Vật liệu gốm có ưu và nhược điểm gì?

Table Of Content

• Giới thiệu
• 1. ĐỊNH NGHĨA
• 2. TÍNH CHẤT
• 3.ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM

Giới thiệu

Có lẽ đã từng nghe đến thuật ngữ "gốm sứ", chẳng hạn như ở trường khi giáo viên lịch sử giảng về các loại gốm sứ của nền văn hóa tiền Inca, hoặc khi bạn nghĩ đến bình hoa, và bạn chỉ biết rằng chúng là những vật liệu dễ vỡ. Tuy nhiên, thuật ngữ "gốm sứ" phức tạp hơn nhiều và bao gồm các loại vật liệu khác như gạch, thủy tinh, vật liệu chịu lửa, v.v. Bài viết này sẽ giải thích nền tảng hóa học của một số khía cạnh nhất định liên quan đến vật liệu gốm sứ được sử dụng và khai thác trong các hoạt động khác nhau, cũng như bao gồm các vật dụng hữu ích trong cuộc sống hàng ngày.

1. ĐỊNH NGHĨA

Vật liệu gốm là chất rắn vô cơ được hình thành từ các nguyên tố kim loại và phi kim loại liên kết chủ yếu bằng liên kết ion và/hoặc liên kết cộng hóa trị, một số trong đó được tiếp xúc với nhiệt độ cao để đạt được cấu trúc cứng, không cháy và không bị oxy hóa. Vật liệu gốm có thể ở dạng tinh thể, phi tinh thể hoặc gốm thủy tinh (kết hợp cả hai dạng đã đề cập ở trên).

2. TÍNH CHẤT

Tính chất cơ học: Ở nhiệt độ phòng, chúng cứng và giòn do loại liên kết (ion/cộng hóa trị) giữa các nguyên tử tạo nên chúng. Ngoài ra, ở nhiệt độ cao, chúng dễ biến dạng do ranh giới hạt bị trượt.

Tính chất từ ​​tính: Nhìn chung, vật liệu gốm thường không có những tính chất này; ngoại trừ hai loại là ferit và garnet (còn gọi là gốm sắt từ).

Tính chất điện: Phần lớn vật liệu gốm là chất cách điện vì chúng có độ bền điện môi cao và hằng số điện môi thấp. Các loại gốm khác có các tính chất điện môi khác như dễ bị phân cực.

Tính chất nhiệt: Hầu hết các vật liệu gốm đều có độ dẫn nhiệt thấp do liên kết mạnh (ion/cộng hóa trị). Chênh lệch năng lượng giữa vùng cộng hóa trị và vùng dẫn trong các vật liệu này quá lớn khiến các electron bị kích thích về phía vùng dẫn, vì vậy chúng là chất cách nhiệt tốt.

3.ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM

Như đã đề cập ở trên, vật liệu gốm được đặc trưng bởi liên kết ion và/hoặc liên kết cộng hóa trị mạnh giữa các nguyên tử, cho phép chúng có độ cứng cao, cũng như khả năng cách nhiệt và cách điện tốt, vì liên kết mạnh của chúng khiến các electron khó di chuyển tự do, do đó độ dẫn điện và dẫn nhiệt bị hạn chế. Điều này, đến lượt nó, khiến vật liệu gốm có điểm nóng chảy cao, vì cần nhiệt độ cao để phá vỡ liên kết của chúng.

Mặt khác, vật liệu gốm có độ ổn định hóa học tốt, cho phép chúng chống lại các tác nhân gây ăn mòn như các tác nhân có trong quá trình oxy hóa. Hơn nữa, vì hầu hết gốm được tạo thành từ các nguyên tố kim loại và phi kim loại, chúng có thể được coi là vật liệu đã bị ăn mòn trước đó, do đó chúng sẽ có khả năng chống lại các thành phần ăn mòn.

Tuy nhiên, loại vật liệu này có một số nhược điểm như giòn; tức là dễ gãy, vì không thể di chuyển các nguyên tử mà không tạo ra sự đứt gãy trong liên kết của chúng. Do đó, chúng không dễ bị biến dạng dẻo (kém dẻo hơn), điều này làm hạn chế khả năng chịu tải kéo (độ dẻo dai thấp).

Tóm lại, bảng sau đây có thể được hiển thị với những ưu điểm và nhược điểm chính: