Bền của khuôn, ruột sử dụng chất dính thủy tinh lỏng mô đun cao

Một phần của tài liệu Nghiên cứu khuôn gốm trên cơ sở vật liệu trong nước (Trang 48)

Khi khuôn hoặc ruột được làm từ chất dính thủy tinh lỏng có mô đun thấp (nhỏ hơn 3,5), chúng có thể được đóng rắn bằng cách để ở nhiệt độ môi trường hoặc sấy. Tuy nhiên với khuôn hoặc ruột được làm từ chất dính thủy tinh lỏng có mô đun cao, thì việc đóng rắn bằng cách trên làm cho khuôn hoặc ruột trở nên yếu và bở. Bởi vì độ bền chung của khuôn và ruột phụ thuộc vào cơ tính của lớp màng rắn được hình thành bởi sự dính kết silicát. Sự phá vỡ dính kết này ít khi được thực hiện ở bề mặt rắn – lỏng (bề mặt tiếp xúc giữa chất dính và hạt cát) mà thường bị phá vỡ ở màng dính kết hoặc ở trong vật liệu cần dính kết (cát). Các vết nứt hoặc các khuyết tật khác ở trong màng dính kết làm cho độ bền liên kết của chất dính thấp hơn độ bền ở bề mặt dính kết (giữa chất dính với hạt cát).

Các tinh thể silica được hình thành ở trong chất dính sẽ làm liên kết giữa các hạt cát yếu đi sau khi được nung nóng và làm nguội khuôn hoặc ruột. Do đó, sẽ làm tăng tính phá dỡ cho khuôn và ruột. Chất dính thủy tinh lỏng thông thường sẽ hình thành lớp cấu trúc dạng kính bền ở dạng khung xương silisic trên bề mặt các hạt cát khi nung khuôn hoặc ruột ở nhiệt độ cao. Khi khuôn hoặc ruột được làm nguội tới nhiệt độ môi trường thì lớp cấu trúc dạng kính này trở lên rất bền vững, do đó tạo nên độ bền cao cho khuôn hoặc ruột. Ruột được làm từ chất dính này sẽ rất khó phá dỡ sau đúc. Horacio E. Bergna [44, 45] cho rằng sự ảnh hưởng khác nhau giữa mô đun cao và thấp của thủy tinh lỏng tới chất lượng khuôn hoặc ruột có thể được nhận biết bằng cách quan sát lớp màng được hình thành trên tấm kính trong điều kiện cho bốc hơi chậm. Thủy tinh lỏng có mô đun thấp (2,0), khô ở nhiệt độ phòng rất chậm và hình thành lớp màng rất nhớt, trơn mịn và trong. Ở mô đun cao hơn (3,0) thì khô nhanh hơn và có vài vết nứt xuất hiện ở lớp màng hình thành. Ở mô đun rất cao (khoảng 3,5 đến 4), thủy tinh lỏng bao gồm một lượng keo silica có kích thước hạt rất nhỏ sẽ khô rất nhanh, vết nứt trên lớp màng lớn hơn. Một dung dịch keo silica có kích thước hạt khoảng 14 nm và tỷ lệ SiO2/Na2O bằng 90 sẽ không hình thành lớp màng liên tục trong cùng điều kiện làm khô như trên.

Chất dính thủy tinh lỏng có mô đun thấp tạo nên lớp màng trơn mịn trên bề mặt hạt cát và không bị nứt khi được làm khô. Tuy nhiên với chất dính thủy tinh lỏng có mô đun cao thì lớp màng bao quanh hạt cát sẽ xuất hiện vết nứt khi làm khô, điều này sẽ làm giảm độ bền của khuôn và ruột. Nếu dùng thủy tinh lỏng có mô đun từ 3,5 đến 10 trước khi nó tạo gel thì hiệu quả sử dụng tương tự như sử dụng chất dính keo silica.

Một phần của tài liệu Nghiên cứu khuôn gốm trên cơ sở vật liệu trong nước (Trang 48)