Tim hieu ve cac loai frit men frit va pp tinh bai phoi lieu frit gach ceramic

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HUẾ KHOA HÓA - MÔI TRƯỜNG --------------------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG Đề tài:

TÌM HIỂU VỀ CÁC LOẠI FRIT, MEN FRIT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH BÀI PHỐI LIỆU FRIT TRÁNG LÊN TẤM ỐP LÁT GẠCH CERAMIC

Giáo viên hướng dẫn: ThS. Võ Thị Thanh Kiều

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Hằng Nguyễn Thanh Hùng Nguyễn Thị Liễu Thái Thị Nguyệt Nguyễn Nhất Thắng Lớp: 11CDCH01 Niên khóa: 2011 - 2014

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Huế, tháng 5 năm 2014

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Lời Cảm Ơn Trong thời gian thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp, dưới sự chỉ dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn và được phía nhà trường tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em tìm hiểu, học tập và nghiêm túc để hoàn thành đề tài này. Kết quả thu được không chỉ do sự nổ lực của mỗi cá nhân chúng em mà còn có sự giúp đỡ của quý thầy (cô), gia đình, bạn bè. Cho nên chúng tôi xin gửi lời cảm ơn phía lãnh đạo nhà trường, đến quý thầy (cô), gia đình và các bạn đã đã tận tình giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt bài báo cáo. Đặc biệt chúng em xin cảm ơn tới cô giáo Võ Thị Thanh Kiều đã tận tình hướng dẫn, dẫn dắt chúng em trong việc tìm hiểu sâu hơn về thực tế sau những kiến thức từ cơ sở lý thuyết chúng em đã được học về đề tài nghiên cứu. Chúc cô sức khỏe và công tác tốt.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Nhóm sinh viên thực hiện

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT...........................................................................................1 DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................2 LỜI MỞ ĐẦU..........................................................................................................3 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ..........................................................................................4 1.

Lý do chọn đề tài...........................................................................................4

2.

Mục tiêu đề tài...............................................................................................5

3.

Ý nghĩa của việc thực hiện đề tài...................................................................5

4.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài........................................................5

5.

Phương pháp nghiên cứu...............................................................................5

PHẦN II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............................6 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ FRIT VÀ MEN FRIT............................................6 1.1. Các khái niệm [3,7]........................................................................................6 1.1.1 Men........................................................................................................... 6 1.1.1.1. Khái niệm........................................................................................6 1.1.1.2. Tác dụng của men.............................................................................6 1.1.1.3. Nguyên nhân tại sao sử dụng men frit cho gạch ốp lát ceramic............7 1.1.2. Frit [3,7]..................................................................................................7 1.1.2.1. Khái niệm........................................................................................7 1.1.2.2. Tác dụng của frit...............................................................................7 1.1.3. Men frit...................................................................................................8 1.1.4. Engob [3,11]...........................................................................................8 1.1.5. Màu gốm, men màu.................................................................................9 1.1.5.1. Bản chất của chất màu gốm [3].........................................................9 1.1.5.2. Men màu.........................................................................................10 1.2. Phân loại frit và men frit...............................................................................10 1.2.1. Phân loại frit [11,12].............................................................................10 1.2.1.1. Frit khó chảy...................................................................................10

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 1.2.1.2. Frit có nhiệt độ nóng chảy trung bình.............................................11 1.2.1.3. Frit dễ chảy.....................................................................................11 1.2.1.4. Frit trong.........................................................................................12 1.2.1.5. Frit đục............................................................................................12 1.2.1.6. Frit matt..........................................................................................12 1.2.1.7. Frit màu..........................................................................................12 1.2.2. Phân loại men frit..................................................................................13 2.2.1. Men trong [3].........................................................................................13 2. 2.2. Men đục [3]..........................................................................................13 2.2.3. Men mờ [3,11].......................................................................................14 2.2.4. Men màu [3]..........................................................................................15 1.3. Nguyên liệu để sản xuất Frit và men Frit......................................................15 1.3.1. Nguyên liệu để sản xuất frit...................................................................15 1.3.1.1. Nhóm nguyên liệu tự nhiên.............................................................15 1.3.1.2. Nhóm nguyên liệu nhân tạo ( kỹ thuật ) [8]....................................18 1.3.2. Nguyên liệu để sản xuất men frit...........................................................21 1.3.2.1. Frit..................................................................................................21 1.3.2.2. Cao lanh [3,8].................................................................................21 1.3.2.3. Đất sét [8].......................................................................................22 1.3.2.4. Chất điện giải [11]..........................................................................23 1.4. Vai trò của các oxyt trong men [3,7,11]........................................................23 1.4.1. SiO2.......................................................................................................23 1.4.2. B2O3.......................................................................................................24 1.4.3. PbO........................................................................................................25 1.4.4. Kiềm _ K2O, Na2O, Li2O.......................................................................26 1.4.5. CaO........................................................................................................27 1.4.6. BaO........................................................................................................27 1.4.7. MgO.......................................................................................................28 1.4.8. ZnO........................................................................................................28

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 1.4.9. Al2O3......................................................................................................29 1.4.10. TiO2......................................................................................................29 1.4.11. SnO2.....................................................................................................30 1.4.12. ZrO2.....................................................................................................30 1.5. Các tính chất của men...................................................................................31 1.5.1. Sự tạo thành lớp men. Sự tạo thành lớp trung gian giữa xương và men. Độ nhớt của men [3,7].....................................................................................31 1.5.1.1. Sự tạo thành lớp men......................................................................31 1.5.1.2. Độ nhớt của men.............................................................................32 1.5.1.3. Sự hình thành lớp trung gian...........................................................33 1.5.2. Sức căng bề mặt của men [3,7]..............................................................34 1.5.3. Sự giãn nở nhiệt của men [3,7]..............................................................36 1.5.4. Độ cứng của men [3,7]..........................................................................37 1.5.4.1. Độ bền chống lại vết xước..............................................................38 1.5.4.2. Độ bền lún......................................................................................38 1.5.4.3. Độ bền chống mài mòn...................................................................39 1.5.5. Tính chất điện [3,7]................................................................................39 1.5.6. Độ bền hóa của men [3,7]......................................................................40 1.5.7. Sự tạo màu [7].......................................................................................41 1.5.8. Độ trong suốt của men [2].....................................................................42 1.5.9. Độ bóng của men [2].............................................................................42 1.6. Một số khuyết tật của men............................................................................43 1.6.1. Khuyết tật bề mặt men...........................................................................43 1.6.1.1. Nứt men, bong men........................................................................43 1.6.1.2. Lỗ chân kim....................................................................................44 1.6.2. Men bị tách............................................................................................44 1.6.3. Men nhỏ giọt, vón cục...........................................................................45 1.6.4. Men bị sần.............................................................................................45 1.6.5. Màu loang lỗ trên bề mặt men [7]..........................................................46

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 1.6.6. Men chảy không đều..............................................................................46 1.6.7. Khuyết tật khi tráng chuông...................................................................46 1.6.8. Khuyết tật do men..................................................................................47 1.6.9. Khuyết tật do quá trình sản xuất............................................................47 Chương 2. TÍNH BÀI PHỐI LIỆU FRIT............................................................49 2.1. Phương pháp nghiên cứu..............................................................................49 2.2. Công thức seger và tính toán bài phối liệu....................................................49 2.2.1. Công thức Seger....................................................................................49 2.2.2.1.Tính hàm lượng các nguyên liệu đưa vào phối liệu nhiều oxyt........53 2.2.2.2.Tính hàm lượng các nguyên liệu đưa vào phối liệu một oxyt..........55 2.2.2.3.Tính hàm lượng các nguyên liệu đưa vào để bổ sung cho các oxit đã đưa vào mà còn thiếu...................................................................................55 Chương 3. ĐỊNH HƯỚNG VÀ GIẢI PHÁP.......................................................58 3.1. Định hướng...................................................................................................58 3.2. Giải pháp......................................................................................................58 PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................59 1.

KẾT LUẬN.................................................................................................59

2.

KIẾN NGHỊ................................................................................................59

TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................61

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

DANH MỤC VIẾT TẮT - CMC: Cacbon metyl cellulos - MKN: Mất khi nung - PTL: Phần trăm trọng lượng - STPP: Sodium tripoly photphat hay Natri triphosphate - TL: Trọng lượng

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Phân loại theo tính chất và nhiệt độ chảy trung bình........................13 Bảng 1.2. Phân loại theo tính chất và nhiệt độ chảy thấp...................................13 Bảng 2.1. Thành phần hóa của nguyên liệu.........................................................52 Bảng 2.2. Thành phần hóa theo phần trăm trọng lượng của frit M2................52 Bảng 2.3. Tính toán các oxyt của frit M2.............................................................56 Bảng 2.4. Phần trăm trọng lượng của nguyên liệu trong phối liệu frit M2..............57

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

1

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

LỜI MỞ ĐẦU Nhu cầu của con người ngày càng phát triển, không chỉ ăn đủ no mặc đủ ấm mà là ăn ngon mặc đẹp. Vì vậy nhu cầu về nhà cửa đẹp càng là vấn đề quan trọng trong cuộc sống của mỗi gia đình. Và gạch men là một trong những vật liệu giúp ngôi nhà có tính thẩm mĩ và tính độc đáo cao. Men frit chính là lớp áo ngoài của gạch men, chính nó làm tăng tính thẩm mĩ, tính đa dạng về màu sắc, mẫu mã cho gạch và nó sẽ đáp ứng được thị hiếu của mỗi người.

Như vậy men frit và nguyên liệu để sản xuất men frit là frit chính là yếu tố quan trọng cần phải quan tâm. Để đáp ứng vấn đề này chúng tôi mạnh dạn làm đề tài “Tìm hiểu về các loại frit, men frit và phương pháp tính bài phối liệu frit tráng lên tấm ốp lát gạch ceramic”

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

2

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài.

Trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta đã có những chuyển biến tích cực từ bao cấp chuyển sang kinh tế thị trường. Cùng với sự phát triển chung của nền kinh tế đất nước, các doanh nghiệp Việt Nam cũng từng bước trưởng thành và phát triển không ngừng lớn mạnh cả về thế và lực. Nhanh hòa nhập vào nền kinh tế khu vực và thế giới.

Một trong những ngành công nghiệp Việt Nam đã có được những tăng trưởng theo những chiến lược mục tiêu chiến lược phát triển kinh tế, xã hội. Hơn thế nữa, để thu hút đầu tư nước ngoài nước ta đã không ngừng xây dựng các cơ sở hạ tầng. Các khu công nghiệp mọc lên và các nhà máy cũng không ngừng được xây dựng. Trong đó các nhà máy gạch men cũng được xây dựng lên với sự chuyển giao công nghệ của Italia, của Tây Ban Nha… Cùng với quá trình đổi mới phát triển nền kinh tế đất nước và các ngành công nghiệp khác, ngành công nghiệp gạch ốp lát không ngừng phát triển hoàn thiện tổ chức sản xuất kinh doanh, với những sản phẩm đạt chất lượng cao đã đáp ứng được nhu cầu trong nước. Đồng thời giải quyết được vấn đề việc làm cho hàng trăm lao động, giảm sự mất cân đối trong cán cân thương mại của đất nước.

Mặc dù với nguyên liệu phong phú và có sẵn ở trong nước, nhưng hiện nay ở nước ta có rất ít nhà máy sản xuất frit để đáp ứng nhu cầu sản xuất cho các nhà máy gạch men ở Việt Nam. Mà đa số chúng ta đều phải nhập frit ở nước ngoài với giá thành cao.

Trong lúc đó cuộc sống của con người ngày càng đầy đủ thì nhu cầu đòi hỏi về thẩm mĩ của con người ngày càng cao. Để đáp ứng nhu cầu đó đòi hỏi gạch men ngày càng đa dạng về mẫu mã, kích thước, màu sắc. Và men là một trong nhiều yếu tố quyết định. Men không chỉ giúp gạch làm tăng tính thẩm mĩ mà còn làm tăng độ bền cơ, độ bền hóa, độ hút nước, độ mài mòn. Tuy nhiên xét về số lượng, chất lượng, mẫu mã thì men của Việt Nam sản xuất ra không bằng men của các nước trên thế giới. Hơn nữa với việc nhập khẩu frit với giá thành cao đã

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

3

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục làm cho các doanh nghiệp gặp nhiều khó khăn trong việc giảm giá thành. Vì vậy gạch men của chúng ta chỉ có thể kinh doanh trong nước mà chưa thể xuất khẩu ra thị trường thế giới với số lượng lớn.

Với tất cả các lý do trên việc chúng tôi chọn đề tài “Tìm hiểu về các loại frit, men frit và phương pháp tính bài phối liệu frit tráng lên tấm ốp lát Ceramic” là một đề tài đáng được quan tâm hiện nay.

2. Mục tiêu đề tài.

- Tìm hiểu về các loại frit, men frit tráng lên tấm ốp lát Ceramic.

- Tính bài phối liệu Frit.

3. Ý nghĩa của việc thực hiện đề tài.

Việc tìm hiểu các loại frit, men frit và phương pháp tính bài phối liệu frit sẽ làm tiền đề cho việc sản xuất gạch Ceramic để đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng và các ngành công nghiệp. Vấn đề này đang được rất nhiều nhà khoa học quan tâm vì hầu hết các loại frit và men frit đang được sử dụng trong sản xuất gạch Ceramic ở nước ta hiện nay chủ yếu được nhập ngoại từ các nước ngoài như Trung Quốc.

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài.

- Đối tượng nghiên cứu: + Frit + Men Frit - Phạm vi nghiên cứu đề tài: Tìm hiểu trên cơ sở lý thuyết và phương pháp tính bài phối liệu frit.

5. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu mà chúng tôi áp dụng ở đây chủ yếu là thu thập thông tin từ báo chí, internet, báo cáo khoa học, sách học từ trường đại học, cao đẳng….

Nghiên cứu tài liệu giúp thu thập được các thông tin cần thiết như các khái niệm liên quan đến frit, men frit, các lọai, nguyên liệu, vai trò, tính chất, cũng như các khuyết tật của frit và men frit.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

4

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục PHẦN II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Chương 1. TỔNG QUAN VỀ FRIT VÀ MEN FRIT 1.1. Các khái niệm [3,7].

1.1.1 Men 1.1.1.1. Khái niệm Lớp phủ gồm hai loại: - Lớp phủ silicat (men).

- Lớp phủ oxyt.

Lớp phủ silicat gồm: - Lớp phủ tráng lên sản phẩm gốm sứ hay còn được gọi là men sứ.

- Lớp phủ tráng lên kim loại.

Vậy men sứ được định nghĩa như sau: Men về bản chất là một lớp thủy tinh mỏng, chiều dày từ 0,1 0,4mm phủ lên bề mặt xương gốm sứ. Nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc vào nhiệt độ nóng chảy của xương, thông thường trong khoảng 900  1400 oC. Tuy nhiên so với thủy tinh thông thường thì nó cũng có những tính chất khác. Nó không đồng nhất, lớp trên khi nung thì phản ứng với môi trường lò nung, lớp dưới thì phản ứng với xương. Ngoài ra trong men còn có những chất không tan hay kết tinh.

1.1.1.2. Tác dụng của men Men có tác dụng làm cho bề mặt sản phẩm trở nên sít đặc lại. Điều này nâng cao được tính chất kỹ thuật và sử dụng cũng như chất lượng trang trí của sản phẩm. Lớp men phủ thành một màng thủy tinh mỏng làm tăng độ bền cơ học, bền hóa học, bền điện của sản phẩm đồng thời bảo vệ cho sản phẩm khỏi bị xâm nhập của chất lỏng và chất khí, làm cho bề mặt nhẵn bóng và có độ ánh đẹp, nâng cao chất lượng, tính thẩm mỹ của sản phẩm. Men còn bảo vệ các chi tiết trang trí khác nằm dưới men.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

5

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 1.1.1.3. Nguyên nhân tại sao sử dụng men frit cho gạch ốp lát ceramic.

Theo phạm vi nhiệt độ người ta chia men thành các loại: - Men dễ chảy có nhiệt độ nung từ 710  1120oC. - Men chảy trung bình có nhiệt độ nung từ 1060  1200oC. - Men khó chảy có nhiệt độ nung từ 1200  1280oC. - Men rất khó chảy có nhiệt độ nung lớn hơn 1280oC. Do nhiệt độ nung của men cho gạch ốp ceramic khoảng từ 1080  1100oC và cho gạch lát ceramic khoảng 1140  1190oC. Ứng với nhiệt độ như vậy nên phải sử dụng men dễ chảy hoặc men chảy trung bình. Và để được các loại men như vậy thì ta phải sử dụng các chất chảy: PbO, B2O3, alkali, trường thạch theo tỷ lệ thích hợp.

Tuy nhiên những chất chảy này đa số đều hòa tan trong nước và rất độc nên phải frit hóa. Sau đó lấy frit cộng với cao lanh, và các nguyên liệu khác như đất sét, tràng thạch, Al2O3 tạo thành men frit phù hợp để sản xuất sản phẩm gạch men ốp lát ceramic.

1.1.2. Frit [3,7].

1.1.2.1. Khái niệm Frit là quá trình nấu chảy trước phối liệu ở nhiệt độ cao sau đó làm lạnh đột ngột trong nước lạnh để tạo những hạt nhỏ giúp quá trình nghiền dễ hơn. Frit được biểu thị như một hỗn hợp thủy tinh nóng chảy hay còn gọi là quá trình thủy tinh hóa. Frit còn được coi như một men chảy trước.

1.1.2.2. Tác dụng của frit - Frit sẽ làm cho nhiệt độ nóng chảy của men giảm xuống khoảng 60  80oC. - Frit sẽ làm tăng độ bóng của men.

- Frit sẽ chuyển hóa những nguyên liệu dễ hòa tan trong nước thành các nguyên liệu khó tan, và khuyếch tán những chất không hòa tan (ZrO 2).

- Frit sẽ khử được tính độc hại của các oxyt gây độc có trong men như oxyt chì.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

6

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục - Frit giúp cho quá trình đồng nhất và phân tán các oxyt gây màu trong men tốt hơn.

Frit thường tiến hành ở nhiệt độ = 1250  1400oC. Frit nấu đúng phải trong suốt, không còn những phần không nóng chảy. Để nhận biết thì người ta dùng kẹp kéo thành sợi mỏng, nếu sợi không thấy những chỗ chưa chảy là được, ngược lại phải nấu tiếp. Nếu frit chưa đạt, khi nghiền sẽ xảy ra sự thủy phân dẫn đến khuyết tật men.

1.1.3. Men frit Men frit là loại men dễ chảy. Các loại men frit nói chung có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn men sống từ 60  80 oC. Men frit được tạo ra từ 80  90% và 10  20% cao lanh, đất sét chưa nung.

Vì frit có nhược điểm là rất dễ lắng nên ta phải cho thêm cao lanh, đất sét vào để chống lắng, triệt tiêu kiềm tự do và để men gắn chặt vào xương. Ngoài ra người ta còn đưa vào men frit một lượng nhỏ STPP và chất hữu cơ CMC để điều chỉnh độ nhớt của men, để tăng hiệu quả quá trình nghiền, và để chống lắng.

1.1.4. Engob [3,11].

Khi nung thì giữa men và xương hình thành một lớp trung gian nhưng nhiều khi không đủ nên phải tráng một lớp engob để hổ trợ cho lớp trung gian và để che những khuyết điểm hay bề mặt lồi lõm của xương và làm cho chất màu nổi lên men đẹp hơn.

Engob là lớp phủ lên xương gốm, dùng để: - Tạo một lớp trung gian giữa xương gốm và một lớp men.

- Che phủ xương gốm không có màu thích hợp (chẳng hạn ở sành xốp hay dạng đá).

- Che phủ các khuyết tật trên xương.

- Điều chỉnh hệ số α giữa men và xương.

- Tạo hiệu quả trang trí của lớp màu tráng lên.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

7

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục - Trong trường hợp engob dùng để thay men, nó phải được cho thêm chất trợ dung thích hợp (nếu không phải nghiền thật mịn).

Engob có tính chất như men đất. (Men đất chính là lấy những hạt đất sét làm xương mịn nhất) Trong thành phần của nó người ta dùng đất sét dễ chảy có màu thích hợp cùng trường thạch, thạch anh, cao lanh hay chính bản thân men.

Engob làm men đất có thể được dùng để trang trí (nếu không tráng men).

Vì engob là trung gian giữa xương và men, tức không thô như xương nhưng không chảy như men.

Engob nếu tráng lên xương đã nung phải có độ co khi sấy nhỏ.

Muốn engob màu thì phải dùng đất sét trắng, phụ gia và các oxyt gây màu.

Ví dụ: engob màu xanh dương thêm 1  3%Co3O4, xanh lá thì 1  3%CuO, nâu thì 5  10%MnO2, và đỏ nâu thì 3  8%Fe2O3.

Engob ở gạch ốp và lát thì khác nhau, ở gạch ốp chảy hơn bên gạch lát.

Lớp engob chống dính: có thành phần chính là những nguyên liệu thô, để tránh các giọt men nhỏ bám ở mặt dưới gạch dính vào con lăn lò, làm bẩn con lăn và làm thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng tới xương.

1.1.5. Màu gốm, men màu 1.1.5.1. Bản chất của chất màu gốm [3].

Chất màu gốm = chất tạo màu + chất mang màu + chất tạo thủy tinh + chất trợ màu.

Trong đó: - Chất tạo màu: chính là những sắc tố (pigment).

- Chất mang màu: là bán thành phẩm để sản xuất chất màu. Chúng thường là các hợp chất tạo khoáng có mạng tinh thể nhất định. Nó quyết định là màu đem dùng có bền trong quá trình sử dụng và sản xuất không.

- Chất tạo thủy tinh: hay còn gọi là chất trợ dung, nó giúp hạ thấp nhiệt độ nung, có tác dụng làm tăng cường tác dụng của chất màu gốm .

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

8

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Yêu cầu của chất màu gốm là phải ổn định trong quá trình sản xuất cũng như quá trình sử dụng. Nó phụ thuộc vào việc sử dụng chất mang màu. Sự ổn định của chất mang màu lại phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể của nó. Một số kiểu mạng lưới tinh thể của chất mang màu như: spinen 1, spinen 2, zircon, corun … Ngoài ra còn có chất mang màu dạng khác là các oxyt không màu có cấu trúc tinh thể như corun. Các oxyt tạo màu hòa tan vào trong nó tạo thành dung dịch rắn.

1.1.5.2. Men màu Men màu cũng giống như men trong, men đục, tuy nhiên trong bài men của nó có thêm một ít % hàm lượng các chất màu để tạo ra màu thích hợp.

1.2. Phân loại frit và men frit 1.2.1. Phân loại frit [11,12].

Trong công nghiệp, frit biểu thị cho một hỗn hợp thủy tinh nóng chảy được làm lạnh đột ngột trong nước. Frit được sử dụng như là một chất cơ bản trong thành phần của men, có nhiệt độ nóng chảy thấp để tạo hợp chất không tan.

Nhiều loại frit với những đặc tính khác nhau về khả năng nóng chảy, độ sáng, độ đục và độ mờ ngày nay có sẵn trên thị trường. Tùy theo đặc tính của chúng mà được phân loại như sau.

1.2.1.1. Frit khó chảy Thành phần của loại frit nay nằm trong khoảng sau: - SiO2: 50  60%.

- Chất chảy: Na2O + K2O + PbO + B2O3 = 20  25%.

- Chất ổn định: Al2O3 + ZnO + BaO + CaO + MgO thường nhiều nhất là 7  9%.

Phối liệu chứa hàm lượng SiO2 cao nó sẽ làm tăng nhiệt độ nóng chảy của frit và độ nhớt cao. Loại này có độ trong suốt và bóng láng đẹp. Frit này chủ yếu dùng để làm men cho những sản phẩm có nhiệt độ nóng chảy cao. Ngoài ra nó còn đưa vào một lượng nhỏ cho các bài men khác.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

9

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 1.2.1.2. Frit có nhiệt độ nóng chảy trung bình Là frit mà thành phần của nó chứa hàm lượng SiO 2 nằm trong khoảng 35  50% và các oxyt giúp cho quá trình nóng chảy chiếm khoảng 30  40%.

Frit này được sử dụng rất nhiều ở các nhà máy sản xuất gạch ốp lát ceramic. Độ trong suốt và bóng láng của các loại men frit này còn tùy thuộc vào thành phần, hàm lượng va mức độ nghiền mịn của men. Đôi khi chúng được sử dụng với hàm lượng ít để chuẩn bị cho các loại men đặc biệt có nhiệt độ cao như men giả da, men đá hoa cương trắng.

Do bản chất dễ chảy men này được phép đưa vào một lượng lớn nguyên liệu không frit hóa và giúp cho quá trình kết tinh đối với men matt.

1.2.1.3. Frit dễ chảy Là frit mà trong thành phần của nó chứa các oxyt chịu lửa thấp.

Do khả năng chảy cao frit này được gọi là chất chảy. Tùy tác nhân dễ chảy đã chứa trong đó chúng ta có thể phân ra các loại chứa chì (silicat chì) và các loại không chứa chì (các chất chảy là B 2O3 và alkali).

Loại có chì: - PbO: 65% - SiO2: 35% - PbO: 75% - SiO2: 25% - PbO: 85% - SiO2: 15% Loại không có chì: - Kiềm: 5  15% - Kiềm thổ: 5  10% - B2O3: 20  30% - SiO2: 40  50% Frit này sẽ làm hạ nhiệt độ nung của men.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

10

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 1.2.1.4. Frit trong Loại frit này khi sản xuất cần chú ý đến việc tuyển chọn nguyên liệu, đặc biệt là các oxyt gây màu trong men như Fe 2O3, TiO2, nên hạn chế các oxyt này đến mức thấp nhất có thể. Để có được frit trong suốt thì ta phải khống chế sao cho tỷ số Al2O3/ SiO2 = 1/10.

Frit này được dùng để sản xuất men trong, tráng lên xương trắng như sứ dân dụng cao cấp và nó còn bảo vệ các sản phẩm trang trí màu dưới men. Khi nung xong do men có độ trong suốt cao nên màu dưới men vẫn thấy rõ rệt và rất đẹp.

1.2.1.5. Frit đục Frit đục khác với frit trong nhờ tính chất đục.

Frit đục được đặc trưng bởi sự kết tinh của một số oxyt trong pha thủy tinh với hàm lượng lớn có chiết suất khác với chiết suất của pha thủy tinh.

Các oxyt tạo đục có thể là: TiO2, ZrO2, ZrSiO4 (khoảng 8  14%).

1.2.1.6. Frit matt Tất cả các loại frit được đặc trưng bởi sự kết tinh của một số nguyên tố đưa vào trong pha thủy tinh với số lượng quá nhiều được xếp vào loại frit mờ.

CaO, BaO, ZnO, TiO 2 là những chất tạo kết tinh, là những chất gây mờ cho frit.

Frit mờ CaO, BaO thì thường không có oxyt chì.

Frit mờ oxyt kẽm thì khả năng chảy thấp, có oxyt chì (25  30%) tạo đục một nữa và chảy một nữa.

Frit mờ oxyt titan cũng có khả năng chảy thấp, có oxyt chì, tạo đục và luôn có màu vàng.

1.2.1.7. Frit màu Loại frit này chỉ khác với loại frit trên trong việc tạo màu.

Là loại frit thuộc nhóm frit dễ chảy có màu sẵn, được sản xuất dưới dạng sản phẩm đã ổn định, chỉ dùng đối với một số màu đặc biệt: Fe, Co, Mn, Cu, Cd, Se.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

11

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Đặc biệt: Theo nhiệt độ nóng chảy và mau sắc của frit ta có bảng phân loại frit theo thành phần oxyt như sau: [10].

Bảng 1.1. Phân loại theo tính chất và nhiệt độ chảy trung bình B2O3 Al2O3 CaO BaO MgO ZnO K2O Na2O Chủngloại SiO2 Frit trong 50  70 0  5 3  105  20 0  4 0  5 2  15 2  101  5 Frit đục 50  65 2  7 3  7 5  10 0  2 1  5 0  15 2  7 1  5 Frit matt 51  65 2 10 3  105  15 0 0  3 0  10 1  5 1  7 Bảng 1.2. Phân loại theo tính chất và nhiệt độ chảy thấp

ZrO2 0 5  15 5  10

ChủngloạiSiO2 B2O3 Al2O3 CaO Frit trong 40  60 0  30 0  200  20 Frit đục 41  60 0  30 0  100  20 Frit matt 30  50 0  20 0  200  30 1.2.2. Phân loại men frit

ZrO2 05 0  20 0  10

BaO MgO ZnO 0  5 0  5 0  20 0  5 0  5 0  20 0  400  100  30

K2O Na2O 0  100  10 05 05 03 03

Từ các loại frit mà ta có các loại men frit tương ứng, đó là men trong, men đục, men matt (mờ), men màu.

2.2.1. Men trong [3].

Là lớp men mỏng, không có bọt khí và các tinh thể không hòa tan hay là các hợp chất kết tinh ra để đảm bảo cho độ trong của nó.

Mơen trong cho ánh sáng xuyên qua, đi qua.

2. 2.2. Men đục [3].

Trong men này có các phần tử làm đục men, hệ số làm đục đạt tối đa nếu các hạt khuyếch tán có kích thước 2  200m. Đó có thể là những tinh thể nhỏ, bọt khí hay các giọt lỏng.

Men đục không cho ánh sáng xuyên qua, đi qua tức ánh sáng bị chặn lại do chiết suất của chất làm đục > chiết suất của thủy tinh (nền, hoa văn).

Việc thủy tinh đục là do các nguyên nhân: - Chất gây màu (pigmen) không tan.

- Tinh thể kết tinh lại: ZrO2, TiO2...

- Do pha phân tán khi làm nguội chuyển thành thủy tinh.

- Do bọt khí.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

12

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Cụ thể như sau: - Pigment: những pigment không tan trong men khuếch tán đều đặn. Đối với men đục màu trắng thì dùng SnO 2, ZrO2, ZrSiO4, CeO2, Sb2O3, CaF2, TiO2.

Thông dụng nhất người ta dùng ZrSiO 4 có chỉ số khúc xạ 2,0. ZrSiO 4 được đưa vào khi frit hóa và kết tinh lại khi làm lạnh. Phương pháp dùng SnO 2 (chỉ số khúc xạ 2,0) có khác là đưa vào khi nghiền men, như là những phần tử dị thể có chỉ số khúc xạ cao hơn môi trường n = 1,5.

- Các tinh thể kết tinh lại: từ trong men kết tinh lại các mầm tinh thể với hệ số khúc xạ cao như TiO2, ZrSiO4. Việc làm đục này tùy thuộc rất lớn vào tốc độ thích hợp của việc làm nguội men.

- Các phần tử tách ra dưới dạng các giọt phân tán mà khi làm nguội nó vẫn ở dạng thủy tinh (thủy tinh bor). Hiệu quả làm đục trong trường hợp này không lớn vì sự khác nhau về chỉ số khúc xạ của hai pha không lớn.

- Các bọt khí phân tán: xảy ra ở men trường thạch có độ nhớt cao.

Vậy phương pháp làm đục hiệu quả nhất là làm đục bằng pigment hay các mầm tinh thể kết tinh lại. Vì các bọt khí thì phân tán không đều, các phần tử tách ra ở dạng thủy tinh thì giống men nên gây đục không tốt.

2.2.3. Men mờ [3,11].

Men mờ có được nhờ sự phát triển của các tinh thể nhỏ trên bề mặt men.

Bằng cách nung ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ chảy hay tăng cao hàm lượng SiO 2 có trong men. Các tinh thể anortit, volastonit, tùy theo hàm lượng thích hợp này có thể phát triển thành các tinh thể lớn hay chỉ làm mờ bề mặt của men. Phụ gia ZnO hay TiO2 cũng làm mờ bề mặt tốt.

Các loại men tạo mờ bởi ZnO hoặc TiO 2 thường chứa chủ yếu là một phần thủy tinh dễ chảy không có chì. Khi tác nhân tạo mờ là ZnO thì men không trắng nhưng có màu xám và vàng khi sử dụng TiO2.

Men tạo mờ bởi các oxyt kiềm thổ nói chung là có màu trắng và có độ nhớt đáng kể.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

13

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 2.2.4. Men màu [3].

Men màu được tạo ra bằng cách nhuộm màu cho men trong.

Các phương pháp nhuộm màu như sau: - Nhuộm màu ion: màu xanh dương của coban, xanh lá cây của đồng, vàng của sắt, tím đỏ của mangan. Các chất màu này hòa tan trong men.

- Pigment (chất gây màu): là các chất màu không hòa tan mà chỉ phân tán đều trong men như xanh crôm, màu nâu sắt.

- Nhuộm màu keo: là trung gian giữa đục và hòa tan tạo thành dạng huyền phù, dạng keo. Nhuộm màu keo được làm bằng sự khuếch tán các hạt kim loại vàng, đồng có kích thước 10  100nm tạo nên màu đỏ.

1.3. Nguyên liệu để sản xuất Frit và men Frit 1.3.1. Nguyên liệu để sản xuất frit 1.3.1.1. Nhóm nguyên liệu tự nhiên a. Cát quartz ( nguyên liệu cung cấp oxyt SiO2) [7,8].

Cát là sản phẩm phân hủy của các khoáng chứa nhiều SiO 2 dưới tác dụng cơ học, hóa học, khí hậu... Sản phẩm phong hóa được dòng nước hay gió mang đi, các hạt mịn bị kéo đi xa, hạt thô (tức là hạt cát) đọng lại ở chỗ trũng hình thành các mỏ hay bãi cát lớn ở các cửa sông hay bãi biển...

Loại cát chứa nhiều SiO 2 là nguyên liệu chính cho công nghệ thủy tinh và men sứ.

Cát là nguyên liệu chính cung cấp SiO2 (thường hàm lượng SiO2 93  99,5%). Ngoài cát ra, có thể dùng đá thạch anh, quartz, flint để làm nguyên liệu cung cấp SiO2. Cát có thể lẫn nhiều tạp chất, dễ thấy nhất là Fe 2O3 làm cho cát bị nhuộm màu, loại cát này không dùng cho men sứ hay thủy tinh mà chỉ dùng làm cát xây dựng. b. Đá vôi (nguyên liệu cung cấp CaO ) [8].

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

14

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Đá vôi có công thức hóa học CaCO3 là loại đá rất phổ biến trong tự nhiên. Đá vôi là nguyên liệu chủ yếu cung cấp CaO cho công nghệ silicat. Trong công nghệ gốm sứ, CaO là thành phần rất quan trọng của một số xương gốm và men.

Tạp chất lẫn trong đá vôi thường là Al2O3, SiO2, FeO, Fe2O3 làm cho đá có màu. Đá phấn cũng là đá vôi, trong thành phần có nhiều hạt CaCO 3 vô định hình và do ít tạp chất nên có màu trắng. Đá vôi dùng trong công nghệ slicat thường ở dạng nguyên liệu tự nhiên, không làm giàu. Vỏ sò cũng là nguyên liệu chủ yếu cung cấp CaO có hàm lượng cao hơn trong đá vôi và chứa ít tạp chất hơn. Tuy nhiên, vỏ sò không thể đưa vào sản xuất với hàm lượng lớn vì giá thành cao hơn và trữ lượng không lớn như đá vôi. Vì thế, vỏ sò chỉ làm nguyên liệu cho những công nghệ sản xuất với quy mô nhỏ như công nghệ frit và men. c. Đôlômit ( nguyên liệu cung cấp MgO, CaO ) [8]. Đôlômit có công thức hóa học CaMg(CO3)2 hoặc CaCO3.MgCO3 là dung dịch rắn của canxi cacbonat va magie cacbonat, trong đó các ion Ca2+ và Mg2+ là những hạt thay thế đồng hình trong cấu trúc. Đôlômit là nguyên liệu cung cấp đồng thời MgO và CaO. Khi dùng đôlômit, sự thủy hóa chậm của CaO và MgO tự do trong sản phẩm luôn là vấn đề cần quan tâm giải quyết. Ở nhiệt độ cao hơn 600oC xảy ra phản ứng phân hủy CaCO3 CaCO3 → CaO + CO2 Quá trình phân hủy này nhanh hay chậm còn phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất hơi riêng phần của khí CO2.

MgCO3 phân hủy ở nhiệt độ thấp hơn, khoảng (400  480)oC. MgCO3 → MgO + CO2 MgCO3 trong đôlômit phân hủy ở nhiệt độ cao hơn một chút, sự phân hủy của đôlômit nằm giữa khoảng nhiệt độ này (400  950)oC. d. Tràng thạch (nguyên liệu cung cấp Al2O3, SiO2, K2O, Na2O)

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

15

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Tràng thạch là hợp chất của silicat_alumin không chứa nước.

Tràng thạch là nguyên liệu cung cấp đồng thời SiO 2, Al2O3 và một lượng Na2O, K2O, CaO. Trong công nghệ gốm sứ tràng thạch là nguyên liệu gầy không có tính dẻo.

Tràng thạch luôn đóng vai trò chất chảy trong mộc và men gốm sứ.

Tràng thạch được chia làm 3 loại: - Tràng thạch Natri: có công thức phân tử là Na 2O.Al2O3.6SiO2, còn có tên gọi khác là tràng thạch abít, có nhiệt độ nóng chảy là 1120 oC và ngay lập tức chuyển thành pha lỏng đồng nhất. Abít thích hợp trong men sứ, làm cho độ nhớt men bé, bóng loáng hơn và có khoảng nung hẹp.

- Tràng thạch Kali có công thức phân tử là K 2O.Al2O3.6SiO2, còn có tên gọi khác là tràng thạch orthoclaz, có nhiệt độ nóng chảy cao 1170 oC. Tràng thạch orthoclaz có tác dụng tốt trong xương sứ, có khoảng nhiệt độ nung rộng, độ nhớt cao, sứ ít bị biến dạng nên còn gọi là tràng thạch phối liệu. Tràng thạch Kali nóng chảy phân hủy tạo thành leucite có nhiệt độ nóng chảy cao 1700 oC. Leucite tan dần vào pha lỏng nóng chảy làm cho tràng thạch kali có khoảng chảy dài và độ nhớt cao.

- Tràng thạch Canxi: có công thức phân tử là CaO.Al 2O3.2SiO2, còn có tên gọi là tràng thạch anortit, ít được sử dụng trong công nghệ gốm .

Trong tràng thạch Kali luôn lẫn tràng thạch Natri, và trong tràng thạch Natri luôn lẫn tràng thạch Canxi.

Khi tràng thạch K / Na = 60 / 40 thì gọi là tràng thạch Kali.

Khi tràng thạch K / Na = 50 / 50 thì gọi là tràng thạch Natri.

Vai trò của tràng thạch trong công nghệ gốm sứ rất quan trọng vì: - Khi nóng chảy tràng thạch có khả năng hòa tan SiO 2.

- Quyết định điều kiện công nghệ (nhiệt độ nung).

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

16

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục - Ảnh hưởng lớn đến các tính chất kỹ thuật của sứ và men sứ. Muốn sứ có độ trắng cao (khả năng cho ánh sáng xuyên qua lớn) ngoài việc hạn chế các oxyt gây màu như Fe2O3, TiO2 người ta còn đưa vào một lượng tràng thạch 29 ÷30 %.

1.3.1.2. Nhóm nguyên liệu nhân tạo ( kỹ thuật ) [8]. a. Oxyt nhôm ( Al2O3 ) Sản phẩm công nghiệp thường là dạng _ Al2O3. Ở nhiệt độ cao 1100  1200oC thì _ Al2O3 chuyển thành _ Al2O3 có dạng bột xốp. b. Axit boric (H3BO3) Axit boric có 56,45% B2O3 (theo lý thuyết), có dạng bột, tinh thể màu trắng luôn chứa một lượng nước, lượng nước này rất khó tách. c. Nguyên liệu cung cấp oxyt chì (PbO) Các nguyên liệu cung cấp có thể là oxyt chì PbO (trắng), minium Pb 3O4 (chì đỏ ), bazơ chì cacbonat (2PbCO3.Pb(OH)2), chì sunfua PbS. Trong công nghiệp thường dùng hai loại chính là oxyt chì và minium.

- Oxyt chì (PbO): + Oxyt chì có nhiệt độ nóng chảy là 888oC, mật độ 9,3  9,5 g/cM3, được sản xuất bằng cách nấu chảy chì kim loại trong môi trường oxy hóa. Ở nhiệt độ cao PbO và các hợp chất của nó như 2PbO.SiO2, PbO.SiO2 rất dễ bị khử thành kim loại. Vì thế, khi sử dụng PbO phải nung trong môi trường oxy hóa. + PbO có dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng có những đốm đen do lẫn 1  2% chì kim loại và được xem như là một tạp chất. + PbO có tính ăn mòn mạnh do đó nấu frit chứa chì hay thủy tinh chứa chì cần vật liệu chịu lửa trong lò loại có chịu lửa cao. PbO dễ tạo thủy tinh có chiết suất cao, dễ chảy láng đều trong phạm vi rộng. Khi sản xuất cũng như sử dụng cần hết sức chú ý vì Pb và PbO rất độc, nó dễ nhiễm độc vào cơ thể và ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.

- Minium Pb3O4:

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

17

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục + Minium hay còn gọi là chì đỏ, gồm những hạt tinh thể màu đỏ sáng. Theo lý thuyết, hàm lượng PbO chiếm 97,66%. Trong công thức thì có tồn tại chì monooxyt, viết tắt của công thức 2PbO.PbO 2. + Minium không tan trong nước, khi nhiệt độ trên 500oC nó bắt đầu phân hủy cho ra oxy, vì thế nó đóng vai trò như là chất oxy hóa. Minium cũng rất độc do đó các men chì được sản xuất từ chì silicat, nghĩa là minium được frit hóa trước. d. Oxyt kiềm (R2O) * Nguyên liệu cung cấp oxyt natri ( Na2O) Nguyên liệu có thể là sunfat natri, cacbonat natri, natri nitrat, natri clorua.

Sunfat natri (Na2SO4): nóng chảy ở nhiệt độ 884oC, phân hủy thành Na2O ở nhiệt độ 1200  1220oC được dùng trong công nghệ thủy tinh và men là chủ yếu.

Cacbonat natri ( sôđa Na2CO3 ): có nhiệt độ nóng chảy là 852oC, phân hủy thành Na2O ở nhiệt độ 1750oC. Na2CO3 → Na2O + CO2 Sôđa tinh thể khan hoặc ngậm nước Na2CO3.10H2O. Trong công nghiệp người ta không dùng loại ngậm nước do phải tiêu tốn một nhiệt hóa hơi lớn. Loại sôđa khan rất dễ hút ẩm do đó phải bảo quản nơi khô ráo.

Natri nitrat ( NaNO3): là chất oxy hóa mạnh được sử dụng nhiều trong men khử.

Sự phân hủy bắt đầu ở 380oC và kết thúc ở 800oC. Thường dùng trong men frit.

Natri clorua ( NaCl ): muối NaCl là tinh thể không màu, tan mạnh trong nước, được sử dụng trong men muối. Sử dụng một lượng nhỏ không quá 0,3% trong men. * Nguyên liệu cung cấp oxyt kali ( K2O) Nguyên liệu cung cấp K2O là kali cacbonat và kali nitrat Kali cacbonat ( K2CO3 potas): K2CO3 có nhiệt độ nóng chảy ở 897oC. Trong công nghiệp gốm sứ chủ yếu dùng dạng khan, nó cũng có tính hút ẩm mạnh. Do đó, cần bảo quản nơi khô ráo, trước khi sử dụng cần kiểm tra hàm lượng nước.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

18

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Thủy tinh, men sứ dùng potas làm nguyên liệu có độ nhớt cao hơn dùng sôđa nên trong công nghệ thủy tinh thường dùng chung hai loại nguyên liệu này.

Kali nitrat ( selit kali KNO3): KNO3 là chất không màu, tan mạnh trong nước, có nhiệt độ nóng chảy ở 336oC, ở nhiệt độ 500oC phân hủy thành KNO2 và O2, ở nhiệt độ 900oC phân hủy thành K2O. KNO3 → KNO2 + O2 4KNO3 → 2K2O + O2

+ 4NO2

* Nguyên liệu cung cấp oxyt liti ( Li2O ) Nguyên liệu cung cấp Li2O là Li2CO3 và LiF. Liti cacbonat Li2CO3: có màu trắng, tan kém trong nước. Tại nhiệt độ 1000oC, Li2O bắt đầu tạo thành. Thêm 1% Li2CO3 vào phối liệu sẽ làm tăng độ bóng của men, giảm được quá trình bay hơi.

Liti florua LiF: bột màu trắng, không tan trong nước, bay hơi ở nhiệt độ 1000oC. e. Oxyt zircon (ZrO2) Nguyên liệu cung cấp là oxyt zircon hoặc zircon silicat.

Zircon dioxyt ZrO2: là chất nặng, có màu trắng đến vàng, không tan trong nước. Trong thương mại hàm lượng ZrO2 từ 75  79%.

Zircon silicat (ZrSiO4) tồn tại trong tự nhiên ở dạng khoáng zircon.

ZrO2.SiO2, trong đó 67,1%ZrO2 và 3,9%SiO2, hợp chất không tan trong nước, có hệ số giãn nở thấp  = 35.10-7K-1.Vì vậy trong quá trình sản xuất frit người ta thường dùng ZrSiO4. f. Nguyên liệu cung cấp oxyt bari (BaO) Nguyên liệu cung cấp: bari cacbonat, bari sunfat, bari clorua, bari nitrat.

- Bari cacbonat (BaCO3): là tinh thể không màu, tồn tại nhiều trong tự nhiên ở dạng khoáng viterit. Tại nhiệt độ 811oC xảy ra hiện tượng đảo pha và kết thúc quá trình trên trước 982oC, tạo ra CO2 ở nhiệt độ 1450oC.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

19

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục - Bari sunfat (BaSO4): tồn tại trong tự nhiên ở dạng khoáng barit và ít khi được sử dụng làm nguyên liệu cho men.

- Bari clorua (BaCl2.2H2O): là tinh thể không màu, không tan trong nước và được sử dụng làm nguyên liệu phụ cho men.

- Bari nitrat (Ba(NO3)2): là hợp chất màu trắng tan ít trong nước, được sử dụng như là một nguyên liệu phụ cho men frit. g. Nguyên liệu cung cấp oxyt kẽm (ZnO) Nguyên liệu cung cấp: ZnO được cung cấp ở dạng oxyt công nghiệp. Trong tự nhiên, có thể tồn tại ở dạng kẽm orthosilicat 2ZnO.SiO 2 hoặc hợp chất ZnO.B2O3 chứa 53,89% ZnO có nhiệt độ nóng chảy 1000oC, hoặc 3ZnO.P2O5 chứa 63,23% ZnO nóng chảy ở nhiệt độ 900oC. 1.3.2. Nguyên liệu để sản xuất men frit 1.3.2.1. Frit Là thành phần chính trong bài men frit, chiếm từ 65-83% 1.3.2.2. Cao lanh [3,8].

Cao lanh có thành phần khoáng chính là caolinit nên cao lanh kém dẻo hơn đất sét. Thực tế, cao lanh vẫn dẻo và được xếp vào nhóm nguyên liệu dẻo do trong nguyên liệu luôn lẫn các khoáng có tính dẻo cao như khoáng hallosit, montmorilonit hoặc sự có mặt của những hạt kích thước rất mịn. Do cao lanh có tính dẻo nên người ta đưa cao lanh vào men frit để chống lắng và tăng độ dẻo của men.

Ngoài ra, tính dẻo của đất sét còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: thành phần hạt, mức độ phân tán, loại khoáng dẻo và hàm lượng của nó, độ ẩm của đất sét.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

20

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Sự biến đổi của đất sét và cao lanh khi nung theo sơ đồ sau: Al2O3.2SiO2.2H2O

( caolinit)

500600oC Al2O3.2SiO2

( metacaolinit)

9001000oC Al2O3.SiO2

( spinel)

> 1000oC 3Al2O3.2SiO2 + SiO2 ( mulit )

( cristobalit)

1.3.2.3. Đất sét [8]. Đất sét là tên gọi chung cho nguyên liệu đất chứa các nhóm khoáng alumosilicat có cấu trúc lớp, còn gọi là các khoáng sét. Do hạt mịn có độ phân tán cao nên khi trộn với nước có tính dẻo lớn và khi nung tạo sản phẩm kết khối rắn chắc. Trong đất sét có 3 loại khoáng chính: Khoáng caolinit: Al2O3.SiO2.2H2O Khoáng montmorilonit: Al2O3.4SiO2.H2O + nH2O Khoáng mica ( illit ): Al2xMgxK1-x-y(Si1,5yAl0,5+yO5)2(OH)2 Ngoài ra còn có khoáng hallosit Al2O3.SiO2.4H2O, khoáng pirophilit Al2O3.4SiO2.H2O Đất sét là nguyên liệu cung cấp đồng thời Al2O3 và SiO2, ngoài ra trong thành phần của nó luôn có lẫn cát, đá vôi, tràng thạch và các tạp chất khác. Nhờ có tính dẻo và độ phân tán cao nên đất sét có vai trò đặc biệt quan trọng trong men frit, nó tăng tính dẻo của men và chống lại sự sa lắng của frit do frit không có tính dẻo Đất sét có tính dẻo là do trong thành phần của nó có chứa các khoáng có tính dẻo cao như khoáng montmorilonit và hallosit. Montmorilonit có cấu trúc ba lớp và hallosit có cấu trúc hai lớp nên khi có nước các phân tử nước đi sâu vào và phân bố giữa các lớp cấu trúc làm cho mạng lưới của nó trương nở rất lớn,

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

21

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục làm giảm lực liên kết giữa các lớp mà cấu trúc cơ bản vẫn không bị phá vỡ. Nhờ vậy, đất sét có tính dẻo cao. Lợi dụng tính dẻo này, người ta đưa vào men frit để tăng tính dẻo của men, chống sa lắng do frit không có tính dẻo.

1.3.2.4. Chất điện giải [11].

CMC: cacboxyl metyl celulos STPP: sodium tripoly photphat Khi sản xuất men, người ta đưa CMC vì: - Nó là tác nhân gắn kết cho men giúp men có độ dán khi phun, chậm khô, cải thiện độ dàn đều trên bề mặt men và giảm bụi men.

- Tăng độ nhớt của men và chống sa lắng.

Khi sản xuất men, người ta đưa STPP vì: - Nó làm tăng hiệu quả của quá trình nghiền.

- Giảm độ nhớt của men.

- Tăng tính linh động của men, để giảm độ ẩm của men.

1.4. Vai trò của các oxyt trong men [3,7,11].

Frit được tạo thành từ việc nấu chảy một hỗn hợp phối liệu bao gồm nhiều thành phần khác nhau ở nhiệt độ cao. Trong đó bao gồm: - Tác nhân tạo thủy tinh: SiO2, B2O3.

- Chất chảy: Na2O,K2O, Li2O, PbO, B2O3.

- Chất ổn định: CaO, BaO, MgO, PbO, Al2O3, ZnO. - Ngoài ra đối với men đục còn có - Chất tạo đục: ZrO2, CaO. - Tác nhân làm cứng: Al2O3, ZrSiO4 1.4.1. SiO2 SiO2 được đưa vào từ cát quartz, cao lanh, đất sét, tràng thạch Silicat là thành phần chính trong hợp chất thủy tinh do khả năng tạo thành pha thủy tinh dưới tác dụng của chất chảy trong một khoảng nhiệt độ rất rộng.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

22

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Quarzit có tác dụng giảm hệ số giãn nở của men, chống lại hiện tượng nứt men, đặc biệt khi quarzit được nghiền mịn.

Lớp men phủ có hàm lượng SiO2 càng cao thì độ cứng và độ bền hóa càng cao.

Hàm lượng SiO2 có trong men có ảnh hưởng rõ rệt đối với nhiệt độ chảy của men. Hàm lượng SiO2 càng cao men càng khó chảy, nhiệt độ nung của men cang cao (SiO2 nóng chảy ở nhiệt độ = 1670oC).

Vì vậy SiO2 quá nhiều sẽ tạo kết tinh, SiO 2 và các thành phần khác sẽ tạo thành các silicat không tan. Đặc biệt nguyên liệu chứa SiO2 có TiO2 và Fe2O3 rất nhỏ. Nếu nhiều thì men sẽ có màu ố, ngả vàng mà không trắng ảnh hưởng đến việc trang trí màu, in lụa.

1.4.2. B2O3 B2O3 được đưa vào men dưới dạng axit boric H 3BO3, muối borat Na2O.2B2O3.10H2O, và khoáng colemanic 2CaO.2B2O3.5H2O. Đứng sau silicat B2O3 là thành phần có khả năng tạo pha thủy tinh rất lớn.

B2O3 là thành phần quan trọng trong men. B 2O3 có thể thay thế một phần SiO2 trong men và có thể trộn lẫn với bất kỳ tỉ lệ nào.

B2O3 có nhiệt độ nóng chảy thấp = 741 oC, có tác dụng hạ nhiệt độ nóng chảy của men. Vì vậy B 2O3 rất cần thiết trong những men không chứa chì, nó sẽ tạo điểm nóng chảy thấp và có tác dụng như một tác nhân chảy trong men silic, B2O3 giúp chảy các oxit màu, tăng độ sáng, làm giảm độ nhớt và hạ thấp hệ số giãn nở nhiệt của men.

B2O3 có hệ số giản nở nhỏ do đó có khả năng chống nứt men nhưng hàm lượng trên 12% thì lại làm cho men nứt.

B2O3 tạo lớp trung gian tốt như CaO nên ta có thể kết hợp cả hai. Trong men vừa có chứa B2O3 vừa chứa CaO có những ưu điểm như có độ bền chống nứt cao đồng thời có khả năng chảy láng tốt và có khoảng chảy rộng (100 oK) nên có tác dụng làm cho bề mặt men nhẵn và đều. Ngoài ra canxi borat còn có tác dụng chống lắng cho men sống.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

23

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Tuy nhiên hàm lượng B2O3 không nên cho vào quá nhiều, nhất là khi trong men có chứa ZnO hoặc CaO sẽ làm cho men đục và tạo thành màng mỏng đục gọi là màng bor. Khi có màng bor chỉ cần cho thêm vào men vài phần trăm SnO 2 thì men sẽ trở nên một màu trắng đồng nhất. Nếu muốn cho men mất màng bor và trở nên trong suốt thì thường phải tăng thêm hàm lượng Al 2O3 trong men hoặc nếu khi men chỉ có CaO thì có tác dụng mất màng bor.

B2O3 thường dùng chung với K2O và Na2O trong men alkali.

1.4.3. PbO Các nguyên liệu cung cấp PbO có thẻ là oxit PbO, minium Pb 3O4 (chì đỏ), bazơ chì cacbonat PbCO 3, PbO2 (chì trắng), chì sunfit PbS. Trong công nghiệp thường dùng hai loại chính là oxyt chì và minium.

PbO là nguyên liệu hay dùng để tạo men bazơ, nhiệt độ nóng chảy của PbO = 880oC. Các hợp chất silicat chì cũng là chất dễ chảy. Thủy tinh do chì tạo ra có khả năng hòa tan mạnh các oxyt tạo màu và một phần xương sản phẩm. Do đó men chì bám chắc được vào xương sản phẩm đồng thời tạo ra bề mặt láng bóng.

PbO làm tăng tính đàn hồi của men, làm cho men mềm. Do men mềm và có khả năng chảy lỏng tốt nên thường được dùng để làm men chảy.

Ngoài ra oxyt chì còn đem lại cho men những đặc tính: - Khả năng chảy cao (dễ chảy).

- Tăng chỉ số khúc xạ làm cho men bóng.

- Tăng tỉ trọng và độ bóng.

- Độ nhớt của men thấp.

- Độ bền axit thấp nếu hàm lượng PbO vượt quá một tỉ lệ nhất định.

- Độ độc cao.

Nhược điểm của men chứa chì là phần lớn là các hợp chất chứa chì đều rất độc vì chì rất dễ tan trong môi trường axit loãng và kiềm. Vì vậy người ta phải frit hóa để tạo thành các hợp chất silicat chì không tan trong nước. Tuy nhiên nó vẫn còn nhược điểm nữa là tạo ra màu vàng không mong muốn do dư PbO tự do

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

24

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục (PbO.SiO2 có màu vàng, PbO.2,2SiO2 thì men trong suốt không màu). Ngoài ra PbO liên kết với kiềm thì cũng làm men mất màu vàng. Vì vậy người ta thường thay một phần PbO bằng oxyt kiềm hoặc kẽm. Tuy nhiên nếu là Zn thì PbO dễ bị khử về Pb gây hạt đen cho xương và men. Vì vậy người ta thường chuyển PbO thành chì silicat và thường phải nung trong môi trường oxy hóa.

1.4.4. Kiềm _ K2O, Na2O, Li2O Kiềm được đưa vào dưới dạng các muối nitơrat, muối clorua, muối cacbonat, tràng thạch và nephelin.

Kiềm được sử dụng nhiều trong men dễ chảy sau PbO. Kiềm có khả năng chảy tốt nên có thể thay cho PbO. Hơn nữa kiềm vừa không độc, không màu , rẻ tiền.

Kiềm là chất trợ dung mạnh (chất chảy), nó sẽ làm giảm nhiệt độ nung của sản phẩm. Vì là những chất làm biến đổi mạng lưới của men dẫn đến hạ thấp điểm nóng chảy của nó. Tuy nhiên LiO 2 là chất giúp chảy mạnh mặc dù điểm nóng chảy của nó rất cao (trên 1700 oC). LiO2 có thể được sử dụng với phần trăm rất thấp so với Na2O và K2O để có được cùng một kết quả.

Kiềm có tác dụng làm mất màu vàng trong men chì, có khả năng hòa tan mạnh các oxyt màu. Độ nhớt bé nên men dễ chảy làm cho bề mặt men bóng loáng.

Kiềm làm tăng hệ số giãn nở nhiệt của men (Li 2O làm tăng ít hơn K2O và Na2O). Vì vậy dễ tạo ra các vết nứt trên bề mặt sản phẩm.

Kiềm có nhược điểm là làm cho men có khoảng chảy hẹp (độ nhớt giảm nhanh khi tăng nhiệt độ) nên việc nung men rất khó. Để khắc phục thì phải đưa vào Al2O3, ZnO, BaO, oxyt màu Cr 2O3, SnO2 để tăng độ nhớt, người ta thường đưa kiềm vào dưới dạng tràng thạch (tốt hơn là tràng thạch kali). Đặc biệt Li2O làm tăng độ bền axit của men hơn K 2O, Na2O. Do đó màu Li2O bền với thời tiết hơn các kim loại kiềm khác. Và Li 2O có tác dụng làm tăng rõ rệt độ trắng và bóng của men hơn, song do giá thành cao nên ít sử dụng.

K2O, Na2O thường được dùng thêm với B2O3 trong men alkali

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

25

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Ngoài ra kiềm còn có xu hướng kết tinh và dể hòa tan trong nước nên cần phải frit hóa.

1.4.5. CaO CaO được đưa vào dưới dạng CaCO3 tinh khiết, đôlômit, đá vôi, đá phấn, volastonit, anotit.

CaO là nhân tố ổn định.

CaO làm tăng độ cứng đồng thời làm giảm hệ số giãn nở nhiệt của men.

CaO là chất trợ dung nhiệt độ cao. CaCO 3 nóng chảy ở nhiệt độ cao >1400oC. Khi CaO được trộn với các silicat khác nó dễ dàng tạo ra pha thủy tinh. Với một phần trăm đáng kể của CaO sẽ dẫn đến việc men bị kết tinh tạo thành men matt CaO. Nếu đưa vào 510%, CaO giúp tăng độ ổn định của sản phẩm, cải thiện cường độ chịu uốn và tăng khả năng bám dính của men vào xương làm tăng chiều dày của lớp trung gian dẫn đến giảm nứt men và bong men.

Nếu trong men co chứa nhiều B 2O3 thì CaO sẽ kết hợp với B 2O3 để tạo kết tinh trắng thành đốm trắng. Để khắc phục tình trạng trên có thể tăng hàm lượng Al2O3 hoặc thêm SrCO3, ngoài ra cũng co thể dùng BaCO3 để hạn chế những đốm trắng.

Vì dễ kết tinh nên CaO được sử dụng để tạo men mờ (kết tinh trên bể mặt) hay men đục (kết tinh trong lòng).

Trong hợp chất được nung ở nhiệt độ cao CaO làm tăng độ nhớt của men.

1.4.6. BaO Thường được đưa vào dưới dạng BaCO3.

BaO làm tăng tỷ trọng men và tăng khả năng khúc xạ nên làm tăng độ bóng của men.

BaO là tác nhân gây chảy tuyệt vời, nó có thể thay thế cho PbO nhưng không độc. Nếu BaO ít thì có tác dụng làm tăng độ chảy láng cho men, nếu BaO

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

26

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục nhiều thì tạo đục cho men. Với BaO >3% đương lượng mol nó sẽ làm cứng men và tạo kết tinh.

Men bari nóng chảy nhanh hơn và độ nhớt thấp hơn men canxi.

BaO có tác dụng làm tăng độ bền cơ song làm giảm độ bên hóa khi đưa vào phối liệu men. Trong men kiềm không nên dùng BaO để làm chất tạo bọt gây ra hiện tượng khuyết tật lỗ chân kim và có độ đục không đều.

1.4.7. MgO MgO đưa vào dưới dạng đôlômit, MgCO3, talc 3MgO.4SiO2.H2O, stêatic.

Tác dụng của MgO trong thành phần men tương tự như CaO, chỉ khác là nó tăng độ nhớt nhiều hơn.

MgO đưa vào với hàm lượng nhỏ sẽ làm tăng độ bóng của men, nhưng với hàm lượng cao thì sẽ làm tăng nhiệt độ nung của sản phẩm (nhiệt độ chảy của men cao) và có tác dụng tạo đục.

MgO có hệ số giãn nở nhỏ nên có tác dụng làm giảm hệ số giãn nở nhiệt cho men, có tác dụng chống nứt men và làm tăng độ bóng cho men.

MgO làm tăng sức căng bề mặt men nên thường được dùng làm men co.

Với loại nguyên liệu chứa nhiều Fe2O3 thì không nên dùng nhiều MgO vì dễ làm cho men có màu không mong muốn.

1.4.8. ZnO ZnO được cung cấp ở dạng oxyt công nghiệp (ZnO), ở trong thiên nhiên có thể tồn tại ở dạng kẽm ortho silicat 2ZnO.SiO 2, hoặc ZnO.B2O3.

Trong các men axit và trong men có Al 2O3 cao, ZnO đóng vai trò chất chảy.

Tùy thuộc phần trăm ZnO sẽ có nhiều hiệu quả khác nhau.

- Nếu ở % thấp: nó sẽ làm tăng độ sáng, độ chảy láng của men ngoại trừ màu xanh lá cây và xanh da trời. Cùng với Al 2O3, ZnO cải thiện độ đục và tăng độ trắng (với men có %CaO thấp và không có B 2O3), ngoài ra ZnO còn làm giảm hệ số giãn nở nhiệt.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

27

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục - Nếu với % cao: nó sẽ tạo kết tinh từ khối thuỷ tinh làm bề mặt chuyển thành matt, đặc biệt đối với men có đặc tính bazơ.

- Ở % cao hơn: nó tạo tinh thể. Những tinh thể ZnO silicat tách ra. Men giàu ZnO rất chịu bền axit.

1.4.9. Al2O3 Al2O3 được đưa vào dưới dạng Al2O3 đã nung hoặc Al(OH)3, tràng thạch, cao lanh, đất sét, corundon.

Al2O3 làm tăng nhiệt độ chảy của men, hạn chế việc kết tinh nhưng lại kéo dài khoảng chảy men.

Al2O3 có vai trò trong việc tạo màu, nó làm cho các oxyt màu trở nên chịu nhiệt, hàm lượng của Al2O3 trong men cũng ảnh hưởng đến màu sắc. Như Al 2O3/ SiO2 = 1/10 là men trong suốt, nhưng Al2O3/ SiO2 = 1/2 thì tạo men đục bazơ Khi Al2O3 đưa vào thành phần men chiếm từ 4  8% sẽ tạo cho sản phẩm những đặc tính sau: - Tăng độ nhớt, giảm (loại trừ) xu hướng kết tinh.

- Tăng độ bền hóa, tăng độ bền uốn, hạ thấp hệ số giãn nở nhiệt.

- Tăng khả năng chịu axit, cải thiện độ đục.

Phần trăm của Al2O3 trong men tăng thì nhiệt độ nung càng tăng và ngược lại. Trong men matt có % Al 2O3 cao hơn và trong men bóng có % Al 2O3 thấp hơn trong men đục.

Al2O3 là một oxyt lưỡng tính, Al2O3 có thể kết hợp cả với SiO 2 và với các oxyt bazơ khác. Vì vậy nó là tác nhân ổn định hiệu quả.

1.4.10. TiO2 TiO2 thường đưa vào men dới dạng TiO2 tinh khiết hoặc quặng rutin.

TiO2 là chất gây đục tố. Tuy nhiên TiO2 rất dễ hòa tan trong men bor do đó quá trình tạo đục bị hạn chế, thường được khống chế bằng cách làm nguội.

Người ta thường dùng TiO2 kết hợp với ZnO để tăng khả năng tạo đục và có tác dụng tốt trong việc tạo mau kết tinh cho men kết tinh.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

28

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Oxyt titan trong men làm tăng độ bền hóa và bền nứt rạn. Độ bền nứt rạn thể hiện ngay với %TiO2 rất nhỏ và không đổi khi tăng % lên.

TiO2 làm men có màu: với 2% làm tổng màu sản phẩm bắt đầu chuyển màu, 7% thì màu sản phẩm chuyển thành màu vàng (tùy thuộc vào hàm lượng Fe2O3 bị nhiễm), đồng thời bề mặt chuyển sang dạng men matt.

1.4.11. SnO2 SnO2 được đưa vào dưới dạng oxyt công nghiệp SnO2.

Là chất tạo đục tốt nhất ngay cả ở phần trăm thấp (6  8%).

SnO2 khó hòa tan trong men và phân tán đều tạo ra sự khúc xạ dưới tác dụng của ánh sáng làm cho men có màu trắng đục ở bất cứ nhiệt độ nào SnO2 vẫn gây đục ngay cả khi có mặt các oxyt gây đục khác như TiO2, ZrO2...

Người ta có thể tạo men đục bằng cách đưa vào men trong 5% SnO 2 và 5% TiO2.

Khả năng tạo đục của SnO2 phụ thuộc vào độ mịn của SnO2.

SnO2 không hòa tan trong nước và không độc hại ở bất kỳ nhiệt độ nào. Vì vậy nó đựơc sử dụng tốt trong men sống.

SnO2 có tác dụng làm tăng độ đàn hồi của men do đó khả năng chống nứt men sẽ tăng lên. Độ bền va đập và bền hóa men cũng tăng.

SnO2 còn là chất tải màu quan trọng ngay cả đối với men đục và chất màu.

Tuy nhiên SnO2 ít được sử dụng do giá thành cao.

1.4.12. ZrO2 ZrO2 được sử dụng dưới dạng ZrO2 hoặc silicat zircôn ZrSiO4.

ZrO2 thường được đưa vào dưới dạng frit do nó khó phân tán hơn SnO 2.

ZrO2 là chất tạo đục tốt (không bằng SnO2), nhưng giá thành rẻ hơn nên được sử dụng rất phổ biến.

Phần trăm ZrO2 càng cao thì nhiệt độ nung càng cao. Thực tế chỉ một phần nhỏ ZrO2 là nóng chảy, phần lớn nằm ở dạng ban đầu.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

29

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Khi thêm một ít SnO 2 vào men chứa ZrO 2 sẽ làm tăng độ bền chống lại nứt men.

ZrO2 dưới dạng ZrSiO4 sẽ làm men bóng hơn dạng ZrO 2 do tác dụng của SiO2 gây ra.

1.5. Các tính chất của men Bản chất của men là một lớp thủy tinh nên men cũng có những tính chất tương tự như thủy tinh. Tuy nhiên do nhiệt độ nóng chảy của men thấp và men chỉ phủ một lớp mỏng trên bề mặt xương gốm nên sự thể hiện các tính chất của men có những đặc trưng riêng.

Trong quá trình men nóng chảy chúng ta chỉ xét đến các tính chất: - Độ nhớt - Sức căng bề mặt.

Khi men đã hình thành (quá trình sử dụng) thì xét đến tính chất: - Độ cứng.

- Tính chất điện.

- Độ bền hóa.

Và trong cả hai quá trình trên chúng ta đều phải quan tâm đến độ giãn nở nhiệt của men.

1.5.1. Sự tạo thành lớp men. Sự tạo thành lớp trung gian giữa xương và men. Độ nhớt của men [3,7].

1.5.1.1. Sự tạo thành lớp men Chiều dày của lớp men tạo thành phụ thuộc vào: - Độ dày lớp xương, tức phụ thuộc vào độ xốp của xương gốm, đặc biệt khi lỗ xốp nhỏ vừa (d = 50  2nm) và vi xốp (d < 2nm) và ít hơn số lỗ xốp lớn (d > 50nm). Vì nó ảnh hưởng đến độ hút nước sẽ ảnh hưởng đến chiều dày của men.

- Tính chất huyền phù của men.

- Độ dày của lớp men tráng.

- Thời gian nung men.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

30

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Khi nung trong men xảy ra các quá trình phân hủy các chất đầu, chẳng hạn CaCO3 và các phản ứng khác và chúng nóng chảy.

MnO2

MnO + ½ O2

Sb2O5

Sb2O3 + O2

3Fe2O3

2Fe3O4 + ½ O2

2Fe3O4

6FeO + O2

1.5.1.2. Độ nhớt của men Tại nhiệt độ tối ưu men có độ nhớt  = 2,102  2,103 Pas. Độ nhẵn của men phụ thuộc vào độ nhớt đúng của nó khi nung.

- Nếu độ nhớt thấp: men sẽ có nhiều bọt khí (do sự phân hủy, phản ứng của xương và men hay khí của môi trường trong lò bị giữ lại khi men bị đóng rắn trong quá trình nung) ngoi lên trên lớp bề mặt và bề mặt của men cần thời gian để ổn định sau khi khí thoát ra.

- Khi độ nhớt của men cao và sức căng bề mặt lớn thì khí thoát ra tạo lên trên bề mặt những kênh hình ống hay phễu (tạo khuyết tật lỗ chân kim).

- Khi độ nhớt của men đúng thì các bọt khí tập trung ở biên giới xương và men và không làm ảnh hưởng đến bề mặt men.

Cũng như thủy tinh, men không có nhiệt độ nóng chảy xác định mà có sự thay đổi dần từ trạng thái dẻo quánh sang trạng thái chảy lỏng. Do đó độ nhớt cũng sẽ thay đổi dần theo nhiệt độ, nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm và ngược lại. Độ nhớt của men phụ thuộc phức tạp vào thành phần hóa của men.

Qua thực nghiệm người ta có thể kết luận các oxyt sau đây làm tăng độ nhớt của men: SiO2, Al2O3, ZrO2, Cr2O3, SnO2, MgO, CaO (riêng MgO, CaO độ nhớt tăng khi đưa vào với hàm lượng lớn. B 2O3 hàm lượng dưới 12% cũng có tác dụng tăng độ nhớt, nếu trên 20% sẽ có tác dụng làm giảm độ nhớt).

Các cation kim loại kiềm làm giảm mạnh độ nhớt của men theo chiều sau: Li+ > Na+ > K+.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

31

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Trong công nghiệp sản xuất men điều quan trọng nhất là tìm ra được men có khoảng chảy mềm rộng, có nghĩa là tìm ra được các thành phần phối liệu sao cho độ nhớt ít thay đổi hay thay đổi chậm khi thay đổi nhiệt độ. Để cho men có thể nóng chảy hoàn toàn và bám chắc vào xương mà không có hiện tượng chảy dồn (men có độ chảy dàn đều tốt).

1.5.1.3. Sự hình thành lớp trung gian Trong thời gian nung thường nảy sinh giữa men và xương một lớp trung gian có độ dày 10  50m. Lớp trung gian này có thành phần hóa, hàm lượng và thành phần pha tinh thể, pha khí ... khác với xương và men.

Sự xuất hiện lớp trung gian phụ thuộc vào: - Thành phần hóa.

- Thành phần hạt của xương và men.

- Nhiệt độ nung sản phẩm.

- Thời gian lưu mẫu ở nhiệt độ nung cao nhất.

- Độ xốp của xương sản phẩm.

- Độ hòa tan của các oxyt trong men.

Steger cho rằng khi nung men cần phải tạo ra giữa xương và men một lớp trung gian. Lớp này góp phần điều hòa ứng lực xuất hiện giữa xương và men, có tác dụng làm giảm bớt ứng lực trong sản phẩm, lớp trung gian càng dày thì xương và men càng phù hợp. Để tạo lớp trung gian người ta thường cho thêm axit boric vào men làm cho lớp trung gian phát triển rất tốt. Vì B 2O3 có khả năng hòa tan tốt và ăn sâu vào xương sứ. Chì và kiềm cũng là những chất có khả năng tan mạnh tuy nhiên do kiềm có hệ số giãn nở lớn nên ít được chú ý.

Trong các nguyên liệu để hình thành lớp trung gian thì CaCO 3 là phụ gia tốt nhất. Nó có tác dụng chống nứt men tốt nhất và còn có tác dụng làm cho vết nứt sít đặc trở lại bởi vì: - Nó làm tăng hệ số giãn nở cho xương.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

32

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục - Làm tăng quá trình tạo lớp trung gian.

- Cản trở sự trương nở của xương.

Do vậy trong hầu hết các loại men đều có CaO đưa vào. Trong quá trình nung, Cao trong men tan ra, thì trong xương cũng vậy, kéo theo sự tan ra của các phần tử khác, qua đó lớp trung gian được hình thành và phát triển từ hai phía.

Tương tự như canxi, SiO2 và các hạt phối liệu khác của men cũng tan ra hoặc giảm bớt tạo nên liên kết bền vững với men. Càng nung ở nhiệt độ cao và thời gian lưu mẫu ở nhiệt độ cao càng lâu thì lớp trung gian được tạo thành càng dày. Volastonit CaO.SiO2 và đôlômit cũng là những chất có khả năng tạo lớp trung gian tốt. Nhưng CaO.SiO2 tránh được sự trao đổi CO2 nên men chảy láng bóng, còn đôlômit có tác dụng kém hơn cả.

Tóm lại việc hình thành lớp trung gian là sự xâm nhập của men nóng chảy vào các lỗ xốp của xương, sự hòa trộn từ hai phía: của men nóng chảy và pha lỏng của xương, sự khuyếch tán các cấu tử của men vào trong xương và ngược lại là sự hòa tan các tinh thể của xương trong men nóng chảy dẫn đến sự hình thành lớp trung gian.

Thành phần lớp trung gian đáp ứng giữa xương/men = (60  65)/(40  35).

Lớp trung gian góp phần làm cân bằng ứng suất nhiệt giữa xương và men.

1.5.2. Sức căng bề mặt của men [3,7].

Sức căng bề mặt (năng lượng bề mặt) tác dụng lên ranh giới của pha lỏng theo chiều hướng thu nhỏ mặt pha lỏng . Đối với các pha silicat nóng chảy sức căng bề mặt nằm trong khoảng 300dyn/cm.

Sức căng bề mặt thường được định nghĩa là năng lượng cần thiết để tạo nên một đơn vị diện tích bề mặt. Sức căng bề mặt lớn làm men khó chảy láng đều trên bề mặt. Sức căng bề mặt quá nhỏ không đủ tạo bề mặt láng bóng cần thiết.

Sức căng bề mặt của một pha lỏng silicat nóng chảy phụ thuộc vào nhiệt độ nung hay thành phần hóa của nó. Tính sức căng bề mặt theo phương pháp cộng tùy theo thành phần hóa của men.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

33

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Sức căng bề mặt luôn có khuynh hướng thu nhỏ ranh giới tiếp xúc của pha lỏng. Tại ranh giới giữa pha lỏng, rắn, khí sẽ hình thành sức căng bề mặt, điều này rất quan trọng trong quá trình thấm ướt. Một chất lỏng có sức căng bề mặt lớn luôn có khuynh hướng tự co lại thành hình cầu. Điều này có ý nghĩa lớn nếu người ta tráng hai men cách nhau hoặc chồng lên nhau thì phải tính sức căng bề mặt sao cho hai men đó phù hợp nhau.

Nếu tráng hai men cách nhau và muốn có ranh giới tiếp xúc sắc nét thì cả hai men đó phải có sức căng bề mặt bằng nhau. Nếu không, men có sức căng bề mặt lớn hơn sẽ co lại, còn men có sức căng nhỏ hơn sẽ bị men có sức căng lớn hơn kéo giãn ra, sẽ làm nhòe men.

Trường hợp cần trang trí men co người ta có thể dựa vào sức căng bề mặt để điều chỉnh men thích hợp.

Sức căng bề mặt của men lớn, khả năng thấm ướt của men với xương kém, thường xảy ra khuyết tật như phồng rộp, nứt men, bọt sủi tăm cuốn men. Để có thể xác định sức căng bề mặt có thể tinh theo Dietzel hoặc có thể xác định giống như xác định thủy tinh bằng các phương pháp sau: Trọng lượng giọt Bppen, cân trọng lượng một giọt và xác định.

So sánh bề mặt thấm ướt của một giọt men với mẫu đã biết (phần lớn ép lại từng viên) trên một bề mặt phẳng sau khi nóng chảy.

Xác định góc thấm ướt bằng cách đo góc ranh giới trong quá trình nóng chảy bằng kính hiển vi nhiệt độ cao.

Dựa vào thực nghiệm người ta xác định: - Sức căng bề mặt của men tăng theo dãy sau: B2O3 < ZnO < CaO < NiO < V2O5 < Al2O3 < MgO < SnO2 < Cr2O3.

- Sức căng bề mặt của men giảm theo dãy sau: SrO2 > BaO > SiO2 > TiO2 > Na2O > PbO > K2O > Li2O. Men giàu CaO, BaO và có tỷ lệ Al2O3 và MgO cao cho ta sức căng bề mặt lớn.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

34

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Người ta có thể điều chỉnh sức căng bề mặt mà không cần thay đổi thành phần hóa bằng cách thay đổi nhiệt độ nung.

1.5.3. Sự giãn nở nhiệt của men [3,7].

Sự giãn nở nhiệt của men được biểu thị bằng sự giãn nở của vật khi nâng lên một độ gọi là hệ số giãn nở nhiệt.

Khi làm lạnh ở nhiệt độ chuyển hóa men có độ nhớt 10 13 Pas. Ở nhiệt độ phòng men có độ nhớt 1020 Pas. Cũng như một lớp thủy tinh dưới nhiệt độ chuyển hóa men có tính giòn và đóng rắn nên tính chất quyết định ảnh hưởng đến xương và men lúc này là hệ số giãn nở nhiệt.

Sự chênh lệch hệ số giãn nở nhiệt của men và mộc trong phạm vi hẹp sẽ không gây khuyết tật vì men có khả năng đàn hồi trong một phạm vi nhất định trước những ứng lực sinh ra, nên giữ được cho men không bị nứt, bị bong. Tuy nhiên nếu ứng lực sinh ra lớn hơn độ bền thì sẽ có hiện tượng nứt men và bong men.

Nếu hệ số giãn nở nhiệt  lớn thì khi nung sẽ giãn nở nhiều và khi làm lạnh sẽ co nhiều . Ngược lại  nhỏ thì khi nung giãn nở ít và co ít khi làm lạnh.

Nhưng quá trình làm lạnh là quá trình mà ta phải quan tâm nhiều nhất. Vì vật liệu lúc này đang ở trạng thái giòn, nếu xảy ra bất cứ sự cố gì cũng có thể gây nứt vỡ sản phẩm. Và sự khác nhau của  xương (x) và  men (m) thể hiện ra rõ ràng nhất là khi làm nguội sản phẩm, tức là khi cả xương và men cùng co lại.

Có 3 trường hợp xảy ra: - x = m : đây là trường hợp quá lý tưởng, khó xảy ra.

- x < m : khi làm nguội lớp men sẽ bị co nhiều hơn lớp xương. Lúc đó men sẽ bị ứng suất kéo, nếu ứng suất này khi vượt qua giới hạn bền kéo của men sẽ làm cho men bị nứt.

- x > m : khi làm nguội lớp xương sẽ bị co nhiều hơn lớp men. Lúc đó men sẽ chịu ứng suất nén, nếu ứng suất này khi vượt quá giới hạn bền nén của men nó sẽ gây hiện tượng bong men.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

35

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Tuy nhiên men chịu ứng suất nén tốt hơn ứng suất kéo nên nếu không tạo ra được x = m thì tốt nhất là x > m, nhưng giới hạn cho phép là x- m  0,5.10 -6K-1 Men mỏng đi thì giảm được ứng suất của men và xương. Nhưng men mỏng quá (<150m) thì men sẽ bị sần. Như vậy men phải đạt được độ dày ít nhất là 150  250m (0,15  0,25mm). Còn nếu quá giới hạn trên thì men sẽ bị bong hoặc phồng rộp.

Hệ số giãn nở nhiệt của men được đo bằng đilatomet hoặc tính toán.

Hệ số giãn nở nhiệt của men phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thành phần hóa, thành phần khoáng, thành phần pha, nhiệt độ nung. Theo kinh nghiệm thì hệ số giãn nở nhiệt của men tăng theo dãy sau: Al2O3 < Li2O < K2O < Na2O. Và giảm theo dãy sau: CaO > ZnO > MgO > SnO2 > B2O3 > SiO2.

Hệ số giãn nở nhiệt tăng sẽ hạn chế khả năng bong men. Hệ số giãn nở nhiệt giảm sẽ hạn chế hiện tượng nứt men.

Theo Purdy và Potts thì độ sít đặc của phối liệu tăng sẽ làm giảm hệ số giãn nở nhiệt.

R_Riecke đã chứng minh rằng hệ số giãn nở nhiệt phụ thuộc nhiều vào dạng thù hình của SiO2 cho vào phối liệu.

H_Kohn chứng minh rằng nếu đưa tràng thạch vào càng nhiều thì hệ số giãn nở nhiệt của phối liệu sẽ tăng nhưng chỉ tăng đến 1180 oC, ở nhiệt độ này độ giãn nở nhiệt của phối liệu sẽ giảm. CaCO 3 có tác dụng tăng sự giãn nở nhiệt, sự giãn nở đột ngột là do sự biến đổi thù hình của SiO 2 gây ra.

1.5.4. Độ cứng của men [3,7]. Độ cứng của men là khả năng chịu tác dụng cơ học của men. Với những đặc tính tác động của lực cơ học lên vật liệu khác nhau, vật liệu sẽ thể hiện khả

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

36

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục năng chống tác động khác nhau, nên không có một phương pháp chung để đánh giá độ cứng. Có thể xác định độ cứng bằng các phương pháp sau: - Khả năng chống tác dụng của vạch xước.

- Khả năng chống ấn lún (độ cứng tế vi).

- Khả năng chống mài mòn.

Mỗi phương pháp đánh giá có ưu điểm riêng, và mỗi phương pháp xác định độ cứng có thể cho kết quả khác nhau. Trong thực tế để xác định độ cứng của men người ta dùng các phương pháp tương ứng với từng loại men. Đối với sản phẩm sứ dân dụng (chén, bát, đĩa), gạch men, hoặc vật phẩm kỹ thuật thường người ta xác định độ cứng thông qua độ bền chống lại đường vạch (vết xước) và độ bền lún của sản phẩm, còn sản phẩm là gạch lát nền, ống dẫn, các loại trang trí bên ngoài thì chủ yếu đo độ bền chống bào mòn.

1.5.4.1. Độ bền chống lại vết xước Dùng cho gốm dân dụng, gạch men, gốm kỹ thuật.

Xác định bằng kim cương hay những vật liệu có độ cứng cao, xong đối chiếu với mẫu đã xác định trước theo thanh Mooc.

Theo kinh nghiệm độ cứng của men tăng theo dãy sau: MgO < CaO < SnO < ZnO < Al2O3 < TiO2 và B2O3. Trong đó B2O3 ở hàm lượng dưới 12% tăng độ bền chống vết xước, B2O3 ở hàm lượng trên 12% ngược lại sẽ giảm độ bền chống xước.

Tấm ốp có độ bền chống xước lớn hơn rất nhiều so với tấm lát.

- Tấm ốp  3 Mobs.

- Tấm lát > 5 Mobs.

1.5.4.2. Độ bền lún Dùng cho gốm dân dụng, gạch men, gốm kỹ thuật. Độ lún được đo bằng lực ấn xuống của một hình nón bằng kim cương lên bề mặt của men và khi rút lên để lại lỗ trũng.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

37

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 1.5.4.3. Độ bền chống mài mòn Độ bền chống mài mòn được biểu thị bằng độ hao mòn trọng lượng của vật liệu sau khi mài.

Hệ số mài mòn được xác định bằng tỷ số giữa mất mát khối lượng mẫu sau khi thử nghiệm với diện tích bị bào mòn (g/cM3).

Tấm lát đặc biệt cần tính chất này. Độ bào mòn của tấm lát nền khoảng 0,1g/cM3.

Người ta có thể xác định bằng cách mài, cày theo phương pháp Scett (phương pháp dội cát lên bề mặt sản phẩm ứng với một độ cao nhất định và sau một thời gian nhất định). Độ bào mòn không chỉ biểu hiện cho độ cứng mà còn có liên quan đến tính chất đàn hồi, độ sít đặc của sản phẩm.

Theo Weyl thì PbO tuy làm giảm độ bền chống vết xước nhưng lại làm tăng độ bền chống mài mòn.

Theo kinh nghiệm độ bền chống mài mòn tăng theo dãy sau: PbO < Al 2O3 < SnO2 < SrO < MgO < CaO < B2O3 < SiO2, riêng B2O3 có độ bền chống bào mòn cao nhất ứng với hàm lượng SiO2 là 12%.

1.5.5. Tính chất điện [3,7].

Nhiệm vụ của men là phải đảm bảo tính cách điện tốt và chống lại hiện tượng bong men, nứt men khi các chi tiết sứ làm việc tiếp xúc trực tiếp với điện.

Người ta xác định được điện trở tăng theo dãy sau: CaO < BaO < B2O3 < PbO < Fe2O3 < MgO < ZnO < SrO2.

Các oxyt sau đây làm giảm điện trở của men: Al 2O3, K2O, Na2O. Chiều dày của vỏ nước đọng lại trên thủy tinh của dãy chất nóng chảy trong hơi nước bảo hòa được xác định bởi khả năng dẫn điện của nó.

Người ta có thể sắp xếp các chất tạo thủy tinh theo ảnh hưởng đối với sự cản trở việc tạo thành một vỏ nước theo thứ tự sau: CaO, BaO, B 2O3, Al2O3, Fe2O3, MgO, ZnO, PbO, SiO2 nhưng K2O và Na2O lại thuận lợi cho việc tạo vỏ nước.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

38

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Khả năng dẫn điện là do ảnh hưởng chính của kiềm đối với men, hàm lượng kiềm càng cao thì càng dẫn điện tốt. Đối với các vật liệu gốm cách điện tốt nhất là dùng ít kiềm càng hiệu quả và tốt nhất là không nên dùng kiềm. Qua việc loại bỏ kiềm thì đầu tiên là sẽ đạt được yêu cầu về tính cách điện tốt, người ta thu được kết quả tốt khi thay K2O + Na2O bằng Li2O thì tính cách điện của men vẫn đạt yêu cầu.

Men sứ cách điện nung ở 800oC, PbO cao làm giảm sự giao động của các ion kiềm.

1.5.6. Độ bền hóa của men [3,7].

Men trong quá trình sử dụng phải bền với môi trường, chẳng hạn nước, không khí (CO2), bền trong môi trường axit và kiềm loãng. Ở đây còn có vấn đề khi gốm được dùng trong thực phẩm. Men sứ trên thực tế không thải ra các chất độc hại.Vấn đề chính là men nhẹ lửa rất không bền với các axit từ trong thực phẩm. Độ bền hóa của men là khả năng của vật liệu không bị phá hủy dưới tác dụng của môi trường tiếp xúc với nó trong quá trình sử dụng như: môi trường ẩm CO2, môi trường axit, môi trường kiềm loãng v.v…Quá trình ăn mòn bề mặt xảy ra dưới hai dạng hòa tan và xâm thực, thường cả hai dạng này xảy ra đồng thời làm phá hoại bề mặt vật liệu trong quá trình sử dụng.

Tuy nhiên không có những quy tắc chung cho độ bền hóa nhưng dựa vào kinh nghiệm có thể nêu lên một số kết luận sau: + Men hoàn toàn chỉ có kiềm có độ bền hóa kém nhất và hầu như kiềm không bền trong môi trường ẩm, do đó men dùng càng ít kiềm càng tốt. + Men photphat có độ bền hóa kém, hàm lượng BPO 4 trên 25  30% có thể bị ăn mòn mạnh. + Men chì cũng như men bor it bền hóa, nếu thay PbO bằng SrO thì độ bền axit giảm. + Men có hàm lượng SiO2 càng cao thì độ bền hóa càng tăng.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

39

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục + Men có hàm lượng B 2O3 càng ít thì độ bền axit càng tăng (chỉ dùng tối đa 10%). + Men chứa Al2O3 làm tăng độ bền hóa nhưng hàm lượng phải dưới 18%.

Keppler đã chứng minh rằng nếu thay K 2O bằng Li2O thì độ bền axit tăng, độ bền hóa của men tăng theo dãy sau: TiO2 < CeO2 < SnO2 < ZrO2.

Như vậy độ bền hóa của men phụ thuộc vào thành phần hóa, thành phần khoáng và môi trường, nhiệt độ tác động lên men.

1.5.7. Sự tạo màu [7].

Men màu được tạo thành từ hai phương pháp sau: 1) Cho vào men các oxyt màu hoặc các muối của các thành phần khác trong men tạo các silicat màu hòa tan trong men.

2) Đưa vào men các chất tạo màu bền nhiệt, các chất này hầu như không tan trong các chất nóng chảy mà phân tán đều trong men tạo nên men màu.

Trường hợp 1 như thủy tinh màu, nên màu này thường tạo men trong có màu. Cường độ màu phụ thuộc vào nồng độ oxyt màu đưa vào.

Trường hợp 2 thường tạo màu đục, các hạt màu không tan trong men mà phân tán rất đều trong men người ta thường gọi là chất nhuộm màu.

Sự phát màu là do khả năng hấp thụ và phản xạ của men trong vùng nhìn thấy. Nếu men phản xạ hoàn toàn thì màu của men là màu trắng. Nếu men hấp thụ hoàn toàn các bước sóng thì màu của men là màu đen. Nếu men chỉ hấp thụ một số tia, còn lại một số tia khác phản xạ trở lại thì màu của men ứng với các bước sóng không hấp thụ của tia phản xạ trở lại.

Sự phát màu phụ thuộc nhiều vào thành phần hóa của men màu và đặc biệt số phối trí của các chất cho các màu khác nhau.

Ví dụ: Coban có số phối trí là 4 cho màu lam và số phối trí là 6 cho màu hồng, và các kim loại khác cũng có tính chất như trên. Ngoài ra hiện tượng phân cực và sự

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

40

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục trao đổi hóa trị cũng có ảnh hưởng lớn đến khả năng hấp thụ màu sắc của men. Sự hình thành các cấu trúc tinh thể khác nhau do tính phân cực khác nhau.

Ví dụ: Tinh thể Ni_Zn tạo nên màu lam ngược lại Ni_Ba lại có màu đỏ. Cơ chế của quá trình tạo màu nói chung rất phức tạp. Có thể có những chất không có tác dụng tạo màu nhưng lại có tác dụng hỗ trợ để tạo nên sự phát màu của các chất màu.

1.5.8. Độ trong suốt của men [2]. Độ trong suốt của men tạo cho sản phẩm một dáng vẻ đẹp. Độ trong suốt của men còn ảnh hưởng đến độ nghiền mịn của các cấu tử. Phối liệu càng mịn thì độ trong suốt của men càng tăng do độ hòa tan của thạch anh lớn.

1.5.9. Độ bóng của men [2]. Độ bóng của men là yếu tố quan trọng để đánh giá mức độ thẩm mỹ của sản phẩm.

Về mặt định tính người ta nhận biết sự tán xạ ánh sáng của bề mặt khi chiếu rọi ánh sáng vào có độ bóng điều đó được thể hiện ở chế độ chói của bề mặt theo hướng phản xạ. Sự cảm nhận thị giác đối với độ bóng phụ thuộc vào đặc tính chiếu sáng, màu sắc, trạng thái bề mặt, cũng như các khuyết tật trên bề mặt.

Về định lượng độ bóng được xác định như là tỷ số giữa ánh sáng hướng tới bề mặt và toàn bộ dòng tia sáng phản xạ. Độ bóng bề mặt của men càng lớn nếu chiết suất (sự phản xạ) của lớp men càng lớn, bởi vì nếu chiết suất của men càng tăng thì thành phần của tia phản xạ cũng sẽ tăng, đó chính là yếu tố gây ra cảm giác bóng hay độ ánh của men. Chiết suất phụ thuộc trực tiếp vào độ đặc của men. Độ đặc của men càng lớn nếu khối lượng riêng của các oxyt có trong nó càng lớn. Khi tất cả các điều kiện khác như nhau thì men có chứa thành phần bari, strronxi, kẽm, thiếc và các nguyên tố khác có mật độ cao sẽ có chiết suất cao hơn và độ bóng sẽ lớn hơn.

Chiết suất hay độ bóng của men tăng nếu đưa vào trong men các vật liệu có hệ số chiết suất cao như: oxyt chì PbO = 2,61; sunfat chì PbS = 3,912; zircon

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

41

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục silicat ZrSiO4 = 1,95 và còn ảnh hưởng đến duy trì nhiệt độ nung sao cho men được chảy láng đều để tạo ra bề mặt nhẵn bóng.

1.6. Một số khuyết tật của men Khuyết tật của men xuất hiện ngay sau khi ra lò hoặc là một thời gian sau đó mới xuất hiện. Các khuyết tật của men thường xuất hiện là: nứt men, bong men, cuốn men, phồng rộp, tạo nên các bọt nhỏ như lỗ chân kim, trên bề mặt men có hiện tượng màu sắc không đồng đều hoặc có những màu không mong muốn, men mờ nhám v.v…Để loại bỏ các khuyết tật cần chú ý: - Kiểm tra kỹ mẫu trong phòng thí nghiệm trước khi đưa ra sản xuất hàng loạt, tùy theo từng loại khuyết tật mà có biện pháp khắc phục riêng.

- Kiểm tra các thiết bị trên dây chuyền tráng men.

-Kiểm tra nguyên liệu nhất là khi mới nhập mẻ nguyên liệu mới.

- Kiểm tra quá trình cân phối liệu - Kiểm tra các thông số cần thiết của men.

Một số các khuyết tật thông dụng là: 1.6.1. Khuyết tật bề mặt men 1.6.1.1. Nứt men, bong men Khi men và xương có hệ số giãn nở nhiệt không phù hợp thì dẽ gây ra nứt men hoặc bong men. Ngoài ra do lớp trung gian giữa xương và men không tương thích và sự biến đổi thù hình của cát, thạch anh tự do và cristobalit trong xương sản phẩm. Ở cuối quá trình nung, giai đoạn làm lạnh, men đã chảy ở nhiệt độ cao bắt đầu tác động với xương, nếu chúng quá khác nhau thì ứng suất xuất hiện sẽ tạo những vết nứt men (men đã rắn), thậm chí có thể nứt cả xương (khác trường hợp nứt xương do cơ học).

Khi αm >> αx thì men co nhiều, lớp men chịu lực kéo, nếu lực kéo lớn hơn độ đàn hồi lớp men bị rạn theo những đường mãnh, không đều đặn (rạn chân kim).

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

42

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Ngược lại αm << αx, men chịu lực nén. Trong trường hợp xấu nhất men sẽ vỡ thành từng mảng tạo hiện tượng bong men. Hiện tượng này ít xảy ra do khả năng chịu nén của men cao (gấp 10 lần khả năng chịu kéo).

Hệ số giãn nở nhiệt có thể tính toán được dựa vào % oxyt của men. Do đó ta có thể chọn thành phần men cho phù hợp.

Kinh nghiệm đề nghị men hơi bị nén nhẹ (gạch hơi mo một tí) để đề phòng xương bị nở thể tích do hút ẩm trong quá trình lát gạch.

Lớp men càng dày, càng làm tăng khả năng không phù hợp giữa xương và men.

1.6.1.2. Lỗ chân kim Đó là những lỗ nhỏ hình tròn từ xương lên, xuyên qua lớp men hoặc những lỗ tròn nhỏ trên bề mặt men.

Nguyên nhân: - Do khí trong xương vẫn thoát ra khi men đã chảy lỏng tức là trong phối liệu xương còn không khí hay có những thành phần cháy hay có chứa những chất tạo bọt trong quá trình nung: SiC, C, SO 42-, FeS2, CaSO4…

- Do frit chưa hoàn hảo (do nấu frit chưa đạt, chưa đồng nhất).

- Do tính năng của men chưa tốt: nhớt quá lớn …

- Do thêm phụ gia không thích hợp vào men làm men tách khí ở nhiệt độ cao.

- Do men nghiền quá mịn dẫn đến giảm nhiệt độ nung dẫn đến sôi men.

- Do nung ở nhiệt độ quá cao so với nhiệt độ nóng chảy của men (men bị quá nhiệt), nhất là các men có hàm lượng kiềm cao, rất nhạy với hiện tượng này do oxyt kiềm dễ bay hơi ở nhiệt độ nung cao dẫn đến hiện tượng sôi men.

1.6.2. Men bị tách Bề mặt viên gạch hoặc ở cạnh, ở góc không bám vào xương.

Nguyên nhân: - Do sức căng bề mặt của men quá lớn ở điểm nhiệt độ men nóng chảy.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

43

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục - Độ dính của men vào xương kém do dạng vật liệu dẻo và hàm lượng vật liệu dẻo đưa vào men.

- Do quá trình sấy men và độ co: Sự khác nhau quá lớn về độ co giữa men và xương trong quá trình sấy hoặc nung có thể làm tăng lực căng giữa xương và men, và tạo thành những vết nứt nhỏ ở đầu quá trình nung. Sau đó nếu men có độ nhớt ở điểm nóng chảy cao, vết nứt sẽ không được hàn lại mà sẽ co theo những đường nứt đã có.

1.6.3. Men nhỏ giọt, vón cục Do đĩa phun bị nghiêng, đĩa bị nứt, bể hoặc có vật lạ bên trong buồng men.

Giọt men còn có thể do các giọt men tích tụ lại bên trong cabin do lực hút quá lớn đôi khi tạo thành vảy rơi xuống, nhất là đối với những men có hàm lượng cao, hoặc khi cabin bị rung, càng tăng cường sự rơi của lớp vảy men.

Khắc phục - Hạn chế sự sa lắng cuả men tránh men vón cục.

- Tránh hút chân không quá lớn.

- Tránh độ rung động lớn.

- Định kỳ vệ sinh cabin đĩa trong từng ca.

1.6.4. Men bị sần Đối với phun đĩa có thể do: - Độ nhớt men quá cao.

- Nhiệt độ gạch quá nóng.

- Một số lỗ trong đĩa phun bị nứt.

- Hai đĩa có trọng lượng phun bị lệch.

Khắc phục - Điều chỉnh độ nhớt.

- Phun ẩm.

- Định kỳ vệ sinh.

- Cân trọng lượng từng đĩa.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

44

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 1.6.5. Màu loang lỗ trên bề mặt men [7].

Nguyên nhân: Do sự khuyếch tán các oxyt tạo màu trong men không tốt, điều này có thể do các chất tạo màu trong men không tốt hoặc cũng có thể do các oxyt gây màu tạo nên. Đồng thời sự kết hợp các oxyt gây màu không mong muốn cũng là nguyên nhân tạo ra hiện tượng này. Người ta đã thử nghiệm chỉ cần 0,0405 CO2 cũng có thể tạo ra pink yếu, màu sẽ đậm lên nếu trong men có chứa CaO. Biện pháp khắc phục: - Sử dụng các oxyt gây màu có khả năng khuyếch tán cao.

- Điều chỉnh độ nhớt để sự khuyếch tán các oxyt gây màu là tốt nhất.

- Kiểm tra sự tương tác của các oxyt gây màu không mong muốn, có thể sử dụng các oxyt tạo màu khác để thay thế sao cho thích hợp.

- Khống chế trong men không co CO 2 bằng cách khuấy liên tục để đuổi hết khí CO2 ra.

1.6.6. Men chảy không đều Nguyên nhân: Các cấu tử của men nghiền chưa kỹ, chất lượng frit kém, nhiệt độ nung và thời gian lưu chưa hợp lý, khi sử dụng các loại men khó chảy.

Do nguyên nhân trên được thể hiện trên bề mặt sản phẩm có vết, hạt phối liệu men chưa chảy tạo ra bề mặt gồ ghề, có độ bóng thấp.

Biện pháp khắc phục: - Cần tăng cường quá trình nghiền của các loại men có nhiệt độ nóng chảy cao.

- Điều chỉnh thời gian lưu cho hợp lý khi sử dụng các loại men khó chảy.

- Kiểm tra chất lượng frit đạt yêu cầu mới đem vào sử dụng.

1.6.7. Khuyết tật khi tráng chuông - Men bị tạo bọt: dẫn đến việc xé rách màng men và tạo thành những vùng ovan không có men trên viên gạch. Nguyên nhân có thể do: + Do tính chất của men chưa phù hợp dễ tạo bọt.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

45

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục + Do mức men trong thùng chứa quá thấp dẫn đến việc tạo thành bọt trong quá trình bơm. + Ống hồi lưu men chảy quá lớn, dẫn đến khuấy trộn tạo bọt.

- Men bị gợn sóng: + Gợn sóng vuông góc với hướng di chuyển do: - Tỷ trọng, độ nhớt men thấp.

- Do sự rung động của dây curoa hoặc của sàn nhà. + Gợn sóng cùng hướng với chuyển động của viên gạch do: màng men chảy từ chuông xuống bị phân dòng do men bị đọng trên mép chuông hoặc đọng bên trong chén (có thể do dòng men chảy ra ở ống quá lớn).

- Màng men không đồng nhất: Do mặt phẳng chuông không cân bằng, do men bị lẫn dầu, ảnh hưởng của gió thổi, khí nén…

1.6.8. Khuyết tật do men Men nghiền chưa đạt độ mịn: bề mặt không phẳng, màu men không đều, men dễ đóng cặn, khó tráng.

Men nghiền quá mịn: dẫn đến phá vỡ lực liên kết bên trong của men, một số lượng muối hòa tan bị tách ra. Bề mặt men xấu sau khi tráng và cả sau khi nung.

Men thiếu dẻo: men có khả năng bám vào xương kém dẫn đến bong men. Để tăng độ dính kết trong nung một lần người ta thêm CMC vào men. Ngoài ra trong men cần đưa vào 8 – 10% cao lanh. Tuy nhiên nếu lượng cao lanh cao sẽ khó khăn cho quá trình sấy. Cao lanh ngoài việc tăng tính dẻo nó còn có tác dụng chống lắng, giữ men ở dạng huyền phù có tỷ trọng đồng đều chống lại việc lắng đọng những hạt có kích thước lớn.

1.6.9. Khuyết tật do quá trình sản xuất - Giọt men: xuất phát từ đĩa do vỡ, nghiêng, chóp bất thường, bụi men rơi xuống do bị rung.

- Sần men: do + Độ nhớt men cao (phun đĩa).

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

46

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục + Gạch nóng.

+ Trít đĩa, lệch đĩa (trọng lượng). + Trọng lượng men thấp.

- Lún men: do

+ Ẩm mộc không đều. + Men lẫn dầu.

- Hạt sạn: do mộc bẩn, men bẩn (ở máng có xương), sót sàng thô không qua lọc xương văng ở góc lên.

- Văng engob.

- Chảy men: tỷ trọng thấp, phun ẩm nhiều.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

47

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Chương 2. TÍNH BÀI PHỐI LIỆU FRIT 2.1. Phương pháp nghiên cứu.

Dựa trên bảng thành phần hoá cho frit trong, frit đục, frit mờ với nhiệt độ nóng chảy trung bình và thấp,bảng 1.1, bảng 1.2, chúng tôi tiến hành tính bài phối liệu [10].

Trước tiên chúng tôi chọn thành phần hoá cho frit sao cho nó thuộc các bảng trên. Rồi dựa vào thành phần hoá chúng tôi tính nhiệt độ chảy lý thuyết, hệ số giãn nở nhiệt và các tính chất đặc trưng của frit và men frit sao cho nhiệt độ chảy của frit từ 1000  1190oC và hệ số giãn nở nhiệt từ 5072.10-6.K-1. Sau đó từ những thành phần hoá có tính khả thi nhất, dựa vào phương pháp phân tích cổ điển để tính bài cấp phối cho frit. Frit sau khi nấu xong sẽ được trộn với cao lanh hay các nguyên liệu khác theo bài cấp phối men frit, rồi được tráng lên xương tấm ốp hay mộc tấm lát. Sản phẩm sau khi nung xong được kiểm tra chất lượng như độ trong, độ bóng, độ phẳng, khuyết tật. Nếu sản phẩm đạt chất lượng thì frit đó là tốt, và men frit với bài cấp phối như vậy là đạt. Ngược lại thì frit đó không tốt . Từ những frit không đạt đó, ta hiệu chỉnh lại thành phần hoá của frit, rồi tiếp tục làm tương tự giống như trên sao cho đạt yêu cầu thì thôi.

Kết quả cuối cùng là tìm ra được khoảng tối ưu của hàm lượng các oxyt trong frit và tìm ra những bài men frit với cấp phối thích hợp sẽ cho sản phẩm đạt chất lượng cao.

2.2. Công thức seger và tính toán bài phối liệu 2.2.1. Công thức Seger Men là thủy tinh vô định hình nên khó xác định công thức hóa học của men. Seger đã đưa ra công thức men có tính tương đối với các quy ước sau: - Viết theo nhiều hàng.

- Bỏ dấu hai chấm (:), vì tỷ lệ nguyên tố không xác định.

- Tổng các oxyt bazơ quy về bằng 1.

Công thức Seger được biểu diễn dưới hai dạng sau:

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

48

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục a) Công thức Seger tổng quát: Oxyt bazơ

Oxyt trung tính

RO + R2O

Oxyt axit

R2O3

RO2 và R2O3

(Al2O3)

(B2O3)

∑(RO + R2O) = 1 Vậy công thức chung là: RO + R2O

m R2O3

n RO2

Trong đó: - Công thức này tính bằng đơn vị là mol.

- nRO2 / nR2O3 = 9 ÷ 11 - Hệ số axit : y = RO2/ (R2O+ RO + 3R2O3) - Nếu y tăng thì RO2 tăng dẫn đến SiO2 tăng làm cho men có nhiệt độ nóng chảy cao. Men nào có oxyt axit càng cao thì men có nhiệt độ nóng chảy cao. b) Công thức Seger chung (công thức Seger giới hạn) Công thức Seger chung là công thức Seger đưa ra một loại men trong đó chỉ ra một lượng mol tối thiểu và tối đa của từng loại oxyt trong men ứng với một nhiệt độ nung xác đinh.

Ví dụ: Chuyển về công thức Seger bài men có thành phần hoá như sau [6].

SiO2 Al2O3 PbO 52.50% 11.32% 16.73% Các bước chuyển như sau:

CaO 5.60%

K2O 2.01%

Na2O 2.36%

B2O3 6.65%

- Tính số lượng mol các ôxyt: 52.50 : 60 = 16.73 : 223 = 3.01 : 94 = 6.65 : 70 = 0.075 PbO

0.875 mol SiO2 0.075 mol PbO 0.032 mol K2O 0.095 mol B2O3

11.32 : 102 5.60 : 56 2.36 : 62

= 0.111 mol Al2O3 = 0.100 mol CaO = 0.038 mol Na2O

0.100 CaO 0.032 K2O

0.111 Al2O3

0.038 Na2O

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

0.875 SiO2 0.095 B2O3 49

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Tổng các oxyt bazo: 0.245 Quy tổng các oxyt bazo bằng 1 (chia cho 0.245) Công thức Seger như sau: 0.306 PbO 0.408 CaO 0.131 K2O 0.453 Al2O3 3.571 SiO2 0.155 Na2O 0.388 B2O3 Công thức Seger cho một cái nhìn tổng quát về men. Chúng ta có thể dễ dàng so sánh các loại men với nhau và cũng có thể biết khả năng chảy của nó.

Tuy nhiên không được đánh giá công thức Seger quá cao vì nó không xét đến khả năng phản ứng của những nguyên liệu khác nhau đưa vào cùng một oxyt.

Ví dụ: Na2O trong trường thạch, trong Na2CO3, trong Na2SO4 không thể phân biệt được.

Công thức Seger chỉ mang tính chất định hướng, không có khả năng xác định tính chất của men một cách toàn diện.

2.2.2. Cách tính toán bài phối liệu

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

50

Khoa: CN Hóa – Môi Trường

GVHD: Võ Thị Thanh Kiều Bảng 2.1. Thành phần hóa của nguyên liệu

N/liệu ZrSiO4 Đôlômit T/thạch Đá vôi Cát H3BO3 ZnO BaCO3 K2CO3 Al2O3 Na2CO3

SiO2 33 4.0 66.5 2.5 99.6 0.01 -

T/phần FFM2 100%

SiO2 52.5 52.0

B2O3 52.47 B2O3 0 0

Al2O3 CaO BaO MgO ZnO K2O Na2O ZrO2 PbO Fe2O3 1 63.5 0.02 0.28 30 19.5 0.04 17.1 0.87 11.7 2.8 0.06 0.03 54.6 0.01 99.5 76.89 67,48 99 0.1 57.91 Bảng 2.2. Thành phần hóa theo phần trăm trọng lượng của frit M2 Al2O3 8 7.9

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

CaO BaO MgO 8 8 1.5 7.9 7.9 1.5

ZnO K2O 15 4 14.9 4

Na2O 1 1

ZrO2 3 3

PbO 0 0

Fe2O3 0 0

TiO2 0.01 0.04 TiO2 0 0

MKN 2.47 46.18 0.93 42.86 0.4 47.53 0.5 23.11 32.52 0.89 42.09  101 100

51

Khoa: CN Hóa – Môi Trường

GVHD: Võ Thị Thanh Kiều

2.2.2.1.Tính hàm lượng các nguyên liệu đưa vào phối liệu nhiều oxyt ZrO2 đưa vào phối liệu dưới dạng Zircôn silicat. Để đưa vào phối liệu 3 PTL ZrO2 ta cần đưa vào một lượng ZrSiO4 là: 3 * 100 63.5

= 4.68 PTL ZrSiO4

Lượng tạp chất kèm theo là: SiO2 =

4.68 * 33 100

= 1.54 PTL

Al2O3 =

4.68 * 1 100

Fe2O3 =

4.68 * 0.02 100

TiO2 =

= 0.0468 PTL

4.68 * 0.01 100

= 0.0009 PTL = 0.0005 PTL

MgO đưa vào phối liệu dưới dạng Đôlômít. Để đưa vào phối liệu 1.5 PTL MgO ta cần đưa vào một lượng Đôlômít là: 1.5 * 100 19.5

= 7.62 PTL Đôlômít

Lượng tạp chất kèm theo là: SiO2 =

7.62 * 4 100

Al2O3 =

7.62 * 0.28 100

CaO =

7.62 * 30 100

Fe2O3 =

= 0.3 PTL = 0,02 PTL

= 2.28 PTL

7.62 * 0.04 100

= 0.003 PTL

K2O đưa vào dưới dạng Tràng thạch. Để đưa vào phối liệu 70% *4 = 2.772 PTL K 2O ta cần đưa vào một lượng tràng thạch là: 2.772 * 100 11 .7

= 23.69 PTL Tràng thạch.

Lượng tạp chất kèm theo là:

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

52

Khoa: CN Hóa – Môi Trường 23.69 * 66.5 100

SiO2 = Al2O3 =

= 15.76 PTL

23.69 * 17.1 100

= 4.05PTL

CaO =

23.69 * 0.87 100

= 0.21 PTL

Na2O =

23.69 * 2.8 100

= 0.66 PTL

Fe2O3 =

23.69 * 0.06 100 23.69 * 0.04 100

TiO2 =

GVHD: Võ Thị Thanh Kiều

= 0.0142 PTL = 0.0095 PTL

CaO đưa vào phối liệu dưới dạng Đá vôi. Để đưa vào phối liệu 7.9- 2.28- 0.21= 5.43 PTL CaO ta cần đưa vào một lượng Đá vôi là: 5.43 * 100 54.6

= 9.9447 PTL Đá vôi.

Lượng tạp chất kèm theo là: SiO2 =

9.9447 * 2.5 100

= 0.25 PTL

Al2O3 =

9.9447 * 0.03 100

= 0.003 PTL

Fe2O3 =

9.9447 * 0.01 100

= 0.001 PTL

SiO2 đưa vào phối liệu dưới dạng cát quắc. Để đưa vào phối liệu 52-1.54-0.3-15.76-0.25= 34.13 PTL SiO 2 ta cần đưa vào một lượng cát quắc là: 34.13 * 100 99.6

= 34.263 PTL Cát quắc.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

53

Khoa: CN Hóa – Môi Trường

GVHD: Võ Thị Thanh Kiều

2.2.2.2.Tính hàm lượng các nguyên liệu đưa vào phối liệu một oxyt Để đưa vào phối liệu: 0 PTL B2O3 ta cần đưa vào một lượng axit boric (B2O3.3H2O) là: 0 * 100 52.47

= 0 PTL H3BO3.

Để đưa vào phối liệu: 14.9 PTL ZnO ta cần đưa vào một lượng ZnO là: 14.9 * 100 99.5

= 14.926 PTL ZnO.

Để đưa vào phối liệu: 7.9 PTL BaO ta cần đưa vào một lượng BaO là: 7.9 * 100 76.89

= 10.302 PTL BaCO3.

Để đưa vào phối liệu: 30%*4=1.1881 PTL K 2O ta cần đưa vào một lượng K2CO3 là: 1.1881 * 100 67.48

= 1.7607 PTL K2CO3

2.2.2.3.Tính hàm lượng các nguyên liệu đưa vào để bổ sung cho các oxit đã đưa vào mà còn thiếu Al2O3 cần đưa thêm vào là 7.9-0.047-0.02-4.05-0.003 = 3.8 PTL Al 2O3. Để đảm bảo yêu cầu trên ta cần đưa thêm vào một lượng Al 2O3 là: 3.8 * 100 99

= 3.8363 PTL Al2O3

Lượng tạp chất kèm theo là: SiO2 =

3.8363 * 0.01 100

= 0.0004 PTL

Na2O =

3.8363 * 0.1 100

= 0.0038 PTL

Na2O cần thêm vào =1-0.66-0.003 = 0.32 PTL Na2O. Để đảm bảo yêu cầu trên ta cần đưa thêm vào một lượng Na 2CO3 là: 0.32 * 100 57.91

= 0.56 PTL Na2CO3.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

54

Khoa: CN Hóa – Môi Trường

GVHD: Võ Thị Thanh Kiều Bảng 2.3. Tính toán các oxyt của frit M2

Nguyên liệu PTL SiO2 B2O3 Al2O3 ZrSiO4 4.68 1.54 0 0.047 Đôlômit 7.62 0.30 0 0.02 Tràng thạch 23.69 15.76 0 4.05 Đá vôi 9.9447 0.25 0 0.003 Cát 34.263 34.13 0 0.00 H3BO3 0.00 0 0.00 0 ZnO 14.926 0 0 0 BaCO3 10.302 0 0 0 K2CO3 1.7607 0 0 0 Al2O3 3.8363 0.00040 3.80 Na2CO3 0.56 0 0 0 Tổng 111.58 51.98 0.00 7.92 Q/về100% 51.92 0.00 7.92 Phân tử lượng 60.09 69.62 101.96 Sô mol 0.86 0.00 0.08 Số mol Seger 1.84 0.00 0.17

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

CaO BaO MgO ZnO K2O 0 0 0 0 0 2.28 0 1.5 0 0 0.21 0 0.00 0 2.772 5.43 0 0.00 0 0 0.00 0 0.00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 14.9 0 0 7.9 0 0 0 0 0 0 0 1.1881 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7.92 7.92 1.49 14.85 3.96 7.92 7.92 1.48 14.85 3.96 56.08 153,3 40.31 81.39 94.20 0.14 0.05 0.04 0.18 0.04 0.30 0.11 0.08 0.39 0.09

Na2O 0 0 0.66 0 0 0 0 0 0 0.0038 0.32 0.99 0.99 61.98 0.02 0.03

ZrO2 3.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.97 2.97 123.22 0.02 0.05

PbO Fe2O3 0 0.0009 0 0.0030 0 0.0142 0 0.0010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.00 0.02 0.00 0.02 223.2 159.7 0.00 0.00 0.00 0.00

TiO2 0.0005 0 0.0095 0 0 0 0 0 0 0 0 0.01 0.01 79.87 0.00 0.00

Tổng

100.12 100.00 molbazơ 0.47

55

Khoa: CN Hóa – Môi Trường

GVHD: Võ Thị Thanh Kiều

Bài Frit M2 theo công thức Seger: 0.03 Na2O 0.09 K2O

1.84 SiO2

0.30 CaO

0.17Al2O3

0.00 B2O3

0.11 BaO

0.00 Fe2O3

0.05 ZrO2

0.08 MgO

0.00 TiO2

0.00 PbO 0.39 ZnO Quy đổi về 100% TL các cấu tử trong phối liệu Frit M2 Bảng 2.4. Phần trăm trọng lượng của nguyên liệu trong phối liệu frit M2 Nguyên liệu ZrSiO4 Đôlômit Tràng thạch Đá vôi Cát H3BO3 ZnO BaCO3 K2CO3 Al2O3 Na2CO3 Tổng cộng

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

Hàm lượng (%) 4.192 6.826 21.236 8.913 30.708 0.000 13.377 9.233 1.578 3.438 0.500 100.00

56

Khoa: CN Hóa – Môi Trường

GVHD: Võ Thị Thanh Kiều

Chương 3. ĐỊNH HƯỚNG VÀ GIẢI PHÁP 3.1. Định hướng Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, chúng tôi đã hiểu rõ hơn được rất nhiều vấn đề liên quan đến frit và men frit như khái niệm, phân loại, tính chất, các khuyết tật. Tuy nhiên chúng tôi cũng nhận thấy tầm quan trọng của rất lớn của chúng góp phần trong sản xuất gạch Ceramic để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng và khu công nghiệp của chúng ta hiện nay. Chính vì vậy, chúng tôi mong muốn trong tương lai có thể nghiên cứu sản xuất ra frit và men frit. Với mục tiêu không phải nhập ngoại từ nước ngoài với giá thành cao, có tính khả thi và góp phần chủ động vặt công nghệ trong sự phát triển chung của ngành công nghiệp nước nhà.

3.2. Giải pháp Để sản xuất ra nguyên liệu quan trọng frit cũng như men frit chúng tôi dự kiến thực hiện theo các bước sau: - Chuẩn bị nguyên liệu.

- Sản xuất theo các bài cấp phối khác nhau.

- Kiểm tra tính chất, chất lượng của frit va men frit sản xuất được bằng cách đưa vào trong sản xuất gạch Ceramic thực tế.

- Tối ưu bài phối liệu để tính toán giá thành, so sánh với giá thành của nó khi được nhập ngoại để đảm bảo tính kinh tế khi đưa vào sử dụng.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

57

Khoa: CN Hóa – Môi Trường

GVHD: Võ Thị Thanh Kiều

PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. KẾT LUẬN Sau 3 tháng thực hiện đề tài “Tìm hiểu về các loại frit, men frit và phương pháp tính bài phối liệu frit tráng lên tấm ốp lát gạch ceramic”, chúng tôi đã tìm hiểu được những vấn đề sau: - Tầm quan trọng của frit và men frit trong các tấm ốp lát gạch Ceramic.

- Các loại Frit và men frit.

- Nguyên liệu để sản xuất Frit và men Frit..

- Vai trò của nguyên liệu và các oxyt trong phối men.

- Các tính chất men trong gạch - Ngoài ra chúng tôi còn rút ra được một số nguyên nhân gây khuyết tật bề mặt men.

- Cách tính một bài phối liệu frit Tuy chỉ tìm hiểu nghiên cứu trên lý thuyết nhưng cũng giúp chúng tôi hiểu được tầm quan trọng của Frit và men Frit góp phần để làm tăng tính thẩm mĩ của gạch để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng.

2. KIẾN NGHỊ Qua quá trình thực hiện đề tài, mặc dù thời gian có hạn tuy nhiên chúng tôi đã thực hiện được mục tiêu đặt ra. Trong quá trình nghiên cứu chúng tôi vẫn còn một số những hạn chế sau: - Vì thời gian quá ngắn nên chúng tôi chỉ dừng lại ở việc tìm hiểu lý thuyết.

Nếu có thời gian và cơ hội chúng tôi sẽ tham gia vào quá trình sản xuất frit và men frit áp dụng từ các bài phối liệu.

- Dường như ở các công ty sản xuất gạch đều nhập Frit từ Trung Quốc và các nước về với giá thành cao nên Việt Nam chúng ta nên chú trọng phát triển các nguyên liệu để sản xuất Frit để không phụ thuộc vào các nước mà lại phải chịu giá thành đắt đỏ.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

58

Khoa: CN Hóa – Môi Trường

GVHD: Võ Thị Thanh Kiều

- Men sau khi ra sẽ có những khuyết tật nhất định nên sẽ ảnh hưởng tới gạch nên trong quá trình sản xuất men cần kiểm tra kỹ nguyên liệu, thiết bị, các quá trình cân phối để giảm tối thiểu các khuyết tất của men.

- Các nguyên liệu sản xuất men Frit có một số loại rất độc hại nên cần chú ý trong sản xuất.

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

59

Khoa: CN Hóa – Môi Trường

GVHD: Võ Thị Thanh Kiều

TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Tiếng Việt.

1. Bản Tin Nội Bộ Số 17 Tháng 1-2003 “ Hiệp Hội Gốm Sứ Xây Dựng Việt Nam”.

2. Công Nghệ Gốm Xây Dựng (Vũ Đức Minh). “ Nhà Xuất Bản Xây Dựng”.

3. Giáo Trình Môn Kỹ Thuật Sản Xuất Gốm Sứ ( Nguyễn Văn Dũng).

4. Hướng Dẫn Các Phương Pháp Thử Nghiệm Trong Sản Xuất Gạch Men Ceramic.

5. Hướng Dẫn Thiết Kế Nhà Máy Sản Xuất Gốm Sứ.

6. http://vi.scribd.com/doc/92467228/Bai-tập- về-tinh- đơn-phối-liệu 7. Kỹ Thuật Sản Xuất Gốm Sứ (Phạm Xuân Yên – Huỳnh Đức Minh – Nguyễn Thu Thủy). “ Nhà Xuất Bản Khoa Học và Kỹ Thuật”.

8. Kỹ Thuật Sản Xuất Vật Liệu Gốm Sứ (Đỗ Quang Minh). “ Nhà Xuất Bản Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh”.

9. Tuyển Tập Tiêu Chuẩn Xây Dựng Của Việt Nam Nhà Xuất Bản Xây Dựng 1997 Tập X. II. Tiếng Anh. 10. COLORBBIA Italia.

11. From Technology Through Machinery To Kins For Sacmi TileTechological Notes On The Manu facture Of Ceramic Tiles.

12. LaTecnologia Ceramica Ceramic Tecnology “Vulume6

Báo cáo khóa luận tốt nghiệp

60