Sự hình thành lớp màng men
Chiều dày lớp men tạo thành phụ thuộc vào độ xốp của xương gốm, đặc biệt khi lỗ xốp nhỏ vừa (2-50 nm) và vi xốp (<2 nm) ít hơn số lượng lỗ xốp lớn (>50 nm), phụ thuộc vào thời gian nung men và tính chất của huyền phù, độ dày của lớp men tráng.
Trong quá trình nung men xảy ra những quá trình phân hủy như sau : CaCO3, các phản ứng nóng chảy…
MnO2 MnO + ½ O2 Sb2O5 Sb2O3 + O2 Fe2O3 2Fe3O4 + ½ O2 3 Fe3O4 6 FeO `+ O2
Tại nhiệt độ tối ưu men có độ nhớt 2,102 – 2,103 Pa.s. Độ nhẵn bề mặt của men phụ thuộc vào độ nhớt của nó khi nung. Nếu độ nhớt thấp men sẽ có nhiều bọt khí nổi lên trên lớp bề mặt của men, do vậy men cần thời gian để thoát khí ra.
Khi độ nhớt của men cao và sức căng bề mặt lớn thì khí thoát ra tạo nên những kênh hay hình ống phễu. Khi độ nhớt của men đúng thì các nọt khí tập trung nơi biên giới xương men và không làm ảnh hưởng đến bề mặt men. Các ion kim loại kiềm thường làm giảm mạnh nhất độ nhớt của men theo chiều Li+
> Na+> K+.
Sự hình thành lớp trung gian: trong thời gian nung, giữa lớp men và xương gốm có hình thành một lớp trung gian từ 10-50 micras. Lớp trung gian này có thành phần hóa học, pha tinh thể, pha khí… khác với xương men. Sự xuất hiện lớp trung gian phụ thuộc vào thành phần hóa, thành phần hạt của xương và men, vào thời gian nung và nhiệt độ nung.
Trong các nguyên liệu hình thành lớp trung gian thì CaO là phụ gia tốt nhất, nó cũng chống nứt cho lớp men tốt. Do vậy hầu hết các loại men gốm thường có phụ gia là CaCO3 được đưa vào. Trong quá trình, CaO trong men tan ra thì trong xương cũng như vậy.
Ngoài CaCO3, người ta còn dùng volastonit CaOSiO2 và dolomit. Phụ gia CaCO3 cho vào men có tác dụng chống nứt cho men tốt là do:
Tăng hệ số dãn nở cho xương Tăng quá trình tạo lớp tủng gian Cản trở sự trương nở của xương Sức căng bề mặt của men
Sức căng bề mặt của một pha lỏng tác dụng lên ranh giới của pha lỏng theo chiều hướng thu nhỏ bề mặt của nó. Đối với silicat nóng chảy nằm trong khoảng 300 dyn/cm2
.
Sức căng bề mặt của một pha lỏn silicat nóng chảy phụ thuộc vào nhiệt độ nung hay thành phần hóa học của nó. Tính sức căng bề mặt theo phương pháp cộng tùy theo thành phần hóa học của men.
Sức căng bề mặt của men tăng theo dãy: B2O3, ZnO, CaO, NiO, V2O5, Al2O3, MgO, SnO2, Cr2O3 và giảm theo dãy: SrO, BaO, SiO2, TiO2, NaO, PbO, K2O, Li2O.
Sự dãn nở nhiệt của lớp men phủ
Khi làm lạnh ở nhiệt độ chuyển hóa, men có độ nhớt 1013 Pa.s. Ở nhiệt độ phòng men có độ nhớt 1020 Pa.s. Cũng như một lớp thủy tinh dưới nhiệt độ chuyển hóa men có tính dòn và ảnh hưởng đến hệ số giản nở nhiệt.
Độ cứng của men
Đây là một thông số quan trọng trong quá trình sử dụng men:
Độ bền chống lại vết xước: dùng cho gốm dan dụng, gạch men, gốm kỹ thuật. Xác định bằng kim cương hay những vật liệu có độ cứng cao.
Độ bền lún: của một mẫu nén bằng kim cương. Cũng xác định cho các loại gốm sứ trên.
Độ bền chống mài mòn: biểu thị bằng sự hao mòn của vật liệu sau khi mài. Tấm lát đặc biệt cần tính chất này
Tính chất điện của lớp màng men
Khả năng dẫn điện là do ảnh hưởng chính của kiềm. Hàm lượng kiềm càng cao thì khả năng dẫn điện càng lớn, ứng với sự dao động của các ion kiềm trong mạng lưới thủy tinh. Vì vậy men cho sứ cách điện không dùng kiềm.
0,8 PbO 0,2 Al2O3 1,7 SiO2/0,2 ZrO2 0,2 ZnO 0,75 B2O3
Men này nung ở 800ºC. PbO cao làm giảm sự dao động của các ion kiềm. Điện trở của men tăng theo các oxit sau: CaO, BaO, B2O3, PbO, Fe2O3, MgO, ZnO, SiO2.
Độ bền Hóa
Men trong quá trình sử dụng phải bền với môi trường, như nước, không khi có chứa O2, bền trong môi trường axit và kiềm loãng. Men sứ không thải ra chất độc hại khi dùng để đựng thực phẩm, nhưng men sứ không bền với axit thải ra từ thực phẩm.
Men sẽ bền hóa nếu ít kiềm, PbO và B2O3 cũng làm giảm giảm độ bền hóa. Các oxit nâng cao độ bền hóa: SiO2, Al2O3. Khi Al2O3 tăng thì độ bền hóa tăng nhanh nhưng phải < 18% nếu không sẽ làm xấu đi các tính chất của men.