SLIDE THUYẾT TRÌNH THỦY TINH THẠCH ANH

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC CÔNG NGHỆ THỦY TINH GVHD ThS HỒ THỊ NGỌC SƯƠNG LỚP 06DHLHH1 THỦY TINH THẠCH ANH 1 Tổng quan 1 1 Định nghĩa – Phân loại 1 2 Tính chất hóa lý 1 3 Nguyên liệu Quy trình sản xuất 2 1 Thủy tinh trong suốt 2 2 Thủy tinh không trong suốt Ứng dụng Tài liệu tham khảo NỘI DUNG 1 1 Định nghĩa – Phân loại Thủy tinh thạch anh (hay thủy tinh quartz.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

CÔNG NGHỆ THỦY TINH

GVHD: ThS HỒ THỊ NGỌC SƯƠNG

LỚP: 06DHLHH1

THỦY TINH THẠCH ANH

1 Tổng quan

1.1 Định nghĩa – Phân loại

1.2 Tính chất hóa lý

1.3 Nguyên liệu

2 Quy trình sản xuất

2.1 Thủy tinh trong suốt

2.2 Thủy tinh không trong suốt

4 Tài liệu tham khảo

NỘI DUNG

1.1 Định nghĩa – Phân loại

Thủy tinh thạch anh (hay thủy tinh quartz) là thủy tinh có hàm lượng SiO2 rất cao (>99,5%) Thủy tinh thạch anh có độ bền cơ, bền acid (trừ HF, H3PO4), bền nhiệt cao

Có 2 loại thủy tinh thạch anh: trong suốt và không trong suốt

1 TỔNG QUAN

1.2 Tính chất hóa lý

a) Độ nhớt:

Thủy tinh thạch anh có độ nhớt rất cao, cần nhiệt độ

nấu rất cao nên khó kết khối và khó nấu, khó tạo hình dạng

phức tạp, độ xốp thường khác không vì vậy không kín khí

Hàm lượng tạp chất cao thì độ nhớt thủy tinh giảm và

ngược lại Ở nhiệt độ càng cao thì độ nhớt càng giảm.

1 TỔNG QUAN

1.2 Tính chất hóa lý

b) Tính chất cơ học:

Thủy tinh thạch anh có cường độ chịu nén lớn nhất, còn cường độ chịu kéo, chịu uốn, chịu xung kích tương đối bé:

+ Chịu nén: 6500 kg/ cm2

+ Chịu kéo: 600 kg/cm2

+ Chịu uốn: 1000 kg/cm2

+ Chịu xung kích: 1,1 kg.cm/cm2

Các yếu tố ảnh hưởng: lượng bọt khí, lượng tạp chất, độ đồng nhất khi nấu, hình dạng, điều kiện bề mặt.

1 TỔNG QUAN

Bảng VD về tính chất cơ học của 1 số loại thủy tinh thạch anh của công ty Helios

c) Tính chất nhiệt học:

- Hệ số giãn nở nhiệt rất thấp:

- Thủy tinh thạch anh có độ dẫn nhiệt tốt nhất trong các

loại thủy tinh

- Có độ ổn định nhiệt vượt trội hơn so với thủy tinh

thông thường Có khả năng chống sốc nhiệt cực kỳ

tốt

•  

1 TỔNG QUAN

1.2 Tính chất hóa lý

d) Tính chất điện:

Thủy tinh thạch anh là một vật liệu cách điện rất tốt, có điện trở suất lớn, độ dẫn điện nhỏ ngay cả ở nhiệt độ

cao, độ hao hụt điện môi bé nhất

– Điện trở suất: 7.107 Ω.cm

– Hằng số điện môi [20oC]: 3.76

– Hằng số hao hụt điện môi: < 10-4

1.2 Tính chất hóa lý:

1 TỔNG QUAN

e) Tính chất quang học:

Tính chất quang học của thủy tinh thạch anh tốt hơn hẳn so với thủy tinh cơ sở do có độ tinh khiết cao hơn nhiều

Thủy tinh thạch anh có chiết suất bé nhất so với các loại thủy tinh khác (nD = 1.4584)

Tính chất quang học của thủy tinh thạch anh phụ thuộc vào độ trong và phương pháp sản xuất.

1 TỔNG QUAN

1.2 Tính chất hóa lý:

f) Tính chất hóa học

Thủy tinh thạch anh trơ với hầu hết các hợp chất hóa học Vì thế, nó được sử dụng rộng rãi trong các

phòng Lab và trong ngành công nghiệp hóa học

Tuy nhiên, HF và H3PO4 là acid có khả năng gây ăn mòn thủy tinh thạch anh ngay cả ở nhiệt độ thấp Các tác nhân kiềm và muối kiềm đẩy nhanh quá trình hóa mờ của thủy tinh thạch anh

1 TỔNG QUAN

1.2 Tính chất hóa lý:

1.3 Nguyên liệu:

Nguyên liệu để nấu thủy tinh thạch anh là cát, đá thạch anh, quartzit với hàm lượng SiO2 rất cao (>99.5%)

1 TỔNG QUAN

2.1 Thủy tinh thạch anh trong suốt

Gồm các phương pháp:

- Nấu trong chân không:

+ Phương pháp dùng chân không và tăng áp lực

+ Phương pháp dùng chân không và áp suất thường

2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

2.1 Thủy tinh thạch anh trong suốt

- Nấu bằng đèn xì: Dòng khí mang những hạt nguyên liệu cỡ 0.1 – 0.3 mm đi qua ngọn lửa của đèn

xì, nguyên liệu sẽ rơi xuống chảy dần thành thủy tinh thạch anh trong suốt Khí đốt là hỗn hợp Hydro và oxy.

2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

2.2 Thủy tinh thạch anh không trong suốt

2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

Quy trình

2.2 Thủy tinh thạch anh không trong suốt

2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

Phương pháp sản xuất một bước: Cát thạch anh

được nấu chảy trong một nồi nấu kim loại vonfram

bằng thiết bị gia nhiệt bằng điện, vật liệu nóng

chảy từ đáy thiết nồi nấu sẽ chảy vào khuôn định

hình sản phẩm (Helios Quartz)

3 Ứng dụng

Thủy tinh thạch anh được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau:

- Làm đèn chiếu tia tử ngoại, làm các thiết bị dụng cụ trong phòng thí nghiệm, cửa quan sát ở các thiết bị làm việc trong điều kiện áp suất lớn, nhiệt độ cao, độ chân không cao.

- Dùng chế tạo tháp cô đặc trong sản xuất axit, dụng cụ điều chế các kim loại hiếm.

- Dùng làm ống bảo vệ pin nhiệt điện,…

Một số công ty sản xuất thủy tinh thạch anh

CÂU HỎI THẢO LUẬN

1. Thạch anh và thủy tinh thạch anh giống và khác nhau ở điểm

cơ bản nào?

2. Có cách phân loại thủy tinh thạch anh nào khác ngoài cách đã

nêu hay không?

TRẢ LỜI CÂU HỎI

Câu 1: Điểm giống nhau: về mặt các tính chất hóa lý như: cơ, nhiệt, điện, hóa, quang gần như thạch

anh và thủy tinh thạch anh khá giống nhau Điểm khác biệt cơ bản nhất giữa 2 loại chính là cấu trúc:

Thạch anh có cấu trúc tinh thể còn thủy tinh thạch anh có cấu trúc vô định hình.

Câu 2: Ngoài cách phân loai thủy tinh thạch anh trong suốt và thủy tinh bán trong suốt, có thể phân

loại thủy tinh thạch anh dựa theo tiêu chí là sự có mặt của nhóm OH- trong thủy tinh: Loại không

chứa OH- và loại có chứa OH- ở mức cho phép.