh định 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 nhiệu mầm kết tinh sau mầm phát triển thành tinh thể Như xitan loại vật liệu có nguồn gốc thủy tinh khác thủy tinh chỗ có cấu trúc tinh thể Xitan khác vật liệu gốm sứ thông thường pha thủy tinh tạo từ pha thủy tinh đồng thể ban đầu, sản phẩm gốm sứ phần lớn pha tinh thể đưa vào từ chuẩn bị phối liệu nung có q trình tái kết tinh đơi có phản ứng tạo pha tinh thể Xitan Một điểm khác biệt pha tinh thể xitan có cấu trúc mịn nhiều (số lượng tinh thể đơn vị thể tích tích lớn, kích thước tinh thể nhỏ) so với gốm thường Những đặc điểm định tính chất tixan Hình 3: Sự xếp cấu trúc phân tử xitan Quá trình kết tinh định lượng sản phẩm thủy tinh xitan hóa xảy sau: Trước hết, cần chọn loại thủy tinh gốc (thủy tinh sở) có khuynh hướng kết tinh tồn thể tích tốt Thêm vào thành phần thủy tinh lượng chất xúc tác kết tinh có tác dụng tăng cường q trình kết tinh Khi gia cơng nhiệt, nhờ có xúc tác kết tinh lịng khối thủy tinh xuất tâm kết tinh (mầm tinh thể) Từ mầm đó, sau gia cơng nhiệt nhiệt độ cao cấu trúc vi tinh hình thành thủy tinh trở thành vật thể tinh thể Tùy theo thành phần thủy tinh gốc, tùy theo chất hàm lượng chất xúc tác kết tinh, chế q trình tạo mầm tinh thể khác Chất xúc tác kim loại màu, oxit chúng (Pt, Au, Ag, CuO,…) Khi nấu, chất xúc tác tan với khối thủy tinh Đem gia công nhiệt sản phẩm thủy tinh thu thấy chất xúc tác tách thành hạt nhỏ, kích thước 1000A, trung tâm kết tinh thủy tinh Cũng có nhiều trường hợp cần chiếu vào loại thủy tinh tia xạ thích hợp (tử ngoại, tia X) trung tâm kết tinh hình thành tác dụng cảm quang chất xúc tác kết tinh Chất xúc tác kết tinh oxit muối kim loại khác (photphat, fluor, sunfua, oxit titan …) Các xúc tác có khả phân chia thủy tinh thành hai pha có thành phần khác nhau, thành phân lớp tế vi, chứa chất xúc tác nằm Xitan pha tạo thành dạng giọt, kích thước khơng vượt q 100 0A Sự phân lớp tế vi làm cho bề mặt phân chia pha tăng lên nhiều, lượng tạo mầm tinh thể giảm trung tâm kết tinh phát triển đồng tồn khối thủy tinh Đối với xitan xỉ phân lớp tế vi nói sở thúc đẩy q trình kết tinh mịn tồn thể tích sản phẩm Hàm lượng lưu huỳnh (có xỉ dạng sunfua) giới hạn định không ảnh hưởng đến chất pha tinh thể tạo thành có định hàm lượng pha tinh thể Hợp chất fluor có vai trị quan trọng q trình kết tinh định hướng thủy tinh làm giảm nhiệt độ bắt đầu kết tinh Sau mầm tạo thành, pha tinh thể phát triển nhiệt độ cao (nhiệt độ gia công nhiệt bậc hai) Q trình sau có tác dụng điều chỉnh cấu trúc vật liệu thu giai đoạn Sự lớn lên kích thước tinh thể tự kết tinh nha tinh thể sản phẩm phụ thuộc vào nhiệt độ gia công nhiệt thời gian lưu sản phẩm nhiệt độ PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT XITAN Tùy theo chất xúc tác mà phân thành phương pháp sản xuất xitan sau: - Với chất xúc tác Au+, Ag+, Cu2+ Thường sử dụng hệ thủy tinh nhạy cảm với ánh sáng Li2O – SiO2 – Al2O3 Thành phần hệ dao động khoảng 73 đến 81% SiO2, - 13% Li2O, – 10% Al2O3, ngồi cịn khoảng – 4% Na 2O, – 3% K2O, 0,03 – 0,04% CeO2 Sau tác động lên thủy tinh xạ ngắn hệ phát sinh mầm kết tinh Có thể điều chỉnh mầm kết tinh ion thay ion Ce 4+ Sn2+ Nhiệt độ hình thành mầm kết tinh khoảng 600 – 750 0C, ban đầu xuất tinh thể sơ cấp, sau đưa lên 800 – 900 0C để tạo tinh thể thứ cấp - Với xúc tác TiO2 thường dùng hệ thủy tinh MgO – SiO2 – Al2O3 Lượng TiO2 dùng từ – 4% Pha tinh thể chủ yếu loại xitan corđierit - Xúc tác hợp chất Pt (khoảng 0,01%) dùng với hệ thủy tinh Li 2O – SiO2, Li2O – MgO – Al2O3 – SiO2 - Xúc tác hợp chất flo dùng với hệ thủy tinh SiO – MgO – R2O SiO2 – MgO – Al2O3 – R2O, SiO2 – CaO – MgO – Al2O3 chủ yếu để sản xuất loại sứ thủy tinh Xitan QUY TRÌNH SẢN XUẤT XITAN Xitan thường tạo cách đầu theo công nghệ thủy tinh: nấu chảy, tạo hình, cấu trúc vơ định hình Sau xử lý nhiệt theo chế độ nhiệt luyện xác định để thực trình tạo mầm kết tinh, tạo nên vi tinh thể Để tạo mầm phải chọn thủy tinh gốc phù hợp cho thêm chất xúc tác tạo mầm Pt, TiO2, ZrO2, SnO2 Thơng thường xitan khơng phải tinh thể hoàn toàn, vi cấu trúc gồm 50% đến 95% tinh thể, phần lại thủy tinh Một nhiều pha tinh thể hình thành q trình xử lý nhiệt Hiện chế tạo xitan phương pháp cải tiến để nhiệt độ tạo mầm phát triển mầm gần nhằm tiết kiệm lượng phương pháp truyền thống Ngoài ra, chế tạo xitan phương pháp bột tương tự cách thông thường để sản xuất gốm sứ Trước tiên tạo hình xitan cách ép nguội bột sau nhiệt luyện nhiệt độ cao để hình thành khối đặc Phương pháp sử dụng có u cầu kích thước hình dạng chi tiết sản xuất, chi phí sản xuất cao Hình 4: Tạo xitan phịng thí nghiệm đại học Jena, Đức Chế tạo xitan cách nấu chảy mẻ liệu thủy tinh có thành phần xác định pha thêm chất xúc tác để tạo mầm kết tinh Sau làm nguội đến trạng thái dẻo, tạo hình theo yêu cầu cho kết tinh (gọi xitan hóa) Thành phần mẻ liệu thủy tinh chế tạo xitan có loại oxit: LiO2, Al2O3, SiO2, MgO, CaO,… chất tạo mầm Au, Ag, Cu lơ lửng thủy tinh lỏng dạng keo Xitan Xitan loại vật liệu sản xuất từ thủy tinh Đo thấy trình sản xuất xitan giống trình sản xuất thủy tinh Chỉ sau có thủy tinh có giai đoạn gia cơng nhiệt để chuyển hóa thủy tinh thành xitan Như trình sản xuất xitan bao gồm khâu sau: - Nghiên cứu thiết kế thành phần xitan - Nấu thủy tinh có thành phần chọn tạo hình sản phẩm thủy tinh - Gia cơng nhiệt để xitan hóa sản phẩm 6.1 Chuẩn bị phối liệu Phối liệu để sản xuất xitan cấu tử tạo thủy tinh sở cịn có chứa phụ gia xúc tác kết tinh Yêu cầu độ đồng phối liệu cao Nếu phối liệu không đồng tính chất lý xitan thu Yêu cầu độ tinh khiết cấu tử làm phối liệu tùy thuộc vào loại xitan giá trị sử dụng Để sản xuất loại xitan suốt, nguyên liệu phải đạt độ tinh khiết tương đương với nguyên liệu sản xuất thủy tinh quang học cao cấp Chỉ lượng sắt nhỏ đủ làm cho xitan chuyển màu Nhưng loại xitan có tính chất điện mơi cao cần phải hạn chế nghiêm ngặt có mặt kim loại chuyển hóa có mặt ion kim loại độ dẫn điện điện tử tăng lên nhanh Hàm lượng chất nhuộm màu xitan xỉ tương đối lớn Cấu tử SiO2 thường đưa vào dạng cát thạch anh, oxit nhơm, canxi, manhêzi, liti đưa vào phối liệu dạng hợp chất thiên nhiên, khống lẫn tạp chất CaO đưa vào theo đá vôi, MgO theo manhezit, Al 2O3 theo Al2O3.3H2O tràng thạch… Để sản xuất xitan xỉ cấu tử thường đưa vào theo xỉ Cần ý thêm số oxit với hàm lượng nhỏ có ảnh hưởng lớn đến q trình kết tinh định hướng tính chất xitan thu 6.2 Nấu thủy tinh Thủy tinh dùng sản xuất xitan nấu loại lò bể, lị chậu thơng thường Nhiệt độ nấu thời gian nấu phụ thuộc vào thành phần thủy tinh Ngoài thủy tinh có nhiệt độ nấu 13000C, để sản xuất xitan phần lớn phối liệu phải nấu nhiệt độ 1600 – 17000C Trong trình nấu việc khuấy trộn có tác dụng làm tăng độ đồng thủy tinh Xitan Các chất xúc tác dễ bay fluor, sunfua… có tác dụng tăng cường khuấy trộn, mặt khác bay làm hàm lượng cấu tử khó ổn định Đây khó khăn nghiêm trọng phải giải q trình nấu xitan, đặc biệt trường hợp cấu tử bay lại phụ gia xác tác kết tinh Vật liệu chịu lửa dùng cho lò nồi thủy tinh cần phải có chất lượng cao để khỏi ảnh hưởng đến thành phần thủy tinh Trong vài trường hợp cần thiết phải dùng plantin để lót lị Thủy tinh xỉ thường phá hủy gạch chịu lửa mạnh, điều cần đặc biệt lưu ý nấu thủy tinh xỉ 6.3 Tạo hình sản phẩm Tùy theo chất loại thủy tinh chọn phương pháp tạo hình cho thích hợp Trong nhiều trường hợp, khó khăn khâu tạo hình trùng khoảng nhiệt độ tạo hình khoảng nhiệt độ kết tinh mạnh Trong trường hợp cần chọn phương pháp tạo hình có độ nhớt tạo hình thấp (như phương pháp đúc ly tâm) để tránh kết tinh tạo thành sản phẩm Sau tạo hình phải ủ để loại trừ ứng suất nội Nếu sản phẩm không qua giai đoạn làm lạnh khơng cần ủ Có thể tạo hình số sản phẩm phương pháp gốm: nghiền thủy tinh thành bột đổ rót ép với chất liên kết parafin Sau sản phẩm nung đến chuyển thành vật liệu kết tinh 6.4 Gia công nhiệt Đặc điểm sản phẩm xitan cấu trúc tinh thể mịn Trong 1cm sản phẩm có tới 1012 tinh thể, kích thước tinh thể thường nhỏ 1m Việc lựa chọn chế độ gia công nhiều cho phép tạo pha tinh thể cần thiết với hàm lượng thích hợp, đồng thời cho phép thực q trình thời gian ngắn Tốc độ nung nóng sản phẩm thủy tinh phụ thuộc vào nhiều nhân tố khác khuynh hướng làm biến động sản phẩm, xuất hiệu ứng suất giới hạn, xuất grandien nhiệt nguy hiểm, tốc độ cho phép thiết bị nung Khi nung nóng nhanh sản phẩm, đặc biệt sản phẩm thành dày, xuất grandien nhiệt tạo nên ứng suất nội Nếu ứng suất lớn, sản phẩm bị phá vỡ Những sản phẩm mỏng thủy tinh có hệ số dãn nỡ nhiệt nhỏ tượng Xitan nguy hiểm Trong vùng nhiệt độ cao nhiệt độ mềm thủy tinh, sản phẩm dễ biến dạng Để chống lại biến dạng này, cần chọn tốc độ nung nóng cho sản phẩm hình thành dần mầm kết tinh để nhiệt độ biến mềm kịp tăng lên Ngoài thay đổi thể tích kèm theo tượng kết tinh tạo ứng suất làm nứt sản phẩm Ứng suất xuất tinh thể pha tinh thể pha thủy tinh Vì chọn tốt độ nung nóng phải ý đến tượng làm hỏng sản phẩm (nhưng mặt khác phải ý đến tính kinh tế trình sản xuất) Thơng thường tốc độ nung nóng 2-2.5 độ/phút với sản phẩm dày 10 độ/phút sản phẩm mỏng Muốn thành lập chế độ gia nhiệt cần xác định nhiệt độ kết tinh bậc một, nhiệt độ kết tinh bậc hai thời gian lưu tạu nhiệt độ Trong thơng số nhiệt độ thời gian dừng bậc thơng số quan trọng thơng số khó xác định Số tâm tinh thể tạo thành nhiệt độ bậc xác định yêu cầu kích thước tinh thể, số lượng tinh thể, mức độ kết tinh tính chất xitan, nhiệt độ bậc thỏa mãn tất yêu cầu gọi nhiệt độ bậc tiêu chuẩn Nếu nhiệt độ gia công bậc thực tế nhỏ nhiệt độ bậc tiêu chuẩn số mầm tinh thể tạo q ít, sản phẩm có cấu trúc thơ tỷ lệ pha thủy tinh lớn Nếu nhiệt độ bậc cao tình hình tương tự cịn xấu Theo stookey trước chuyển từ nhiệt độ bậc sang nhiệt độ bậc hai nên giảm nhiệt độ khoảng 50-1000C để tăng thêm lượng tâm kết tinh Thời gian dừng bậc hai tương đương với thời gian cần thiết để kết tinh tồn thễ tích thủy tinh có liên quan đến thay đổi cấu trúc tính chất xitan Đối với loại xitan gồm nhiều pha tinh thể khác kết tinh việc tìm nhiệt độ bậc hai trở nên phức tạp Trong giai đoạn làm lạnh cần ý đến loại sản phẩm cụ thể để chọn tốc độ hạ nhiệt thích hợp tránh gây ứng suất nguy hiểm Điều đặc biệt cần thiết sản phẩm lớn dày tên lửa, phần hình nón xiclon thủy lực, sản phẩm mỏng, nhỏ khơng quan trọng Q trình gia cơng nhiệt thực lị gián đoạn lò liên tục Yêu cầu lò phải có khả khống chế điều chỉnh nhiệt độ thật tốt phân bố nhiệt độ lò phải đồng 10 Xitan ỨNG DỤNG CỦA XITAN Công dụng xitan: xitan làm ổ đỡ, chi tiết động đốt trong, vỏ dụng cụ điện từ, ống dẫn công nghiệp hóa, cánh máy nén khí, vịi phun động phản lực, dụng cụ đo,… Ngồi ra, chế tạo xitan có tính chất khác biệt để ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Ví dụ có hệ số giãn nở nhiệt nhỏ nên xitan thích hợp cho ứng dụng chống sốc nhiệt; có sức bền, chịu mài mịn, hệ số giãn nở nhiệt thấp nên dễ tạo hình gia cơng khí; có tính chất điện từ đặc biệt hay có tính sinh học nên dễ cấy ghép vào tế bào xương, thể sống; có đặc điểm mặt thẩm mỹ chế tạo suốt không suốt nên dùng làm đồ gia dụng vừa bền đẹp Ứng dụng y tế làm vật liệu thay cho xương: gọi xitan y sinh Đây loại vật liệu có tính chất sinh học cao so với vật liệu y sinh truyền thống (titan, hợp kim đặc biệt, vật liệu bon, silicon ) Xitan y sinh có khả liên kết sinh hóa với tế bào sống, giúp cho tế bào sau bị thương tổn tiếp tục tái sinh liên kết trực tiếp với bề mặt vật cấy Trong gia dụng: chi phí sản xuất thấp kỹ thuật đơn giản, xitan sử dụng để sản xuất đồ gia dụng chất lượng cao Nhờ có khả chịu sốc nhiệt cao nên xitan sử dụng làm nồi nấu Nồi xitan nấu trực tiếp bếp vừa khỏi tủ lạnh hay nấu lị vi sóng mà khơng bị rạn nứt Xitan sử dụng để làm mặt bếp từ, bếp điện Dùng xitan khơng tăng tính thẩm mỹ cho bếp mà chống trầy xước, chống sốc nhiệt, giúp bếp bền dài lâu 11 Xitan Hình 5: Nồi xitan Trong xây dựng: nhờ đặc tính chống chịu nhiệt độ cao nên xitan sử dụng làm cửa chống cháy số cơng trình xây dựng Một sản phẩm khác phổ biến ngành xây dựng xitan neopariés, tương tự đá cẩm thạch bền Trong vũ trụ: xitan bền giảm nhiệt độ cách đột ngột độ chống mài mòn cao nhiều lần so với kim loại nên xitan sử dụng để làm phận chịu lực để phủ lên kim loại hay làm khớp nối kín kim loại gốm Do có độ bền nhiệt cao, đặc biệt xung nhiệt nên xitan sử dụng để làm lớp vỏ bảo vệ đầu mũi tên lửa Sau ứng dụng dựa tính chất xitan: 7.1 Ứng dụng tính chất nhiệt Xitan dùng thiết bị trao đổi nhiệt có tính bền nhiệt cao, có tính bào mịn tăng nhiệt độ Những thiết bị trao đổi nhiệt làm việc tốt thiết bị trao đổi nhiệt thép Nhiều loại xitan có hệ số dẫn nhiệt thấp, độ bền cao dùng làm dụng cụ thí nghiệm cho phịng thí nghiệm cho cơng nghiệp thực phẩm Ở Mỹ có nhiều dụng cụ nhà ăn chế tạo xitan hệ SiO2 – CaO – P2O5 Xitan hệ CdO – In2O3 CdO-In2O3-B2O3 dùng làm kiểm tra lò phản ứng nguyên tử có hệ số dãn nở nhiệt cao, độ chịu lửa cao có khả hút trung tử mạnh Những xitan bền phóng xạ khơng bị tạo thành sản phẩm phản ứng Vì 12 Xitan xitan có khả hấp thụ trung tử lớn thép borat nên sử dụng lợi nhiều trọng lượng giá thành Xitan dùng làm tất chi tiết máy bơm chất lỏng nóng có tác dụng xâm thực Loại có khả chống bào mịn cao thép khơng gỉ Ngồi xitan dùng làm ống chịu nhiệt làm việc áp suất cao, làm vỏ thiết bị điện tử, làm chi tiết động tên lửa miệng phun, ống phun, làm sơn chịu nhiệt phủ lên kim loại dùng để hàn mối hàn nhiệt độ cao 7.2 Ứng dụng tính chất Có loại xitan bền vững mặt học, sử dụng làm ổ bi hoạt động nhiệt độ cao không cần bôi trơi Các ổ bi làm việc mơi trường xâm thực chịu đựng mở máy ngừng máy đột ngột Ngành kiến trúc ngành xây dựng dùng xitan việc xây dựng nhà nhà công nghiệp Xitan làm xa1x xe chịu tải, tường chắn, lát… Trong công nghiệp dệt xitan dùng làm thoi khuôn nén sợi tổng hợp Trước dùng xitan làm vỏ tàu ngầm để nghiên cứu đáy biển Loại có khả chịu nén lớn 21000 kg/cm2 bền với nước biển Xitan cịn dùng làm cối chày thí nghiệm, lót bi đạn máy nghiền khung bảo vệ chống va đập, làm calip xác 7.3 Ứng dụng tính chất điện Do điện trở bề mặt điện trở thể tích lớn, xitan dùng làm chất cách điện hình thù đơn gian, tạo kết cấu phức tạp, kể chi tiết phải nối với kim loại Loại xitan dùng làm in có tính có tính chất điện cao, độ bền cao, độ bền nhiệt cao khơng bị cong vênh q trình vận hành Bản xitan ảnh dùng làm bàn in thiết bị điện tử quân sự, dụng cụ bán dẫn, sơ đồ tế vi, hệ thống điều khiển tên lửa thiết bị máy bay vũ trụ, xitan dùng chế tạo sơ đồ ẩn Những loại xitan đặc biệt chứa chất điện môi xec-nhét dùng làm tụ điện Trong lĩnh vực xitan có ưu điểm dễ kéo thành mỏng 13 Xitan Trong kỹ thuật quân sự, xitan dùng chế tạo phần hình nón tên lửa có điều khiển xitan đáp ứng yêu cầu: giảm sóng điện từ (tg nhỏ), có tính chất điện khơng đổi, bền nhiệt, chống tác dụng khí động đột ngột, có cường độ cao, chịu tác dụng hạt mưa quy trình sản xuất đơn giản Các chi tiết hình nón xitan manhezialumosilicat với xác tác TiO2 để tạo pha tinh thể coocđierit Xitan dùng để chế tạo chi tiết máy điện tử 7.4 Ứng dụng xitan xỉ Pha tinh thể cớ xitan xỉ (từ xỉ lò cao) volastinit CaSiO anortit CaO.Al2O3.2SiO2 Do cấu trúc tinh thể mịn, hàm lượng pha tinh thể cao, xitan xỉ có tính chất đáng lưu ý như: độ bền tương đối cao, độ bền hóa bền nhiệt cao khả chống mài mòn tốt Những tính chất làm cho xitan xỉ sử dụng nhiều lĩnh vực khác có khả vượt xa loại vật liệu dùng làm cách nhiệt, cho tiết tương tự gốm, đá đúc, stemalít… Các tính chất xitan xỉ cho 32 Từ xitan xỉ chế tạo ống dẫn, tấm, bậc thang, gạch lát đường lót trường Các ống dẫn xitan dài ống gốm nên số khớp nối Các panel đường xitan xỉ không bị biến đổi thể tích theo thời gian có kết cấu bề mặt phẳng Xitan xỉ khơng bị oxy hóa khơng bị thẩm thấu, nên dùng hệ thống lọc với tác nhân lắng chất khí, chất lỏng axit Khả chống bào mòn xitan xỉ làm cho việc làm thiết bị dẽ dàng Kết hợp xitan xỉ với kim loại tạo sản phẩm có tính dẻo Xitan xỉ cịn dùng áp thép có vạch Trong cơng trình dân dụng cơng nghiệp xitan xỉ dùng để xây dựng bể chứa, boong xe, gài nâng…xitan xỉ dùng làm khn đúc kim loại chế tạo vật liệu dùng làm vật liệu hàn Ngồi ra, xitan xỉ cịn dùng làm gạch lót máng dẫn than cát, gạch chịu lửa cho lị sấy, làm ngói,ống dẫn nước, tà vẹt đường sắt, để lát sàn phân xương luyện kim, làm dũng cụ vệ sinh, làm đĩa máy trộn, bánh xe, làm cốt chống hầm lị, ốp để chắn sóng, làm trục xe ô 14 Xitan tô, tàu hỏa, làm chai lọ cơng nghiệp thực phẩm, làm nền, móng nhà, làm cánh quạt làm việc điều kiện bụi nóng 15 Xitan KẾT LUẬN Xitan có cấu trúc tinh thể mịn với nhiều tính trội: độ bền cơ, bền nhiệt cao, không bị cong vênh trình vận hành… Do có tính chất đặc biệt nên xitan sản xuất theo quy trình đặc biệt, yêu cầu kĩ thuật cao Vấn đề đặt sản xuất xitan là: phải nghiên cứu thiết kế thành phần phối liệu để có sản phẩm xitan có tính chất dự kiến; chọn xúc tác dễ kết tinh định hướng thủy tinh; chế độ gia công nhiệt tối ưu Đó câu hỏi chung q trình nghiên cứu tìm tịi loại sản phẩm xitan 16 Xitan TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Quang Minh – Công nghệ sản xuất sản phẩm thủy tinh [2] http://www.cesti.gov.vn [3] http://www.hoahocngaynay.com 17 ... tinh nha tinh thể sản phẩm phụ thuộc vào nhiệt độ gia công nhiệt thời gian lưu sản phẩm nhiệt độ PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT XITAN Tùy theo chất xúc tác mà phân thành phương pháp sản xuất xitan sau: - Với... tinh Đo thấy q trình sản xuất xitan giống trình sản xuất thủy tinh Chỉ sau có thủy tinh có giai đoạn gia cơng nhiệt để chuyển hóa thủy tinh thành xitan Như q trình sản xuất xitan bao gồm khâu sau:... thủy tinh; chế độ gia công nhiệt tối ưu Đó câu hỏi chung trình nghiên cứu tìm tịi loại sản phẩm xitan 16 Xitan TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Quang Minh – Công nghệ sản xuất sản phẩm thủy tinh [2]