Tìm hiểu khả năng dùng vật liệu XADO để khôi phục bề mặt cổ trục bằng phương pháp lăn miết, chương 1 docx

Từ những năm 1950 trở lại đây người ta đã nghiên cứu và đa dạng hoá các loại vật liệu gốm ceramic, và ứng dụng ngày càng rộng trong kỹ thuật nói chung trong ngành cơ khí nói riêng.. Kỹ t

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN

I GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU GỐM

(CERAMIC) I.1 Khái niệm về vật liệu

gốm ( Ceramic)

Từ Ceramic có nguồn gốc từ tiếng Hi Lạp- keramikes Là thuật ngữ chỉ chất vô cơ phi kim loại có tính chất chịu nhiệt Từ lâu người ta đã biết sản xuất vật liệu và đồ gia dụng bằng gốm Gốm cũng là thước đo cho nền văn hoá của loài người từ thời cổ xưa Đồ gốm cổ hiện nay là món hàng đang được sưu tập Từ những năm 1950 trở lại đây người ta

đã nghiên cứu và đa dạng hoá các loại vật liệu gốm (ceramic), và ứng dụng ngày càng rộng trong kỹ thuật nói chung trong ngành cơ khí nói riêng

Hiện nay vật liệu gốm được phát triển mạnh trong 4 lĩnh vực: Xây dựng: Gạch, ngói, gạch nền, thủy tinh…

Vật liệu chịu lửa: Vật liệu lót lò lung, luyện, lò đốt khí

ga, nồi nấu thép thủy tinh…

Gốm trắng (đồ sứ) liên quan đến đồ ăn uống trang trí nội thất và mỹ nghệ

Kỹ thuật (người đi tiên phong là Nhật Bản), đó là các sản phẩm chất lượng đặc biệt phục vụ cho mọi lĩnh vực công nghiệp và dân dụng, trong cơ khí là gốm kim loại, hợp kim chất lượng cao (ceramet), mà nguyên liệu của nó không chỉ

là đất sét

I.2 Cấu tạo và công dụng của vật liệu gốm:

 Cấu tạo không tinh thể- vô định hình, điển hình là thủy tinh

 Cấu tạo tinh thể, sự kết tinh của vật liệu gốm tinh thể rất khó điều khiển

trong quá trình công nghệ

Theo công dụng của vật liệu người ta thường phân ra:

 Đồ gốm (ceramic)

 Gốm kim loại (ceramet)

 Thủy tinh (glases)

 Kim loại chịu lửa (refractory)

 Hợp kim chất lượng cao (super alloys).

 Áo của hợp kim cứng

I.3 Những đặc tính và cấu trúc của gốm.

Điểm nóng chảy:

12750C-3600 0C Độ cứng: 157 - 3500

DPH Độ bền kéo: 517 - 2400

MPA Mô đun đàn hồi:

150-550 GPA

Tỷ trọng: 2 2E+3 - 1 7E+4 KG/m3

Độ giãn nở nhiệt: 2 2E-6 - 1 78E-5 m/m

Độ dẫn nhiệt: 1, 6-176 W/m

Độ bền đứt: 0, 7-12 MPA

Các gốm khác với các hợp kim kim loại ở chỗ chúng là các Ion hoặc các tinh thể được liên kết khi quá trình kết dính kim loại được thực hiện nhờ các electron tự do Kim loại có thể bị tan chảy và cho phép tạo ra các tinh thể khi rót thành hình dạng giống như khi làm nguội Gốm phụ thuộc vào

sự gắn kết của các tinh thể rắn dạng bột để tạo ra những hình dạng lớn hơn Nó được tạo thành nhờ các chất kết dính định hình có các điểm tan chảy tương đối thấp hoặc tự kết dính các tinh thể được nén và kết tủa ở nhiệt độ cao

Mối liên kết giữa các nguyên tử trong liên kết hóa trị của gốm ở các vật liệu bằng hợp kim rất bền vững và ở mức định hình cao Do đó, các mối liên kết bền vững và có các điểm nóng chảy khá cao

Ví dụ: Các bua Hafini có điểm nóng chảy cao nhất 4150 0C (7500 0F) Các

vật liệu này cũng có các tỷ lệ độc hại rất thấp

Các mối liên kết của kim loại thì khó định hình được

vì vậy, việc định hình sai có thể xảy ra do ứng suất dư thấp hơn nhiều Các tinh thể liên kết các ion lại với nhau nhờ sự hút của chuỗi ion dương và âm Trong các tinh thể đơn, lực cản trượt là tương đối thấp, do đó, tinh thể đơn MgO và NaCl

có đặc tính cơ học tương tự như của kim loại Tuy nhiên, các

hệ thống trượt trong các vật liệu chứa ion được giới hạn hơn trong các kim loại và khi các tinh thể ion được liên kết lại

để tạo ra các loại vật liệu đa tinh thể Sự biến dạng tồn tại là

do các tinh thể đơn không thể ổn định được về những thay đổi ở các tinh thể kế cận Do vậy, sự phá vỡ sẽ phát triển tạo

ra các hạt nhỏ dọc theo đường biên Một số hợp kim, như nhôm chẳng hạn, có thể có hệ thống trượt phức tạp bởi vì các ion dương và âm được liên kết trên các chuỗi trượt tương đồng nên các vị trí chưa định hình phải mở rộng đến các chuỗi để chuyển qua tinh thể mà không làm thay đổi trường lực trong mạng (tinh thể) Nó làm cho độ trượt trong nhôm đa tinh thể khác nhau và do đó, làm tăng tính giòn cho vật liệu này

Phụ thuộc vào phương pháp chế tạo hợp kim nó hầu như không đạt được tỷ trọng lí thuyết trong một chi tiết được tạo ra, do đó làm hợp kim rỗ Độ rỗ của chúng và có các vi xước nên hợp kim này giòn do đó rất khó khăn trong việc kiểm tra độ rỗ của khối hợp kim nên đôi khi người ta phải kiểm tra toàn diện các giá trị về độ bền

Một số thông số kỹ thuật, giá trị của vật liệu gốm.

Hình 1-1: Khoảng phân bố giá trị mô đun đàn hồi của vật liệu gốm.

Hình 1-2: Tỉ trọng lý thuyết (Theoretical Density), nhiệt

độ nóng chảy và phân huỷ (Melting Point or Decomposition Temperature) của một số vật liệu gốm.

Hình 1-3: Giá trị giãn nở nhiệt tuyến tính của một vài vật liệu gốm.

Hình 1-4: Độ dẫn nhiệt của một số loại vật liệu gốm.