Bài giảng Vật liệu học - Đoàn Mạnh Tuấn

uật bảo toàn năng lượng Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 274 4.3.2 TÍNH CHẤT QUANG CỦA KIM LOẠI Sự hấp thụ các bức xạ của KL Gồm hai quá trình : hấp phụ và phát xạ trở lại Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 275 4.3.2 TÍNH CHẤT QUANG CỦA KIM LOẠI a. Sự hấp thụ các bức xạ của KL  bức xạ ánh sáng tới sẽ kích thích e chuyển lên vùng dẫn  Kim loại hấp thụ mọi tần số ánh sáng vì liên tục có những trạng thái điện tử còn trống cho phép các chuyển dời điện tử lên vùng dẫn  Do hấp thụ hết -> KL bị đục Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 276 4.3.2 TÍNH CHẤT QUANG CỦA KIM LOẠI b.Sự tái phát xạ  Hầu hết các bức xạ hấp thụ được tái phát xạ cùng bước sóng nhìn thấy từ bề mặt dưới dạng ánh sáng nhìn thấy -> phản xạ ánh sáng  Do các kim loại là đục và phản chiếu mạnh -> màu sắc của chúng được xác định bởi sự phân bố bước sóng của bức xạ được phản xạ và không bị hấp thụ 1/5/2018 70 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 277 4.3.2 TÍNH CHẤT QUANG CỦA KIM LOẠI Sự hấp thụ các bức xạ của KL  Bạc cho thấy khả năng phản xạ cao của kim loại trên toàn bộ dải phổ nhìn thấy được.  Nói cách khác, Ag đối với chùm tia phản xạ: thành phần của các quang tử tái phát xạ, theo tần suất và số lượng, xấp xỉ như chùm tia tới Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 278 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI Không hấp thụ khoảng ánh sánh nhìn thấy  Nhờ cấu trúc dải năng lượng điện tử của chúng, vật liệu phi kim loại có thể trong suốt với ánh sáng khả kiến  Do đó ngoài việc phản xạ và hấp thụ, hiện tượng khúc xạ và truyền qua cũng phải được xem xét Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 279 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.1 Khúc xạ  Ánh sáng truyền trong suốt sẽ chịu một sự suy giảm về vận tốc và kết quả là bị bẻ cong tại mặt phân cách  Chỉ số khúc xạ:  cn  - vận tốc trong môi trườngυ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 280 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.1 refraction  Ta có (phần khái niệm) εr và μr là hằng số điện môi và độ từ thẩm tương đối. Bởi vì hầu hết các chất có tính chất từ rất yếu, nên:  1  cn  rroo cn     1r rn  oo c  1 1/5/2018 71 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 281 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.1. khúc xạ  Từ đây suy ra: Các thành phần điện tử của hằng số điện môi có thể được xác định từ phép đo các chỉ số khúc xạ rn   Một cách tổng quát: nguyên tử hay ion càng lớn, phân cực điện tử càng mạnh, vận tốc càng chậm, và chỉ số khúc xạ n càng lớn Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 282 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.2. Phản xạ (light reflection)  Hệ số phản xạ (reflectivity) o R I IR 2 12 12       nn nnR Ánh sáng tới vuông góc với mặt phân cách (n1, n2 – chiết suất của hai môi trường)  Khi ánh sáng từ chân không vào chất rắn s (ns– chiết suất của môi trường s) 2 1 1       S S n nR  Chất rắn có chiết suất càng cao thì phản xạ càng nhiều Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 283 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.3 Hấp thụ (absorb light)  Vật liệu phi kim có thể đục hay trong suốt với ánh sáng, chúng thường hiện màu  Cơ chế quá trình làm đục: Các điện tử nhảy từ vùng hóa trị lên vùng dẫn, gây nhiễu loạn -> làm đục Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 284 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.3 Hấp thụ (absorb light) Hai cơ chế chủ yếu của hấp thụ:  Phân cực điện tử  Dịch chuyển điện tử 1/5/2018 72 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 285 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.3 Hấp thụ (absorb light) a. Hấp thụ bởi phân cực điện tử Hệ quả: - Một phần năng lượng bức xạ bị hấp thụ - Ánh sáng bị làm chậm lại khi đi qua môi trường -> Khúc xạ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 286 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.3 Hấp thụ (absorb light) b. Hấp thụ bởi chuyển dịch điện tử từ vùng hóa trị qua vùng cấm lên vùng dẫn  Sự hấp thụ quang tử: Khi kích thích điện tử từ vùng hóa trị được điền gần đầy qua vùng cấm và đi vào một vị trí trống trong vùng dẫn. Lúc này 1 e tự do trong vùng dẫn và 1 hole vùng hóa trị được tạo ra.  Điều này chỉ xảy ra khi: gEh  gEhc hay Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 287 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.3 Hấp thụ (absorb light) λmin với ánh sáng nhìn thấy khoảng ~400 nm gE hc  eV m smseVhcEg 1,3104 )/103)(1013,4( (min) (max) 7 815      Kết luận: không có ánh sáng nhìn thấy nào bị hấp thụ bởi các vật liệu phi kim loại có vùng cấm năng lượng lớn hơn 3,1 eV. Nếu có độ tinh khiết cao -> chúng trong suốt nếu λ tăng thì giảm và nhỏ hơn Eg -> hấp thụ không xảy ra hc Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 288 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.3 Hấp thụ (absorb light) eVsmseVhcEg 8,1107 )/103)(1013,4( (max) 7 815      λmax với ánh sáng nhìn thấy khoảng ~700 nm Kết quả này có nghĩa là tất cả ánh sáng nhìn thấy được bị hấp thụ, khi có năng lượng vùng cấm thấp hơn 1,8 eV; do đó, những vật liệu này là đục Kết luận chung: Mỗi vật liệu phi kim trở nên mờ đục tại bước sóng nào đó phụ thuộc vào độ lớn của Eg của nó 1/5/2018 73 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 289 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.3 Hấp thụ (absorb light) Không có ánh sáng nhìn thấy nào bị hấp thụ bởi các vật liệu phi kim loại có vùng cấm năng lượng lớn hơn 3,1 eV -> e ko xuất hiện trên vùng dẫn. Nếu có độ tinh khiết cao -> chúng trong suốt Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 290 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.3 Hấp thụ (absorb light) Các bán dẫn có vùng trống nhỏ hơn 1,8 eV -> toàn bộ dải nhìn thấy được chuyển lên vùng dẫn -> bị hấp thụ toàn bộ -> vật liệu đục Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 291 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.3 Hấp thụ (absorb light) Các bán dẫn có vùng trống nằm khoảng 1,8 đến 3,1 eV (ví dụ 2,5 eV)-> toàn bộ dải từ 2,5 – 3,1 eV bị hấp thụ. Khoảng 1,8 – 2,5 eV không bị hấp thụ -> Vật liệu có màu Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 292 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.3 Hấp thụ (absorb light) Năng lương điện từ bị hấp thụ phải được tiêu tán bởi phương thức nào đó theo nhiều cách khá nhau: - Tái hợp: Điện tử + lỗ trống ->năng lượng - Chuyển dời e -> phát xạ 1/5/2018 74 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 293 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.4 Truyền qua (transmitted light) Cường độ ở mặt sau IT l oT eRII  2)1( ℓ - độ dày - hệ số hấp thụ - độ phản xạ - cường độ tia tới β I0 R Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 294 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.4 Truyền qua (transmitted light)  Các thông số: Độ phản xạ, độ hấp thụ, độ truyền qua phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng  Tuân thủ: I0=IA+IT+IR Sơ đồ trên: Sự biến đồi theo bước sóng của các tỷ phần: truyền qua, hấp thụ, phản xạ qua thủy tinh xanh Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 295 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.4 Truyền qua (transmitted light)  Tại λ=400 nm (xanh) tỷ lệ 0.90; 0.05 và 0.05  Tại λ=550 nm (cam) tỷ lệ 0.50; 0.48 và 0.02  Tuân thủ: I0=IA+IT+IR Sơ đồ trên: Sự biến đồi theo bước sóng của các tỷ phần: truyền qua, hấp thụ, phản xạ qua thủy tinh xanh Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 296 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.5 Màu sắc (color) Màu sắc là sự tổng hợp của hai thành phần:  Chùm sáng truyền qua  Chùm sáng thứ phát 1/5/2018 75 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 297 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.5 Màu sắc (color)  Ánh sáng có dải năng lượng > E (2,4eV) bị hấp thụ chọn lọc bởi các e chuyển dời từ hóa trị lên dẫn  Màu sắc cảm nhận là tổ hợp của những bước sóng được truyền qua. Đó là phần của ánh sáng nhìn thấy có năng lượng nhỏ hơn Eg (<2.4eV), không bị hấp thụ có chọn lọc a. Truyền qua Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 298 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.5 Màu sắc (color)  Cadmium sulfide (CdS) có vùng cấm khoảng 2,4 eV -> hấp thụ các quang tử có năng lượng lớn hơn 2,4 eV, tương ứng với dải phổ nhìn thấy màu xanh và màu tím;  Trong khoảng 1,8 – 2,4 eV không bị hấp thụ -> CdS có màu vàng cam a. Truyền qua Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 299 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.5 Màu sắc (color)  Một số cùng bức xạ bị hấp thụ lại thứ phát khi các e nhảy về vị trí ban đầu. b. Thứ phát Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 300 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.5 Màu sắc (color)  Sự thứ phát không nhất thiết xảy ra cùng tần số như khi hấp thụ mà chuyển dời e bức xạ nhiều bước b. Thứ phát 1/5/2018 76 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 301 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.5 Màu sắc (color) Màu trong gốm  Một số tạp chất đặc thù cũng tạo nên các mức điện tử trong band gep  Các photon có năng lượng nhỏ hơn vùng band gep vẫn có khả năng nhảy lên vùng dẫn  Hệ quả: có sự hấp thụ chọn lọc Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 302 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.5 Màu sắc (color)  Nhôm oxyt hay saphia không màu  Nếu thêm 0,5 – 2,0 % Crom thì trở thành Ruby đỏ chói  u Al2O3 Al2O3 + (0,5-1%) Cr Ruby Màu trong gốm (ví dụ) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 303 4.3.3. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PHI KIM LOẠI 4.3.3.5 Màu sắc (color) Màu trong gốm  Ion Cr3+ thay thế Al3+ trong cấu trúc tinh thể Al2O3 -> Đưa các mức tạp chất nằm trong khe rộng của sa phia  Có những bước sóng đặc thù sẽ bị hấp thụ chọn lọc do hệ quả của những chuyển dời đến hay từ những điểm tạp chất này -> Độ truyền qua là một hàm của bước sóng Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 304 4.4. TÍNH CHẤT NHIỆT 4.4.1. Nhiệt dung, nhiệt dung riêng  Nhiệt dung ܥ ൌ ݀ܳ ݀ܶ là lượng nhiệt thu vào hay tỏa ra để tăng giảm 1°K ܥ ൌ ܳ ܯሺ ଶܶ െ ଵܶሻ  Nhiệt dung riêng là nhiệt dung cần truyền cho một đơn vị khối lượng chất làm tăng nhiệt lên 1°C 1/5/2018 77 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 305 4.4. TÍNH CHẤT NHIỆT 4.5.2. Sự dẫn nhiệt Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 306 4.4. TÍNH CHẤT NHIỆT 4.5.2. Sự dẫn nhiệt (heat conduction) Quá trình truyền nhiệt từ phần tử này đến phần tử khác khi chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau và có sự chênh lệch nhiệt độ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 307 4.4. TÍNH CHẤT NHIỆT Cơ chế dẫn nhiệt Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 308 4.4. TÍNH CHẤT NHIỆT Mật độ nhiệt thông q:  Độ dẫn nhiệt ߣ là một đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của vật liệu ݍ ൌ െࣅ ݀ܶ ݀ݔ  ߣ – hệ số dẫn nhiệt.  dT/dx - gradient nhiệt độ qua môi trường dẫn nhiệt 1/5/2018 78 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 309 4.4. TÍNH CHẤT NHIỆT Hệ số dẫn nhiệt ߣ Thành phần λ1 gây ra bởi chuyển động thuần các phonon Thành phần λe gây ra bởi điện tử tự do tham gia dẫn nhiệt ߣ = ߣ1 + ߣ e Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 310 4.4. TÍNH CHẤT NHIỆT Quá trình dẫn nhiệt qua tường phẳng q2= ૚1(tT1-tT2) q1=1(t1-tT1) q2= ଵ1 (tT1-tT2) q1=1(t1-tT1) q – dòng nhiệt  - hệ số cấp nhiệt  - Hệ số dẫn nhiệt t – nhiệt độ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 311 4.4. TÍNH CHẤT NHIỆT 4.5.3. Hệ số dãn nở nhiệt 1 – hệ số dài của giãn nở nhiệt ݈௥ െ ݈଴ ݈଴ ൌ ߙଵሺ ௥ܶ െ ଴ܶሻ ∆ܸ ଴ܸ ൌ ߙ௩∆ܶ v – hệ số thể tích giãn nở nhiệt Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 312 4.4. TÍNH CHẤT NHIỆT 4.5.4. Ứng suất nhiệt  E – modul đàn hồi  r – hệ số giãn nở nhiệt dài ߪ ൌ ܧߙ௥ሺ ଴ܶ െ ௥ܶሻ 1/5/2018 79 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 313 the attention Thanks for your VẬT LIỆU HỌC (Material Science ) ThS.Đoàn Mạnh Tuấn Chương 5 TỔNG HỢP VÀ GIA CÔNG VẬT LIỆU (10 tiết) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 315 TỔNG HỢP VÀ GIA CÔNG VẬT LIỆU 5.1. Tổng hợp và gia công kim loại 5.2 Tổng hợp và gia công ceramics 5.3. Tổng hợp và gia công vật liệu Polyme 5.4. Tổng hợp và gia công vật liệu Composit Nội dung Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 316 5.1.VẬT LIỆU KIM LOẠI Khái niệm 1/5/2018 80 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 317 5.1.VẬT LIỆU KIM LOẠI 5.1.1. Quy trình sản xuất kim loại Quy trình chung công nghệ sản xuất gang thép Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 318 5.1.1.2.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GANG 1. Nguyên liệu sản xuất gang? 2. Quá trình cấp nguyên liệu vào lò gang? 3. Các quá trình phản ứng xảy ra trong lò gang? 4. Gang được hình thành ở đâu trong lò gang? 5. Sản phẩm đầu ra của lò gang là gì? 6. Xỉ gang bao gồm những thành phần nào? Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 319 5.1.1.2.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GANG Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 320 5.1.1.2.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GANG Gang là hợp kim của Fe với C trong đó có từ 2 − 5% khối lượng C, ngoài ra còn một lượng nhỏ Si, Mn, S,... a/ Khái niệm 1/5/2018 81 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 321 5.1.1.2.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GANG Gang trắng: chứa ít cacbon, rất ít silic, chứa nhiều xementit Fe3C. Gang trắng rất cứng và giòn, được dùng để luyện thép b/ Phân loại, tính chất và ứng dụng của gang Gang xám: chứa nhiều cacbon và silic. Gang xám kém cứng và kém giòn hơn gang trắng. Dùng đúc các bộ phận của máy, ống dẫn nước, cánh cửa,. Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 322 5.1.1.2.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GANG Quặng sắt chứa 30 − 95% oxit sắt, không chứa hoặc chứa ít S,P.. c/ Nguyên liệu Than cốc: cung cấp nhiệt khí cháy, tạo ra chất khử là CO và tạo thành gang Chất chảy CaCO3: kết hợp với SiO2 tạo thành xỉ silicat dễ nóng chảy, có khối lượng riêng nổi lên trên gang Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 323 Các phản ứng trong lò gang 5.1.1.2.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GANG Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 324  Miệng lò: Ở đây xảy ra các quá trình bốc hơi nước của liệu  Thân lò: Ở đây xảy các phản ứng hoàn nguyên gián tiếp bằng khí  Bụng lò: Có đường kính lớn nhất. Ở đây phần lớn xảy ra các phản ứng hoàn nguyên trực tiếp  Nồi lò: là nơi xảy ra vùng cháy, tạo gang, tạo xỉ. d/ Cấu tạo lò 5.1.1.2.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GANG 1/5/2018 82 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 325  Phản ứng tạo thành chất khử CO (1)  Phản ứng khử oxi sắt (2)  Phản ứng tạo xỉ (3)  Phản ứng tạo gang (4) e/ Những phản ứng hóa học xảy ra 5.1.1.2.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GANG 2 1 3 4 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 326 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy  Áp suất của gió nóng: càng lớn thì vùng cháy sẽ được đưa sâu vào trong. Nhưng quá áp suất lớn có thể gây treo liệu  Nhiệt độ gió nóng: nhiệt độ gió càng nóng → mở rộng vùng cháy vào phía bên trong. (lấy từ buồng trao đổi nhiệt với khí thải) 5.1.1.2.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GANG Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 327 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy  Nhiên liệu phụ: làm giảm lượng tiêu thụ coke. Song làm giảm nhiệt độ của vùng cháy. Do đó phải tăng nhiệt độ gió nóng hoặc phun gió giàu ôxy 5.1.1.2.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GANG Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 328 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy Công dụng than coke :  Cháy cấp nhiệt cho lò.  Tạo ra gang lò cao Fe3C  Làm bộ khung cho lò cao. 5.1.1.2.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GANG 1/5/2018 83 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 329 a/Khái niệm Thép là hợp kim của Fe với C, trong đó có từ 0,01 - 2% khối lượng của C. Ngoài ra còn có một số nguyên tố khác (Si,Mn,Cr,Ni,...) 5.1.1.3.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THÉP Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 330 b/Phân loại, tính chất và ứng dụng của thép Thép thường (hay thép cacbon): chứa ít C, Si, Mn.  Độ cứng của thép phụ thuộc vào hàm lượng cacbon. Thép cứng C>0,9%, thép mềm C<0,1%.  Loại thép này thường được sử dụng trong xây dựng nhà cửa, chế tạo các vật dụng trong đời sống 5.1.1.3.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THÉP Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 331 b/Phân loại, tính chất và ứng dụng của thép  Thép đặc biệt: là thép có chứa thêm các nguyên tố khác như: Si, Mn, Cr, Ni, W, V,... Thép đặc biệt có những tính chất cơ học, vật lý rất quý 5.1.1.3.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THÉP MnSi Cr-Ni W − Mo − Cr Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 332 c/ Công nghệ sản xuất thép  Nguyên liệu: gang trắng hoặc gang xám, sắt thép phế liệu; chất chảy là canxi oxit; nhiên liệu là dầu ma zút hoặc khí đốt; khí oxi 5.1.1.3.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THÉP 1/5/2018 84 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 333 Quá trình phản ứng chuyển gang thành thép C và S bị oxi hóa thành khí là CO2 và SO2 tách ra khỏi gang C + O2 → CO2 S + O2 → SO2 Si và P bị oxi hóa thành những oxit khó bay hơi là SiO2 và P2O5 Si + O2 → SiO2 4P + 5O2 → 2P2O5 Những oxit này hóa hợp với chất chảy là CaO tạo thành xỉ (canxi photphat và canxi silicat) nổi lên trên bề mặt thép lỏng: 3CaO + P2O5 → Ca3(PO4)2 CaO + SiO2 → CaSiO3 5.1.1.3.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THÉP Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 334 Phương pháp Bet-xơ-me (thổi lò oxi)  Oxi nén dưới áp suất 10atm được thổi trên bề mặt và trong lòng gang nóng chảy  Ưu điểm là các phản ứng xảy ra bên trong khối gang tỏa rất nhiều nhiệt, thời gian luyện thép ngắn. Lò cỡ lớn có thể luyện được 300 tấn thép trong thời gian 45 phút.  Ngày nay có khoảng 80% thép được sản xuất bằng phương pháp này CÁC PHƯƠNG PHÁP LUYỆN THÉP Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 335 Lò Martin 5.1.1.3.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THÉP Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 336 Phương pháp Mac-tanh (lò bằng) Nhiên liệu là khí đốt hoặc dầu cùng với không khí và oxi được phun vào lò để oxi hóa các tạp chất trong gang CÁC PHƯƠNG PHÁP LUYỆN THÉP 1/5/2018 85 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 337 Phương pháp Mac-tanh (lò bằng) Kiểm soát được tỉ lệ các nguyên tố trong thép Mn, Ni, Cr, Mo, W, V,... Do vậy, có thể luyện được những loại thép có chất lượng cao CÁC PHƯƠNG PHÁP LUYỆN THÉP Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 338 Phương pháp lò điện CÁC PHƯƠNG PHÁP LUYỆN THÉP Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 339 Phương pháp lò điện Các thanh than chì là một điện cực, gang được dùng như là điện cực thứ hai. Hồ quang sinh ra giữa chúng tạo được nhiệt độ cao hơn và dễ điều chỉnh hơn so với các loại lò trên CÁC PHƯƠNG PHÁP LUYỆN THÉP Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 340 Phương pháp lò điện Ưu: luyện được những loại thép đặc biệt mà thành phần có những kim loại khó nóng chảy như vonfam (tnc33500C) molipđen (tnc26200C), crom (tnc18900C) và loại được hầu hết những nguyên tố có hại cho thép : S, P.. Nhược: Dung tích nhỏ CÁC PHƯƠNG PHÁP LUYỆN THÉP 1/5/2018 86 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 341 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI a/ Đúc (Casting) Là phương pháp chế tạo chi tiết bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn đúc Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 342 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI a/ Đúc (Casting) Ưu điểm: Đúc được tất cả kim loại và hợp kim Đúc được các chi tiết lớn, các chi tiết có cấu tạo và hình dạng phức tạp Năng suất cao Nhược điểm: Có thể tạo ra những khuyết tật như rỗ khí, rỗ xỉ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 343 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI b/ Rèn (Forging) Là quá trình gia công tạo hình sử dụng lực mạnh (thường là nén) để tạo biến dạng dẻo trong kim loại Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 344 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI Ép kim loại 1/5/2018 87 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 345 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI Dập kim loại Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 346 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI C/ Cán (Rolling) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 347 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI C/ Cán (Rolling) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 348 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI d/ Đùn (Ép chảy: Extrusion) 1/5/2018 88 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 349 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI e/ Luyện Kim Bột (Powder Metallurgy)  các chi tiết máy phức tạp  những chi tiết ghép từ các vật liệu khác biệt ( kim loại-chất dẻo; kim loại thủy tinh; vv... )  những chi tiết có độ cứng cao và nhiệt độ làm việc siêu cao trong ngành công nghiệp hạt nhân, vũ trụ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 350 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI e/ Luyện Kim Bột (Powder Metallurgy)  Tạo bột Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 351 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI e/ Luyện Kim Bột (Powder Metallurgy)  Quy trình công nghệ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 352 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI e/ Luyện Kim Bột (Powder Metallurgy)  Chế tạo bột kim loại, hợp kim hay phi kim có thành phần đúng với yêu cầu.  phương pháp: nghiền, phun tia kim loại lỏng dưới áp lực cao vào môi trường nguội nhanh, điện phân, ... 1/5/2018 89 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 353 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI e/ Luyện Kim Bột (Powder Metallurgy)  Tạo hình : các loại bột theo tỉ lệ xác định và trộn lẫn thật đều rồi đưa vào khuôn ép nén dưới áp lực 100- 1000 MPa.  Muốn có khối lượng riêng lớn và đồng đều phải ép dưới áp lực cao đồng thời rung cơ học Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 354 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI e/ Luyện Kim Bột (Powder Metallurgy) Thiêu kết :  nung nóng đến nhiệt độ và trong khoảng thời gian xác định trong chân không hoặc trong môi trường khí bảo vệ.  kết tinh lại tạo ra các hạt mới đa cạnh, các hạt liên kết bền vững với nhau làm tăng cơ lý tính của sản phẩm Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 355 5.1.2. GIA CÔNG KIM LOẠI e/ Luyện Kim Bột (Powder Metallurgy)  Nguyên liệu được sử dụng gần như triệt để  Sản phẩm ra có tính đồng nhất cao và ít phải gia công.  Cấu trúc tế vi: không xít chặt luôn có lỗ rỗng.  Chế tạo theo phương pháp kim loại bột sẽ rẻ hơn nhiều so với phương pháp truyền thống. Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 356 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ 5.2.1. Vật liệu gốm sứ 1/5/2018 90 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 357 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ Quy trình công nghệ Nguyên liệu Sản phẩm Nghiền bi Chế biến NL Tạo hìnhLàm nguộiSấy  Trang trí Nung Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 358 Nguyên liệu Cao lanh: Khoáng Caolinite có công thức Al2O3.2SiO2.2H2O hay Al2Si2O5(OH)4 Caolinite là khoáng chủ yếu , nó tạo ra khoáng Mullite tạo độ bền cho gốm sứ 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 359 Nguyên liệu Tràng thạch: Là nguyên liệu cung cấp oxýt Na2O, CaO, K2O. Đóng vai trò là chất chảy trong mộc và men gốm sứ 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 360 Nguyên liệu Cát Là nguyên liệu cung cấp SiO2 Đóng vai trò là chất độn trong xương sứ 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ 1/5/2018 91 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 361 Chế biến nguyên liệu Máy nghiền bi: Dùng phổ biến là nghiền ướt trong máy nghiền bi gián đoạn hay máy nghiền bi liên tục nhiều ngăn (sức căng bề mặt nước giúp tăng cường quá trình nghiền) 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 362 Chế biến nguyên liệu Sau khi nguyên liệu được nghiền mịn dạng huyền phù, chúng được qua máy ép khung bản (The frame filter presses) hay máy sấy phun (Spray Dryer) để loại nước theo yêu cầu 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 363 Tạo hình gốm sứ Đổ rót 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 364 Tạo hình gốm sứ Tạo hình bằng ép dẻo (vacuum extrusion) 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ 1/5/2018 92 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 365 Tạo hình gốm sứ Tạo hình ép khô và bán khô (dry pressing) 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 366 Sấy sản phẩm:( Ceramic Drying) Độ bền của sản phẩm mới được tạo hình không cao. Để việc sửa mộc, vận chuyển, tráng men và nung dễ dàng bắt buộc ta phải sấy sản phẩm 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 367 Trang trí (ceramic decorating)  Sản phẩm được trang trí bằng màu pigment sau đó người ta phủ lên trên một lớp men (lớp thủy tinh) trong để bảo vệ 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 368 Nung sản phẩm (sintering ceramics process)  Là quá trình gia nhiệt vật liệu ở dạng bột mịn đến kết khối mà không bị biến dạng, đồng thời làm tăng độ bền, tăng mật độ của sản phẩm, đồng thời làm giảm độ xốp, độ hút nước. 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ 1/5/2018 93 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 369 Lò nung gốm sứ 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 370 Lò nung gốm sứ 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 371 Nung sản phẩm (sintering ceramics process) Cấu trúc sau khi nung 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 372 Sản phẩm gốm sứ 5.2. VẬT LIỆU GỐM SỨ 1/5/2018 94 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 373 Addition polymerization 5.3.1. TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER Trùng hợp theo cơ chế gốc tự do, có nối đôi Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 374 Addition polymerization 5.3.1. TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER  Phương pháp này dùng để sản xuất polymer nhiệt dẻo với mạch thẳng.  Các monomer trùng hợp là những chất đơn giản, khối lượng phân tử thấp, có chứa liên kết đôi. Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 375 Condensation polymerization 5.3.1. TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYMER  quá trình polymer condensation xảy ra giữa các nhóm chức khác nhau của monomer Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 376 Nghiền 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER  Tăng cường khả năng trộn lẫn giữa các cấu tử  Giúp cho quá trình sấy và nóng chảy nhanh hơn.  Nều kích thước của hạt quá nhỏ thì dễ bị dính vón. Do vậy phải điều chỉnh kích thước của hạt cho hợp lý với từng loại polymer 1/5/2018 95 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 377 Trộn 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER  Trộn đều các loại vật liệu khác nhau trong hỗn hợp  Hỗ trợ cho việc truyền nhiệt giúp cho khối vật liệu có nhiệt độ đồng đều  Ngoài ra nếu hỗn hợp ở dạng Past thì quá trình trộn còn làm nhuyễn và dẻo vật liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình gia công như cán Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 378 Trộn 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER  Một số trường hợp khi trộn cần tránh không cho không khí lẫn vào vật liệu, người ta thường trộn chung trong các máy khuấy kín và có bơm chân không để tạo chân không cho thiết bị Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 379 Trộn 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER  Đối với các vật liệu dạng hạt có kích thước khác nhau, để trộn các phụ gia dạng bột, người ta thường sử dụng máy trộn hình tang quay.  Trong quá trình chung chuyển động ngược chiều các phần tử phụ gia sẽ bám vào các hạt vật liệu Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 380 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER  Có những phương pháp tạo hình polymer nào?  Nói rõ nguyên tắc làm việc từng loại? 1/5/2018 96 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 381 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 382 Phương pháp đùn liên tục (Extruder) 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER  Đùn là một phương pháp gia công chủ yếu dùng cho nhựa dẻo và các vật liệu đàn hồi như đường ống  Vật liệu ở trạng thái chảy nhớt được đẩy liên tục qua 1 khe hở có tiết diện nhất định gọi là đầu tạo hình Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 383 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER Phân loại:  Theo số vít hoạt động  Theo công dụng  Phân loại theo số trục vít hoạt động Phương pháp đùn liên tục (Extruder) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 384 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER Phương pháp ép phun (Injection Mold) 1/5/2018 97 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 385 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER Phương pháp ép phun (Injection Mold) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 386 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER Quá trình nhựa hóa - tạo hình : nhựa hóa trong xy lanh, và tạo hình trong khuôn đúc. Quá trình tạo hình chỉ tiến hành sau khi đã khép kín 2 nửa khuôn lại với nhau Phương pháp ép phun (Injection Mold) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 387 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER Giai đoạn nhựa hóa:  trục vít bắt đầu quay tròn lùi về phía sau.  nguyên liệu từ phễu nạp liệu rồi vào rãnh vít ->chuyển về phía trước, đi vào vùng đốt nóng -> khối vật liệu nóng lên và chuyển dần đến trạng thái chảy nhớt khi đến đầu vít. Phương pháp ép phun (Injection Mold) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 388 Phương pháp ép phun (Injection Mold) 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER Giai đoạn đúc:  hệ thống thủy lực làm việc đẩy trục vít về phía trước tạo áp suất đẩy nhựa lỏng vào khuôn.  khi đã lấp đầy vùng tạo hình, áp suất được duy trì không đổi tương ứng với đầu vít ở trục vít sát đầu phun nhất.  Kết thúc, tách khuôn 1/5/2018 98 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 389 Phương pháp thổi (Blow Molding) 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 390 Phương pháp thổi (Blow Molding) 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 391 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 392 Thermoforming process 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER  Dùng chân không để tạo sự sai biệt về áp suất ở 2 bên thành tấm vật liệu 1/5/2018 99 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 393 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER Thermoforming process Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 394 Mechnical Thermoforming 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER  Tạo hình phương pháp nhiệt kết hợp chày nóng Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 395 Tạo hình chân không kết hợp khí nén 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER  Phương pháp này cho phép sản xuất được nhiều sản phẩm có đường viền phức tạp, độ cong không đều nhau Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 396 Tạo hình bằng khuôn ép (Compression Molds) 5.3.2. GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYMER  vật liệu nhựa thường được gia nhiệt trước, được đặt trong một khuôn mở được gia nhiệt 1/5/2018 100 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 397 Vật liệu nền: Polymer (resin) 5.4. GIA CÔNG VẬT LIỆU COMPOSIT polyester resin  Polyeste chưa no là loại nhựa được ứng dụng rộng rãi nhất  Trong phản ứng đóng rắn, polyeste tỏa nhiệt ở mức trung bình.  Thấm ướt sợi thủy tinh tốt.  Thời gian đông và đóng rắn tương đối nhanh. Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 398 Vật liệu nền: Polymer (resin) 5.4. GIA CÔNG VẬT LIỆU COMPOSIT epoxy resin  Đây là loại polymer nhiệt rắn mạch thẳng  Độ co ngót của sản phẩm thấp, thích hợp với sản phẩm đòi hỏi sức bền cao, kích thước chính xác: dụng cụ đồ nghề, chi tiết trong máy bay  Nhược điểm của epoxy là đắt tiền hơn polyeste Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 399 Vật liệu nền: Polymer (resin) 5.4. GIA CÔNG VẬT LIỆU COMPOSIT vinyl ester resin  Đây là một dạng đặc biệt của polyeste, chỉ khác ở nguyên liệu thô nấu ra chúng.  Chịu tác dụng của hóa chất cao.  Các đặc tính cơ lý: tính đàn hồi cao, chịu lực cao.  Nhiệt độ biến dạng cao. Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 400 Các loại vải sợi thủy tinh gia cường 5.4. GIA CÔNG VẬT LIỆU COMPOSIT Vải mịn (tissue)  phục vụ cho việc tạo các lớp bề mặt nhẵn, mịn.  là lớp phủ đầu tiên ngay sau lớp gelcoat, đóng vai trò là cầu nối để liên kết lớp gelcoat với các lớp laminate tiếp theo  là lớp phủ ngoài cùng sau khi hoàn thành các lớp laminate trước khi sơn hoặc quét lớp gelcoat. 1/5/2018 101 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 401 Các loại vải sợi thủy tinh gia cường 5.4. GIA CÔNG VẬT LIỆU COMPOSIT MAT cắt ngắn (MAT CSM)  Là sản phẩm cấu tạo từ các tao sợi thủy tinh cắt ngắn có chiều dài khoảng 50mm, được liên kết với nhau bằng chất tẩm dính, phân bố ngẫu nhiên theo các chiều hướng khác nhau Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 402 Các loại vải sợi thủy tinh gia cường 5.4. GIA CÔNG VẬT LIỆU COMPOSIT Roving  Đây là các tạo sợi gồm khoảng 60 sợi đơn, được cung ứng trên thị trường dưới dạng con suốt lớn khoảng 16 kg, và là loại rẻ tiền nhất.  Nó được ứng dụng phần lớn trong công nghệ “súng phun” Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 403 Các loại vải sợi thủy tinh gia cường 5.4. GIA CÔNG VẬT LIỆU COMPOSIT Vải Roving dệt Đây là vải dệt từ các sợi Roving với các chiều khác nhau thường được áp dụng cho các sản phẩm lớn, laminate dày như: tàu thuyền, bồn chứa Vải Roving dễ thấm resin, thường được kết hợp với MAT để tăng cường độ chịu uốn, va đập Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 404 Hand lay-up, Spray up 5.4.1 CÔNG NGHỆ ĐÚC TIẾP XÚC  chuẩn bị kỹ lưỡng khuôn và trát lên bề mặt lớp keo ngoài, xếp cốt sợi lên khuôn và sau đó cẩn thận trát tiếp lên từng lớp cốt những lớp nền đã được trộn kỹ 1/5/2018 102 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 405 Resin Transfer Moulding 5.4.2.CÔNG NGHỆ ĐÚC CHUYỂN RESIN RTM  Đường cấp nhựa thường được đặt tại vị trí thấp nhất trong khuôn.  Nhựa polymer được điền vào khuôn theo hướng từ dưới lên để đảm bảo đẩy các bọt khí trong khuôn Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 406 Pultrusion 5.4.3.CÔNG NGHỆ ĐÚC KÉO  kéo một bó sợi dài liên tục qua một bể nhựa để thấm ướt bó sợi ->khuôn định hình sơ bộ để sắp xếp vị trí sợi phù hợp với thiết kế -> khuôn nhiệt để phản ứng đóng rắn Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 407 Filament Winding 5.4.4.CÔNG NGHỆ KÉO SỢI  Góc nạp sợi được xác định: trục quay và bộ phận chuyển động ngang  Sợi được kéo căng, tạo ứng suất, do đó làm giảm bọt khí Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 408 Continuous Laminating 5.4.5.CÔNG NGHỆ TẠO LỚP LIÊN TỤC 1/5/2018 103 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 409 the attention Thanks for your VẬT LIỆU HỌC (Material Science ) ThS.Đoàn Mạnh Tuấn Chương 6 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ VẬT LIỆU (8 tiết) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 411 TỔNG HỢP VÀ GIA CÔNG VẬT LIỆU 6.1. Phân tích cơ học 6.2. Phân tích độ dẫn điện 6.3. Phân tích nhiệt 6.4. Phân tích XRD 6.5. Kỹ thuật kính hiển vi điện tử 6.6. Phân tích bề mặt Nội dung Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 412 6.1.HARDNESS TEST 6.1.1. Phương pháp đo độ cứng Brinell Một tải trọng P ép một khối cầu bằng thép cứng có đường kính D, trong khoảng thời gian nhất định, bi thép sẽ lún sâu vào mẫu thử (Mũi thử trong phương pháp đo này là bi thép có đường kính 10 mm với lực ấn 3000 kg ấn lõm vào bề mặt kim loại 1/5/2018 104 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 413 6.1.1. Phương pháp đo độ cứng Brinell trị số độ cứng gọi là HB được xác định bằng áp lực trung bình, biểu thị bằng N/mm2 diện tích mặt cầu do vết lõm để lại ࡴ࡮ ൌ 2ࡼ ࣊.ࡰ. ࡰ െ ࡰଶ െ ࡰ࢏ ଶ Trong đó : P – Áp lực ấn vuông góc với mặt mẫu thử và được qui định theo tiêu chuẩn. (Bảng 1). D – Đường kính bi đo (mm) được quy định theo TCVN. (Bảng 1). Di – Đường kính vết lõm (mm). 6.1.HARDNESS TEST Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 414 Bảng tra để xác định đường kính bi và tải trọng đặt vào 6.1.HARDNESS TEST Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 415 Bảng tra để xác định đường kính bi và tải trọng đặt vào 6.1.HARDNESS TEST Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 416 6.1.1. Phương pháp đo độ cứng Brinell Phạm vi ứng dụng:  Dùng cho các thiết bị lớn, độ chính xác không quá cao như vật đúc, rèn.  Không dùng cho các vật liệu quá cứng, các tấm vật liệu mỏng, các bề mặt cong 6.1.HARDNESS TEST 1/5/2018 105 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 417 6.1.2.Phương pháp đo độ cứng Rockwell  Nguyên tắc: một mũi nhọn kim cương có góc ở đỉnh là 1200 và bán kính cong R = 0,2mm hay viên bi thép tôi cứng có đường kính 1/16, 1/8, 1/4, 1/2 inchs được ấn lên bề mặt thử. 6.1.HARDNESS TEST Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 418 6.1.2.Phương pháp đo độ cứng Rockwell HR = N- h/s N: là hằng số (dùng bi k= 130, dùng mũi kim cương thì k = 100.) s: là giá trị 1 HR vạch đồng hồ (e) với đo cứng s = 0,002mm. với đo cứng bề mặt s = 0,001mm. h: là hiệu độ sâu hai lần ấn (mm) h= h2-h1 6.1.HARDNESS TEST Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 419 6.1.PHÂN TÍCH CƠ HỌC 6.1.2.Phương pháp đo độ cứng Rockwell Phương pháp Rockwell B: ký hiệu HRB một quả cầu bằng thép tôi có đường kính 1/16 inch (1,59 mm) được một lực Fo=98N, tiếp F0+F1=981N, cuối cùng Fo=98N. Ứng dụng: thép mềm HRB = 130 - r/s Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 420 6.1.2.Phương pháp đo độ cứng Rockwell Phương pháp Rockwell C: ký hiệu HRC Một mũi kim cương hình nón với góc nhọn 1200 -> một lực Fo=98N, sau đó F0+F1=1468N. Ứng dụng: thép qua tôi luyện HRB = 100 - r/s 6.1.HARDNESS TEST 1/5/2018 106 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 421 6.1.3. Phương pháp đo độ cứng Vickers Phương pháp này được coi là độ cứng chuẩn trong nghiên cứu khoa học. Chủ yếu sử dụng tại các phòng thí nghiệm và nghiên cứu 6.1.HARDNESS TEST Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 422 6.1.3. Phương pháp đo độ cứng Vickers  mũi thử kim cương hình chóp 4 cạnh có kích thước tiêu chuẩn, góc giữa các mặt phẳng đối diện là 136o(±3o).  mũi thử được ấn vào vật liệu dưới tác dụng của các tải trọng 50N,100N, 200N, 300N, 500N, 1000N 6.1.HARDNESS TEST Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 423 6.1.3. Phương pháp đo độ cứng Vickers  Độ cứng vickers tính bằng F/S. Lấy lực thử F chia cho diện tích bề mặt lõm S.  Bề mặt lõm S được tính theo độ dài trung bình hai đường chéo d. Bề mặt lõm được tạo thành khi tác dụng một lực vào mẫu thử với mũi đột kim cương, hình chóp 6.1.HARDNESS TEST Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 424 6.1.3. Phương pháp đo độ cứng Vickers ࡴࢂ ൌ ࢑. ࡲ ࡿ ൌ 0,102. ࡲ ࡿ ൌ 0,102.2. ࡲ. ࢙࢏࢔ ࣂ 2 ࢊଶ HV: Độ cứng Vickers. k: Là một hằng số (k = 0,102); F: Lực F S: Diện tích bề mặt lõm; d: Độ dài đường kính trung bình : d =(d1+d2)/2 θ: Góc hợp với hai mặt đối diện = 1360. 6.1.HARDNESS TEST 1/5/2018 107 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 425 6.1.3. Phương pháp đo độ cứng Vickers Phạm vi ứng dụng:  Các chi tiết nhỏ, chính xác.  Vật liệu tấm mỏng.  Vật liệu mạ phủ 6.1.HARDNESS TEST Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 426 6.1.4. Độ bền va đập (impact resistance)  Có 02 loại mẫu thử Charpy và Izod tương ứng với 02 tiêu chuẩn thử khác nhau dùng cho máy máy đo độ bền va đập 6.1.HARDNESS TEST Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 427  Rãnh chữ V phải có góc 45°, chiều sâu là 2 mm, và các bán kính đáy là 0,25 mm  Rãnh chữ U phải có chiều sâu là 5 mm và các đường kính đáy là 1 mm 6.1.4. Độ bền va đập (impact resistance) 6.1.HARDNESS TEST Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 428  Làm gãy mẫu thử có rãnh khía bằng một dao động của con lắc.  Rãnh trên mẫu phải được quy định hình dạng và được đặt đối diện với vị trí bị va đập trong khi thử.  Độ bền va đập được xác định bằng năng lượng hấp thụ trong thử va đập 6.1.4. Độ bền va đập (impact resistance) 6.1.HARDNESS TEST 1/5/2018 108 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 429  Đây là phương pháp đo “nóng” điện trở đang hoạt động. Có hai cách mắc 6.2.1.Đo điện trở bằng Vôn kế và Ampe kế 6.2. PHÂN TÍCH ĐỘ DẪN ĐIỆN Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 430  Chỉ số Volt kế: U = UA + Ux  Chỉ số trên Ampe kế: I Cách mắc Volt kế trước-Ampe kế sau 6.2. PHÂN TÍCH ĐỘ DẪN ĐIỆN ܴ௫ ൌ ௫ܷ ܫ ൌ ܷ െ ஺ܷ ܫ ൌ ܷ ܫ െ ஺ܷ ܫ ൌ ܴ െ ஺ܴ ܵܽ݅ ݏố ݌݄é݌ đ݋ ∆ܴ ൌ ܴ െ ܴ௫ ൌ ஺ܴ Do vậy, sai số của phép đo phụ thuộc vào nội trở của ampe kế. Nếu RA << Rx thì ảnh hưởng của nội trở kế không đáng kể, phép đo càng chính xác Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 431  Chỉ số Ampe kế: I = IV + Ix  Chỉ số trên Volt kế: I Cách mắc Ampe kế trước-Volt kế sau 6.2. PHÂN TÍCH ĐỘ DẪN ĐIỆN Nếu R << Rv thì ảnh hưởng của nội trở Volt kế rất lớn , phép đo càng chính xác ܴ௫ ൌ ܷ ܫ௫ ൌ ܷ ܫ െ ܫ௏ ൌ 1 ܫ ܷ െ ܫ௩ ܷ ൌ 1 1 ܴ െ 1 ܴ௩ ൌ ܴ. ܴ௩ ܴ௩ െ ܴ Sai số phép đo: ∆ܴ ൌ ܴ௫ െ ܴ ൌ ܴ െ ோ.ோೡ ோೡିோ ൌ ܴ 1 െ ோೡ ோೡିோ Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 432 6.2.2. Cầu Wheatstone cân bằng đo điện trở 6.2. PHÂN TÍCH ĐỘ DẪN ĐIỆN R1, R2 và R3 là các điện trở mẫu (ít nhất một trong các điện trở này phải thay đổi được), Rx là điện trở cần đo. Thay đổi điện trở sao cho dòng qua G bằng 0. U1 = Ux ; U3 = U4 ܴଵ ܴ௫ ൌ ܴଷ ܴସ → ܴ௫ ൌ ܴଵ. ܴସ ܴଷ 1/5/2018 109 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 433 6.2.3. Đo điện trở bề mặt vật liệu cách điện 6.2. PHÂN TÍCH ĐỘ DẪN ĐIỆN  Khi đặt điện áp hai đầu vật liệu thì xuất hiện 2 dòng điện : dòng điện khối Iv và dòng điện mặt Is  Với các vật liệu khác kim loại việc xác định điện trở bề mặt là một thông số hết sức quan trọng Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 434 6.2.3. measuring surface resistivity 6.2. PHÂN TÍCH ĐỘ DẪN ĐIỆN Yêu cầu đo: Chỉ đo dòng điện bề mặt, loại bỏ dòng điện khối A d1 d2 1 3 2 4 Bề mặt đo Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 435 6.2.3. measuring surface resistivity 6.2. PHÂN TÍCH ĐỘ DẪN ĐIỆN Từ cách mắc trên: Đồng hồ chỉ dòng điện mặt Is , dòng điện khối Iv qua cực 3 về Masse, Số 2: vật liệu cần đo. Các cực: 1,3,4 A d1 d2 1 3 2 4 Bề mặt đo Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 436 6.2.3. measuring surface resistivity 6.2. PHÂN TÍCH ĐỘ DẪN ĐIỆN Điện trở bề mặt phụ thuộc vào chất liệu và kích thước hình học của điện cực ࡾ࢙ ൌ න ࢊࡾ࢙ ࢊ૛ ૛⁄ ࢊ૚ ૛⁄ ൌ න ࢙࣋ ࢊ࢘ ૛࣊࢘ ൌ ࢙࣋ ૛࣊ ࢒࢔ ࢊ૛ ࢊ૚ ࢊ૛ ૛⁄ ࢊ૚ ૛⁄ 1/5/2018 110 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 437 6.3.1. Khái niệm về các phép phân tích nhiệt 6.3. PHÂN TÍCH NHIỆT VI SAI  Mọi phản ứng đều kèm theo hiệu ứng nhiệt.  Trong công nghệ vật liệu, các phương pháp phân tích nhiệt không thể thiếu. Xác định độ ẩm, kết tinh, MKN.. đều có thể coi như ví dụ về phép phân tích nhiệt. Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 438 6.3.2. Phân tích định tính bằng đường cong DTA 6.3. PHÂN TÍCH NHIỆT VI SAI  Đo chênh lệch nhiệt độ mẫu chuẩn và mẫu cần nghiên cứu bằng cặp nhiệt điện.  Chất chuẩn thường là những chất hoàn toàn không có biến đổi gây hiệu ứng nhiệt nào trong khoảng nhiệt độ nghiên cứu Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 439 6.3.2. Differential Thermal Analysis 6.3. PHÂN TÍCH NHIỆT VI SAI Đường xanh là đường TG, đỏ là DTA, đen là dDTA Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 440 6.3. X-RAY DIFFRACTION (XRD)  phương pháp quan trọng hàng đầu trong các phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu. 1/5/2018 111 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 441  Phần tia phản xạ sẽ gây hiện tượng nhiễu xạ nếu thỏa mãn điều kiện định luật Wulf-Bragg 6.4.1.Nguyên lý chung, Định luật Vulf-Bragg n λ = 2 d sinθ 6.3. X-RAY DIFFRACTION (XRD) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 442  Khi chiếu tia X đơn sắc lên đa tinh thể, do mẫu đa tinh thể chứa vô số những đơn tinh thể định hướng ngẫu nhiên so với tia tới. Chỉ có những tinh thể thỏa mãn điều kiện Wulf-Braag mới tạo tia phản xạ 6.4.2. Phương pháp debai – serek ( Phương pháp bột) 6.3. X-RAY DIFFRACTION (XRD) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 443  Những hệ mặc cùng d (sẽ có cùng h, k, l )sẽ có những vết nhiễu xạ phân bố nằm trên cùng một vòng tròn.(do có cùng gốc thỏa mãn điều kiện wulf-bragg ). 6.4.2. Phương pháp debai – serek ( Phương pháp bột) x ray Cone debye 6.3. X-RAY DIFFRACTION (XRD) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 444 XRD principle n = 2dhkl sin 6.3. X-RAY DIFFRACTION (XRD) 1/5/2018 112 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 445 Detection of Diffracted X-rays by Photographic film 6.3. X-RAY DIFFRACTION (XRD) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 446 Powder diffraction data from a 2-D detector Region scanned by a 1-D detector 6.3. X-RAY DIFFRACTION (XRD) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 447 Powder diffraction data from a 2-D detector 6.3. X-RAY DIFFRACTION (XRD) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 448 MAU_UYEN NHI VA THANH PHAN KHOANG CO TRONG MAU 00-020-0528 (C) - Anorthite, sodian, ordered - (Ca,Na)(Al,Si)2Si2O8 - Y: 14.54 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Triclinic - a 8.17800 - b 12.87000 - c 14.18700 - alpha 93.500 - beta 115.900 - gamma 90.630 - Primitive - P-1 (2) - 8 - 01-089-1961 (C) - Quartz low, dauphinee-twinned - SiO2 - Y: 86.51 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 4.92100 - b 4.92100 - c 5.41600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P6222 (180) - 3 - 113.5 Operations: Smooth 0.100 | Strip kAlpha2 0.500 | Background 1.000,0.100 | Import MAU_UYEN NHI_WOO - File: MAU_UYEN NHI_WOO.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 ° C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: L i n ( C o u n t s ) 0 100 200 300 2-Theta - Scale 10 20 30 40 50 60 7 d = 4 . 2 6 2 7 0 d = 4 . 0 2 8 6 2 d = 3 . 3 4 5 8 8 d = 3 . 1 9 3 2 8 d = 2 . 4 5 6 0 9 d = 2 . 2 8 1 4 7 d = 2 . 2 0 9 6 6 d = 1 . 6 0 0 3 5 d = 1 . 5 4 2 4 3 d = 2 . 1 3 7 1 1 d = 2 . 0 8 4 2 8 d = 1 . 8 1 8 9 9 d = 1 . 3 7 1 9 5 d = 2 . 5 4 7 9 8 d = 3 . 4 6 9 0 4 d = 1 . 3 8 0 9 2 d = 1 . 3 7 7 7 0 d = 1 . 9 8 1 9 8 XRD Spectrum 6.3. X-RAY DIFFRACTION (XRD) 1/5/2018 113 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 449 6.5.1. Scanning Electron Microscope (SEM) 6.5. ELECTRON MICROSCOPE Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 450 6.5.1. Scanning Electron Microscope (SEM) 6.5. ELECTRON MICROSCOPE Điện tử tán xạ ngược: là điện tử tán xạ đàn hồi hoặc không đàn hồi phân bố suốt dải rộng về năng lượng Điện tử thứ cấp: là các điện tử của nguyên tử trong mẫu phát xạ từ bề mặt mẫu do kích thích bởi điện tử tới. Chúng có năng lượng thấp Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 451 6.5.1. Scanning Electron Microscope (SEM) 6.5. ELECTRON MICROSCOPE Điện tử Auger: là điện tử lớp ngoài của nguyên tử trong mẫu phát xạ do quá trình ion hóa nguyên tử Tia X: liên tục với bước sóng ngắn nhất được xác định bởi năng lượng điện tử tới và phân bố trong một dải bước sóng khá rộng Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 452 6.5.1. Scanning Electron Microscope (SEM) 6.5. ELECTRON MICROSCOPE Hiện tượng huỳnh quang: chỉ xảy ra đối với một số chất có tính phát quang khi chiếu chùm tia điện tử vào Điện tử truyền qua: Nhận được trong trường hợp mẫu đủ mỏng. Chúng xuyên vào mẫu và giảm số lượng khi chiều dày khối lượng tăng 1/5/2018 114 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 453 6.5.1. Scanning Electron Microscope (SEM) 6.5. ELECTRON MICROSCOPE Ứng dụng Tín hiệu Hình thái học Tất cả cá dạng tín hiệu trừ tia X và điện tử Auger Phân tích nguyên tố Tia X, huỳnh quang catốt, điện tử Auger và điện tử tán xạ ngược. Tinh thể học Điện tử tán xạ ngược, điện tử truyền qua, điện tử thứ cấp và tia X. Liên kết hóa học Điện tử Auger và tia X. Tính chất điện từ Điện tử thứ cấp và suất điện động. Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 454 6.5.1. Scanning Electron Microscope (SEM) 6.5. ELECTRON MICROSCOPE Điện tử được phát ra, tăng tốc và hội tụ thành một chùm điện tử hẹp (cỡ vài trăm Angstrong đến vài nanomet) nhờ hệ thống thấu kính từ, sau đó quét trên bề mặt mẫu nhờ các cuộn quét tĩnh điện Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 455 6.5.1. Scanning Electron Microscope (SEM) 6.5. ELECTRON MICROSCOPE Các bức xạ được SEM vận dụng: Điện tử thứ cấp (Secondary electrons) và Điện tử tán xạ ngược (Backscattered electrons) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 456 6.5. ELECTRON MICROSCOPE 6.5.2. Transmission electron microscopy (TEM) 1/5/2018 115 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 457 6.5.2. Transmission electron microscopy (TEM) 6.5. ELECTRON MICROSCOPE  là một thiết bị nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn, sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng và sử dụng các thấu kính từ để tạo ảnh với độ phóng đại lớn, ảnh có thể tạo ra trên màn huỳnh quang hay ghi nhận bằng các máy chụp kỹ thuật số Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 458 6.5.2. Transmission electron microscopy (TEM) 6.5. ELECTRON MICROSCOPE Nguyên tắc tạo ảnh của TEM: gần giống với kính hiển vi quang học, điểm khác quan trọng là sử dụng sóng điện tử thay cho sóng ánh sáng và thấu kính từ thay cho thấu kính thủy tinh. Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 459 6.5.2. Transmission electron microscopy (TEM) 6.5. ELECTRON MICROSCOPE  Các tia nhiễu xạ Bragg kết hợp sau khi qua mẫu tạo thành ảnh trung gian với độ phóng đại thấp I1  Thấu kính trung gian tạo ảnh trung gian thứ hai I2 và được phóng đại trên màn hình quan sát. Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 460 6.5.2. Transmission electron microscopy (TEM) 6.5. ELECTRON MICROSCOPE  Ảnh phổ TEM 1/5/2018 116 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 461 6.6. PHÂN TÍCH BỀ MẶT (BET) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 462 Brunauer- Emmett- Teller (Bet) 6.6. PHÂN TÍCH BỀ MẶT (BET) P: Áp suất chất bị hấp phụ ở pha khí Po: áp suất hơi bão hòa của chất bị hấp phụ V: thể tích chất bị hấp phụ ở áp suất P Vm: thể tích lớp hấp phụ ở lớp thứ nhất (đơn phân tử) trên toàn bộ bề mặt S C: thừa số năng lượng, co biểu thức: với qn là nhiệt hóa lỏng, q1 là nhiệt hấp thụ khi trong lớp đơn phân tử Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 463 6.6. PHÂN TÍCH BỀ MẶT (BET) 463      ommo p p cV c cVppV 11 1/ 1   1/ 1 ppV o opp / 30,0/05,0  opp . bXaY  0,1 0,2 0,3 ba Vm  1 V và P là kết quả quá trình đo BET Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 464 Brunauer- Emmett- Teller (Bet) 6.6. PHÂN TÍCH BỀ MẶT (BET) Biết Vm ta có thể tính được bề mặt vật hấp phụ S0 Trong đó: N : số Avogadro Wm : bề mặt chiếm bởi một phân tử chất bị hấp phụ ở lớp đơn phân tử Vo : thể tich 1 mol khi ở điều kiện chuẩn (22400 cm3/mol) 1/5/2018 117 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 465 Brunauer- Emmett- Teller (Bet) 6.6. PHÂN TÍCH BỀ MẶT (BET) Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 466 Brunauer- Emmett- Teller (Bet) 6.6. PHÂN TÍCH BỀ MẶT (BET) 1- Ống nhánh phân tích xác định chính xác thể tích và nhiệt độ 2- Hệ thống bơm chân không 3- Nguồn khí hấp phụ 4 - Bộ chuyển đổi áp suất và đầu dò nhiệt độ 5 - Công cụ ghi lại 6 - Ống đựng mẫu 7) Valve kết nối 8) Bể ổn nhiệt Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 467 Brunauer- Emmett- Teller (Bet) 6.6. PHÂN TÍCH BỀ MẶT (BET) Chuẩn bị mẫu:  valve (3) đóng; bơm (2) và valve mẫu (7) được mở,  Ống mẫu được hút chân không.  Khi máy bơm hoạt động xong, valve 2 và 7 đóng và bể làm lạnh nâng lên, làm lạnh mẫu Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 468 Brunauer- Emmett- Teller (Bet) 6.6. PHÂN TÍCH BỀ MẶT (BET) Chuyển ống nhánh:  Valve 3 được mở đưa ống nhánh đến một áp suất (Pm) thấp nhờ máy bơm hút chân không  Lượng khí trong ống nhánh có thể định lượng bằng định luật khí lý tưởng: ݊௠ ൌ ௠ܲ. ௠ܸ ܴܶ 1/5/2018 118 Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 469 Brunauer- Emmett- Teller (Bet) 6.6. PHÂN TÍCH BỀ MẶT (BET) Cân bằng:  Valve 7 được mở  Một lượng khí sẽ bị hấp phụ bởi mẫu và tách ra khỏi pha khí. Áp suất được kiểm soát cho đến khi nó ổn định. Áp suất lúc cân bằng (Pe) sẽ được ghi lại  Lượng khí (Số ptg khí ne) còn lại trong ống nhánh và trong ống đựng mẫu (Vm + Vs) được tính theo định luật khí Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 470 Brunauer- Emmett- Teller (Bet) 6.6. PHÂN TÍCH BỀ MẶT (BET)  Quá trình này tiếp tục cho đến khi áp suất phân tích gần bằng áp suất bão hòa  Đường đẳng nhiệt giải hấp phụ được đo từng bước ngược lại với sự đo hấp phụ; nghĩa là làm giảm áp suất thấp hơn so với áp suất trong ống đựng mẫu.  Tại thời điểm này, hầu hết các phân tử chất hấp phụ sẽ được giải hấp phụ từ bề mặt vật liệu Khoa CN Hóa Đoàn Mạnh Tuấn 471 the attention Thanks for your