Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu gốm diopsit CaO.MgO.2SiO2 và nghiên cứu ảnh hưởng của ZrO2 đến cấu trúc, tính chất của vật liệu

Với mục đích sử dụng nguồn nguyên liệu khoáng sản sẵn có của Việt Nam để sản xuất các vật liệu gốm phục vụ cho sự phát triển kinh tế của đất nước, luận văn Nghiên cứu tổng hợp vật liệu gốm diopsit CaO.MgO.2SiO2 và nghiên cứu ảnh hưởng của ZrO2 đến cấu trúc, tính chất của vật liệu được thực hiện.

Đ I H C QU C GIA HÀ N I Ạ Ọ Ố Ộ

Hà N i – Năm 2013 ộ

Đ I H C QU C GIA HÀ N I Ạ Ọ Ố Ộ

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­

Hà N i – Năm 2013 ộ

đi u ki n cho em hoàn thành lu n văn  ề ệ ậ

Em cũng xin c m  n th y cô giáo Khoa Hóa h c – Tr ả ơ ầ ọ ườ ng ĐH Khoa h c ọ  

T  nhiên – ĐH Qu c gia Hà N i đã t o đi u ki n cho em hoàn thành lu n văn t t ự ố ộ ạ ề ệ ậ ố   nghi p ệ

Cu i cùng em xin g i l i c m  n đ n gia đình và b n bè đã đ ng viên tinh ố ử ờ ả ơ ế ạ ộ  

th n và giúp đ  đ  em hoàn thành lu n văn c a mình ầ ỡ ể ậ ủ

DANH M C CH  VI T T T, KÍ HI U, Đ N V  ĐOỤ Ữ Ế Ắ Ệ Ơ Ị

a: Thông s  ô m ng theo phố ạ ương OX

b: Thông s  ô m ng theo phố ạ ương OY

c: Thông s  ô m ng theo phố ạ ương OZ

dhkl: Kho ng cách gi a các m t thu c h  (hkl)ả ữ ặ ộ ọ

DTA: Phân tích nhi t vi saiệ

SEM: Kính hi n vi đi n t  quét (Scanning Electron Microscope)ể ệ ử

TG: Đường kh i lố ượng

TEM: Kính hi n vi đi n t  truy n qua (Tranmission Electron Microscope)ể ệ ử ềXRD: Nhi u x  tia Xễ ạ

M C L CỤ Ụ

Trang

hàm l ượ ng ziriconi (IV) oxit        

48 12

Hình 3.25: Đ  th  bi u di n đ  hút n ồ ị ể ễ ộ ướ c ph  thu c vào hàm l ụ ộ ượ ng  ZrO2      52 12

B ng 2.2: Thành ph n nguyên li u trong các m u có ZrO2       ả ầ ệ ẫ   28 13

B ng 3.5: K t qu  xác đ nh đ  co ngót c a các m u  ả ế ả ị ộ ủ ẫ 14

v i hàm l ớ ượ ng ZrO2 khác nhau         

51 14

Ch ươ ng 1­ T NG QUAN Ổ 16

1.1. GI I THI U CHUNG V  V T LI U G MỚ Ệ Ề Ậ Ệ Ố 16

1.1.1. V t li u g m  [10] ậ ệ ố 16

Đ  c ng thang Mohs ộ ứ 17

9 17

7 17

5­6 17

Môđun đàn h i E   20oC (kg/cm2) ồ ở 17

2,9.106 17

H  s  giãn n  nhi t   trong kho ng 20­1000oC (1/oC) ệ ố ở ệ α ả 17

1.1.2. Các ph ng pháp t ng h p g m [10] ươ ổ ợ ố 17

1.2. GI I THI U CHUNG V  H  B C BA CaO­MgO­SiO2Ớ Ệ Ề Ệ Ậ 20

1.2.1. Khái quát v  các oxit trong h  CaO­MgO­SiO2 ề ệ 20

1.2.2. Khái quát v  g m h  CaO­MgO­SiO2 [17] ề ố ệ 23

1.3. GI I THI U V  G M DIOPSITỚ Ệ Ề Ố 25

1.3.1. C u trúc c a Diopsit [3, 29] ấ ủ 25

1.3.2. Tính ch t c a g m Diopsit [30] ấ ủ ố 26

1.3.3.  ng d ng c a g m Diopsit Ứ ụ ủ ố 27

1.4.2. Các  y u t   nh h ng đ n ph n  ng gi a các pha r n ế ố ả ưở ế ả ứ ữ ắ 28

1.4.3. Ph n  ng phân h y nhi t n i phân t   [10] ả ứ ủ ệ ộ ử 31

Hình 1.6. Nhi u x  tia X theo mô hình Bragg ễ ạ 34

1.5.3. Hình  nh quét b ng kính hi n vi đi n t  SEM [27] ả ằ ể ệ ử 34

Hình 1.7. S  đ  kh i các b  ph n c a kính hi n vi đi n t  quét ơ ồ ố ộ ậ ủ ể ệ ử 35

       37

Hình 1.8. Mô hình thi t b  đo c ế ị ườ ng đ  kháng nén ộ 37

Ch ươ ng 2. TH C NGHI M Ự Ệ 39

2.1. M C TIÊU VÀ N I DUNG C A LU N VĂNỤ Ộ Ủ Ậ 39

2.1.1.  M c tiêu c a lu n văn ụ ủ ậ 39

Nghiên c u t ng h p g m Diopsit CaO.MgO.2SiO2 và  nh h ng c a  ứ ổ ợ ố ả ưở ủ Ziriconi (IV) oxit đ n c u trúc và tính ch t c a g m ế ấ ấ ủ ố 40

2.1.2.  Các n i dung nghiên c u c a lu n văn ộ ứ ủ ậ 40

2.2. D NG C , THI T B  VÀ HÓA CH TỤ Ụ Ế Ị Ấ 40

2.2.1.  Hóa ch t ấ 40

2.2.2. D ng c ụ ụ 40

2.3. TH C NGHI M Ự Ệ 41

2.3.1. Chu n b  m u ẩ ị ẫ 41

2.3.2. Cách làm 41

2.3.3. Phân tích nhi t c a các m u nghiên c u ệ ủ ẫ ứ 42

B ng 2.2: Thành ph n nguyên li u trong các m u có ZrO2 ả ầ ệ ẫ 45

2.3.7. Kh o sát  nh h ng c a hàm l ng Ziriconi (IV) oxit đ n các tính ch t  ả ả ưở ủ ượ ế ấ c a v t li u ủ ậ ệ 45

Ch ươ ng 3 ­ K T QU  VÀ TH O LU N Ế Ả Ả Ậ 47

3.1. K t qu  phân tích thành ph n b t talcế ả ầ ộ 47

3.2. K t qu  phân tích nhi t b t talcế ả ệ ộ 48

3.3. K t qu  phân tích nhi t c a m u h n h p (talc, SiO2, canxi cacbonat)ế ả ệ ủ ẫ ỗ ợ 50

3.6.  nh h ng c a hàm l ng Ziriconi (IV) oxit đ n s  hình thành diopsit Ả ưở ủ ượ ế ự 61

3.6.1. K t qu  phân tích nhi u x  tia X ( X­ Ray) ế ả ễ ạ 61

Hình 3.20: Đ  th  bi u di n s  ph  thu c c ồ ị ể ễ ự ụ ộ ườ ng đ  pha diopsit ộ 65

vào hàm l ượ ng ziriconi (IV) oxit .65

3.6.2. K t qu   nh SEM  ế ả ả 66

3.7.   nh h ng c a Ziriconi (IV) oxit đ n các tính ch t c a v t li u Ả ưở ủ ế ấ ủ ậ ệ 68

B ng 3.5. K t qu  xác đ nh đ  co ngót c a các m u   ả ế ả ị ộ ủ ẫ 69

v i hàm l ớ ượ ng ZrO2 khác nhau .69

Hình 3.25: Đ  th  bi u di n đ  hút n ồ ị ể ễ ộ ướ c ph  thu c vào hàm l ụ ộ ượ ng  ZrO2 70

M c l c các hình ụ ụ

Hình   1.1:  Ph ươ ng   pháp   g m   truy n   th ng   đ   s n   xu t   v t   li u   g m ố ề ố ể ả ấ ậ ệ ố   5

Hình   1.8:   Mô   hình   thi t   b   đo   c ế ị ườ ng   đ ộ   kháng   nén   21

Hình   3.1:   Gi n   đ   nhi u   x   tia   X   c a   m u   b t   talc ả ồ ễ ạ ủ ẫ ộ   31

Hình   3.2:   Gi n   đ   phân   tích   nhi t   DTA­TG   m u   talc   Phú   Th ả ồ ệ ẫ ọ   32

Hình   3.3:   Gi n   đ ả ồ   phân   tích   nhi t   m u   h n   h p ệ ẫ ỗ ợ   33

Hình   3.4:   Gi n   đ   nhi u   x   tia   X   c a   m u   không   có   ch t   khoáng   hóa ả ồ ễ ạ ủ ẫ ấ   34

Hình   3.5:   Gi n   đ   nhi u   x   tia   X   c a   m u   khoáng   hóa   CH ả ồ ễ ạ ủ ẫ 3 COOLi  35

Hình   3.6:   Gi n   đ   nhi u   x   tia   X   c a   m u   khoáng   hóa   CH ả ồ ễ ạ ủ ẫ 3 COONa  35

Hình   3.7:   Gi n   đ   nhi u   x   tia   X   c a   m u   khoáng   hóa   CH ả ồ ễ ạ ủ ẫ 3 COOK  36

Hình   3.8:   Gi n   đ   nhi u   x   tia   X   c a   m u   ch a   1%   CH ả ồ ễ ạ ủ ẫ ứ 3 COONa  39

Hình   3.9:   Gi n   đ   nhi u   x   tia   X   c a   m u   ch a   2%   CH ả ồ ễ ạ ủ ẫ ứ 3 COONa  39

Hình   3.10:   Gi n   đ   nhi u   x   tia   X   c a   m u   ch a   3%   CH ả ồ ễ ạ ủ ẫ ứ 3 COONa  40

Hình   3.11:   Gi n   đ   nhi u   x   tia   X   c a   m u   ch a   4%   CH ả ồ ễ ạ ủ ẫ ứ 3 COONa  40

Hình   3.12:   Gi n   đ   nhi u   x   tia   X   c a   m u   ch a   5%   CH ả ồ ễ ạ ủ ẫ ứ 3 COONa  41

Hình 3.13: Đ  th  bi u di n s  ph  thu c c ồ ị ể ễ ự ụ ộ ườ ng đ  pha diopsit  ộ

vào   hàm   l ượ ng   ch t ấ   khoáng   hóa   CH 3 COONa  43

Hình 3.14: Gi n đ  nhi u x  tia X c a m u ch a 0,5% ZrO ả ồ ễ ạ ủ ẫ ứ 2        44

Hình 3.15: Gi n đ  nhi u x  tia X c a m u ch a 1% ZrO ả ồ ễ ạ ủ ẫ ứ 2         44

Hình 3.16: Gi n đ  nhi u x  tia X c a m u ch a 1,5%        ả ồ ễ ạ ủ ẫ ứ 45

Hình 3.17: Gi n đ  nhi u x  tia X c a m u ch a 2% ZrO ả ồ ễ ạ ủ ẫ ứ 2         45

Hình 3.18: Gi n đ  nhi u x  tia X c a m u ch a 2,5% ZrO ả ồ ễ ạ ủ ẫ ứ 2        46

Hình 3.19: Gi n đ  nhi u x  tia X c a m u ch a 3% ZrO ả ồ ễ ạ ủ ẫ ứ 2        

46      

Hình 3.20: Đ  th  bi u di n s  ph  thu c c ồ ị ể ễ ự ụ ộ ườ ng đ  pha diopsit vào hàm l ộ ượ ng  ziriconi (IV) oxit          48

Hình 3.21:   nh SEM c a m u M20        Ả ủ ẫ 49

Hình 3.22:   nh SEM c a m u M23        Ả ủ ẫ

B ng 3.2: Các pic đ c tr ng c a các pha tinh th  trong các m u có ch t khoáng  ả ặ ư ủ ể ẫ ấ hóa và không có ch t khoáng hóa        ấ 37

B ng 3.3 ả : Các pic đ c tr ng c a các pha tinh th ặ ư ủ ể trong các m u ẫ

có ch t khoáng hóa CH ấ 3 COONa      42

B ng 3 ả 4: Các pic đ c tr ng c a các pha tinh th ặ ư ủ ể trong các m u có hàm l ẫ ượ ng  ZrO 2  khác nhau       47

B ng 3.5: K t qu  xác đ nh đ  co ngót c a các m u  ả ế ả ị ộ ủ ẫ

v i hàm l ớ ượ ng  ZrO 2 khác nhau       

M  Đ UỞ Ầ

Vi t Nam là m t trong nh ng qu c gia có ngh  g m s  xu t hi n kháệ ộ ữ ố ề ố ứ ấ ệ  

s m. Theo các tài li u c , g m s  đã xu t hi n   Vi t Nam t  m t v n nămớ ệ ổ ố ứ ấ ệ ở ệ ừ ộ ạ  

trước đây, được con người bi t đ n và s  d ngế ế ử ụ  Ngày nay cùng v i s  phát tri nớ ự ể  

c a khoa h c k  thu t, v t li u g m càng ngày càng đủ ọ ỹ ậ ậ ệ ố ượ ử ục s  d ng r ng rãi, đ cộ ặ  

bi t s  ra đ i c a nhi u lo i g m m i v i nhi u đ c tính  u vi t đang tr  thànhệ ự ờ ủ ề ạ ố ớ ớ ề ặ ư ệ ở  

đ  tài đề ượ ấc r t nhi u nhà khoa h c trên th  gi i và trong nề ọ ế ớ ước quan tâm nghiên 

c u.ứ

G m diopsit (ố CaO.MgO.2SiO 2) là m t trong nh ng lo i g m m i có nhi uộ ữ ạ ố ớ ề  tính ch t vấ ượt tr i: nh  có đ  b n c  h c cao, có tính đàn h i, h  s  giãn nộ ư ộ ề ơ ọ ồ ệ ố ở nhi t th p, không ph n  ng v i axit, baz , v i tác nhân oxi hóa, có ho t tính sinhệ ấ ả ứ ớ ơ ớ ạ  

h c, không có tính đ c v i s  phát tri n c a t  bào…V i nh ng đ c tính nhọ ộ ớ ự ể ủ ế ớ ữ ặ ư 

v y nên g m diopsit đậ ố ược s  d ng trong nhi u lĩnh v c công ngh  khác nhau:ử ụ ề ự ệ  công ngh  xây d ng, công ngh  đi n, đi n t , sinh h c…  ệ ự ệ ệ ệ ử ọ

Do v y, vi c nghiên c u t ng h p g m diopsit s  góp ph n vào s  phátậ ệ ứ ổ ợ ố ẽ ầ ự  tri n c a ngành công ngh  v t li u g m.ể ủ ệ ậ ệ ố

Hi n nay có r t nhi u phệ ấ ề ương pháp t ng h p g m diopsit: Phổ ợ ố ương pháp truy n th ng, phề ố ương pháp đ ng k t t a, phồ ế ủ ương pháp sol­gel, phương pháp khu ch tán pha r n vào pha l ng…Trong đó, phế ắ ỏ ương pháp g m truy n th ng cóố ề ố  nhi u  u đi m v  cách ph i tr n nguyên li u ban đ u d n đ n s  đ ng nh t caoề ư ể ề ố ộ ệ ầ ẫ ế ự ồ ấ  

v  s n ph m. Không nh ng th , xu th  hi n nay, ngề ả ẩ ữ ế ế ệ ười ta đi t ng h p g mổ ợ ố  diopsit t  các khoáng ch t có s n trong t  nhiên nh : đá vôi, khoáng talc, th chừ ấ ẵ ự ư ạ  anh…đ  thu để ược diopsit có giá thành r  mà v n gi  đẻ ẫ ữ ược nh ng đ c tính quanữ ặ  

diopsit CaO.MgO.2SiO 2  và nghiên c u  nh h ứ ả ưở ng c a ZrO ủ 2  đ n c u trúc, tính ế ấ  

ch t c a v t li u ấ ủ ậ ệ ”.

1.1. GI I THI U CHUNG V  V T LI U G MỚ Ệ Ề Ậ Ệ Ố

1.1.1. V t li u g m  [10]ậ ệ ố

G m là lo i v t li u có c u trúc tinh th  bao g m các h p ch t gi a kimố ạ ậ ệ ấ ể ồ ợ ấ ữ  

lo i và á kim nh : kim lo i v i oxi (các oxit), kim lo i v i nit  (các nitrua), kimạ ư ạ ớ ạ ớ ơ  

lo i v i cacbon (các cacbua), kim lo i v i silic (các silixua), kim lo i v i l uạ ớ ạ ớ ạ ớ ư  

hu nh (các sunfua)… Liên k t ch  y u trong v t li u g m là liên k t ion, tuyỳ ế ủ ế ậ ệ ố ế  nhiên cũng có trường h p liên k t c ng hóa tr  đóng vai trò chính.ợ ế ộ ị

V t li u g m có nhi u đ c tính quí v  c , nhi t, đi n, t , quang… do đóậ ệ ố ề ặ ề ơ ệ ệ ừ  đóng vai trò quan tr ng  trong h u h t các ngành công nghi p.ọ ầ ế ệ

Đ c tính cặ ơ: v t li u g m có đ  r n cao nên đậ ệ ố ộ ắ ược dùng làm v t li u mài,ậ ệ  

v t li u giá đ …ậ ệ ỡ

Đ c tính nhi tặ ệ : v t li u g m có nhi t đ  nóng ch y cao, đ c bi t là h  sậ ệ ố ệ ộ ả ặ ệ ệ ố giãn n  nhi t th p nên đở ệ ấ ược dùng làm các thi t b  đòi h i có đ  b n nhi t, ch uế ị ỏ ộ ề ệ ị  

được các xung nhi t l n (lót lò, b c tàu vũ tr …).ệ ớ ọ ụ

Đ c tính đi nặ ệ : đ  d n đi n c a v t li u g m thay đ i trong m t ph m viộ ẫ ệ ủ ậ ệ ố ổ ộ ạ  khá r ng t  dộ ừ ưới 10  ­1.cm­1 đ n 10ế ­12 ­1.cm­1. Có lo i v t li u g m trong đóạ ậ ệ ố  

ph n t  d n đi n là electron nh  trong kim lo i, cũng có lo i v t li u g m trongầ ử ẫ ệ ư ạ ạ ậ ệ ố  

đó ion đóng vai trò là ph n t  d n đi n. Do đó ta có th  t ng h p nhi u lo i v tầ ử ẫ ệ ể ổ ợ ề ạ ậ  

li u g m kĩ thu t khác nhau nh  g m cách đi n, g m bán d n, g m siêu d nệ ố ậ ư ố ệ ố ẫ ố ẫ  

Đ c tính quangặ :  có th  t ng h p để ổ ợ ược các lo i v t li u có các tính ch tạ ậ ệ ấ  quang h c khác nhau nh  v t li u phát quang dọ ư ậ ệ ưới tác d ng c a dòng đi n (ch tụ ủ ệ ấ  

đi n phát quang), v t li u phát quang dệ ậ ệ ưới tác d ng c a ánh sáng (ch t lânụ ủ ấ  quang) ho c các lo i g m s  d ng trong thi t b  phát tia laze.ặ ạ ố ử ụ ế ị

V t li u g m đã góp ph n đ c bi t quan tr ng đ i v i s  phát tri n c aậ ệ ố ầ ặ ệ ọ ố ớ ự ể ủ  

m iọ

ngành khoa h c k  thu t và công nghi p cu i th  k  XX nh  công ngh  v t li uọ ỹ ậ ệ ố ế ỉ ư ệ ậ ệ  xây d ng, công ngh  ch  t o máy, giao thông v n t i, công ngh  thông tin, kự ệ ế ạ ậ ả ệ ỹ thu t đi n, t , quang, công ngh  chinh ph c vũ tr …ậ ệ ừ ệ ụ ụ

B ng 1.1: B ng tính ch t c  b n c a m t s  g m đ n oxit [7] ả ả ấ ơ ả ủ ộ ố ố ơ

( ­Alα 2O3)

Zircon(ZrO2)

Manhedi(MgO)

­   Có th  t ng h p để ổ ợ ược g m dố ưới d ng b t v i c p h t c  micromet,ạ ộ ớ ấ ạ ỡ  nanomet.

­ Có th  t ng h p g m dể ổ ợ ố ướ ại d ng màng m ng, dỏ ướ ại d ng s i đợ ường kính 

<1mm

­  Nhi t đ  t ng h p không c n cao.ệ ộ ổ ợ ầ

Vì v y phậ ương pháp này đã được nhi u tác gi  s  d ng đ  t ng h p v tề ả ử ụ ể ổ ợ ậ  

li u g m và các h p ch t silicat.ệ ố ợ ấ

Nguyên t c c a phắ ủ ương pháp là t o ra các dung d ch theo đúng t  l  h pạ ị ỉ ệ ợ  

th c c a s n ph m và tr n l n v i nhau t o thành h  sol, sau đó chuy n t  d ngứ ủ ả ẩ ộ ẫ ớ ạ ệ ể ừ ạ  sol thành

gel r i s y khô đ  thu đồ ấ ể ượ ảc s n ph m.ẩ

Phương pháp này cũng m c ph i m t s  khó khăn đó là ch u  nh hắ ả ộ ố ị ả ưởng c aủ  nhi u y u t  nh  thành ph n nguyên li u ban đ u, cách th c th c hi n quá trìnhề ế ố ư ầ ệ ầ ứ ự ệ  

th y phân các h p ch t c a Si, Ca và Al r t nh y c m v i nh ng thay đ i (xúcủ ợ ấ ủ ấ ạ ả ớ ữ ổ  tác axit­baz , s  d ng nhi t duy trì trong quá trình th y phân, th i gian th y phân,ơ ử ụ ệ ủ ờ ủ  

Các ch t   d ng dung d ch r i ti n hành k t t a đ ng th i, s n ph m thuấ ở ạ ị ồ ế ế ủ ồ ờ ả ẩ  

được ti n hành l c, r a r i s y, nung. Phế ọ ử ồ ấ ương pháp này cho phép khu ch tán cácế  

ch t tham gia ph n  ng khá t t, tăng đáng k  di n tích b  m t ti p xúc c a cácấ ả ứ ố ể ệ ề ặ ế ủ  

ch t ph n  ng. Nh ng v i phấ ả ứ ư ớ ương pháp này g p khó khăn là ph i đ m b o t  lặ ả ả ả ỉ ệ 

h p th c c a các ch t trong h n h p k t t a đúng v i s n ph m g m mongợ ứ ủ ấ ỗ ợ ế ủ ớ ả ẩ ố  

mu n.ố

1.1.2.3. Ph ươ ng pháp phân tán r n ­ l ng ắ ỏ

Nguyên t c c a phắ ủ ương pháp này là phân tán pha r n ban đ u vào pha l ng,ắ ầ ỏ  

r i ti n hành k t t a pha r n th  hai. Khi đó, các h t pha k t t a s  bám xungồ ế ế ủ ắ ứ ạ ế ủ ẽ  quanh h t pha r n ban đ u, làm cho m c đ  phân b  c a chúng đ ng đ u h n,ạ ắ ầ ứ ộ ố ủ ồ ề ơ  tăng di n tích ti p xúc cũng nh  tăng ho t tính c a các ch t tham gia ph n  ng,ệ ế ư ạ ủ ấ ả ứ  

do đó làm gi m nhi t đ  ph n  ng xu ng th p h n nhi u so v i phả ệ ộ ả ứ ố ấ ơ ề ớ ương pháp 

g m truy n th ng. Vì v y, phố ề ố ậ ương pháp này được s  d ng khá nhi u trong kử ụ ề ỹ thu t t ng h p v t li u. Tuy nhiên nhậ ổ ợ ậ ệ ược đi m l n c a phể ớ ủ ương pháp này r t khóấ  khăn trong vi c đ m b o t  l  h p th c c a s n ph m.ệ ả ả ỷ ệ ợ ứ ủ ả ẩ

1.1.2.4. Ph ươ ng pháp đi u ch  g m truy n th ng ề ế ố ề ố

Có th  mô t  phể ả ương pháp g m truy n th ng theo d ng s  đ  sau:ố ề ố ạ ơ ồ

Hình 1.1: Ph ươ ng pháp g m truy n th ng đ  s n xu t v t li u g m ố ề ố ể ả ấ ậ ệ ố

Trong s  đ :ơ ồ

Giai đo n chu n b  ph i li u: tính toán thành ph n c a nguyêu li u ban đ uạ ẩ ị ố ệ ầ ủ ệ ầ  (đi t  các ôxit, hiđroxit, ho c các mu i vô c ) sao cho đ t t  l  h p th c c aừ ặ ố ơ ạ ỷ ệ ợ ứ ủ  

s n ph m mu n đi u ch ả ẩ ố ề ế

Giai đo n nghi n, tr n: nghi n m n nguyên li u đ  tăng di n tích ti p xúcạ ề ộ ề ị ệ ể ệ ế  

gi a các ch t ph n  ng và khuy ch tán đ ng đ u các ch t trong h n h p. Khiữ ấ ả ứ ế ồ ề ấ ỗ ợ  nghi n ta có th  cho m t lề ể ộ ượng ít dung môi vào cho d  nghi n. Ph i ch n lo iễ ề ả ọ ạ  dung môi nào đ  trong quá trình nghi n d  thoát ra kh i ph i li u (có th  dùngể ề ễ ỏ ố ệ ể  

Giai đo n ép viên: nh m tăng đ  ti p xúc gi a các ch t ph n  ng. Kíchạ ằ ộ ế ữ ấ ả ứ  

thước và đ  dày c a viên m u tùy thu c vào khuôn và m c đ  d n nhi t c aộ ủ ẫ ộ ứ ộ ẫ ệ ủ  

ph i li u. Áp l c nén tùy thu c vào đi u ki n thi t b  có th  đ t t i vài t n/cmố ệ ự ộ ề ệ ế ị ể ạ ớ ấ 2. Dùng thi t b  nén t i hàng trăm t n thì trong viên ph i li u v n ch a kho ng 20%ế ị ớ ấ ố ệ ẫ ứ ả  

th  tích là l  x p và các mao qu n. Đ  thu để ỗ ố ả ể ược m u ph i li u có đ  x p th pẫ ố ệ ộ ố ấ  

c n ph i s  d ng phầ ả ử ụ ương pháp nén nóng (t c là v a nén v a gia nhi t). Vi c tácứ ừ ừ ệ ệ  

đ ng đ ng th i c  nhi t đ  và áp su t đòi h i ph i có th i gian đ  thu độ ồ ờ ả ệ ộ ấ ỏ ả ờ ể ược m uẫ  

ph i li u có đ  ch c đ c cao.ố ệ ộ ắ ặ

Giai đo n nung: là th c hi n ph n  ng gi a các pha r n đây là công đo nạ ự ệ ả ứ ữ ắ ạ  

được xem là quan tr ng nh t. Ph n  ng gi a các pha r n không th  th c hi nọ ấ ả ứ ữ ắ ể ự ệ  hoàn toàn, nghĩa là s n ph m v n còn có m t ch t ban đ u ch a ph n  ng h tả ẩ ẫ ặ ấ ầ ư ả ứ ế  nên thường ph i ti n hành nghi n tr n l i r i ép viên, nung l i l n hai. Đôi lúcả ế ề ộ ạ ồ ạ ầ  còn ph i ti n hành nung vài l n nh  v y.ả ế ầ ư ậ

Bên c nh các phạ ương pháp t ng h p đã trình bày   trên còn có m t sổ ợ ở ộ ố 

phương pháp t ng h p khác nh : k t tinh t  dung d ch, đi n hoá, t  b c cháy,ổ ợ ư ế ừ ị ệ ự ố  

th y nhi t …ủ ệ

Phương pháp g m truy n th ng thu n l i trong khâu tr n ph i li u. Vì v yố ề ố ậ ợ ộ ố ệ ậchúng tôi l a ch n phự ọ ương pháp g m truy n th ng đ  t ng h p g m diopsiố ề ố ể ổ ợ ố t từ talc, th ch anh và canxi cacbonat.ạ

1.2. GI I THI U CHUNG V  H  B C BA CaO­MgO­SiOỚ Ệ Ề Ệ Ậ 2

1.2.1. Khái quát v  các oxit trong h  CaOề ệ ­MgO­SiO2

Canxi oxit là ch t r n màu tr ng, d ng tinh th  l p phấ ắ ắ ạ ể ậ ương tâm m t. Vặ ề 

m t hóa h c canxi oxit là m t oxit baz , có th  b  kim lo i ki m, nhôm, silic khặ ọ ộ ơ ể ị ạ ề ử 

v  kim lo i. Canxi oxit ch  y u đề ạ ủ ế ược đi u ch  t  canxi cacbonat (CaCOề ế ừ 3) b ngằ  cách phân h y nhi t   kho ng 900ủ ệ ở ả oC

Cũng gi ng nh  canxi ôxit, magiê ôxit là ch t b t ho c c c màu tr ng, d ngố ư ấ ộ ặ ụ ắ ạ  

b t tan ít và tan r t ch m trong nộ ấ ậ ước. Ngu n MgO là khoáng talc,  đôlômit,ồ  cacbonat magiê…Magie oxit có c u trúc tinh th  l p phấ ể ậ ương tâm m t, có nhi tặ ệ  

đ  nóng ch y cao. Tuy nhiên MgO d  dàng t o pha ộ ả ễ ạ ơtecti v i các ôxít khác vàớ  nóng ch y   nhi t đ  r t th p. Đ  giãn n  nhi t th p và kh  năng ch ng r nả ở ệ ộ ấ ấ ộ ở ệ ấ ả ố ạ  men là hai đ c tính quan tr ng c a ôxít magiê.ặ ọ ủ

1.2.1.3. Silic  oxit (SiO 2 ) [4, 30]

 đi u ki n th ng, SiO

Ở ề ệ ườ 2 thường t n t i   các d ng thù hình là: th chồ ạ ở ạ ạ  anh,

tridimit và cristobalit. M i m t d ng thù hình này l i có hai d ng: d ng ỗ ộ ạ ạ ạ ạ  b n ề ở nhi t đ  th p và d ng ệ ộ ấ ạ  b n   nhi t đ  cao. S  bi n đ i thù hình c a SiOề ở ệ ộ ự ế ổ ủ 2 đượ  ctrình bày trên hình 1.2.     

         tridimit

      117oC

th ch anh ạ β       β tridimit      β cristobalit

      573oC       163oC       253oC

    α th ch anh     ạ    870oC      α tridimit       1470oC   α  cristobalit       1728oC nc

1050 o C

Hình 1.2: S   đ   bi n đ i d ng tinh th  c a SiO ơ ồ ế ổ ạ ể ủ 2

Trong th c t  nhi t đ  chuy n hóa các d ng thù hình c a SiOự ế ệ ộ ể ạ ủ 2  còn phụ thu c vào nhi u y u t  nh  s  có m t c a các ch t khoáng hóa, ch  đ  nângộ ề ế ố ư ự ặ ủ ấ ế ộ  nhi t, áp su t.ệ ấ

T t c  các d ng tinh th  này đ u bao g m các nhóm t  di n SiOấ ả ạ ể ề ồ ứ ệ 4 n i v iố ớ  nhau qua nguyên t  oxi chung. Trong t  di n SiOử ứ ệ 4, nguyên t  Si n m   tâm tử ằ ở ứ 

di n liên k t c ng hóa tr  v i b n nguyên t  oxi n m   đ nh c a t  di n.ệ ế ộ ị ớ ố ử ằ ở ỉ ủ ứ ệ

Vì quá trình bi n đ i d ng thù hình này sang d ng thù hình khác c a SiOế ổ ạ ạ ủ 2 

x y ra ch m và c n năng lả ậ ầ ượng ho t hóa cao, cho nên th ch anh, cristobalit,ạ ạ  tridimit đ u t n t i trong t  nhiên.ề ồ ạ ự

 nhi t đ  th ng ch  có th ch anh 

b n. Th ch anh nóng ch y   1600­1670ề ạ ả ở oC nhi t đ  nóng ch y c a nó không thệ ộ ả ủ ể xác đ nh chính xác đị ược vì s  bi n hóa m t ph n sang nh ng d ng đa hình khácự ế ộ ầ ữ ạ  

v i t  l  khác nhau tùy theo đi u ki n bên ngoài. ớ ỉ ệ ề ệ

V  m t hóa h c SiOề ặ ọ 2 r t tr , nó không tác d ng v i oxi, clo, brom và cácấ ơ ụ ớ  axit k  c  khi đun nóng. Nó ch  tác d ng v i flo và HF   đi u ki n thể ả ỉ ụ ớ ở ề ệ ường, SiO2 tan

trong ki m hay cacbonat kim lo i ki m nóng ch y.ề ạ ề ả

SiO2  + 2NaOH   Na2SiO3 + H2OSiO2  + Na2CO3   Na2SiO3 + CO2

Nh ng ph n  ng này x y ra ch m,   trong dung d ch SiOữ ả ứ ả ậ ở ị 2 sôi khi   d ngở ạ  

b t m n.ộ ị

Th ch anh thu c lo i khoáng v t ph  bi n, tinh th  tinh khi t đạ ộ ạ ậ ổ ế ể ế ược dùng 

đ  làm th u kính, lăng kính, đ  ch  th y tinh, s  và xi măng.ể ấ ể ế ủ ứ

1.2.2. Khái quát v  g m h  CaO­MgO­SiOề ố ệ 2 [17]

G m h  CaO.MgO.SiOố ệ 2 v i nh ng tính ch t t t v  m t c  h c và m t hóaớ ữ ấ ố ề ặ ơ ọ ặ  

h c nh : trong su t, đ  b n c  h c cao, ch u mài mòn, h  s  giãn n  nhi t th p,ọ ư ố ộ ề ơ ọ ị ệ ố ở ệ ấ  

b n trong môi trề ường axit và baz  do đó có nhi u  ng d ng trong y h c, g mơ ề ứ ụ ọ ố  

ph …Tuy nhiên h  này đòi h i nhi t đ  t ng h p tủ ệ ỏ ệ ộ ổ ợ ương đ i cao (hình 1.3). Đố ể 

gi m đả ược nhi t đ  t ng h p trệ ộ ổ ợ ước h t thành ph n nguyên li u c n ph i đế ầ ệ ầ ả ượ  c

t i  u hóa sao cho g n v i đi m  tecti c a hố ư ầ ớ ể ơ ủ ệ

Hình 1.3: H  b c ba CaO – MgO – SiO ệ ậ 2

Nhìn vào gi n đ  pha ta th y:ả ồ ấ

Các pha x y ra trong ba h  hai c u t  chính cũng có mi n trong h  ba c u tả ệ ấ ử ề ệ ấ ử là:   (1)   Cristobalite   (SiO2),   (2)   tridymite   (SiO2),   (3)   pseudowollastonite   ( ­CaO.SiO2), (4) tricalcium di­silicat (3CaO. 2SiO2), (5)   ­canxi orthosilicate ( ­2CaO.SiO2), (6) vôi (CaO), (7) periclase (MgO), (8) forsterit (2MgO.SiO2).

Các h p ch t hai c u t  không có mi n trong h  b c ba là: (1) Tricalciumợ ấ ấ ử ề ệ ậ  silicat, 3CaO.SiO2, (2) clino­enstatite (MgO.SiO2)

H p   ch t   ba   c u   t   có   mi n   trong   h   ba   c u   t   là:   (1)   diopsitợ ấ ấ ử ề ệ ấ ử  (CaO.MgO.2SiO2), (2) 2CaO.MgO.2SiO2

Các pha b  sung có mi n trong h  ba c u t  không có h p ph n c  đ nhổ ề ệ ấ ử ợ ầ ố ị  

nh ng v  đ c tính là ba c u t  Đó là:ư ề ặ ấ ử

+  Dung d ch r n wollastonit (ị ắ CaO.SiO2), bao g m c  hai dãy dung d ch r nồ ả ị ắ  hay m t khu v c dung d ch r n. M t dãy có th  ch a t i 18 ph n trăm molộ ự ị ắ ộ ể ứ ớ ầ  diopsit 

(CaO.MgO.2SiO2) và dãy khác lên t i 44 ph n trăm mol h p ch tớ ầ ợ ấ  

2CaO.MgO.2SiO2. N u khu v c dung d ch r n t n t i, nó có th  s  m  r ng tế ự ị ắ ồ ạ ể ẽ ở ộ ừ dãy này t i dãy khác t o thành m t khu v c hình tam giác v i đ nh là h p ph nớ ạ ộ ự ớ ỉ ợ ầ  CaO.SiO2. S  chuy n pha wollastonit­pseudowollastonit, ự ể CaO.SiO2

 CaO.SiO2 thường x y ra   1200°C. Nh ng nhi t đ  chuy n pha này đả ở ư ệ ộ ể ược nâng lên b ng cách thêm vào ch t hòa tan và đ t c c đ i 1343ằ ấ ạ ự ạ oC v i dãy diopsit vàớ  

1365oC v i dãy 2CaO.MgO.2SiOớ 2

+  Dung d ch r n pyroxen t o thành m t chu i liên t c v i các ph n cu iị ắ ạ ộ ỗ ụ ớ ầ ố  cùng, diopsit (CaO.MgO.2SiO2) và clino­enstatit (MgO.SiO2), t t c  x y ra nh  làấ ả ả ư  pha chính

+ Dung d ch r n monticellit (CaO.MgO.SiOị ắ 2) ch a t i 11% forsteritứ ớ  

(2MgO.SiO2) được bi u di n m t ph n nh  là pha chính.ể ễ ộ ầ ư

Trong h  CaO. MgO.SiOệ 2 đi m d  nóng ch y nh t  ng v i thành ph n %ể ễ ả ấ ứ ớ ầ  

v  s  mol nh  sau: 0,8 MgO; 61,4 SiOề ố ư 2; 30,6 CaO   nhi t đ  1320ở ệ ộ oC. Trong hệ 

có b n h p ch t 3 c u t :ố ợ ấ ấ ử

Diopsit: CaO.MgO.2SiO2Monticellit: CaO.MgO.SiO2Merwinit: 3CaO.MgO.2SiO2Akermanit: 2CaO.MgO.2SiO2Trong lu n văn này chúng tôi ti n hành t ng h p v t li u g m diopsitậ ế ổ ợ ậ ệ ố  (CaO.MgO.2SiO2)

1.3. GI I THI U V  G M DIOPSITỚ Ệ Ề Ố

1.3.1. C u trúc c a Diopsit [3, 29]ấ ủ

Diopsit có công th c CaO.MgO.2SiOứ 2 hay CaMg[Si2O6]. Theo lý thuy t g mế ồ  

có 18,51% MgO; 25,93% CaO và 55,55% SiO2 v  kh i lề ố ượng. Tinh th  đ n tà.ể ơ  Thu c nhóm pyroxen c a h  inosilicat. Có c u trúc d ng chu i, các t  di n SiOộ ủ ọ ấ ạ ỗ ứ ệ 44­ 

n i v i nhau qua hai ion Oố ớ 2­ t o thành m ch dài, gi a các m ch đó phân b  cácạ ạ ữ ạ ố  cation Ca2+, Mg2+, được th  hi n trên hình 1.4. Các ion này có th  để ệ ể ược thay th  ế

đ ng hình b i các ion khác nh  Coồ ở ư 2+, Fe3+, Cr3+,… Công th c khung có th  vi tứ ể ế  [SiO3]2­ ho c  [Siặ 2O6]4­

Hình 1.4: C u trúc c a diopsit, CaMgSi ấ ủ 2 O 6  : (a)  t  bào đ n v  chi u xu ng  tr c b; (b) t  bào đ n v  chi u xu ng tr c c ế ơ ị ế ố ụ ế ơ ị ế ố ụ

Diopsit thu c h  tinh th  lăng tr  ng n, có thông s  m ng a=9,5848Å,ộ ệ ể ụ ắ ố ạ  b=8,6365Å, c=5,1355Å,  = 90o,  = 103,98o,  =90o, Z=4

C u trúc m ng lấ ạ ưới tinh th  diopsit đ u có ion Mgể ề 2+ n m   v  trí bát di nằ ở ị ệ  còn Ca2+ và Si4+ n m   v  trí t  di n là chính. Vì v y diopsit có th  thay th  đ ngằ ở ị ứ ệ ậ ể ế ồ  hình các ion M2+, M3+, M4+ vào m ng lạ ướ ấi c u trúc c a nó t o nên các dung d chủ ạ ị  

r n thay th  hay xâm nh p. Theo nguyên t c thay th  đ ng hình Goldsmit, v iắ ế ậ ắ ế ồ ớ  

c u trúc c a diopsit có th  thay th  Mgấ ủ ể ế 2+, Ca2+ và Si4+, b ng nh ng cation có bánằ ữ  kính ion chênh l ch không quá 15% và đi n tích chênh l ch không quá 1 đ n v ệ ệ ệ ơ ịCác dung d ch r n thu đị ắ ược b ng các thay th  hay xâm nh p làm thay đ iằ ế ậ ổ  

c u trúc m ng lấ ạ ướ ại, t o ra l  tr ng làm cho v t li u có nh ng tính ch t đ c bi tỗ ố ậ ệ ữ ấ ặ ệ  

và đượ ức  ng d ng r ng rãi trong nhi u lĩnh v c khác nhau.ụ ộ ề ự

Trong đ  tài này chúng tôi nghiên c u s   nh hề ứ ự ả ưởng c a ZrOủ 2 đ n h  g mế ệ ố  CaO.MgO.2SiO2  nh m t o ra dung d ch r n trên c  s  CaMgSiằ ạ ị ắ ơ ở 2­xZrxO6  đ  thuể  

được v t li u g m có nh ng tính ch t đ c bi t.ậ ệ ố ữ ấ ặ ệ

1.3.2. Tính ch t c a g m Diopsit [30]ấ ủ ố

Diopsit công th c hóa h c CaMgSiứ ọ 2O6 thường t n t i   d ng đá quý trongồ ạ ở ạ  

nh  pha lê. Đ  c ng: 5­6, khá giòn, tr ng lư ộ ứ ọ ượng riêng c a diopsit là 3,40 g/cmủ 3. 

G m diopsit có đ c tính b n nhi t, b n c , b n v i môi trố ặ ề ệ ề ơ ề ớ ường oxy hóa ­ kh ,ử  

b n v i axit, ki m, tính ch t cách đi n t t, có ho t tính sinh h c …ề ớ ề ấ ệ ố ạ ọ

1.3.3.  ng d ng c a g m DiopsitỨ ụ ủ ố

Diopsit d a trên n n g m và g m th y tinh có nhi u ti m năng  ng d ngự ề ố ố ủ ề ề ứ ụ  trong các lĩnh v c công ngh  khác nhau nh  y h c, g m ph , g m cách đi n, bánự ệ ư ọ ố ủ ố ệ  

d n, ch u nhi t….Đ c bi t là trong lĩnh v c v t li u sinh h c, g m diopsit đẫ ị ệ ặ ệ ự ậ ệ ọ ố ượ  c

s  d ng làm xử ụ ương nhân t o… [16]ạ

Diopsit (CaO.MgO.2SiO2) đôi khi đượ ử ục s  d ng trong lĩnh v c đá quý nhự ư 

là m t m u v t khoáng s n. Diopsit là m t ph n c a m t lo t gi i pháp r n quanộ ẫ ậ ả ộ ầ ủ ộ ạ ả ắ  

tr ng c a nhóm đá pyroxen.ọ ủ

        Đ c bi t crome diopsit màu xanh lá cây r t đ p có giá tr  kinh t  trongặ ệ ấ ẹ ị ế  ngành đá quý trang s c. [30]ứ

Trong  nghiên c u này chúng  tôi ti n  hành t ng  h p  g m  diopsit theoứ ế ổ ợ ố  

phương pháp g m truy n th ng, s  d ng các nguyên li u đ u là các ch t   tr ngố ề ố ử ụ ệ ầ ấ ở ạ  thái r n   d ng b t.ắ ở ạ ộ

1.4.1. C  ch  ph n  ng gi a các pha r n [10]ơ ế ả ứ ữ ắ

Ph n  ng gi a các ch t khí, gi a các ch t tan trong dung d ch do các ch tả ứ ữ ấ ữ ấ ị ấ  

ph n  ng r t linh đ ng và khu ch tán   m c đ  phân t , ion   toàn th  tích c aả ứ ấ ộ ế ở ứ ộ ử ở ể ủ  

h  ph n  ng trên x y ra v i t c đ  r t nhanh đ  h  đ t tr ng thái cân b ng.ệ ả ứ ả ớ ố ộ ấ ể ệ ạ ạ ằ

Ph n  ng gi a pha r n hoàn toàn khác, đó là ch t tham gia ph n  ng đ uả ứ ữ ắ ấ ả ứ ề  

n m đ nh v  t i các nút m ng tinh th  c a ch t ban đ u. Ph n  ng ch  x y ra t iằ ị ị ạ ạ ể ủ ấ ầ ả ứ ỉ ả ạ  

b  m t ti p xúc gi a hai pha r n c a ch t tham gia, t c đ  ph n  ng x y raề ặ ế ữ ắ ủ ấ ố ộ ả ứ ả  

ch m và không đ t tr ng thái cân b ng. Ph n  ng pha r n ph  thu c vào s  s pậ ạ ạ ằ ả ứ ắ ụ ộ ự ắ  

x p c a các c u t  ph n  ng trong m ng lế ủ ấ ử ả ứ ạ ưới tinh th  C u trúc tinh th  vàể ấ ể  khuy t t t m ng lế ậ ạ ưới có  nh hả ưởng quy t đ nh đ n kh  năng ph n  ng c a ch tế ị ế ả ả ứ ủ ấ  

r n. Ph n  ng bao g m hai giai đo n:ắ ả ứ ồ ạ

+ Giai đo n t o m m ạ ạ ầ

Quá trình này đòi h i làm đ t m t s  liên k t cũ trong các ch t ph n  ng,ỏ ứ ộ ố ế ấ ả ứ  hình thành m t s  liên k t m i trong s n ph m. Đi u này ch  có th  x y ra khi cóộ ố ế ớ ả ẩ ề ỉ ể ả  

s  phân b  l i các ion   ch  ti p xúc.ự ố ạ ở ỗ ế

+ Giai đo n phát tri n m m tinh th  s n ph m ạ ể ầ ể ả ẩ

Sau khi đã có m t l p m m tinh th  s n ph m thì đ n giai đo n phát tri nộ ớ ầ ể ả ẩ ế ạ ể  

l p tinh th  đó. Đ  th c hi n quá trình này s  có s  khu ch tán ngớ ể ể ự ệ ẽ ự ế ược chi u cácề  cation hay g i c  ch  C.Wagner.ọ ơ ế

Ví d : trong ph n  ng pha r n gi a MgO và Alụ ả ứ ắ ữ 2O3 đ  t o thành Spinel cóể ạ  

s  khu ch tán các cation qua b  m t phân cách MgO/Spinel/Alự ế ề ặ 2O3

T i b  m t phân cách MgO/Spinel x y ra quá trình:ạ ề ặ ả

2Al3+ ­ 3Mg2+ + 4MgO   MgAl→ 2O4

T i b  m t phân cách Spinel/Alạ ề ặ 2O3 x y ra quá trình:ả

3Mg2+ ­ 2Al3+ + 4Al2O3   3MgAl→ 2O4

C ng 2 ph n  ng: 4MgO  + 4Alộ ả ứ 2O3   4MgAl→ 2O4

T  đây ta th y s n ph m phát tri n v  phía ph i nhanh g p 3 l n v  phíaừ ấ ả ẩ ể ề ả ấ ầ ề  trái, c  2 cation Alứ 3+sang trái thì ph i có 3 cation Mgả 2+ khu ch tán sang ph i đế ả ể trung hòa v  đi n.ề ệ

1.4.2. Các  y u t   nh hế ố ả ưởng đ n ph n  ng gi a các pha r nế ả ứ ữ ắ

Quá trình th c hi n ph n  ng gi a các ch t r n g m các bự ệ ả ứ ữ ấ ắ ồ ước: chu n bẩ ị 

ch t r n đa tinh th , ti n hành ph n  ng   nhi t đ  cao.ấ ắ ể ế ả ứ ở ệ ộ

M t trong nh ng phộ ữ ương pháp được s  d ng ph  bi n nh t đ  chu n bử ụ ổ ế ấ ể ẩ ị 

ch t r n đa tinh th  (d ng b t) là th c  hi n ph n  ng tr c ti p h n h p cácấ ắ ể ạ ộ ự ệ ả ứ ự ế ỗ ợ  nguyên li u ệ

ban đ u v i pha r n. Vì v y t c đ  ph n  ng quy t đ nh đ n quá trình ph n  ng.ầ ớ ắ ậ ố ộ ả ứ ế ị ế ả ứ  Hai

y u t  này b  chi ph i b i nhi u y u t ế ố ị ố ở ề ế ố

+ Nhi t đ  nung: ệ ộ

Các ch t r n thấ ắ ường không ph n  ng v i nhau   nhi t  đ  thả ứ ớ ở ệ ộ ường, ch  khiỉ  

ph m đ n ẩ ế

b  m t ti p xúc gi a các h t đ  ph n  ng. Ngoài ra, dề ặ ế ữ ạ ể ả ứ ưới tác đ ng c a nhi t đ ,ộ ủ ệ ộ  

m ng lạ ướ ấi c u trúc pha gi a các ch t ban đ u b  phá v  d n t o đi u ki n choữ ấ ầ ị ỡ ầ ạ ề ệ  

s  khu ch tán, s p x p c a các ion trong pha cũ đ  t o thành pha m i. Do v yự ế ắ ế ủ ể ạ ớ ậ  

t c đ  ph n  ng pha r n ph  thu c r t l n vào nhi t đ  nung. Nói chung ph nố ộ ả ứ ắ ụ ộ ấ ớ ệ ộ ả  

trong các ch t tham gia ph n  ng.ấ ả ứ

+  Di n tích b  m t ti p xúc gi a các ch t ph n  ng ệ ề ặ ế ữ ấ ả ứ

Di n tích b  m t ti p xúc gi a các ch t ph n  ng,  nh hệ ề ặ ế ữ ấ ả ứ ả ưởng quy t đ nhế ị  

đ n kh  năng ph n  ng c a các ch t. Chính vì v y c n tăng di n tích ti p xúcế ả ả ứ ủ ấ ậ ầ ệ ế  

gi a các ch t ph n  ng b ng cách chu n b  ph i li u có kích thữ ấ ả ứ ằ ẩ ị ố ệ ước h t càng nhạ ỏ càng t t. V i phố ớ ương pháp g m truy n th ng, ph i li u ban đ u có th  đố ể ố ố ệ ầ ể ượ  cnghi n m n, ép ch t, nung, sau đó nghi n m n r i l i nung và l p l i nhi u l nề ị ặ ề ị ồ ạ ặ ạ ề ầ  

nh  th  Tác d ng c a quá trình nghi n m n liên t c gi a các l n nung không chư ế ụ ủ ề ị ụ ữ ầ ỉ tăng b  m t ti p xúc gi a h n h p các ch t ph n  ng mà còn t o thêm các bề ặ ế ữ ỗ ợ ấ ả ứ ạ ề 

m t m i cũng nh  các khuy t t t c u trúc nh m thúc đ y ph n  ng đ n cùng.ặ ớ ư ế ậ ấ ằ ẩ ả ứ ế

+  Đ c đi m c u trúc c a các ch t ban đ u ặ ể ấ ủ ấ ầ

Ph n  ng pha r n đả ứ ắ ược th c hi n tr c ti p gi a các ch t ph n  ng   phaự ệ ự ế ữ ấ ả ứ ở  

r n nên c u trúc ban đ u c a ch t r n có  nh hắ ấ ầ ủ ấ ắ ả ưởng quy t đ nh không nh ngế ị ữ  

đ n t c đ  ph n  ng mà còn  nh hế ố ộ ả ứ ả ưởng đ n c  ch  c a ph n  ng. Các ch t banế ơ ế ủ ả ứ ấ  

đ u có c u trúc kém b n, ho c tinh th  có nhi u khuy t t t thì có ho t tính h n,ầ ấ ề ặ ể ề ế ậ ạ ơ  

d  tham gia ph n  ng h n.ề ả ứ ơ

Ví d : V i ph n  ng gi a các oxit, ngụ ớ ả ứ ữ ười ta thường ch n ch t ban đ u làọ ấ ầ  các mu i d  phân h y và phân h y   vùng nhi t ph n  ng. Lúc này các oxit m iố ễ ủ ủ ở ệ ả ứ ớ  hình thành có c u trúc m ng lấ ạ ưới ch a hoàn ch nh (ho t tính h n)  nên d  thamư ỉ ạ ơ ễ  gia ph n  ng h n so v i các oxit b n đả ứ ơ ớ ề ược dùng làm ph i li u ban đ u.ố ệ ầ

Ngoài ra, ph n  ng pha r n s  x y ra thu n l i v  m t năng lả ứ ắ ẽ ả ậ ợ ề ặ ượng h n khiơ  các

ch t ph n  ng có cùng ki u c u trúc v i s n ph m hình thành và thấ ả ứ ể ấ ớ ả ẩ ường đượ  cphân bi t b i hai lo i ph n  ng: epitaxit và topotaxit. Ph n  ng epitaxit yêu c uệ ở ạ ả ứ ả ứ ầ  

có s  gi ng nhau v  c u trúc   l p ti p xúc c a ch t ph n  ng và s n ph m.ự ố ề ấ ở ớ ế ủ ấ ả ứ ả ẩ  Còn ph n  ng topotaxit thì yêu c u s  gi ng nhau v  c u trúc trong toàn kh i.ả ứ ầ ự ố ề ấ ố  Tuy nhiên, bên c nh gi ng nhau v  c u trúc, đ  x y ra s  đ nh hạ ố ề ấ ể ả ự ị ướng t o m mạ ầ  

s n ph m m t cách thu n l i thì kích thả ẩ ộ ậ ợ ướ ếc t  bào m ng cũng nh  kho ng cáchạ ư ả  

gi a các nguyên t  cũng ph i g n gi ng nhau (chênh l ch dữ ử ả ầ ố ệ ưới 15%)

+  Ch t khoáng hóa  ấ  

Ch t khoáng hóa [11] thấ ường được đ a vào ph i li u v i hàm lư ố ệ ớ ượng khá th pấ  (kho ng vài %) nh m t o pha l ng có đ  nh t th p, giúp th m ả ằ ạ ỏ ộ ớ ấ ấ ướt các h t r nạ ắ  

c a các ch t ph n  ng d n đ n x y ra quá trình hoà tan c a các ch t ph n  ng.ủ ấ ả ứ ẫ ế ả ủ ấ ả ứ  

T  đó giúp s  khu ch tán ch t ph n  ng d  dàng h n nên có tác d ng thúc đ yừ ự ế ấ ả ứ ễ ơ ụ ẩ  

t c đ  ph n  ng cũng nh  quá trình tái k t tinh s n ph m trong h n h p. M tố ộ ả ứ ư ế ả ẩ ỗ ợ ặ  khác, pha l ng cóỏ

tác d ng l p đ y kho ng tr ng gi a các h t r n, làm tăng m t đ  c a s n ph mụ ấ ầ ả ố ữ ạ ắ ậ ộ ủ ả ẩ  

ph n  ng, nghĩa là giúp cho quá trình k t kh i x y ra nhanh   nhi t đ  th p. Đôiả ứ ế ố ả ở ệ ộ ấ  lúc ch t khoáng hóa có th  tham gia ph n  ng v i m t trong các ch t ph n  ngấ ể ả ứ ớ ộ ấ ả ứ  

đ  chuy n thành pha khí, s  xu t hi n pha khí đã chuy n ph n  ng gi a các phaể ể ự ấ ệ ể ả ứ ữ  

r n   theo   m t   c   ch   khác­c   ch   v n   chuy n   h i   nắ ộ ơ ế ơ ế ậ ể ơ ước   (chemical   vapor transport). Các ch t khoáng hóa s  d ng ph  bi n là: Các h p ch t c a Boấ ử ụ ổ ế ợ ấ ủ  (H3BO3, Na2B4O7, 10H2O, B2O3), các mu i c a kim lo i ki m, các h p ch t c aố ủ ạ ề ợ ấ ủ  flo, clo (NaF, NaCl, CaF2, BaF2, AlF3, Na2SiF6, Na3AlF6…) ho c có khi là các oxitặ  

d  ch y (oxit vanadi, oxit lantan…). Trong đ  tài nghiên c u này chúng tôi đã sễ ả ề ứ ử 

d ng ch t khoáng hóa là các mu i c a kim lo i ki m: CHụ ấ ố ủ ạ ề 3COOLi, CH3COONa, 

CH3COOK

1.4.3. Ph n  ng phân h y nhi t n i phân t   [10]ả ứ ủ ệ ộ ử

Khái ni m này dùng đ  ch  cho ph n  ng t ng h p m t pha r n m i x y raệ ể ỉ ả ứ ổ ợ ộ ắ ớ ả  khi phân h y nhi t m t pha r n ban đ u có ch a các h p ph n c n thi t cho phaủ ệ ộ ắ ầ ứ ợ ầ ầ ế  

r n m i.ắ ớ

Khác h n v i ph n  ng x y ra gi a các pha r n, ph n  ng phân h y nhi tẳ ớ ả ứ ả ữ ắ ả ứ ủ ệ  nôi

phân t  x y ra   nhi t đ  th p h n nhi u.ử ả ở ệ ộ ấ ơ ề

         Ví d : đ  t ng h p mulit b ng ph n  ng gi a các oxit silic và oxit nhômụ ể ổ ợ ằ ả ứ ữ  trong trường h p đi t  các ch t ban đ u tinh khi t hoàn toàn không có ch tợ ừ ấ ầ ế ấ  khoáng hóa, thì nhìn trên gi n đ  h  b c hai Alả ồ ệ ậ 2O3­SiO2 ta th y ít nh t ph i nungấ ấ ả  lên đ n 1585ế 0C (nhi t đ  b t đ u xu t hi n pha l ng). Trong đó khi ta nungệ ộ ắ ầ ấ ệ ỏ  caolinit lên đ n 1000ế 0C đã b t đ u xu t hi n pha mulit.ắ ầ ấ ệ

Hay khi nung serpentin lên kho ng 800ả oC là có s  hình thành pha g mự ố  forsterit Mg2SiO4, trong khi đó d a vào gi n đ  tr ng thái thì tùy theo thành ph nự ả ồ ạ ầ  ban đ u gi a SiOầ ữ 2 và MgO s  hình thành forsterit đòi h i ít nh t cũng ph i nungự ỏ ấ ả  

h  lên trên 1557ệ oC. Có r t nhi u ví d  nh  v y cho ta th y vi c s  d ng ph nấ ề ụ ư ậ ấ ệ ử ụ ả  

ng phân h y nhi t n i phân t  có th  ti n hành t ng h p đ c pha g m   nhi t

đ  th p, gi m đáng k  năng lộ ấ ả ể ượng

Phương pháp s  d ng phân h y nhi t n i phân t  không ch  giúp t ng h pử ụ ủ ệ ộ ử ỉ ổ ợ  

g m h  b c hai mà còn có th  s  d ng đ  t ng h p g m b c cao h n, Ví dố ệ ậ ể ử ụ ể ổ ợ ố ậ ơ ụ 

t ng h p cordierit 2MgO.2Alổ ợ 2O3.5SiO2  ta có th  s  d ng ph n  ng phân h yể ử ụ ả ứ ủ  nhi t m ng caolinit và b ng m t th  thu t có thêm oxit magie vào. V  lý thuy tệ ạ ằ ộ ủ ậ ề ế  chúng ta th y trong quá trình phân h y nhi t thì các oxit có trong h p ch t banấ ủ ệ ợ ấ  

đ u đã đầ ược phân b  hoàn toàn có tr t t    m c đ  nguyên t , m t khác s nố ậ ự ở ứ ộ ử ặ ả  

ph m v a m i phân h y đang   tr ng thái r t ho t đ ng do đó ph n  ng hìnhẩ ừ ớ ủ ở ạ ấ ạ ộ ả ứ  thành m m tinh th  s n ph m có th  x y ra m t cách nhanh chóng.ầ ể ả ẩ ể ả ộ

V y là do x y ra ph n  ng n i phân t  đã làm gi m nhi t đ  ph n  ngậ ả ả ứ ộ ử ả ệ ộ ả ứ  

gi a các pha r n.Trong s n xu t g m vi c gi m đữ ắ ả ấ ố ệ ả ược nhi t đ  nung thiêu k t làệ ộ ế  

r t quan tr ng vì v y, trong nghiên c u này chúng tôi ti n hành t ng h p g mấ ọ ậ ứ ế ổ ợ ố  diopsit t  khoáng talc.ừ

1.5.1. Phương pháp phân tích nhi t [7]ệ

Phương pháp phân tích nhi t giúp xác đ nh các hi u  ng nhi t, s  thay đ iệ ị ệ ứ ệ ự ổ

kh i lố ượng c a m u nghiên c u  ng v i các quá trình bi n hóa x y ra   m tủ ẫ ứ ứ ớ ế ả ở ộ  nhi tệ

đ  xác đ nh. Trên c  s  đó ngộ ị ơ ở ười ta xác đ nh đị ược m u nghiên c u đã x y ra quáẫ ứ ảtrình hóa h c gì?   nhi t đ  nào và m c đ  m nh hay y u?ọ Ở ệ ộ ứ ộ ạ ế

Hi u  ng nhi t đệ ứ ệ ược ghi dướ ại d ng đường đ t nóng ho c các d ng khácố ặ ạ  

nh  đư ường vi phân DTA  Đường đ t nóng cho phép xác đ nh nhi t đ  t i đó cóố ị ệ ộ ạ  

hi uệ

ng nhi t, cũng nh  giá tr  c a hi u  ng nhi t và d u c a nó

Trong  phân tích nhi t, ch  y u ngệ ủ ế ười ta dùng đường DTA. Đường DTA 

được ghi dướ ại d ng đ  th : s  ph  thu c c a ồ ị ự ụ ộ ủ T (hi u nhi t đ  gi a m u vàệ ệ ộ ữ ẫ  

ch t chu n) vào th i gian t ho c nhi t đ  T. Đ  nh y c a đấ ẩ ờ ặ ệ ộ ộ ạ ủ ường vi phân (DTA) 

r t l n g p 10­15 l n so v i đấ ớ ấ ầ ớ ường nhi t đ  Do đó đệ ộ ường DTA cho phép quan sát được hi u  ng nhi t r t nh  c a m u nghiên c u.ệ ứ ệ ấ ỏ ủ ẫ ứ

B ng thi t b  phân tích nhi t chuyên d ng có th  ghi đằ ế ị ệ ụ ể ượ ực s  thay đ i kh iổ ố  

lượng ch t khi đ t nóng dấ ố ướ ại d ng đường kh i lố ượng (TG) hay đường vi phân 

kh i lố ượng (DTG). Đường kh i lố ượng (TG) là đ  th  bi u di n s  ph  thu c c aồ ị ể ễ ự ụ ộ ủ  

kh i lố ượng m u nghiên c u vào nhi t đ  T hay th i gian t. Đẫ ứ ệ ộ ờ ường TG ch  ra sỉ ự thay đ i kh i lổ ố ượng ch t nghiên c u t  đ u đ n cu i thí nghi m. T  đấ ứ ừ ầ ế ố ệ ừ ường TG 

có th  thu để ược các thông tin v  thành ph n c a ch t r n nghiên c u, đ  b n c aề ầ ủ ấ ắ ứ ộ ề ủ  

nó, v  các s n ph m đề ả ẩ ượ ạc t o thành trong quá trình phân h y, k t h p cũng nhủ ế ợ ư 

gi  thi t đả ế ược v  c  ch  và nhi t đ ng h c c a ph n  ng theo t ng giai đo nề ơ ế ệ ộ ọ ủ ả ứ ừ ạ  hay toàn b  quá trình. ộ

Hình 1.5. S  đ  kh i c a thi t b  phân tích nhi t ơ ồ ố ủ ế ị ệ

1.5.2. Phương pháp phân tích nhi u x  tia X [1]ễ ạ

V  m t hóa h c SiOề ặ ọ 2 r t tr , nó không tác d ng v i oxi, clo, brom và cácấ ơ ụ ớ  axit

k  c  khi đun nóng. Nó ch  tác d ng v i flo và HF   đi u ki n thể ả ỉ ụ ớ ở ề ệ ường, SiO2 tan

Phương pháp nhi u x  tia X (XRD) là m t trong nh ng phễ ạ ộ ữ ương pháp hi n đ iệ ạ  dùng đ  xác đ nh thành ph n pha tinh th  c a v t li u. Phể ị ầ ể ủ ậ ệ ương pháp này cho phép xác

đ nh thông s  m ng, ki u m ng lị ố ạ ể ạ ưới, kích thước h t ạ

Phương pháp nhi u x  tia X d a trên nguyên t c sau:ễ ạ ự ắ

Khi chi u m t chùm tia X song song, đ n s c vào v t li u có c u trúc tinhế ộ ơ ắ ậ ệ ấ  

th  thì x y ra hi n tể ả ệ ượng khu ch tán tia X. Đi n trế ệ ường c a chùm tia t i làmủ ớ  

đi n t  c a nguyên t  trong m ng tinh th  dao đ ng, s  dao đ ng này là ngu nệ ử ủ ử ạ ể ộ ự ộ ồ  phát tia th  c p phát ra b c x  cùng t n s  v i tia X. Do đó chúng giao thoa v iứ ấ ứ ạ ầ ố ớ ớ  nhau. Trong  m ng lạ ưới  tinh th  chúng t o thành nh ng m t  ph ng nút. Sể ạ ữ ặ ẳ ự khu ch tán tia X có th  xem nh  s  ph n x  t  các m t ph ng nút đó. Khi chi uế ể ư ự ả ạ ừ ặ ẳ ế  

m t chùm tia X đ n s c có bộ ơ ắ ước sóng xác đ nh đi qua m t h  tinh th , trong tinhị ộ ệ ể  

Ch t so sánh         ấ       

th  ta ch n hai m t ph ng nút song song v i nhau có kho ng cách là dể ọ ặ ẳ ớ ả hkl, góc h pợ  

b i tia t i v i m t ph ng nút là ở ớ ớ ặ ẳ  N u hi u l  trình c a tia t i và tia ph n xế ệ ộ ủ ớ ả ạ 

b ng m t s  nguyên l n bằ ộ ố ầ ước sóng thì x y ra hi n tả ệ ượng nhi u x  tia X.ễ ạ

Hình 1.6. Nhi u x  tia X theo mô hình Bragg ễ ạ

Các tia X ph n x  t  hai m t m ng c nh nhau có hi u quang trìnhả ạ ừ ặ ạ ạ ệ

∆ = M2QN2 – M1PN1 = 2dsinθKhi các tia này giao thoa v i nhau ta s  thu đớ ẽ ược c c đ i nhi u x  th a mãnự ạ ễ ạ ỏ  

phương trình Vulf­Bragg:

M2QN2 – M1PN1 = n  = 2dsinλ θTrong đó:

d: Kho ng cách gi a hai m t m ng song song.ả ữ ặ ạ

: Góc gi a tia X và m t ph ng pháp tuy n

n: S  b c ph n x  (n=1,2,3,4…).ố ậ ả ạ

λ: Đ  dài bộ ước sóng

1.5.3. Hình  nh quét b ng kính hi n vi đi n t  SEM [27]ả ằ ể ệ ử

Vi c t o  nh c a m u v t đệ ạ ả ủ ẫ ậ ược th c hi n thông qua vi c ghi nh n và phânự ệ ệ ậ  tích các b c x  phát ra t  tứ ạ ừ ương tác c a chùm đi n t  v i b  m t m u v t.ủ ệ ử ớ ề ặ ẫ ậ

Hình 1.7. S  đ  kh i các b  ph n c a kính hi n vi đi n t  quét ơ ồ ố ộ ậ ủ ể ệ ử

Phương pháp SEM đượ ử ục s  d ng đ  xác đ nh hình d ng và c u trúc b  m tể ị ạ ấ ề ặ  

c a v t li u.  u đi m c a phủ ậ ệ Ư ể ủ ương pháp SEM là có th  thu để ươc nh ng b c  nhữ ứ ả  

3 chi u ch t lề ấ ượng cao và không đòi h i ph c t p trong khâu chu n b  m u.ỏ ứ ạ ẩ ị ẫ  

Phương phép SEM đ c bi t h u d ng, b i vì nó cho đ  phóng đ i có th  thayặ ệ ữ ụ ở ộ ạ ể  

đ i t  10 đ n 100000 l n v i hình  nh rõ nét, hi n th  ba chi u phù h p cho vi cổ ừ ế ầ ớ ả ể ị ề ợ ệ  phân tích hình d ng và c u trúc b  m t.ạ ấ ề ặ

1.5.4. Phương pháp xác đ nh các tính ch t v t líị ấ ậ

1.5.4.1. Xác đ nh đ  co ngót khi nung ị ộ

M u đẫ ược ép viên (hình tr ) s y khô trụ ấ ước khi nung được đo chi u cao,ề  

đường kính tương  ng là Hứ 0, D0. H, D tương  ng là chi u cao và đứ ề ường kính c aủ  

Đ  hút nộ ước c a v t li u là kh  năng hút và gi  nủ ậ ệ ả ữ ước c a nó   đi u ki nủ ở ề ệ  bình

thường. Đ  hút nộ ước theo kh i lố ượng là t  s  ph n trăm gi a kh i lỉ ố ầ ữ ố ượng nướ  c

mà v t li u hút đậ ệ ược v i kh i lớ ố ượng c a v t li u   tr ng thái khô.ủ ậ ệ ở ạ

Các bước ti n hành nh  sau:ế ư

   ­ S y m u   nhi t đ  105ấ ẫ ở ệ ộ oC­110oC đ n kh i lế ố ượng không đ i.ổ

 ­ Đ  ngu i, cân m u khô (mể ộ ẫ 0)

 ­ Ngâm m u đã cân đ n bão hòa nẫ ế ước

 ­ V t m u ra, lau nớ ẫ ước đ ng trên m t m u b ng v i  m r i cân m u bãoọ ặ ẫ ằ ả ẩ ồ ẫ  hòa nước (m). Th i gian t  khi v t m u ra đ n khi cân không vờ ừ ớ ẫ ế ượt quá 3 phút. 

Đ  hút nộ ướ ủc c a m u đẫ ược xác đ nh theo công th c:ị ứ

Đ  hút nộ ước  m0 m.100%

m

−

=

1.5.4.3. Xác đ nh kh i l ị ố ượ ng riêng b ng ph ằ ươ ng pháp Acsimet

Th  tích t  nhiên c a viên g m Vể ự ủ ố 0 được xác đ nh b ng cách: sau khi ngâmị ằ  bão hòa viên g m trong nố ước ta đem xách đ nh th  tích thông qua phị ể ương pháp 

đ y nẩ ước. Th  tích dâng lên chính là th  tích t  nhiên c a viên g m. Xác đ nhể ể ự ủ ố ị  

th  tích toàn đ c c a kh i g m b ng cách xác đ nh th  tích g m d ng b t b ngể ặ ủ ố ố ằ ị ể ố ạ ộ ằ  

phương pháp đ y nẩ ước ta được th  tích g m là Vể ố a. Khi đó đ  x p c a g m độ ố ủ ố ượ  ctính nh  sau :ư

0 0

.100

a

V V r

tr ng gây ra và đọ ược xác đ nh b ng  ng su t t i h n khi m u v t li u b  pháị ằ ứ ấ ớ ạ ẫ ậ ệ ị  

h y.ủ

Cường đ  nén c a s n ph m ph n ánh m c đ  k t kh i hay m t đ  c aộ ủ ả ẩ ả ứ ộ ế ố ậ ộ ủ  

s nả

ph m. Tuy nhiên s n ph m có cùng m t đ  nh  nhau nh ng  đ  b n nén có thẩ ả ẩ ậ ộ ư ư ộ ề ể khác nhau. Đi u đó ch ng t  chúng ph  thu c vào c u trúc cũng nh  lo i liên k tề ứ ỏ ụ ộ ấ ư ạ ế  trong s n ph m.Vì v y đ  b n nén là ch  tiêu đánh giá ch t lả ẩ ậ ộ ề ỉ ấ ượng s n ph mả ẩ  nhanh chóng cũng nh  đánh giá c  quy trình công ngh  s n xu t ra s n ph m đó.ư ả ệ ả ấ ả ẩ

Đ  xác đ nh đ  b n nén theo TCVN 6530­1:1999 ngể ị ộ ề ười ta đ t m u trênặ ẫ  máy ép th y l c ho c máy ép c  tiêu chu n đ  xác đ nh l c phá h y.ủ ự ặ ơ ẩ ể ị ự ủ

Hình 1.8. Mô hình thi t b  đo c ế ị ườ ng đ  kháng nén ộ

Cường đ  kháng nén Rộ n được tính theo công th c:   Rứ n=Pmax/F

Trong đó:  Pmax ­ T i tr ng nén phá ho i m u  (N,KN)ả ọ ạ ẫ

      F ­ Ti t di n ch u l c c a m u (mmế ệ ị ự ủ ẫ 2,cm2, m2)

1.5.4.5. H  s  gi n n  nhi t [4] ệ ố ả ở ệ

Khi v t li u b  nung nóng, các nguyên t  s  nh n thêm năng lậ ệ ị ử ẽ ậ ượng và dao

đ ng quanh v  trí cân b ng. Vì th , kho ng cách trung bình gi a các nguyên tộ ị ằ ế ả ữ ử cũng nh  kích thư ước c a v t li u tăng lên. Nói cách khác, v t li u b  n  ra khiủ ậ ệ ậ ệ ị ở  

L c nénự

Mẫu đo

đ t nóng và khi làm l nh x y ra quá trình ngố ạ ả ượ ạc l i. Hi n tệ ượng đó được g i làọ  

s  giãn n  nhi t c a v t li u, s  thay đ i chi u dài theo nhi t đ  c a v t li uự ở ệ ủ ậ ệ ự ổ ề ệ ộ ủ ậ ệ  

r n đắ ược bi u di n b i công th c:       ể ễ ở ứ

0

t t

đ  c a v t li u t  Tộ ủ ậ ệ ừ 0 đ n Tế t

: h  s  giãn n  nhi t theo chi u dài (

V t li u có h  s  giãn n  nhi t càng l n thì khi thay đ i nhi t đ , s  coậ ệ ệ ố ở ệ ớ ổ ệ ộ ự  giãn c a v t li u càng l n làm cho v t li u b  n t v  Vì v y, h  s  giãn nủ ậ ệ ớ ậ ệ ị ứ ỡ ậ ệ ố ở nhi t là thông s  v t lí đ c tr ng cho đ  b n nhi t c a v t li u. ệ ố ậ ặ ư ộ ề ệ ủ ậ ệ

xu t hi n trong s n ph m do chênh l ch nhi t đ  khi đ t nóng và làm ngu i.ấ ệ ả ẩ ệ ệ ộ ố ộ

Theo TCVN 6530­7:2000, đ  xác đ nh đ  b n s c nhi t, ngể ị ộ ề ố ệ ười ta nung 

m u 75x50x50mm đ n khi nhi t đ  1000ẫ ế ệ ộ o­1200oC, sau đó l y m u ra đ t vàoấ ẫ ặ  khung đ  và dùng l c b y đ  nâng đ u khung kia cao lên theo phỡ ự ẩ ể ầ ương pháp 

th ng đ ng v i l c đ y tẳ ứ ớ ự ẩ ương  ng 20N. Nh  v y m u đứ ư ậ ẫ ược làm ngu i b ngộ ằ  không khí và ch u l c u n khi b y. Sau khi b y, m u đị ự ố ẩ ẩ ẫ ược nung và l i ti p t cạ ế ụ  quy trình trên cho đ n khi m u b  v  S  l n quy trình đó đế ẫ ị ỡ ố ầ ược g i là đ  b n s cọ ộ ề ố  nhi t. N u sau 30 chu k  mà m u ch a v  thì có th  d ng và coi đ  b n s cệ ế ỳ ẫ ư ỡ ể ừ ộ ề ố  nhi t l n h n 30 l n.ệ ớ ơ ầ

      Đi u ki n xác đ nh đ  b n s c nhi t không gi ng nh  đi u ki n s  d ngề ệ ị ộ ề ố ệ ố ư ề ệ ử ụ  

vì v y nh ng s  li u đo đ  b n s c nhi t ch  có tính ch t g n đúng và đ  so sánhậ ữ ố ệ ộ ề ố ệ ỉ ấ ầ ể  

gi a các v t li u v i nhau.ữ ậ ệ ớ

ch u l a sao cho nghiêng v i đáy m t góc 8ị ử ớ ộ o ±1o

         Khi nâng nhi t đ  có pha l ng xu t hi n, lệ ộ ỏ ấ ệ ượng pha l ng tăng lên, đ  nh tỏ ộ ớ  

c a chúng h  th p, đ u côn cong d n d n ch m vào m t ngang c a đ  T i th iủ ạ ấ ầ ầ ầ ạ ặ ủ ế ạ ờ  

đi m đó g i là nhi t đ  g c c a côn hay đ  ch u l a. N u đ u côn dính dài trênể ọ ệ ộ ụ ủ ộ ị ử ế ầ  

m t đ , nhi t đ  tặ ế ệ ộ ương  ng đã vứ ượt quá đ  ch u l a. Ngộ ị ử ượ ạc l i, n u đ u cônế ầ  

ch a ch m đ n đ  thì nhi t đ  tư ạ ế ế ệ ộ ương  ng s  dứ ẽ ướ ội đ  ch u l a.ị ử N u tăng nhi t đế ệ ộ nâng nhi t trong lò s  tăng nhi t đ  g c c a côn. Vì th  ng i ta th c hi n t c đệ ẽ ệ ộ ụ ủ ế ườ ự ệ ố ộ nâng nhi t quy đ nh 4­6ệ ị oC/phút b t đ u t  nhi t đ  k t kh i s n ph m.ắ ầ ừ ệ ộ ế ố ả ẩ

Chương 2. TH C NGHI MỰ Ệ

2.1.1.  M c tiêu c a lu n vănụ ủ ậ