I: cordierite (2MgỌ2Al 2O3.5SiO2)
2.1. Nội dung nghiên cứu
Mục tiêu của luận án là tìm đ−ợc các điều kiện thích hợp để tổng hợp gốm cordierite và mullite có nhiệt độ nung thiêu kết thấp, có chất l−ợng đạt yêu cầu kỹ thuật từ nguyên liệu cao lanh A L−ới - Thừa Thiên Huế. Từ sản phẩm gốm cordierite và mullite thu đ−ợc, nghiên cứu tổng hợp composite MC có hệ số giãn nở nhiệt bé, có độ chịu lửa cao, nhằm sử dụng làm vật liệu chịu lửa bền nhiệt trong ngành công nghiệp gốm sứ. Để thực hiện mục tiêu này, các nội dung nghiên cứu chính của luận án nh− sau:
1) Xác định thành phần khoáng, thành phần hoá học, cấp hạt, hình thái học, các quá trình chuyển hoá xảy ra khi nung cao lanh A L−ớị Đồng thời, khảo sát một số tính chất nh−: độ hút n−ớc, độ co ngót, c−ờng độ bền uốn, độ trắng của cao lanh A L−ới sau khi nung ở các nhiệt độ khác nhau để đánh giá chất l−ợng cũng nh− khả năng thiêu kết nó.
2) Tổng hợp gốm cordierite từ cao lanh A L−ới:
Nhằm mục đích hạ thấp nhiệt độ nung thiêu kết của gốm cordierite, chúng tôi sử dụng cao lanh có chứa sẵn Al2O3 và SiO2 phân bố đồng đều trong mạng l−ới tinh thể, bổ sung MgO và Al2O3 sao cho phối liệu có thành phần ứng với tỷ lệ hợp thức của gốm cordieritẹ Mặt khác, để cho các cấu tử bổ sung MgO và Al2O3 phân bố đồng đều trong cao lanh, chúng tôi sử dụng ph−ơng pháp phân tán rắn - lỏng bằng cách phân tán cao lanh A L−ới vào dung dịch chứa đồng thời Mg2+ và Al3+. Tiến hành kết tủa Mg2+ và Al3+ trong huyền phù cao lanh bằng tác nhân NH3 sao cho precursor thu đ−ợc vừa đảm bảo tỷ lệ hợp thức của sản phẩm, vừa đảm bảo mức độ phân bố đồng đều của các cấu tử phản ứng để làm giảm nhiệt độ nung thiêu kết của gốm cordieritẹ Các nội dung nghiên cứu để tổng hợp gốm cordierite từ cao lanh A L−ới nh− sau:
- Khảo sát các điều kiện để kết tủa Mg2+ và Al3+ trong huyền phù cao lanh bằng tác nhân NH3 nhằm tổng hợp đ−ợc precursor có thành phần đúng tỷ lệ hợp thức của gốm cordieritẹ
- Khảo sát ảnh h−ởng của nhiệt độ nung đến quá trình hình thành pha cordieritẹ - Khảo sát ảnh h−ởng của quá trình nghiền precursor sau khi nung sơ bộ đến nhiệt độ tạo pha cordieritẹ
- Xác định một số tính chất quan trọng của gốm cordierite tổng hợp từ cao lanh A L−ới nh−: hệ số giãn nở nhiệt, độ chịu lửa, hằng số điện môi, góc tổn thất điện môị.. Qua đó đánh giá chất l−ợng cũng nh− khả năng sử dụng của gốm cordierite thu đ−ợc.
3) Tổng hợp composite MC từ cao lanh A L−ới:
- Chuẩn bị precursor đúng tỷ lệ hợp thức của mullite theo ph−ơng pháp phân tán rắn-lỏng bằng cách phân tán cao lanh A L−ới vào dung dịch muối Al3+, rồi tiến hành kết tủa Al3+ trong huyền phù cao lanh bằng tác nhân NH3.
- Khảo sát ảnh h−ởng của nhiệt độ nung đến quá trình tạo pha mullitẹ
- Xác định các tính chất quan trọng của mullite tổng hợp từ cao lanh A L−ới nh−
hệ số giãn nở nhiệt, độ chịu lửa để đánh giá khả năng sử dụng của nó.
- Từ gốm mullite và cordierite tổng hợp từ cao lanh A L−ới, chuẩn bị các mẫu phối liệu composite MC có tỷ lệ mullite/cordierite khác nhaụ Sau khi nung thiêu kết, xác định nhiệt độ chịu lửa và hệ số giãn nở nhiệt của các mẫu composite MC đó. Từ đó xác định mối quan hệ giữa thành phần phối liệu của composite mullite- cordierite với các tính chất nh− độ chịu lửa và hệ số giãn nở nhiệt của chúng.
2.2. Ph−ơng pháp nghiên cứu