Tài liệu Hóa lý silicat chuong6

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 6.3. MỘT SỐ HỆ HAI CẤU TỬ ĐIỂN HÌNH TRONG THỰC TẾ 6.3.1 •Hệ Al2O3 – SiO2 6.3.2 •Hệ SiO2 – Na2O 6.3.3 •Hệ CaO – SiO2 6.3.4 •Hệ SiO2 – ZrO2 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 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. 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 SiO2 – Na2O Thủy tinh lỏng  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 – 12000C - 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: - Nấu cát + NaOH lỏng trong nồi áp suất 10 – 12 at, nhiệt độ 120 -1250C Thủy tinh lỏng  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… 6.3.2. Hệ SiO2 – Na2O Khả năng kết dính của thủy tinh 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 SiO2 – Na2O Khả năng kết dính của thủy tinh 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: • C3S tạo thành t ≥ 12500C, phân hủy ở 20790C • C3S2 phân hủy ở 14550C 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 ceramicLàm 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 ZrO2 Ổn định 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  vật liệu oxit zircon kết khối, bền dạng lập phương ( MgO, CaO tác dụng làm bền)