HÓA lý SILICAT chuong6
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (256.03 KB, 19 trang )
HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ SILICAT
Hồ Thị Ngọc Sương
Các silicat ở trạng thái vô định hình
•
Các silicat ở trạng thái phân tán cao
•
Cơ sở lý thuyết quá trình nhiệt độ cao
•
Biểu đồ pha hệ một cấu tử
•
Biểu đồ pha hệ hai cấu tử
•
Chương 6
Chương 5
Chương 4
Chương 3
Chương 2
Chương 1
NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH
Chương 6 ( 4 tiết)
Biểu đồ pha hệ hai cấu tử
6.1. CÁCH LẬP BIỂU ĐỒ
6.2. CÁC HỆ HAI CẤU TỬ ĐIỂN HÌNH
6.3. MỘT SỐ HỆ HAI CẤU TỬ ĐIỂN HÌNH TRONG THỰC TẾ
6.1. CÁCH LẬP BIỂU ĐỒ
Trục tung: Biểu diễn nhiệt độ (0K, 0C)
Trục hoành: Biểu diễn thành phần các cấu tử ( % khối lượng hoặc % mol)
Hệ M: điểm giao đường nhiệt độ và tỉ lệ % của một trong hai cấu tử.
6.2. CÁC HỆ HAI CẤU TỬ ĐIỂN HÌNH
•
Xem hình 6.2
• Hệ SiO2 – ZrO2
• Hệ CaO – SiO2
6.3.4
6.3.3
6.3.2
6.3.1
• Hệ SiO2 – Na2O
6.3. MỘT SỐ HỆ HAI CẤU TỬ ĐIỂN HÌNH TRONG THỰC TẾ
• Hệ Al O
– SiO
6.3.1. Hệ
Al2O3 – SiO2
Gạch ngói
TP hóa: SiO2 45 – 75%, Al2O3 8 – 28%.
Ngoài ra : Fe2O3 2 -15% , CaO 0,5 – 2,5%,
MgO 0 – 4%, Na2O + K2O 0,3 – 5%
Nguyên liệu:
- Các loại đất sét
- Phụ gia: chất hoạt tính bề mặt, than, xỉ, samot, oxit màu…
Quy trình: SV tìm hiểu
Pha chính là thủy tinh, pha tinh thể chính là mullit, quartz
6.3.1. Hệ
Al2O3 – SiO2
Gạch chịu lửa
samot
Al2O3: 28 – 45%
Quy trình: SV tìm hiểu
Đất sét đóng vai trò chất liên kết
Thành phần pha: thủy tinh, tinh thể mullite, quartz và tridymite
Tùy vào hàm lượng Al2O3 người ta có tên gọi khác như: samot –
mullite, mullite, mullite – corund, corund.
6.3.2. Hệ SiO2 – Na2O
Hệ có ba hợp chất hóa học: N2S, NS, NS2
Hệ có ý nghĩa trong công nghệ sản xuất thủy tinh lỏng
6.3.2. Hệ
Thủy tinh lỏng
SiO2 – Na2O
Thủy tinh Na2O.nSiO2 bị hòa tan trong nước.
Sản xuất:
• Phương pháp khô:
- Nấu phối liệu cát quartz + soda (hoặc sunfat natri) ở nhiệt độ 1100 – 1200 0C
- 7200C phản ứng pha rắn mạnh
- 8200C hỗn hợp phân hủy gần như hoàn toàn
Làm nguội nhanh frit nghiền, nấu với nước thủy tinh lỏng
•
-
Phương pháp ướt:
0
Nấu cát + NaOH lỏng trong nồi áp suất 10 – 12 at, nhiệt độ 120 -125 C
6.3.2. Hệ
SiO2 – Na2O
Ứng dụng:
- CN SX giấy ( chất làm nhão giấy)
- Chất kết dính vô cơ
- Chất tạo nhũ tương
- Chất tẩy rửa công nghiệp
- Chất làm bền huyền phù gốm sứ…
Thủy tinh lỏng
6.3.2. Hệ
Khả năng kết dính của thủy tinh
SiO2 – Na2O
lỏng
Trộn nước, hòa tan như sau:
+
Na2SiO3 + H2O = Na + OH + NaHSiO3
+
NaHSiO3 + H2O = Na + OH + H2SiO3
Na2Si2O5 + 2H2O = 2NaOH + H2Si2O5
Các axit H2SiO3 , H2Si2O5 là những polymer, khi mất nước chúng tạo cấu
trúc gel có tính kết dính.
6.3.2. Hệ
Khả năng kết dính của thủy tinh
SiO2 – Na2O
lỏng
Độ bền cơ chất kết dính thủy tinh nước thay đổi theo nhiệt độ
Ở 2000C, gel silic mất nước, tạo mạch polymer có tính kết dính
500 - 6000C: bền uốn giảm do biến đổi thù hình
8000C: bền uốn lại đạt cực đại, chất kết dính nóng chảy tạo pha lỏng, lập lại lk
polymer, thể tích mẫu biến đổi ít
1100 - 12500C: độ bền mẫu giảm, thể tích tăng mạnh
6.3.3. Hệ CaO – SiO2
Đặc điểm
Có 4 hợp chất CS, C3S2, C2S và C3S:
•
0
0
C3S tạo thành t ≥ 1250 C, phân hủy ở 2079 C
•
0
C3S2 phân hủy ở 1455 C
Ứng dụng trong công nghệ sản xuất clinker xi măng pooc lăng (C2S và
C3S khoáng chính, hoạt tính thủy lực mạnh)
6.3.4. Hệ
SiO2 – ZrO2
Khoáng zircon
( silicat zircon)
Tồn tại: trong cát sa khoáng màu đen ven biển
ZrSiO4 không bền, phân hủy khi nóng chảy
Có hệ số dãn nở nhiệt thấp, dãn nở đều, không biến đổi đột ngột.
Dùng như pigment
Nấu frit, ZrSiO4 sẽ hòa tan trong frit và kết tinh lại trên bề mặt men khi làm
nguội.
6.3.4. Hệ
SiO2 – ZrO2
Oxit zircon (ZrO2)
Tồn tại trong tự nhiên, tên khoáng baddeleid
Có ba dạng thù hình:
1. Một nghiêng ( bền khi t< 17000C)
2. Bốn phương ( bền 1170 – 23000C)
3. Lập phương ( bền 2300 - 27000C)
.Một nghiêng bốn phương: thể tích tăng 6%
.Biến đổi thù hình khi áp suất thay đổi
6.3.4. Hệ
SiO2 – ZrO2
Oxit zircon (ZrO2)
Vật liệu oxit ZrO2 kết khối:
- Độ bền cơ, độ chịu lửa, độ bền hóa cao nhất trong vật liệu ceramicLàm
VLCL, vật liệu mài cao cấp, vật liệu cấy ghép y sinh…
-
Có tính dẻo ở nhiệt độ cao, chịu mài mòn tốt làm vật liệu cắt gọt ở nhiệt
độ cao
Vật liệu trên cơ sở
ZrO2 Ổn định
ZrO2
ZrO2 lập phương bền ở nhiệt độ thường gọi là ZrO2 được làm bền hoặc
ổn định.
Ổn định khi có chất khoáng hóa ổn định
SiO2 là chất làm bền ZrO2 lập phương
Vật liệu có độ bền uốn rất cao
Khi thêm 3 -9%MgO vào ZrO2
phương ( MgO, CaO tác dụng làm bền)
vật liệu oxit zircon kết khối, bền dạng lập
HẾT CHƯƠNG 6
