Bài giảng Hóa lý Silicat - Chương 4: Cơ sở lý thuyết quá trình nhiệt độ cao

Nội dung text: Bài giảng Hóa lý Silicat - Chương 4: Cơ sở lý thuyết quá trình nhiệt độ cao

1. NỘI DUNG 4.1 Hiện tượng khuếch tán 4.2 Mô hình “giả hóa học” hay “mạng phẳng” 4.3 Khái niệm phản ứng pha rắn 4.4 Tính biến đổi liên tục của phản ứng pha rắn 4.5 Kết khối 4.6 Kết khối trong hệ thực 4.7 Liên quan giữa cấu trúc vi mô và tính chất cơ học của vật liệu
2. KẾT KHỐI Kết khối : Sự tự rắn chắc của vật liệu dưới tác dụng nhiệt độ cao.  Đánh giá: bền cơ, co ngót, giảm độ xốp, các t/c cần thiết khác  Bản chất: có thể có biến đổi hóa học hoặc chỉ đơn thuần là quá trình vật lý.  Cơ chế : Kết khối pha rắn hoặc kết khối có mặt pha lỏng.  Vật liệu kết khối Al2O3, SiO2, ZrO2, MgO , bột kim loại kết khối pha rắn. Thành phần hóa và cấu trúc tinh thể có thể không biến đổi sau nung.  Silicát truyền thống (nguyên liệu đất sét) kết khối pha lỏng, luôn có phản ứng hóa học tạo vật liệu composite (pha đa tinh thể + nền thủy tinh (pha lỏng nguội)). 4
3. KẾT KHỐI TRONG HỆ THỰC  SỰ KHÁC NHAU GiỮA MÔ HÌNH LÝ THUYẾT VÀ HỆ THỰC ?  Mô hình lý thuyết:  các hạt đồng chất,  cùng bán kính  Hệ thực:  hình dạng hạt và lỗ xốp không đồng đều,  thành phần luôn chứa tạp chất  có thể xảy ra những biến đổi hóa lý làm thay đổi đột ngột những thông số trạng thái hệ  quá trình xảy ra không theo trật tự rõ ràng  hệ luôn có những chất trung gian và những chất ban đầu không phản ứng hết 6
4. Nguồn: Suk-Joong L Kang, Sintering, 2005
5. KẾT KHỐI PHA RẮN 4.5.2 Cơ chế quá trình kết khối pha rắn Chia thành hai giai đoạn: -giai đoạn đầu (a, b) -giai đoạn kết thúc kết khối (c, d) a) b) c) d) a) Hạt tiếp xúc tạo cầu nối; b) Tạo lỗ xốp c) Giảm kích thước lỗ xốp; d) Kết thúc kết khối (khi nhiệt độ đủ cao, các hạt lớn phát triển, các hạt nhỏ lại mất dần, ta gọi đó là quá trình phát triển hạt)
6. Giai đoạn tiếp xúc tạo cầu nối Nồng độ lỗ trống khi tạo cầu nối trên mặt cắt qua tâm hạt cầu d s r y1 y a 2 x- bán kính cầu nối (nửa chiều dài cầu nối) x r: bán kính cong của cầu nối C a: bán kính hạt y- trục nối tâm hạt Cº - nồng độ lỗ trống C Sự hình thành cầu nối do chênh 1 lệch độ cong dẫn tới sự chênh lệch nồng độ và khuếch tán ô trống. C 2 Khuếch tán ô trống được xem như cơ chế điều khiển quá trình kết khối pha rắn. C 0 y 1 y2
7. Phương trình động học giai đoạn đầu kết khối xn k Dạng chung am trong đó: x-bán kính cầu nối a-bán kính hạt K - hằng số phụ thuộc nhiệt độ m,n - hằng số đặc trưng cơ chế chuyển chất n = 2, m = 1 với dòng chảy nhớt; n = 5, m = 2 với dòng khuếch tán thể tích; n = 7, m = 3 với dòng khuếch tán bề mặt; n = 3, m = 1 với quá trình bay hơi – ngưng tụ).  - thời gian.
8. Giai đoạn giảm kích thước lỗ xốp  Sau khi taïo caàu noái, caùc caàu noái taïo loã xoáp kín baùn kính r.  Giai ñoaïn cuoái: giaûm kích thöôùc loã xoáp baùn kính r theo thôøi gian .  Neáu khueách taùn laø cô cheá ñieàu khieån, toác ñoä giaûm kích thöôùc loã xoáp : dr 2g D = C dt kTr2 Phöông trình ñoäng học đaùnh giaù keát khoái theo ñoä xoáp P (P= V lỗ xốp / V vật nung ): -n P = k. 
9. Hình biểu diễn sự phân bố lỗ trống và các nguyên tử ở trạng thái hơi ở bề mặt cong của hạt Suk-Joong L Kang (2005), Sintering, p17
10. Ảnh hưởng của pha thứ hai ở dạng hạt đến sự phát triển hạt  Giai đoạn đầu, lỗ xốp nhiều, ngăn hạt phát triển. Khi lượng lỗ xốp giảm hạt mới phát triển.  Pha thứ hai và các tạp chất dung dịch rắn cũng ngăn hạt phát triển. Lỗ xốp và tạp chất rắn đóng vai trò là ghim giữ các hạt có bề mặt cong. Kích thước hạt tới hạn (hạt ngừng phát triển) theo Zener: di D f Vi Df: kích thước hạt tới hạn di: đường kính của pha lạ Grain boundary pinned by Vi: phần thể tích của pha lạ a pore
11. Mô hình và ảnh vi cấu trúc vật liệu đa tinh thể (SiO2 kết khối) với những đường biên phân chia hạt, lỗ xốp và xu hướng phát triển hạt Grains with 6 sides: no grain boundary migration Grains with 6 sides: the grains grow larger
12. Initial stage Intermediate stage Final stage
13. KẾT KHỐI TRONG PHẢN ỨNG  Là dạng kết khối đặc biệt: quá trình phản ứng hóa học của chất ban đầu và quá trình làm tăng mật độ của khối vật liệu xảy ra đồng thời trong cùng quá trình gia nhiệt.  Nhờ quá trình phản ứng tạo chất ban đầu, có năng lượng hoạt hóa cao, tạo thuận lợi cho quá trình kết khối. (a) Phản ứng tạo pha rắn C bằng kết khối trong phản ứng từ A và B (b) Chất rắn composite gồm nền F và cốt G tạo ra từ kết khối trong phản ứng của hỗn hợp bột D và E
14. Ex:3Al2O3 + 2(ZrO2.SiO2) = 3Al2O3.2SiO2 + 2ZrO2 TEM của ZrO2–mullite bằng kết khối trong phản ứng của bột zircon–Al2O3, nung trong 1h. Hạt lớn kết đôi là đơn tà ZrO2 và hạt nhỏ (T) là tứ phương ZrO2.
15. Figure Schematic illustration of hot isostatic pressing. The pressure and temperature variation vs. time are shown in the diagram. Source: Preprinted with permission from R.M. German, Powder Metallurgy Science. Princeton, NJ; Metal Powder Industries Federation, 1984. •Common condition: 100MPa at 1100oC: 100% density, good metallurgical bonding, good mechanical properties •Relatively expensive superalloy components
16. VAÄT LIEÄU KEÁT KHOÁI (sintered materials) Để hình thành các vật liệu có: mức kết khối tốt, độ bền cao, sự chính xác về kích thước của vật liệu nung, khả năng làm việc ở nhiệt độ cao, Quá trình kết khối của chúng phải là kết khối pha rắn (không có sự hình thành pha lỏng khi nung). Trong cách phân loại khác, chúng còn có tên gọi:  Vật liệu gốm kỹ thuật, Gốm cấu trúc (structural ceramics), Vật liệu phát triển Vật liệu tiên tiến (advanced ceramics). 36
17. VẬT LIỆU KẾT KHỐI  Đặc trưng cơ bản về cấu trúc: thành phần pha của vật liệu thường chỉ có một pha đa tinh thể được tạo thành từ quá trình kết khối pha rắn.  Động lực quá trình kết khối pha rắn là sự biến đổi nồng độ ô trống trong mạng tinh thể, sự giảm diện tích bề mặt hạt, nghĩa là những quá trình vật lý. Độ bền cơ của vật liệu, vì vậy, phụ thuộc chủ yếu vào kích thước hạt.  Nguyên liệu phần lớn là nguyên liệu nhân tạo với những yêu cầu chất lượng rất cao.  Kích thước hạt trong hệ có xu hướng tăng trong giai đoạn cuối của kết khối. Nhưng khi kích thước hạt tăng, độ bền cơ của hệ lại giảm. 38
18. SEM cuûa Al2O3 keát khoái  Coøn caùc loã xoáp  Caùc haït nhoû maát daàn taïo thaønh haït lôùn  Caùc loã roãng laø caùc ñieåm lan truyeàn veát nöùt
19.  SEM- Al2O3 (toå chöùc haït mòn ñeàu) (x5.000) 42
20. Söû duïng ceramic trong caùc ñoäng cô kieåu pittoâng coù khaû naêng caûi thieän caùc tính chaát vaø giaûm giaù thaønh • Thaønh phaàn Zirconia ñöôïc söû duïng laøm xi lanh nhieân lieäu cuûa ñoäng cô Cummins • Si3N4 cam roller followers are used in Detroit Diesel Corporation (DDC) engines • Si3N4 valves are being developed for reciprocating
21. Si3N4 bearings are used in DE applications from 100 kW microturbines to 1.5 MW wind turbines Longer life Lower friction 70% stiffer 60% lighter 2” diameter ball bearings
22. Si3N4 components are being developed to increase turbine inlet temperatures and to increase efficiency to near 40% Si3N4 turbine rotors and vane
23. 4.5.3 Kết khối có pha lỏng  Nguyên nhân tạo pha  Tác dụng của pha lỏng: lỏng:  Tăng tốc độ kết khối  1-do cấu tử có nhiệt độ  Quyết định cơ chế chuyển chảy thấp nhất hoặc chất.  2-do tương tác tạo d.d. rắn  Yếu tố ảnh hưởng: giảm nhiệt độ chảy  sự thấm ướt,  độ nhớt  tỷ lệ pha lỏng – pha rắn
24. ©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license. Quaù trình keát khoái coù maët pha loûng
25. Nung 61  Nung laø toaøn boä quaù trình gia nhieät saûn phaåm goám söù vôùi cheá ñoä thích hôïp, töø nhieät ñoä thöôøng cho tôùi nhieät ñoä cao nhaát (nhieät ñoä nung) vaø sau ñoù laøm nguoäi trong moâi tröôøng nung caàn thieát.  Nhôø nung, vaät lieäu keát khoái raén chaéc, khoâng bò bieán daïng vaø coù nhöõng tính chaát caàn thieát khaùc phuø hôïp yeâu caàu söû duïng.  Thaønh phaàn pha tröôùc vaø sau khi nung coù theå thay ñoåi moät phaàn hoaëc thay ñoåi hoaøn toaøn (ôû traïng thaùi raén hoaëc coù pha loûng); hoaëc cuõng coù theå khoâng thay ñoåi (quaù trình keát khoái pha rắn, kết khối thuần tuy).
26. Clay products processing Firing: T raised to (900-1400 oC) Kiln or Furnace Intermittent Lab Kiln Sintering: •useful for both clay and non- clay compositions •causes the changes – the grain size and shape, Continuous Tunnel Kiln Dept of Matpore Eng shape and63 size.
27. Ñöôøng cong nung söù veä sinh
28. Cheá ñoä nung 67  Nhieät ñoä nung laø nhieät ñoä cao nhaát caàn thieát cho quaù trình phaûn öùng vaø keát khoái ñaït möùc caàn thieát maø saûn phaåm khoâng bò bieán daïng ngoaøi mong muoán.  Nhieät ñoä nung caùc saûn phaåm goám thöôøng trong khoaûng: 950  1150oC: goám thoâ nhö gaïch, ngoùi xaây döïng, moät soá loaïi goám veä sinh, gaïch oáp laùt 1200  1250oC: baùn söù, söù daân duïng. 1280  1350oC: söù meàm, sammot 1400  1450oC: söù cöùng, söù ñieän, söù kyõ thuaät cao caáp 1500  17000C: goám töø oxit tinh khieát nhö corund, zircon, VLCL cao caáp nhieät ñoä töông ñoái cao, yeâu caàu loø coù keát caáu rieâng.
29. Cheá ñoä nung 70  Naâng nhieät ñoä: ÖÙng suaát nhieät do taêng nhieät ñoä caàn khoâng vöôït quaù giôùi haïn beàn cuûa moäc. (öùng suaát nhieät  = E. DT. Trong ñoù laø heä soá daõn nôû nhieät, E laø moâñun ñaøn hoài vaø DT laø cheânh leäch nhieät ñoä). Trong giai ñoaïn naøy ñoàng thôøi cuõng xaûy ra caùc quaù trình hoùa lyù nhö khöû nöôùc hoùa hoïc, phaân huûy muoái caùcbonat, bieán ñoåi thuø hình, coù theå xuaát hieän pha loûng laøm bieán ñoåi theå tích rieâng, gaây öùng suaát cô, haïn cheá toác ñoä taêng nhieät ñoä.  Thôøi gian löu ôû nhieät ñoä cao: quaù trình phaûn öùng vaø keát khoái chuû yeáu dieãn ra ôû nhieät ñoä cao. Thôøi gian löu do ñoäng hoïc phaûn öùng quyeát ñònh vaø ñieàu kieän keát caáu loø.  Giaûm nhieät ñoä: toác ñoä laøm laïnh cuõng bò giôùi haïn bôûi söï taïo öùng suaát nhieät nhöng luùc naøy saûn phaåm ñaõ keát khoái, coù ñoä beàn cô cao neân khoâng deã bò phaù huûy nhö ôû giai ñoaïn tröôùc.
30. Caùch xaùc ñònh cheá ñoä nung 73 Khoaûng keát khoái laø giôùi haïn nhieät ñoä maø quaù trình keát khoái Lượng pha lỏng cho phép ñuû nhanh maø khoâng laøm bieán daïng saûn phaåm. Loaïi söù coù khoaûng keát khoái roäng seõ deã nung hôn caùc loaïi söù coù khoaûng keát khoái heïp Hình 2.24 Söï phuï thuoäc löôïng pha loûng vaøo nhieät ñoä nung söù LöôïngHình pha 2.23 loûng AÛnh coùhöôûng theå cuûa duøng nhieät a) Vaät lieäu coù khoaûng keát khoái heïp bieåu ñoà phañoä tôùi ñeåsöï keát khaûo khoái cuûa saùt söù b) Vaät lieäu coù khoaûng keát khoái roäng Söù laø saûn phaåm coù khoaûng nhieät ñoä nung töông ñoái roäng, thöôøng dao ñoäng trong khoaûng 20oC ít aûnh höôûng lôùn tôùi tính chaát cô baûn cuûa söù. Ngöôïc laïi, caùc loaïi goám kyõ thuaät, khoaûng nhieät ñoä nung raát heïp. Vôùi goám cordierit, chæ thay ñoåi moät vaøi ñoä, tính chaát cuûa saûn phaåm ñaõ thay ñoåi do söï xuaát hieän pha loûng raát ñoät ngoät.
31. GAÏCH, NGOÙI XAÂY DÖÏNG  Saûn phaåm gaïch 2 loã  Saûn phaåm gaïch 4 loã  PP saûn xuaát : PP deûo  Saûn phaåm coâng nghieäp ñöôïc nung trong loø tunel ôû nhieät ñoä 950  1050oC.
32. GAÏCH 4 LOÃ ÑAÕ NUNG (KHV quang học x60) 78
33. Biến đổi vi cấu trúc khi nung sứ theo Gevarkjian Pha thủy tinh Sét Mullite Cát Tràng thạch Nhẫn silic 1- biến đổi độ xốp; 2- biến đổi thể tích; 3- Mức kết khối; 4- biến đổi nhiệt vi sai
34. Analysis of Kaolinite SetsysTG-DTA TG / (%) DTG / (%/min) Heat Flow / (µV) Exo Kaolinite 50 0 78.8 mg 0.0 Crucible : Al2O3 Air -5 RT 1600°C 1263°C 0 @10Kmin-1 Dm= 0 -10 -0.5 exotherm : solid solid mullite 2ndary -15 mullite + cristoballite -50 -1.0 -20 Temperature / (°C) -25 200 400 600 800 1000 1200 1400 -100 RT 250°C 250°C 940°C 993°C Dm= -4.81 % Dm= -12.22 % Dm= 0 endotherm : endotherm : exotherm : evaporation of water dehydroxylation of solid solid kaolinite metakaolinite mullite kaolinite metakaolinite 83
35. DTA-TG mẫu phối liệu N1 (13% tràng thạch Đà Nẵng + 13 % đất sét Trúc Thôn + 74% cao lanh Bảo Lộc)
36. ẢNH SEM CỦA MẪU SỨ 87
37. QUÁ TRÌNH NUNG CLINKER XMP  Boät phoái lieäu töø ñaù voâi, ñaát seùt, quaëng saét ñöôïc ñem nung luyeän seõ traûi qua moät loaït nhöõng bieán ñoåi. Theo baûn chaát hoaù lyù: 5 giai ñoaïn: 1. Saáy 2. Ñoát noùng 3. Phaân huûy Cacbonat 4. Keát khoái 5. Laøm nguoäi Theo baûn chaát pha tham gia:2 giai ñoaïn: 1. Bieán ñoåi chæ ôû pha raén (saáy, ñoát noùng, phaân huûy cacbonat) 2. Bieán ñoåi vôùi söï tham gia cuûa pha loûng (keát khoái, laøm nguoäi) 102
38. 3 – Phaân huûy caùcbonaùt: nhieät ñoä phoái lieäu leân tôùi 10000C.  Quaù trình chuû yeáu laø phaân huûy caùcbonaùt canxi CaCO3 (nhieät ñoä phaân huûy maïnh nhaát ôû khoaûng 870 - 9000C), CaCO3=CaO + CO2  Ngoaøi ra laø caùc muoái caùcbonaùt nhö MgCO3, dolomít cuõng bò phaân huûy ôû nhöõng khoaûng nhieät ñoä khaùc nhau 0 (MgCO3 phaân huûy ôû 700-800 C).  Phaûn öùng thu nhieät vaø toûa khí raát maïnh. Söï phaân huûy taïo CaO hoaït tính cao deã phaûn öùng vôùi caùc oâxít hoaït tính cuûa ñaát seùt nhö SiO2, Al2O3 caùc silicaùt canxi nhö CA, C12A7, CS, C3S2 baét ñaàu taïo thaønh.  Ñaëc tröng cô baûn cuûa toaøn boä giai ñoaïn naøy laø caùc bieán ñoåi xaûy ra ôû pha raén, theo sô ñoà: R1 R2 + K. Hoaït tính cuûa caùc caáu töû do söï xuaát hieän nhöõng sai soùt loã troáng do - H2O, OH vaø CO2 bò phaân huûy ñeå laïi trong maïng tinh theå. Töông taùc loã troáng trong maïng tinh theå vôùi nhau taïo neân hôïp chaát môùi hoaëc keát tinh laïi thaønh tinh theå khaùc. 105
39. Nhieät ñoä taïo pha loûng trong heä nhieàu caáu töû Heä Nhieät ñoä taïo pha loûng o CaO – SiO2 – Al2O3 1455 C o CaO – SiO2 – Al2O3 – Fe2O3 1338 C o CaO – SiO2 – Al2O3 – Fe2O3 – Na2O 1328 C o CaO – SiO2 – Al2O3 – Fe2O3 – Na2O – MgO 1300 C o CaO – SiO2 – Al2O3 – Fe2O3 – Na2O – MgO – K2O 1280 C Trong thöïc teá, nhieät ñoä xuaát hieän pha loûng töø phoái lieäu nung clinker XMP chæ khoaûng 1250oC thaäm chí coøn thaáp hôn nöõa (khoaûng 1100oC). Phaûn öùng vaø keát khoái ôû pha loûng coù toác ñoä lôùn hôn raát nhieàu.
40. 1000-11000C: taïo pha loûng 2 (Al2O3.2SiO2) = 2Al2O3.3 SiO2 (spinel) + SiO2 CaO + Fe2O3 = CaO.Fe2O3 CaO + Al2O3 = CaO.Al2O3 CaO.Al2O3 + 4 CaO + 2Fe2O3 = C5A3 C5A3 (khoâng beàn) = C3A + CaO töï do CaO + SiO2 = CaO.SiO2 (wolastonhít), CaO.SiO2 + Al2O3 = 2 CaO. Al2O3. SiO2 (ghelenhít) CaO.Al2O3 + 2 CaO + Fe2O3 = C4AF C4AF chaûy thaønh pha loûng 109
41. 5 – Laøm nguoäi: (1450 – 12500C):  Khi nguoäi, phaàn pha loûng khoâng keát tinh seõ taïo pha thuûy tinh trong clinker. Thaønh phaàn pha cuûa clinker goàm nhöõng khoaùng chính nhö C3S, C2S, C3A, C4AF vaø pha thuûy tinh. Ngoaøi ra laø nhöõng khoaùng CaO, MgO do khoâng phaûn öùng heát. 0  ÔÛ 1250 C: xaûy ra phaûn öùng: C3S C2S + CaO (khoaùng C3S cho saûn phaåm ñoùng raén coù cöôøng ñoä cao vaø phaùt trieån nhanh nhöõng ngaøy ñaàu, coøn khoaùng C2S cho cöôøng ñoä cao nhöng ñoùng raén chaäm) 0  ÔÛ 675 C:  - C2S g -C2S (g -C2S khoâng coù tính keát dính, khoâng taïo cöôøng ñoä cho xi maêng, laøm cho xi maêng bò taû). 111
42. CAÙC KIEÅU LIEÂN KEÁT TRONG VAÄT LIEÄU VOÂ CÔ  laø keát hôïp giöõa lieân keát ion vaø lieân keát coäng hoùa trò Naêng löôïng lieân keát trong vaät lieäu voâ cô laø töông ñoái lôùn khoaûng 100-500 kJ/mol (kim loaïi laø 60- 250kJ/mol) Aûnh höôûng quyeát ñònh ñeán caùc tính chaát ñaëc tröng cuûa vl voâ cô: nhieät ñoä noùng chaûy, maät ñoä, ñoä cöùng, ñoä gioøn, trong suoát, caùch ñieän ?
43. TÍNH CHAÁT VAÄT LIEÄU CERAMIC Ñoä beàn cô hoïc lyù thuyeát cuûa vaät lieäu: (theo ñoä beàn 1/2 lieân keát nguyeân töû): Ϭlt=(2E.γ/α) (γ: nl bm rieâng, α: khoaûng caùch nguyeân töû) Tuy nhieân ñoä beàn thöïc teá cuûa VL voâ cô thaáp hôn nhieàu (vd: ñoä beàn thöïc teá cuûa thuûy tinh chæ baèng 1/100 ñoä beàn lyù thuyeát) do tình traïng khuyeát taät treân beà maët (caùc veát nöùt teá vi), hình daïng vaø kích thöôùc caùc haït tinh theå, boït khí). Ñoä beàn thöïc teá dao ñoäng trong moät phaïm vi roäng do caùc khuyeát taät phaân boá mang tính thoáng keâ. 118
44. Liên quan giữa cấu trúc vi mô và tính chất cơ học của vật liệu  Đặc trưng vật liệu: Kết  Cấu trúc vi mô: pha đa khối pha rắn hoặc có tinh thể, pha thủy tinh mặt pha lỏng với mức và các lỗ xốp (do kết độ khác nhau. khối không hoàn toàn).  Khi làm nguội, do tốc độ  Ta xét một số tính chất tới hạn nhỏ (khoảng 10- của vật liệu phụ thuộc 30 0C/s), pha lỏng silicát cấu trúc vi mô của dễ tạo pha thủy tinh. chúng.
45. Material Fracture Toughness (psiin x103) Metals Alloy steel (4340 tempered) 46 Titanium alloy (Ti-6Al-4V) 40-60 Ceramics Aluminum Oxide 2 -5 Soda-lime glass 0.7 Polymers Polymethylmethacrylate (PMMA) 0.9 Polystyrene (PS) 0.7 -1.0 Table 1
46. 4.7.2 Độ bền cơ  Vật liệu bị phá hủy theo đường ứng suất tập trung cao nhất, hoặc theo đường có liên kết yếu nhất.  Lỗ xốp làm giảm độ bền cơ của vật liệu.  Độ xốp tăng, bền cơ (bền uốn & bền nén) giảm theo hàm mũ: aP d d 0.e   d - độ bền cơ của vật liệu, d0 - độ bền của vật liệu khi độ xốp bằng không  P - độ xốp của vật liệu (% thể tích), a - hằng số.
47. Bảng độ cứng theo thang Mohs Độ Vật liệu hay khoáng Độ Độ cứng cứn vật cứng g Khoáng vật 1 Tan tuyệt Moh 2 Thạch cao đối s 2.5 đến 3 Vàng, Bạc 3 Đá canxit, Đồng 1 Tan (Mg3Si4O10(OH)2) 1 4 Đá fluorit 4 đến 4.5 Bạch kim 2 Thạch cao (CaSO •2H O) 2 4 2 4 đến 5 Sắt 5 Apatit 3 Đá canxit (CaCO3) 9 6 Octocla 4 Đá fluorit (CaF2) 21 6.5 Quặng pyrit sắt Apatit (Ca (PO ) (OH-,Cl- Thủy tinh, 5 5 4 3 48 6 đến 7 ,F-)) silica nguyên chất 7 Thạch anh 7 đến 8 Thép tôi 6 Octocla felspat (KAlSi3O8) 72 8 Topaz 7 Thạch anh (SiO2) 100 9 Corundum 10 Garnet 8 Topaz (Al2SiO4(OH-,F-)2) 200 11 Hợp chất zirconia 9 Corundum (Al2O3) 400 12 Hợp chất alumina 10 Kim cương (C) 1500 13 Cacbua silic (SiC)
48. 40,000 ALUMINUM OXIDE 30,000 20,000 GLASS 10,000 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 STRAIN