Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của vật liệu gốm - thuỷ tinh hệ CaO-MgO-SiO2

Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GỐM THUỶ TINH
1.1.1 GỐM THUỶ TINH
Thuỷ tinh có xu hướng đạt đến trạng thái thấp hơn về mặt năng lượng khi phải
chịu một quá trình nhiệt luyện nào đó. Sự hoá mờ trong quá trình sản xuất thuỷ tinh
là một khuyết điểm, tuy nhiên tính chất này có thể được sử dụng để sản xuất một
loại vật liệu mới đó là gốm thuỷ tinh.
Gốm thuỷ tinh là những vật liệu đa tinh thể được tạo thành khi những thành
phần thuỷ tinh thích hợp được nhiệt luyện và điều chỉnh quá trình kết tinh. Thường
trong gốm thuỷ tinh tồn tại 50% đến 95% thể tích là những tinh thể, còn lại là phần
thuỷ tinh còn dư, một hoặc nhiều hơn những pha tinh thể có thể tạo thành trong quá
trình nhiệt luyện và thường thành phần của chúng khác với thuỷ tinh cho trước và
do đó thành phần của thuỷ tinh còn dư cũng khác trước.
1.1.1.1 Tính chất của gốm thuỷ tinh [7]
Gốm thuỷ tinh có những tính chất quan trọng như:
+ Độ bền cao đối với các lực va đập và lực biến dạng, nếu ống thuỷ tinh
thường có độ bền gãy là 210-700 kg/cm 2 thì vật liệu gốm thuỷ tinh có kích thước
tương đương có độ bền gãy là 2800-4200 kg/cm 2 . Gốm thuỷ tinh cũng có độ bền
mài mòn cao hơn nhiều so với thuỷ tinh thường.
+ Có thể điều chỉnh thành phần hoá học của gốm thuỷ tinh một cách dễ dàng
để thay đổi hệ số giãn nở nhiệt theo mong muốn từ giá trị thấp nhất (gần bằng
không) đến cao nhất (2.10 -5 K -1 ). Do đó có khả năng chọn hệ số giãn nở nhiệt của
vật liệu gốm thuỷ tinh cũng như của vật liệu kim loại. Điều này rất quan trọng khi
chế tạo các khớp nối kín của kim loại với linh kiện bằng gốm thuỷ tinh. Các mẫu
gốm thuỷ tinh có hệ số giãn nở nhiệt bé hoặc âm rất bền đối với xung nhiệt.
+ Vật liệu gốm thuỷ tinh bền nhiệt hơn vật liệu thuỷ tinh có cùng thành phần.
Ví dụ như nhiều ôxit thuỷ tinh có nhiệt độ thuỷ tinh hoá Tg khoảng 450 0 C, nhiệt độ
3