Nghiên cứu công nghệ sản xuất thuỷ tinh màu 2 lớp phục vụ hàng mỹ nghệ và kỹ thuật cao

Nhằm đáp ứng nhu cầu trên đồng thời tiếp tục phát huy sở trường của đơn vị, năm 2007 Bộ công nghiệp đã giao Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim thực hiện đề tài: "Nghiên cứu công n

Viện khoa học và công nghệ Mỏ - Luyện kim

Báo cáo tổng kết đề tài

Nghiên cứu công nghệ sản xuất

thuỷ tinh màu 2 lớp phục vụ hàng mỹ nghệ và kỹ thuật cao

Cộng hoà x∙ hội chủ nghĩa Việt nam

Bộ công nghiệp

Viện khoa học và công nghệ Mỏ - Luyện kim

Báo cáo tổng kết đề tài

Nghiên cứu công nghệ sản xuất

thuỷ tinh màu 2 lớp phục vụ hàng mỹ nghệ và kỹ thuật cao

2.2 Mẫu nghiên cứu

2.3 Nguyên liệu, hoá chất nghiên cứu

2.4 Thiết bị nghiên cứu

2.5 Công tác phân tích

Chương 3 Nội dung và kết quả nghiên cứu

3.1 Nội dung nghiên cứu

3.1.1 Nghiên cứu công nghệ sản xuất thuỷ tinh màu 2 lớp

3.1.1.1 Sơ đồ công nghệ

3.1.1.2.Nghiên cứu ảnh hưởng của phối liệu

3.1.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của công đoạn nấu

3.1.1.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của công đoạn gia công

3.1.1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của công đoạn hấp và ủ sản phẩm 3.1.2 Nghiên cứu chế tạo vật liệu thuỷ tinh vàng tín hiệu sân bay

3.2 Kết quả nghiên cứu

Chương 4 Định hướng áp dụng kết quả nghiên cứu

4.1 Quy trình công nghệ cho dự án sản xuất thử

4.2 Dự kiến hiệu quả kinh tế khi áp dụng kết quả nghiên cứu vào sx 4.3 Dự kiến hình thức áp dụng kết quả nghiên cứu

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

5 6 6

7

14

1414141617

18

181818192527272829

33

333637

38 39 40

Danh mục Bảng biểu

Bảng 1 Chất l−ợng nguyên vật liệu thí nghiệm

Bảng 2 Phối liệu thuỷ tinh trắng cho nghiên cứu

Bảng 3 Phối liệu thuỷ tinh màu CdSeS nghiên cứu

Bảng 4 Hàm l−ợng CdSeS (%) cho các thí nghiệm hàm l−ợng tạo màu

Bảng 5 Thành phần oxit nền cho thí nghiệm hàm l−ợng chất tạo màu

Bảng 6 Độ thấu qua của các mẫu thí nghiệm hàm l−ợng chất tạo màu

Bảng 7 Tỷ lệ CdS/Se và màu trong các thí nghiệm chất l−ợng màu

Bảng 8 Thành phần oxit của các mẫu thuỷ tinh màu trong chế thử

Bảng 9 Thành phần oxit của các mẫu thuỷ tinh trắng trong chế thử

Bảng 10 Thứ tự bọc 2 lớp và chênh lệch hệ số giãn nở

Bảng 11 Thành phần oxit của phối liệu nền thí nghiệm thuỷ tinh vàng

Bảng 12 Tỷ lệ CdS/Se và màu

Bảng 13 Thành phần oxit của thuỷ tinh đỏ

Bảng 14 Thành phần oxit của thuỷ tinh trắng

Bảng 15 Thành phần oxit của thuỷ tinh vàng chụp đèn hiệu sân bay

ảnh 5 Nấu thuỷ tinh

ảnh 6 Lấy thuỷ tinh lần 1

ảnh 7 “Mồi” thuỷ tinh

ảnh 8 Lấy thuỷ tinh vào “mồi” và bọc lớp thuỷ tinh thứ 2

Nhu cầu tăng công suất sử dụng cả ngày lẫn đêm của các sân bay Việt Nam đã trở nên cấp thiết, trong khi giá hệ đèn hiệu cho một sân bay lên tới cả triệu USD Trước tình hình đó Cục hàng không đã chủ trương đặt hàng nghiên cứu sản xuất trong nước Trong hệ đèn hiệu, thuỷ tinh lọc màu là một mấu chốt quan trọng cần nghiên cứu

Trung tâm gốm-thuỷ tinh thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim là đơn vị đã có nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực thuỷ tinh màu màu gam nóng và thuỷ tinh tín hiệu giao thông

Nhằm đáp ứng nhu cầu trên đồng thời tiếp tục phát huy sở trường của

đơn vị, năm 2007 Bộ công nghiệp đã giao Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim thực hiện đề tài: "Nghiên cứu công nghệ sản xuất thuỷ tinh màu 2 lớp phục vụ hàng mỹ nghệ và kỹ thuật cao”

- Mục tiêu chính của đề tài là:

1 Nghiên cứu công nghệ sản xuất thủy tinh màu 2 lớp;

2 Nghiên cứu công nghệ sản xuất thủy tinh màu kỹ thuật

- Kết quả cần đạt của đề tài là:

1 Chế tạo 10 mẫu thủy tinh màu vàng 2 lớp và thủy tinh màu kỹ thuật;

2 Xác định chế độ công nghệ sản xuất thử

Chương 1

Tổng quan

Những công ty hàng đầu trong lĩnh vực thuỷ tinh màu hai lớp và thuỷ tinh kỹ thuật cao có thể kể đến Hãng Schott Desag (Đức), Corning (Mỹ),, Murano (Italy), Công ty Thiết bị Hàng không - Thorn (Pháp), Bohiem (Tiệp), Ajka, Berekfurdo (Hung) và Nazeing Glass (Anh) đã sản xuất và cung cấp cho thị trường toàn cầu

Thuỷ tinh 2 lớp được ứng dụng nhiều nhất vào các sản phẩm lọ hoa cao cấp và chụp đèn nội thất Phương tây sản xuất các lọ hoa 2 lớp giá cao và Trung Quốc sản xuất loại giá bình dân

Hiện Murano sản xuất chủ yếu các lọ hoa có giá bán từ vài trăm đến vài ngàn Euro, Bohiem và Ajka sản xuất loại vài chục đến vài trăm Euro và Trung Quốc chủ yếu đi vào sản xuất loại có giá thành khoảng 3 - 30 USD

Với thế mạnh về giá thành, các sản phẩm lọ hoa màu 2 lớp của Trung Quốc được xuất khẩu đi khắp thế giới và hiện đang tràn ngập thị trường Việt Nam

Về thuỷ tinh lọc màu cho đèn hiệu sân bay hiện Việt Nam nhập chủ yếu

từ Hãng Thorn của Pháp và một phần nhỏ từ Mỹ

Gần đây một số cơ sở thủy tinh trong nước đã nghiên cứu và sản xuất những màu gam “lạnh”, như: xanh lá cây, xanh lam và tím, chưa đi vào các gam màu “nóng”, được tạo màu bằng cơ chế keo, công nghệ phức tạp, giá thành cao

Thường lớp ngoài là thuỷ tinh màu, lớp trong là thuỷ tinh trắng trong, sau khi mài sẽ hiện lên các văn hoa màu trắng trên nền màu

Liên hiệp KH và SX thuỷ tinh - Viện KH&CN Việt Nam đã nghiên cứu

và sản xuất thuỷ tinh 2 lớp màu xanh cobalt, thuộc hệ màu hình thành theo cơ

Công ty Thuỷ tinh Hà Nội đã nghiên cứu và sản xuất nhiều sản phẩm thuỷ tinh 2 lớp trong hệ màu cơ chế ion cung cấp cho thị trường Về hệ màu

“nóng”, như: da cam, đỏ tía, đỏ ruby, đỏ tiết dê, , công ty cũng đã bàn bạc về

dự kiến hợp tác với Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim cùng nghiên cứu sản xuất

Do thiếu chuyên gia về vấn đề công nghệ thuỷ tinh kỹ thuật, đặc biệt là

lĩnh vực hẹp thuỷ tinh tín hiệu giao thông, nên năm 2006 Công ty Dịch vụ Kỹ

thuật Hàng không Dân dụng - Attech đã chọn đối tác sản xuất thuỷ tinh không

đúng chuyên ngành thuỷ tinh công nghệ cao, nên đã nhiều lần chế thử không thành công, trong bối cảnh đã hoàn thiện hệ thống đế đèn, cáp, phần mềm, của một dự án đầu tư lớn bị áp lực tiến độ giao hàng

Đáp ứng đề nghị của Attech, đồng thời giữ đầu mối khách hàng tiềm năng, trong khi Viện chưa kịp hoàn thiện nhà xưởng, thiết bị sản xuất và đăng

ký dự án, đề tài đã mời chuyên gia công nghệ nano của ICG (International Commity on Glass) cùng hợp tác công nghệ với Công ty Thuỷ tinh Tiền Hải,

là đơn vị đã có sẵn cơ sở hạ tầng chính, nghiên cứu chế thử thuỷ tinh lọc màu chịu sốc nhiệt gam lạnh, đáp ứng một phần nhu cầu cấp thiết trước mắt của Attech trong hợp đồng cung cấp hệ thống đèn hiệu cho sân bay Cam Ranh, sản phẩm đầu tay của Dự án

Cuối năm 2006, trên cơ sở kết quả chế thử, lắp đặt và chạy thử thành công của hợp tác Attech - Tiền Hải - ICG, Cục Hàng không Dân dụng Việt Nam đã ra quyết định cho phép Attech cung cấp hệ thống đèn hiệu các sân bay trong toàn quốc bằng hàng sản xuất trong nước

1.2 cơ sở lý thuyết

Thuỷ tinh là sản phẩm vô cơ của quá trình nấu chảy và làm nguội trên

cơ sở không tạo sự kết tinh Gần đây cùng với sự phát triển mạnh của khoa học vật liệu, ASTM đã có định nghĩa mới rộng và chi tiết hơn.

Mặc dầu vẫn còn mang đặc thù mỹ thuật và thủ công, nhưng hiện phần lớn các vấn đề của công nghệ thuỷ tinh đã được giải quyết thông qua các nghiên cứu về cấu trúc

1.2.1 Cấu trúc thủy tinh

Thuỷ tinh silicát được cấu tạo bởi mạng không gian ba chiều của các tứ diện SiO4-4 Theo Zachariasen các tứ diện SiO4 chỉ liên kết với nhau bằng ba

đỉnh, do đó bắt buộc mạng không gian ba chiều tạo ra các lỗ hổng có kích thước và hình dạng khác nhau một cách ngẫu nhiên và được điền đầy bởi các

đích cân bằng điện tích thừa của các “ôxy không cầu” trên đỉnh còn lại của các tứ diện SiO4

Trong hệ thuỷ tinh kiềm - kiềm thổ - silicát, thường cứ 5-6 anion SiO4 có 2 cation kiềm và 1 cation kiềm thổ Trong thuỷ tinh, theo các nhà khoa học, các ion kiềm và kiềm thổ này, như : Na+, K+, Ca+2, Mg+2, phân bố ngẫu nhiên trong các khoảng trống của mạng SiO4

Hình 1 Cấu trúc của thuỷ tinh hệ Natri - Canxi - Silic

Các ion trên động trực tiếp đến các tính chất cơ học, hoá học của thuỷ tinh và mặc dầu có ảnh hưởng đến sắc màu, nhưng không phải ion tạo màu

1.2.2 Tạo màu trong thủy tinh

Về mặt lý thuyết người ta phân ra hai loại cơ chế tạo màu chính trong

thuỷ tinh là tạo màu ion và tạo màu keo:

1.2.2.1 Tạo màu ion:

Có thể kể đến các trường hợp của màu xanh cô ban, xanh lam của thuỷ tinh chứa đồng, xanh lá cây của thuỷ tinh chứa sắt, crôm, tím của thuỷ tinh chứa măng gan,

Để giải thích và dự đoán màu hay quang phổ truyền qua của thuỷ tinh màu cơ chế ion, hiện lý thuyết được ứng dụng nhiều nhất vẫn là Thuyết Trường

Phối tử (Ligandum Field Theory, gọi tắt là LFT)

Xuất phát từ các bế tắc của lý thuyết dải hoá trị (VBT), LFT đã chỉ rõ được

ảnh hưởng của các phối tử thông qua sự phân tách một phần của các qũy đạo

điện tử dưới tác động của các phối tử được VBT coi là cùng một mức năng lượng

Sự phân tách quỹ đạo phụ thuộc vào số lượng điện tử 3d, dạng cấu trúc tinh thể và loại phối tử được biểu thị bằng Cường độ trường phối tử, ∆:

∆ = e(q1 + q2)

e Điện tích của điện tử

Г Khoảng cách trung bình giữa hạt nhân và các điện tử 3d

R Khoảng cách phối tử - ion trung tâm

q1 Điện tích tĩnh điện của phối tử

q2 Điện tích sinh ra từ sự phân cực của các phối tử do ảnh hưởng của môi trường xunh quanh

kiềm tác động vào sự phân cực của các ôxy không cầu và từ đó ảnh hưởng tới sắc màu của thuỷ tinh

5Γ 4

3R5

Các tính toán cơ học lượng tử xuất phát từ sự thay đổi mức năng lượng của các điện tử 3d dưới ảnh hưởng của phổi tử đã đưa ra những kết quả tính toán tốt đẹp khi so sánh với quang phổ truyền qua đo được

1.2.2.2 Tạo màu keo:

Có thể kể đến trường hợp của màu đỏ tiết dê của thuỷ tinh chứa đồng, vàng hoàng yến do bạc, đỏ ánh hồng do vàng, đỏ ruby do CdSeS,

Trong cơ chế tạo màu keo, bên cạnh sự hấp thụ ánh sáng của các điện tử, thì kích thước, hình dáng và chất lượng của các tinh thể tạo màu cũng đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng tới sự tán xạ và từ đó tới chất lượng màu

Do vậy so với LFT, Thuyết Mie tuy chưa giải quyết triệt để dưới góc độ các tính toán cơ học lượng tử, nhưng đã tiếp cận, giải thích và ứng dụng tốt hơn cho quang phổ của thuỷ tinh tạo màu theo cơ chế keo

Hệ số truyền qua của thuỷ tinh chứa keo được Mie tính như sau:

m2 + 2 15 m2 + 2 2m2 + 3

a- bán kính hạt

Ng- triết suất của thuỷ tinh

N, K - hằng số quang của thuỷ tinh

Do chưa có các hệ số quang cụ thể của CdSeS, nên việc tính toán, phân tích quang phổ của thuỷ tinh đỏ Selen Ruby trên cơ sở lý thuyết Mie chưa thực hiện được chi tiết Mặc dầu vậy Mie cũng đã chỉ ra các yếu tố ảnh hưởng tới màu sắc của thuỷ tinh đỏ, hỗ trợ đắc lực cho công tác thiết kế, tính toán phối liệu

Trong ba nguyên tố trên, Selen có tính bất ổn định cao nhất, nhưng lại

có tác động quyết định tới chất lượng màu, do vậy phần lớn công việc nghiên cứu màu được tập trung vào phản ứng của Selen trong công nghệ sản xuất

Tại 4000C với SiO2:

Na2SeO3 + SiO2 = Na2SiO3 + SeO2

Tại 8000C với sôđa:

Tại nhiệt độ nấu một phần Se tan vào thuỷ tinh trong quá trình hoá khí của các hợp chất chứa Se, một phần tan vào trong quá trình thuỷ tinh hoá của các hợp chất silicát Cả ba nguyên tố Se, S và Cd ở nhiệt độ nấu đều tồn tại dưới dạng nguyên tử

học của chúng thay đổi và affinity (sự gần giống nhau về tính chất vật lý) tương quan của chúng vượt các chất còn lại Thế năng nhiệt động học của Se

chuyển động tới các mầm này theo cơ chế khuyếch tán và dần xây dựng các tinh thể CdSeS theo tỷ lệ phù hợp tương tứng

Cơ chế hình thành các trung tâm màu trên thực tế hết sức phức tạp, ngoài các thông số trên nó còn phụ thuộc vào nhiều thông số kỹ thuật khác

Với Se ở điều kiện môi trường như trên Cd và S có affinity lớn nhất Tuy nhiên trong số còn lại cũng còn một số tương đối lớn ion có affinity tương quan lớn với Se và các ion này bị Cd và S cuốn theo trong quá trình khuyếch tán và đưa vào cấu trúc tinh thể làm biến dạng một phần tinh thể, từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến các thông số quang học của các trung tâm màu

Dưới góc độ công nghệ sản xuất, ngoài các yêu cầu công nghệ của thuỷ tinh màu thông thường, chất lượng màu hệ CdSeS còn phụ thuộc rất mạnh vào:

hệ thuỷ tinh nền, hàm lượng và chất lượng CdSeS, phương pháp trộn, phương pháp nhập liệu, môi trường nấu, kỹ thuật nấu thuỷ tinh, thiết kế khuôn hay kích thước, hình dạng sản phẩm, nhiệt độ, phương pháp và kỹ thuật gia công, công đoạn sử lý nhiệt, ủ thuỷ tinh và cuối cùng là phương pháp hoàn thiện sản phẩm

1.2.4 Sự giãn nở nhiệt của thủy tinh:

Trong công nghệ sản xuất thuỷ tinh màu 2 lớp, sự tương đồng về hệ số giẫn nở giữa 2 lớp thuỷ tinh là yếu tố quan trọng hàng đầu

coi là chất lỏng nhớt và sang trạng thái đàn hồi cứng ở nhiệt độ trong phòng

Tại vùng chuyển mềm thủy tinh biểu lộ cả hai tính chất nhớt và đàn hồi

Sự giãn nở của thủy tinh trong trạng thái lỏng lớn gấp 2ữ5 lần hệ số giãn nở trong trạng thái rắn Khi ta nói hệ số giản nở của thủy tinh 90.10 -7/ oC trong vùng đàn hồi, ta biết rằng nó sẽ là 200 hoặc 300.10 -7/ oC trong vùng trạng thái lỏng

Việc tính toán và thực nghiệm về sự tương đồng hệ số giãn nở giữa 2 lớp chính là yếu tố tạo nên chất lượng sản phẩm thuỷ tinh màu 2 lớp

Các nhà khoa học đã nghiên cứu và phát triển nhiều phương pháp tính

hệ số giãn nở của thuỷ tinh Phần lớn các phương pháp dựa trên tỷ lệ hàm lượng một cách tuyến tính

Hàm lượng được tính theo cả tỷ lệ % khối lượng lẫn mol%, trong đó phương pháp dùng mol% tiệm cận tốt hơn về góc độ tư duy cấu trúc, nhưng phương pháp dùng % khối lượng lại thể hiện ưu thế tiện dụng trong sản xuất thực tế

Đề tài cấp bộ 2003: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất thuỷ tinh tín hiệu

đường sắt” đã nghiên cứu thành công công nghệ chế tạo thuỷ tinh đỏ bằng công nghệ ép Các nguyên lý tạo màu đã được đề tài trước khảo sát kỹ, nên nhóm đề tài có điều kiện đi thẳng vào việc điều chỉnh sang công nghệ sản xuất thuỷ tinh đỏ dùng công nghệ thổi và hài hoà hệ số giãn nở của nó với hệ

số giãn nở của lớp thuỷ tinh nền trắng bên trong

Nhánh nghiên cứu thuỷ tinh vàng bằng công nghệ ép cũng được kế thừa kinh nghiệm nấu thuỷ tinh màu hệ CdSeS, vì màu đỏ trong công nghệ sản xuất thuỷ tinh tín hiệu đường sắt cũng dùng hệ màu trên

Ngoài lý thuyết về thuỷ tinh 2 lớp, đề tài cũng kế thừa một số kiến thức, kinh nghiệm sản xuất của Cở sở thuỷ tinh Cảnh lập, Liên hiệp KH và SX Silicát và Công ty Thuỷ tinh Hà Nội thông qua việc cộng tác chuyên môn trong thực tế

2.2 Mẫu nghiên cứu

Mục tiêu chính của đề tài là chế tạo vật liệu đạt yêu cầu kỹ thuật Tuy nhiên nhằm tiếp cận các vấn đề sản xuất, cũng như tạo điều kiện cho đội ngũ

kỹ thuật sớm làm quen với mẫu sản xuất, đề tài đã tham khảo một số mẫu lọ hoa màu 2 lớp cao cấp nhập của Trung Quốc trên thị trường

Trên tinh thần đi từng bước vào các mẫu có công nghệ gia công đơn giản trước trong khuôn khổ các tư vấn về thị trường của khách hàng, nhóm đề tài đã thống nhất chọn mẫu cụ thể và phương pháp gia công mẫu

Đối với mẫu thuỷ tinh kỹ thuật màu vàng da cam sẽ được chế tạo là mẫu phẳng 50mm x 50mm x 4mm phục vụ công tác đo toạ độ màu

2.3 Nguyên vật liệu hoá chất dùng cho nghiên cứu

Nguyên liệu chính của thủy tinh là cát, thường chiếm trên 60% tỷ trọng sản phẩm Trong các thí nghiệm, cát Cam Ranh loại I được dùng có các thành phần chính như sau:

Các hoá chất khác chủ yếu được đưa vào với chất lượng công nghiệp nhằm giảm giá thành, những loại hoá chất trong nước chưa sản xuất được, như sô đa, đề tài dùng hàng công nghiệp của Trung Quốc bán trên thị trường

Bảng 1 Chất lượng nguyên vật liệu thí nghiệm

Nguyên liệu Nguồn gốc Chất lượng, %

Các muối trên sau khi trừ tạp chất và phần bay hơi khi nấu (theo tỷ lệ giữa khối lượng phân tử của oxit kim loại còn lại sau khi nấu và khối lượng phân tử của muối đưa vào) được tính theo tỷ lệ % thành phần oxit đã xác định trong kế hoạch thí nghiệm theo phương pháp tính phối liệu thông thường trong ngành silicát

2.4 thiết bị nghiên cứu

- 01 lò thí nghiệm nấu thủy tinh dùng nhiên liệu than đá, nấu gián tiếp qua nồi cổ vịt có thể tích chứa tối đa 25 kg thủy tinh;

- 04 nồi nấu thủy tinh sản xuất trong nước dung tích sử dụng: 01 chiếc loại 100 kg, 01 chiếc loại 50 kg và 02 chiếc loại 25 kg;

ảnh 2 Lò ủ thuỷ tinh (Lò bên trái đang rỡ, lò bên phải đang ủ.)

2.4.2 Các thiết bị phụ trợ

- 20 ống thổi thuỷ tinh các lọai;

- 03 khuôn thổi thuỷ tinh;

- 01 khuôn ép thuỷ tinh, đồng hồ và một số dụng cụ chuyên dùng khác

đo cụ thể như sau:

• Điều kiện đo: nhiệt độ: 250

C; độ ẩm 60%

• Phương pháp đo: So màu theo CIE

Tất nhiên, khi phát triển thành dự án sản xuất thử khách hàng sẽ yêu cầu thêm các chỉ tiêu liên quan đến chất lượng sản phẩm, như: Mỹ thuật thương phẩm đối với các sản phẩm dân dụng thuỷ tinh màu 2 lớp và độ bền hoá, khả năng chịu sốc nhiệt, tính chính xác về hình dáng, kích thước và cường độ ánh sáng,… Do các thông số trên liên quan trực tiếp đến sản phẩm, quy mô sản xuất, nên đề tài không đề cập sâu hơn, nhưng nó sẽ là những điều kiện mang tính quyết định của dự án sản xuất thử

Chương 3

Nội dung và kết quả nghiên cứu

3.1 Nội dung nghiên cứu

3.1.1 Nghiên cứu công nghệ sản xuất thuỷ tinh màu 2 lớp

3.1.1.1 Sơ đồ công nghệ

Hình 2 Sơ đồ công nghệ

Thuỷ tinh được chế tạo theo sơ đồ công nghệ trên (Hình 2):

Phối liệu trắng và màu được nhập vào 2 lò cạnh nhau và nấu trong 8 -

Tạo hình(thổi)

Đưa vào lò đang nấu thuỷ tinh màu, cuốn thêm thủy tinh màu lên lớp trắng

Phối liệu thuỷ tinh màu

Nấu

Cuốn thủy tinh trắng từ lò ra bằng ống thổi

Gia công cơ

hoàn thiện

ra trước, tạo hình phôi mềm rồi được đưa vào lò thuỷ tinh màu cuốn thêm lớp thuỷ tinh màu (lớp thứ hai) bọc đều lên lớp phôi mềm trắng

Phôi mềm 2 lớp sau khi định hình sơ bộ bằng khuôn thép được chuyển vào khuôn thổi xoay để định hình lần cuối

Sau khi tách khỏi ống thổi, sản phẩm được đưa vào lò ủ và gia công hoàn thiện bằng cơ, hoá hoặc nhiệt

Với mẫu vật liệu thuỷ tinh vàng đèn hiệu sân bay, khâu gia công được thực hiện bằng công nghệ ép trong khuôn thép theo kích thước phù hợp với máy đo toạ độ màu của Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng (hiện là máy duy nhất của Việt Nam có khả năng đo toạ độ màu theo tiêu chuẩn màu quốc

tế CIE) Sau khi ép mẫu vật liệu được ủ khử ứng suất bằng lò buồng

Nhằm kiểm soát trực tiếp bản chất của cấu trúc thuỷ tinh, các nghiên cứu phối liệu được tiến hành trên cơ sở tỷ lệ phần trăm thành phần oxit, sau đó

sẽ được tính ngược lại khối lượng hoá chất thông qua tính toán về hàm lượng,

độ ẩm và tạp chất bằng phương pháp tính phối liệu thông thường trong ngành silicát

Tư duy trên thành phần oxit sẽ giúp các nhà sản xuất chủ động hơn về nguyên liệu đầu vào khi mua bán vật tư, hoá chất, nắm bắt nhanh hơn về nguyên nhân các sự cố phát sinh kỹ thuật trong sản xuất và có thể xử lý kịp thời

A, Phối liệu thuỷ tinh lớp nền trắng

Trong điều kiện cụ thể dùng nồi cổ vịt của nội, để tăng khả năng dễ gia công, nhưng vẫn giữ được độ bền hoá của sản phẩm, đề tài đã xác định vùng

chịu sốc nhiệt của thủy tinh đề tài đã đưa thêm 1 - 3% phụ gia B2O3

Các chất khử bọt chính cho phối liệu là các loại muối nitrat, sulphát,

Sb2O3 Tất nhiên vấn đề khử bọt còn liên quan đến kỹ nghệ nấu, thiết bị, đòi hỏi nhiều biện pháp đồng bộ

Bảng 2 Thành phần oxit của thuỷ tinh trắng

B, Phối liệu thuỷ tinh màu chứa CdSeS

Bảng 3 Thành phần ôxit của thuỷ tinh màu CdSeS nghiên cứu

Do sự ổn định màu thực tế không phụ thuộc vào hình thái hoá chất đưa

Se vào, nên đề tài đã chủ động dùng trực tiếp Se kim loại, dạng có sẵn trên thị trường

Việc nghiên cứu được tập trung vào việc giữ hàm lượng Selen trong quá trình nấu, hạn chế tối đa sự bay hơi và lượng Se bị chuyển sang các trạng thái không có lợi khác

Ngoài các biện pháp cơ lý sẽ nêu trong phần phương pháp nhập liệu và quá trình nấu, thực tế kinh nghiệm quốc tế và trong nước đều cho thấy về mặt hoá học với hàm lượng 10-12% ZnO sẽ giúp gia tăng sự ổn định màu trong

trình hình thành màu trong công đoạn gia công, gián tiếp hỗ trợ việc ổn định màu

phẩm, cần cân đối tỷ lệ của 2 loại kiềm này cho thích hợp với sắc màu cần thiết

C, Nghiên cứu ảnh hưởng của chất tạo màu

Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng, chất lượng của chất tạo màu tới chất lượng màu của thuỷ tinh 2 lớp

a, Hàm lượng: Hàm lượng chất tạo màu quyết định chủ yếu tới độ đậm nhạt của màu, tuy nhiên do có sự tham gia của quá trình kết tinh và cân bằng pha của tinh thể hỗn hợp CdSeS giữa pha thuỷ tinh nền và pha chứa nhiều tinh thể CdSeS, nên cũng ảnh hưởng tới sắc màu mặc đầu không mang tính quyết

định

Trong quá trình hạ nhiệt độ nấu xuống nhiệt độ gia công, lượng CdSeS trong thuỷ tinh dần bị bão hòa và bắt đầu tách pha Pha chứa chiều CdSeS chính là trung tâm màu của thuỷ tinh

Quá trình thí nghiệm về hàm lượng được triển khai trong 5 mẻ với thuỷ tinh nền được cụ thể trong bảng 5 Phối liệu được nấu trong nồi cổ vịt với khối

tại 4900C trong 24 giờ

Bảng 4 Hàm lượng CdSeS (%) cho các thí nghiệm hàm lượng chất tạo màu

Hàm lượng CdSeS được thay đổi từ 0,5 đến 3,0% với tỷ lệ CdS/Se = 1 Các thành phần oxit chính còn lại được giữ nguyên tỷ lệ tương quan với nhau, nhằm tạo kết quả độc lập cho thí nghiệm khảo sát hàm lượng CdSeS Hàm lượng chất tạo bọt được giữ nguyên trong toàn bộ 5 mẻ thí nghiệm