Bảng 3.32. Các thông số kỹ thuật của các bài men thí nghiệm
Tên mẫu Nhiệt độ bắt đầu biến mềm (0C) Nhiệt độ biến
mềm (0C Nhiệt độ chảycầu (0C) Nhiệt độ chảybán cầu (0C)
Nhiệt độ chảy tràn (0C) MB 1 1100 1130 1150 1180 1200 MB 2 1100 1130 1150 1180 1200 MB 4 1080 1120 1130 1170 1180 MB5 1080 1130 1140 1170 1190 MSX 1120 1150 1160 1190 1220 Nhận xét kết quả:
- Qua kết quả của bảng số liệu trên và quan sát các mẫu trong quá trình nung trong lò điện ta thấy: Cả 5 mẫu phối liệu men trên có nhiệt độ
chảy dao động từ 1130 – 11900C, khoảng chảy dao động trong khoảng 30 – 400C và đều phù hợp với nhiệt độ nung 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.
- Quan sát các mẫu sau khi nung đợc lấy ra ở các nhiệt độ ta thấy: bề mặt men của các mẫu có độ bóng nh sau:
+ Mẫu MB4: Độ bóng nhẵn bề mặt tốt ở các nhiệt độ. Mẫu rất ít bọt khí trên bề mặt của mẫu.
+ Mẫu MB5: Độ bóng nhẵn bề mặt kém hơn so với mẫu MB4 ở nhiệt độ chẩy bán cầu và chẩy cầu. Mẫu còn có ít các bọt khí trên bề mặt mẫu nhất là mẫu ở nhiệt độ chẩy tràn.
+ Mẫu MB1&2: Độ bóng nhẵn bề mặt kém hơn nhiều so với mẫu MB4 ở nhiệt độ chẩy bán cầu và chẩy cầu. Mẫu còn nhiều các bọt khí trên bề mặt mẫu nhất là mẫu ở nhiệt độ chẩy tràn.
+ Mẫu MSX: Độ bóng nhẵn bề mặt tốt ở các nhiệt độ. ở nhiệt độ chẩy tràn hoàn toàn còn một vài các bọt khí nhỏ trên bề mặt mẫu.
3.2.5. Kết quả kiểm tra độ chảy máng nghiêng
Bảng 3.33.Độ chảy máng nghiên của các phối liệu theo nhiệt độ nung. TT Nhiệt độ nung (0C) Độ chảy máng nghiêng mm MB1 MB2 MB4 MB5 MSX 1 1200 47.0 46.0 55.5 58.5 --- 2 1210 49.5 50.0 58.0 62.0 --- 3 1220 52.5 53.5 60.5 65.5 --- 4 1230 58.0 57.5 65.0 66.0 --- 5 1240 60.5 61.0 68.0 72.0 --- 6 1270 --- --- --- --- 55.0 - 60.0 * Nhận xét kết quả:
-ở khoảng nhiệt độ nung từ 1200 - 12200C, hai phối liệu MB1 và MB2 có độ chảy máng nghiêng nhỏ từ 46 - 53 mm: Không đảm bảo theo tiêu chuẩn cơ sở.
-ở khoảng nhiệt độ nung từ 1200 - 12200C, hai phối liệu MB4 và MB5 có độ chảy máng nghiêng là từ 58 - 66 mm, hai phối liệu này đảm bảo cho men có độ chảy tốt, hai phối liệu trên có độ chảy máng nghiêng tơng đơng với độ chảy máng nghiêng của men sản xuất nung ở nhiệt độ 12700C.
Để nhận biết men có đạt chỉ tiêu kỹ thuật hay không, phải kiểm tra nhiệt độ bắt đầu chảy, nhiệt độ chảy cầu, bán cầu, chảy tràn và độ chảy máng nghiêng.... Kết quả kiểm tra độ chảy máng nghiêng có thể cho biết về độ nhớt của men. Nếu men có độ chảy máng nghiêng lớn cũng đồng nghĩa với độ nhớt nhỏ. Về quan hệ giữa thành phần hoá học và chảy máng nghiêng thể hiện rõ nét giữa các mẫu men MB4 và MB5 có hàm lợng ( SiO2 + Al2O3 ) thấp (68%) nhng hàm lợng kiềm ( Na2O + K2O ) lớn ( 2.8 - 3%), trong khi đó MB1, MB2 có hàm lợng ( SiO2 + Al2O3 ) cao hơn (70%) nhng hàm lợng kiềm ( Na2O + K2O ) nhỏ hơn ( 2.46 - 2,65%). Vì vậy, sự chênh lệch độ chảy máng nghiêng ở khoảng nhiệt độ 1200 - 12200C giữa các mẫu MB4, MB5 và MB1, MB2 là lớn từ 10 - 15 mm.
3.2.6. Hệ số giãn nở nhiệt của các mẫu phối liệu men.
Hệ số giãn nở nhiệt đợc xác định trong khoảng nhiệt độ từ 20 ữ 600 đối với các mẫu men đã nung ở nhiệt độ nung 12400C. Số liệu tính toán đợc trình bày trong bảng 3.25. Kết quả kiểm tra hệ số dãn nở nhiệt tại Trung tâm gốm sứ - Viện vật liệu xây dựng.
Bảng 3.34. Hệ số giãn nở nhiệt của các phối liệu men. Hệ số giãn nở nhiệt α.10-6/0C) MB1 MB2 MB4 MB5 α20ữ100 5.52 5.12 5.45 5.40 α20ữ200 5.76 5.52 5.70 5.72 α20ữ300 6.02 5.95 5.97 6.05
α20ữ400 6.25 6.25 6.25 6.27
α20ữ500 6.35 6.41 6.35 6.39
α20ữ600 6.47 6.54 6.47 6.52
*Nhận xét kết quả:
Hệ số giãn nở nhiệt của các phối liệu từ nhiệt độ 20 - 6000C chên lệch nhau không nhiều. Hệ số dãn nở nhiệt của các phối liệu từ 200C - 10000C nằm trong khoảng từ 5.2 - 6.5.10-6/0C. 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. Chính vì vậy, mẫu phối liệu MB1 và MB2 có hệ số giãn nở nhiệt nhỏ hơn hệ số dãn nở nhiệt của phối liệu MB4 và MB5. 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.
3.2.7. Sự phù hợp xơng - men
Qua đánh giá kết quả nghiên cứu xơng ở trên: Chọn phối liệu x- ơng tối u để tráng men là 2 phối liệu HB2 và HB3.
Các mẫu phối liệu xơng đợc sửa baviar, làm sạch bề mặt mẫu và đợc sấy khô: Theo tiêu chuẩn mộc cho phun men.
Bốn phối liệu men MB1, MB2, MB4, MB5 đợc chuẩn bị có các thông số về hồ men theo tiêu chuẩn đã nêu và các tiêu chuẩn của hồ men tơng đơng nh tiêu chuẩn của men đang sản xuất ổn định tại Công ty sứ Thanh Trì.
Tráng hồ men của các phối liệu men lên các mẫu xơng với độ dày men đạt 8 - 9 mm: Theo tiêu chuẩn độ dầymen phun.
Nung mẫu đẫ tráng men trong lò điện 12300C, tại phòng kỹ thuật công ty sứ Thanh Trì và Song song nung mẫu đã tráng men trong lò nung lại lần 2 (nung sứ thu hồi) ở những điểm đã khảo sát trớc nhiệt độ tại Công ty sứ Thanh Trì. Kết hợp nung mẫu cùng với các vòng đo nhiệt độ của ITALY để kiểm tra thật chuẩn nhiệt độ nung mẫu.
Ký hiệu mẫu: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ví dụ: HM24 - có nghĩa là: Xơng HB2 và đợc tráng men MB4.
Mâũ chuẩn: Là mẫu chuẩn của xơng men sứ Thanh Trì đang sản xuất.
Bảng 2.18. Các thông số nung Ký hiệu mẫu N h iệ t đ ộ n u n g (0 C ) Nhận xét sơ bộ HM21, HM22, HM31, HM32 HM24, HM25, HM34, HM35 1 1 9 0 Các mẫu men HM21, HM22, HM31, HM32 đều cha chảy, bề mặt sần.
Các mẫu men HM24, HM25, HM34, HM35 chảy tốt hơn, nhng bề mặt cha có ánh bóng.
HM21, HM22, HM31, HM32 HM24, HM25, HM34, HM35 1 2 0 0 Các mẫu men HM21, HM22, HM31, HM32 đã chảy, nhng bề mặt vẫn còn sần. Các mẫu men HM24, HM25, HM34, HM35 chảy tốt hơn, bề mặt cha bóng đẹp.
HM21, HM22, 1 2 Các mẫu men HM21, HM22, HM31, HM32 đã chảy, nhng bề mặt cha có ánh bóng.
HM31, HM32 HM24, HM25, HM34, HM35 1 0 Các mẫu men HM24, HM25, HM34, HM35 chảy tốt, bề mặt men bóng đẹp - tơng đơng mẫu chuẩn. HM21, HM22, HM31, HM32 HM24, HM25, HM34, HM35 1 2 2 0 Các mẫu men HM21, HM22, HM31, HM32 đã chảy khá tốt, bề mặt có ánh bóng nhng ch- a đẹp. Các mẫu men HM24, HM25, HM34, HM35 chảy tốt, bề mặt men bóng đẹp - tơng đơng mẫu chuẩn. HM21, HM22, HM31, HM32 HM24, HM25, HM34, HM35 1 2 3 0 Các mẫu men HM21, HM22, HM31, HM32 đã chảy tốt, bề mặt có ánh bóng. Các mẫu men HM24, HM25, HM34, HM35 chảy tốt, bề mặt men bóng đẹp - tơng đơng mẫu chuẩn. HM21, HM22, HM31, HM32 HM24, HM25, HM34, HM35 1 2 4 0 Các mẫu men HM21, HM22, HM31, HM32 đã chảy tốt, bề mặt bóng đẹp. Các mẫu men HM24, HM25, HM34, HM35 chảy tốt, bề mặt men bóng đẹp.
Nhận xét kết quả:
Qua kết quả nung tại lò điện và lò nung gián đoạn công nghiệp tại Công ty sứ Thanh Trì, nung ở các nhiệt độ khác nhau nhận thấy: + Tất cả các men đều bám dính rất tốt vào xơng, không có men nào có hiện tợng bong men và co men.
+ Trong dải nhiệt độ nung 1190 - 12400C các men đều chảy rất tốt, tuy nhiên các phối liệu men khác nhau có bề mặt men với độ bóng đẹp là khác nhau.
+ Trong khoảng nhiệt độ nung đã chọn 1200 - 12200C: Men MB4 có độ bóng, khả năng chảy là tốt nhất, qua sát bề mặt mẫu sau khi nung tất cả các mẫu HM24 và HM34 đều cho kết quả tốt có bề mặt men bóng đẹp hơn các mẫu khác và bóng tơng đơng ( có phần hơn ) so với mẫu chuẩn.
+ 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 còn đợc thể hiện rõ nét khi phun men MB4 lên 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.
Trên đây chỉ nêu một bài men đạt chất lợng tốt trong toàn bộ quá trình thử nghiệm. 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 tơng đơng và đạt yêu cầu quy định cho sản xuất sứ vệ sinh.
3.2.8. Kết quả kiểm tra sự phù hợp xơng men
Các mẫu HM24 sau khi nung ở các nhiệt độ khác nhau từ 1200 - 12400C, đợc kiểm tra độ bền xơng - men tại: Trung tâm gốm sứ - Viện vật liệu xây dựng.
Bảng 3.2.9. Kết quả kiểm tra độ bền rạn men
Chỉ tiêu Nhiệt độ
nung (oC)
kí hiệu mẫu Kết quả
Độ bền rạn men
+ áp suất: 6 Kbar +Thời gian lu: 2 giờ
1200 HM24 Đạt yêu cầu
1210 HM24 Đạt yêu cầu
1220 HM24 Đạt yêu cầu
Phần IV. Thảo luận kết quả nghiên cứu
Khi nung các sản phẩm tráng men, luôn luôn phải quan tâm tới nhiệt độ nung cuối cùng của sản phẩm. Việc chọn nhiệt độ nung cuối cùng có một ý nghĩa hết sức quan trọng không chỉ đối với xơng mà còn đối với men, nhằm đảm bảo chất lợng của sản phẩm. Nhiệt độ nung cuối cùng phải là nhiệt độ nung tối u nhất. Tại nhiệt độ đó lớp men chảy hoàn toàn, bề mặt bóng láng nhất chất lợng bề mặt là cao nhất.
Các bài xơng men đều đợc nung tại một nhiệt độ đã ấn định trớc 1200 - 12200C. Sự thay đổi thành phần phối liệu nhằm mục đích hạ thấp nhiệt độ nung sứ tại Công ty sứ Thanh Trì xuống 500C, sử dụng các nguyên liệu sãn có đang sản xuất tại Công ty Sứ Thanh Trì Hà Nội, và vẫn đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật, nâng cao chất lợng bề mặt men.
Trong phối liệu xơng HB2 và HB3, hàm lợng SiO2, Al2O3 thay đổi không đáng kể, mà chỉ có sự thay đổi chủ yếu hàm lợng oxyt kiềm (Na2O + K2O) và chủ yếu là tăng hàm lợng kiềm thổ MgO đợc đơa vào từ nguyên liệu bột talc ( Tăng lên 0.8% so với phối liệu sản xuất ); nh vậy tổng hàm lợng kiềm và kiềm thổ (R2O+RO) tăng lên từ 1,5 - 1,8. Khi tổng hàm lợng này càng lớn làm giảm đáng kể nhiệt độ chảy của phối liệu đồng thời vẫn duy trì đợc hàm lợng các oxyt SiO2, Al2O3 và duy trì đợc % các nguyên liệu dẻo cũng nh nguyên liệu gầy do vậy các tính chất của hồ đổ rót,của bán sản phẩm mộc và của sản phẩm sau nung vẫn đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật.
Khi sử dụng các phối liệu để chế tạo men nung ở nhiệt độ thấp hơn cần tính lại các bài phối liệu men đợc thực hiện theo hớng tăng độ chảy cho men bằng cách tăng hàm lợng các chất trợ chảy trong men gồm các oxyt kiềm và kiềm thổ. Đặc biệt đa vào men nguyên liệu wolastonit đó là một loại khoáng tự nhiên cung cấp chính oxyt CaO và SiO2 cho men. Việc sử dụng wolastonit có vai trò hết sức quan trọng không những giảm nhiệt độ chảy cho men (cung cấp CaO) mà còn làm giảm thiểu lợng khí CO2 thoát ra trong men khi sử
dung bọt nhẹ CaCO3 và do vậy giảm đợc khuyết tật bọt khí nâng cao đợc chất lợng bề mặt men. 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. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mục lục
Trang
Phần Mở đầu...1
Phần I: Cơ sở lý thuyết...3
1.1. Các nguyên liệu để chế tạo Gốm sứ...3
1.1.1. Cao lanh và đất sét...3
1.1.2. Thạch anh...6
1.1.3. Fenspat...7
1.1.4. Bột talc...7
1.1.5. Các nguyên liệu để chế tạo men...8
1.2. Nghiên cứu cấu trúc pha của sứ vệ sinh...8
1.3. Đặc trng cấu trúc của men - Cơ chế tạo thành thuỷ tinh trong men gốm...10
1.3.1. Cấu trúc của men gốm ...10
1.3.2. Cơ chế của sự tạo thành thuỷ tinh trong men gốm...10
1.4. Các tính chất đặc trng của men: ...11
1.4.1. Độ nhớt...11
1.4.2. Sức căng bề mặt và độ thấm ớt...11
1.4.3. Sự giãn nở của men...12
1.5. Các oxyt và ảnh hởng của chúng đến đặc tính của men ...12
1.5.1. Oxyt silic (SiO2)...12
1.5.2. Al2O3...12 1.5.3. R2O...12 1.5.4. CaO...13 1.5.5. MgO...13 1.5.6. B2O3...13 1.5.7. ZnO...13 1.5.8. PbO...13 1.5.9. BaO...14 1.6. Các khuyết tật men...14 1.6.1. Bọt men...14 1.6.2. Cuốn men...14 1.6.3. Nứt men (rạn men)...14
1.7. Các tính chất kỹ thuật của sứ vệ sinh:...14
1.7.1 Các thông số kỹ thuật của sứ vệ sinh:...14
1.7.2. Yếu tổ ảnh hởng đến tính chất cơ học của sứ...15
1.7.2.1. ảnh hởng bởi hàm lợng, thành phần của các pha...15
1.7.2.3. ảnh hởng của khuyết tật trong sản phẩm...20
1.8. ảnh hởng của fenspat đến các tính chất của sứ:...21
1.9. Tác dụng của chất khoáng hoá đến quá trình kết tinh các tinh thể mulit...22
Phần II: Phơng pháp nghiên cứu...24
2.1. Chuẩn bị phối liệu nghiên cứu...24 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.1.1. Lựa chọn các loại nguyên liệu sản xuất xơng sứ...24
TT...25
TT...25
2.1.2. Các nguyên liệu cho sản xuất men ...25
TT...27
2.1.3. Chuẩn bị các mẫu nghiên cứu...28
2.2. Các tiêu chuẩn của hồ và men...29
2.3. Các phơng pháp trong nghiên cứu...29
2.3.1. Phơng pháp kiểm tra độ co sấy, co nung, co toàn phần, độ hút nớc ...29
2.3.2. Phơng pháp kiểm tra cờng độ mộc của hồ đổ rót...31
2.3.3. Xác định khối lợng riêng, hàm lợng lỗ xốp kín của sản phẩm sứ ...32
2.3.4. Xác định độ bền cơ học của các mẫu...33
2.3.5. Khảo sát hệ số giãn nở nhiệt...34
2.3.6. Nghiên cứu cấu trúc các mẫu sứ bằng phơng pháp phân tích Rơnghen...35
2.3.7. Phơng pháp kiểm tra độ chảy máng nghiêng...35
2.3.8. Phơng pháp kiểm tra độ bền rạn men...36
2.3.9. Phơng pháp kiểm tra các tính chất của men...36
2.3.10. Phơng pháp chụp kính hiển vi điện tử...37
Phần III. Phần thực nghiệm...38
3.1. Kết qủa thực nghiệm bài xơng...38
3.1.1. Chuẩn bị phối liệu nghiên cứu ...38
3.1.2. Lựa chọn các bài phối liệu...38
3.1.3. Các thông số hồ đổ rót...41
3.1.4. Cờng độ mộc...42
3.1.5. Độ co của các phối liệu...42
3.1.6. Độ hút nớc, độ xốp, khối lợng thể tích...43
3.1.6. Độ biến dạng thanh cong...46
3.1.7. Độ bền cơ học của các mẫu phối liệu...46
3.1.8. Kết quả nghiên cứu cấu trúc các mẫu sứ qua phân tích Rơnghen49 3.1.9. Kết quả nghiên cứu cấu trúc bằng chụp kính hiển vi điện tử...50
Bảng 3.22. Hệ số giãn nở nhiệt của các phân phối liệu...52 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.1.11. Thảo luận kết quả nghiên cứu xơng sứ...52
3.2. Kết qủa thực nghiệm các bài men...62
3.2.1. Lựa chọn các bài phối liệu...62
3.1.2. Các thông số men ra máy và men phun...64