Các phương pháp tổng hợp vật liệu gốm

Gốm là loại vật liệu có cấu trúc tinh thể bao gồm các hợp chất giữa kim loại và á kim

như: kim loại với oxi (các oxit), kim loại với nitơ (các nitrua), kim loại với cacbon (các

cacbua), kim loại với silic (các silixua), kim loại với lưu huỳnh (các sunfua) . Liên kết chủ

yếu trong vật liệu gốm là liên kết ion, tuy nhiên cũng có trường hợp liên kết cộng hoá trị đóng

vai trò chính.

Vật liệu gốm có nhiều đặc tính quý giá về cơ, nhiệt, điện, từ, quang, . do đó đóng vai trò

quan trọng trong hầu hết các ngành công nghiệp.

Về đặc tính cơ, vật liệu gốm có độ rắn cao nên được dùng làm vật liệu mài, vật liệu giá

đỡ .

Về đặc tính nhiệt, vật liệu gốm có nhiệt độ nóng chảy cao, đặc biệt là hệ số giãn nở nhiệt

thấp nên được dùng làm các thiết bị đòi hỏi có độ bền nhiệt, chịu được các xung nhiệt lớn (lót

lò, bọc tàu vũ trụ . )

Về đặc tính điện, độ dẫn điện của vật liệu gốm thay đổi trong một phạm vi khá rộng từ

dưới 10 ôm−1

cm−1

đến 10−12

ôm−1

cm−1

. Có loại vật liệu gốm trong đó phần tử dẫn điện là

electron như trong kim loại, cũng có loại vật liệu gốm trong đó ion đóng vai trò là phần tử dẫn

điện. Do đó ta có thể tổng hợp nhiều loại vật liệu gốm kỹ thuật điện khác nhau như gốm cách

điện, gốm bán dẫn điện, gốm siêu dẫn điện, .

Đặc tính từ của vật liệu gốm rất đa dạng. Ta có thể tổng hợp được gốm nghịch từ, gốm

thuận từ, gốm sắt từ, gốm phản sắt từ với độ từ cảm thay đổi từ 0 đến 10 và phụ thuộc rất đa

dạng vào nhiệt độ cũng như từ trường ngoài.

Về đặc tính quang, ta có thể tổng hợp được các loại vật liệu có các tính chất quang học

khác nhau như vật liệu phát quang dưới tác dụng của dòng điện (chất điện phát quang), vật

liệu phát quang dưới tác dụng của ánh sáng (chất lân quang) hoặc các loại gốm sử dụng trong

thiết bị phát tia laze.

Tính chất vật liệu gốm không phải chỉ phụ thuộc vào thành phần hoá học (độ nguyên

chất, lượng và loại tạp chất có trong đó) mà phụ thuộc khá nhiều vào trạng thái cấu trúc của

nó:

- Đơn tinh thể có cấu trúc lớn

- Dạng bột có cấp hạt xác định (nanô, micrô, mili, . )

- Dạng sợi có kích thước xác định (micrô, mili, . )

- Khối đa tinh thể thiêu kết từ bột

- Dạng màng mỏng có độ dày rất bé cỡ nanô, micrô, mil