Ứng dụng công nghệ hóa học trong sản xuất sứ Thanh Trì

MỤC LỤC

Sức căng bề mặt và độ thấm ớt

Sức căng bề mặt lớn, khả năng thấm ớt của men đối với xơng kém, kéo theo các khuyết tật nh phồng rộp, nứt men, bọt sủi tăm, cuốn men. Đối với ZnO, BaO thì tuỳ điều kiện cụ thể mà chúng có thể làm tăng hay giảm sức căng bề mặt của men.

Sự giãn nở của men

Oxyt silic (SiO 2 )

Tuy điểm nóng chảy của CaO rất cao (25720C), nhng trong men, CaO có vai trò nh một phụ gia hạ nhiệt độ chảy, đặc biệt với men nóng chảy ở nhiệt độ cao. Các hợp chất của chì thờng rất độc, dễ hoà tan trong môi trờng axit loãng và kiềm nên thờng sử dụng PbO dới dạng frit.

Bọt men

BaO có thể thay thế một phần cho PbO, ở nhiệt độ trên 11200C có thể thay thế hoàn toàn.

Cuèn men

Nứt men (rạn men)

Các thông số kỹ thuật của sứ vệ sinh

Yếu tổ ảnh hởng đến tính chất cơ học của sứ

Còn khi có sự kiểm soát công nghệ, các hạt thạch anh đợc nghiền mịn, phân bố đều trong cấu trúc thì nó sẽ tạo ra một ứng suất nén tại vùng biên giới giữa các hạt thạch anh tàn d và pha thuỷ tinh nền làm cho ứng suất nén phân bố trong toàn vật liệu nên cờng độ cơ học của sứ đợc tăng lên. Về cấu trúc và thành phần pha của sứ, khi giảm hàm lợng fenspat trong các mẫu sứ từ 23% xuống còn 3% thì lợng mulit tăng từ 32 - 50%, gần đạt đến hàm hàm lợng mulit lý thuyết, đồng thời kích thớc của các tinh thể mulit tăng lên do nhiệt độ nung quá cao, vợt quá.

Phơng pháp nghiên cứu

    Phơng pháp kiểm tra độ co sấy, co nung, co toàn phần, độ hút nớc Mẫu đo co sấy, co nung đợc tạo ra bằng cách đổ rót hồ thí nghiệm vào khuôn thạch cao có kích thức 5x70x300 mm. Thực hiện quá trình chuẩn bị khuôn, đổ rót, lu khuôn, tháo khuôn nh trong thực tế sản xuất, thời gian từ khi đổ hồ vào khuôn lu hồ đến khi ra mẫu và thực hiện các thao tác khoảng 3 giờ vì các mẫu thí nghiệm đổ rót trong các khuôn hút 2 mặt. Xác định khối lợng riêng, hàm lợng lỗ xốp kín của sản phẩm sứ Khối lợng riêng, hàm lợng lỗ xốp kín là tính chất quan trọng để biểu thị độ sít đặc của cấu trúc vật liệu, mức độ điền đầy của pha thuỷ tinh vào các lỗ xốp trong quá trình nung.

    Vì vậy, phơng pháp phân tích Rơnghen có tầm quan trọng to lớn trong việc đánh giá định tính các tính chất kỹ thuật của sản phẩm thông qua sự xác định các loại tinh thể có mặt trong các mẫu thực nghiệm đã nung ở nhiệt độ nung hợp lý.

    Bảng 2.1. Các tiêu chuẩn về ngoại quan, độ ẩm, sót sàng, lu biến.
    Bảng 2.1. Các tiêu chuẩn về ngoại quan, độ ẩm, sót sàng, lu biến.

    Phần thực nghiệm

    Chuẩn bị phối liệu nghiên cứu

    Lựa chọn các bài phối liệu

    Sau khi tiến hành thí nghiệm xác định các tính chất, tuân thủ chặt chẽ nội dung thí nghiệm và phơng pháp tính toán đã nêu trên, kết qủa thực nghiệm đợc lập thành các bảng số liệu và đồ thị đối với các tính chất khác nhau.

    Bảng 3.3. Bài phối liệu HB1
    Bảng 3.3. Bài phối liệu HB1

    Các thông số hồ đổ rót

    - Sấy khô mẫu tại tủ sấy sau đó để nguội rồi kiểm tra các tính chất.

    Cờng độ mộc

    Độ co của các phối liệu

    Độ co sấy, co nung và co toàn phần của 4 bài phối liệu đều không sai khác nhau nhiều và đều tơng đơng với hồ đang sản xuất tại Công Ty sứ Thanh Trì.

    Độ hút nớc, độ xốp, khối lợng thể tích

    - Đối với mẫu phối liệu HB1, độ xốp và độ hút nớc giảm dần từ nhiệt. Nh vậy có thể thấy rằng nhiệt độ nung 12300C là nhiệt độ kết khối phù hợp nhất của mẫu phối liệu HB1. Nh vậy, có thể thấy rằng nhiệt độ nung 12100C là nhiệt độ kết khối phù hợp nhất của mẫu phối liệu HB4.

    Bảng 3.11: Độ xốp, độ hút nớc, khối lợng thể tích của phối liệu HB2.
    Bảng 3.11: Độ xốp, độ hút nớc, khối lợng thể tích của phối liệu HB2.

    Độ biến dạng thanh cong

    Độ bền cơ học của các mẫu phối liệu

    Cờng độ chịu uốn của các mẫu phối liệu khác nhau có sự khác nhau khá lớn. Cờng độ cơ học của xơng sứ đang sản xuất tại Công ty sứ Thanh Trì.

    Bảng 3.15. Cờng độ chịu uốn của mẫu phối liệu HB1 Tên phối
    Bảng 3.15. Cờng độ chịu uốn của mẫu phối liệu HB1 Tên phối

    Kết quả nghiên cứu cấu trúc các mẫu sứ qua phân tích Rơnghen Tiến hành phân tích Rơnghen đối với các mẫu sứ trong bài phối liệu

    Qua kết quả phân tích Rơnghen thấy rằng với phối liệu HB3 có hàm l- ợng Mulit (3Al2O3. 2SiO2 ) nhỏ hơn và hàm lợng quartz (SiO2 ) lớn hơn so với so với hàm lợng mulit của mẫu phối liệu HB2 và mẫu HSX.

    Kết quả nghiên cứu cấu trúc bằng chụp kính hiển vi điện tử

    Quan sát mẫu phối liệu HB2 nung ở nhiệt độ 12300C thấy có các tinh thể mulít hình kim nhỏ, hàm lợng ít hơn so với mẫu nung ở 12100C, đó là do sự hoà tan các tinh thể mulít vào pha thuỷ tinh nóng chẩy. Các lỗ xốp với kích thớc lớn hơn, có thể do sự phồng rộp ở mức độ nhỏ của mẫu sứ khi quá.

    Hệ số giãn nở nhiệt của các mẫu phối liệu

    Hệ số giãn nở nhiệt của phối liệu khác nhau chên lệch nhau không nhiều.

    Thảo luận kết quả nghiên cứu xơng sứ

    Nh vậy qua kết quả kiểm tra độ hút nớc, khối lợng thể tích và độ xốp có thể thấy rằng để đạt đợc nhiệt độ nung gốm sứ cao nhất ở khoảng nhiệt độ 1200 - 12200C thì có thể dùng các bài phối liệu HB2, HB3 &HB4, tuy nhiên bài phối liệu HB4 có khoảng kết khối nhỏ, đã có hiện tợng phồng rộp khi nung tới nhiệt độ 12300C và có khối lợng thể tích nhỏ nhất trong các bài phối liệu thử nghiệm. Mặt khác ở cùng nhiệt độ nung hợp lý tổng hàm lợng kiềm ( K2O + Na2O ) càng tăng thì độ nhớt của pha thuỷ tinh giảm xuống nên khả năng thấm ớt của pha thuỷ tinh vào các ngóc ngách, điền vào các lỗ xốp trở nên dễ dàng hơn làm lợng pha khí đợc giảm xuống. 0.08% - Điều đó đợc giải thích là ở khoảng nhiệt độ nung hợp lý 1200 - 12200C, phối liệu HB2 kết khối tốt hơn và ở nhiệt độ đó pha thuỷ tinh hoàn toàn có thể hoà tan phần lớn các hạt thạch anh, các hạt thạch anh tàn d sẽ có kích thớc rất bé và phân bố đều trong nền thuỷ tinh; hàm lợng của pha thuỷ tinh hợp lý tyăng độ bền cơ, độ nhớt của pha thuỷ tinh cũng đủ nhỏ để chui vào các ngóc ngách của các lỗ xốp.

    Chứng tỏ mẫu phối liệu HB2 đã tạo ra pha thuỷ tinh hợp lý, thuận lợi hơn cho sự kết tinh các tinh thể mulit, đặc biệt trong điều kiện pha thuỷ tinh có hoà tan một phần thạch anh đa vào, do các phối liệu đợc nghiền tới độ mịn cao (lợng sót sàng 16000 lỗ/ cm2 là 0,4 %) nên các hạt thạch anh đợc nghiền mịn và phân bố đều, tạo nên một ứng xuất nén trên bề mặt pha thuỷ tinh tiếp xúc trực tiếp với các hạt trong quá trình làm nguội, góp phần làm tăng cờng đọ cơ học cho vật liệu.

    Bảng 3.23. quan hệ giữa độ hút nớc của các phối liệu và nhiệt độ nung
    Bảng 3.23. quan hệ giữa độ hút nớc của các phối liệu và nhiệt độ nung

    Lựa chọn các bài phối liệu

    Sau khi tiến hành thí nghiệm xác định các tính chất, tuân thủ chặt chẽ nội dung thí nghiệm và phơng pháp tính toán đã nêu trên, kết qủa thực.

    Bảng 3.29. Thành phần hoá của các bài men thí nghiệm Tên
    Bảng 3.29. Thành phần hoá của các bài men thí nghiệm Tên

    Các thông số men ra máy và men phun

    Kết quả kiểm tra các tính chất của các men thí nghiệm

    Kết quả nghiên cứu độ chẩy của men

    Khoảng chảy chính là sự chênh lệch giữa nhiệt độ cầu tròn và nhiệt độ bán cầu. Giá trị của các đại l- ợng này phụ thuộc trớc tiên vào thành phần hoá học của phối liệu men. Mẫu men MSX có nhiệt độ chảy cao nhất và mẫu men MB4 có nhiệt độ chảy thấp nhất; Hai mẫu men MB1 và MB2 có các nhiệt độ biến dạng, nhiệt độ bắt đầu chảy và chảy tràn không khác biệt nhau nhiều.

    + Mẫu MB1&2: Độ bóng nhẵn bề mặt kém hơn nhiều so với mẫu MB4 ở nhiệt độ chẩy bán cầu và chẩy cầu.

    Kết quả kiểm tra độ chảy máng nghiêng

    Kết quả kiểm tra hệ số dãn nở nhiệt tại Trung tâm gốm sứ - Viện vật liệu xây dựng. Hệ số giãn nở nhiệt của các phối liệu từ nhiệt độ 20 - 6000C chên lệch nhau không nhiều. Yêu cầu của men đặt ra là hệ số giãn nở nhiệt phù hợp với xơng, độ nhớt nhỏ, ít thay đổi theo nhiệt độ.

    Nhng các mẫu MB1 và MB2 lại có mức chảy máng nghiêng thấp, nhiệt độ biến mềm cao, không phù hợp với nhiệt độ nung của men.

    Bảng 3.34. Hệ số giãn nở nhiệt của các phối liệu men.
    Bảng 3.34. Hệ số giãn nở nhiệt của các phối liệu men.

    Sự phù hợp xơng - men

    + Tất cả các men đều bám dính rất tốt vào xơng, không có men nào có hiện tợng bong men và co men. + Đặc biệt sau khi quan sát các mẫu HM24 bằng kính hiển vi: Bề mặt mẫu ánh bóng, không có gợn sóng và mức bọt men lấm tấm là rất ít so với các mẫu sứ chuẩn cũng nh các sản phẩm đang sản xuất. Điều đó cũn đợc thể hiện rừ nột khi phun men MB4 lờn sản phẩm 2 sản phẩm nắp két đợc tạo hình bởi hồ xơng HB2 kết quả so sánh cho thấy 2 sản phẩm đạt yêu cầu tơng đơng các sản phẩm làm mẫu chuẩn tại Công ty sứ Thanh Trì Hà Nội.

    Kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm khi tráng men thí nghiệm và hồ xơng thí nghiệm so với sản phẩm đang đợc sử dụng đạt kết quả.

    Kết quả kiểm tra sự phù hợp xơng men

    Thảo luận kết quả nghiên cứu

    Các phối liệu nghiên cứu đều chảy tốt, kết hợp và bám dính tốt trên các xơng cũng nh có bề mặt men bóng nâng cao đợc chất lợng bề mặt sản phẩm. Đặc trng cấu trúc của men - Cơ chế tạo thành thuỷ tinh trong men gèm..10. Tác dụng của chất khoáng hoá đến quá trình kết tinh các tinh thể mulit..22.