2.1. Phương pháp nghiên cứu.
Dựa trên bảng thành phần hoá cho frit trong, frit đục, frit mờ với nhiệt độ nóng chảy trung bình và thấp,bảng 1.1, bảng 1.2, chúng tơi tiến hành tính bài phối liệu [10].
Trước tiên chúng tơi chọn thành phần hố cho frit sao cho nó thuộc các bảng trên. Rồi dựa vào thành phần hố chúng tơi tính nhiệt độ chảy lý thuyết, hệ số giãn nở nhiệt và các tính chất đặc trưng của frit và men frit sao cho nhiệt độ chảy của frit từ 1000 ÷ 1190oC và hệ số giãn nở nhiệt từ 50÷72.10-6.K-1. Sau đó từ những thành phần hố có tính khả thi nhất, dựa vào phương pháp phân tích cổ điển để tính bài cấp phối cho frit. Frit sau khi nấu xong sẽ được trộn với cao lanh hay các nguyên liệu khác theo bài cấp phối men frit, rồi được tráng lên xương tấm ốp hay mộc tấm lát. Sản phẩm sau khi nung xong được kiểm tra chất lượng như độ trong, độ bóng, độ phẳng, khuyết tật. Nếu sản phẩm đạt chất lượng thì frit đó là tốt, và men frit với bài cấp phối như vậy là đạt. Ngược lại thì frit đó khơng tốt . Từ những frit khơng đạt đó, ta hiệu chỉnh lại thành phần hố của frit, rồi tiếp tục làm tương tự giống như trên sao cho đạt yêu cầu thì thơi.
Kết quả cuối cùng là tìm ra được khoảng tối ưu của hàm lượng các oxyt trong frit và tìm ra những bài men frit với cấp phối thích hợp sẽ cho sản phẩm đạt chất lượng cao.
2.2. Công thức seger và tính tốn bài phối liệu 2.2.1. Cơng thức Seger
Men là thủy tinh vơ định hình nên khó xác định cơng thức hóa học của men. Seger đã đưa ra cơng thức men có tính tương đối với các quy ước sau:
- Viết theo nhiều hàng.
- Bỏ dấu hai chấm (:), vì tỷ lệ nguyên tố không xác định. - Tổng các oxyt bazơ quy về bằng 1.
a) Công thức Seger tổng quát:
Oxyt bazơ Oxyt trung tính Oxyt axit RO + R2O R2O3 RO2 và R2O3 (Al2O3) (B2O3) ∑(RO + R2O) = 1
Vậy công thức chung là:
RO + R2O m R2O3 n RO2 Trong đó:
- Cơng thức này tính bằng đơn vị là mol. - nRO2 / nR2O3 = 9 ÷ 11
- Hệ số axit : y = RO2/ (R2O+ RO + 3R2O3)
- Nếu y tăng thì RO2 tăng dẫn đến SiO2 tăng làm cho men có nhiệt độ nóng chảy cao. Men nào có oxyt axit càng cao thì men có nhiệt độ nóng chảy cao.
b) Cơng thức Seger chung (công thức Seger giới hạn)
Công thức Seger chung là công thức Seger đưa ra một loại men trong đó chỉ ra một lượng mol tối thiểu và tối đa của từng loại oxyt trong men ứng với một nhiệt độ nung xác đinh.
Ví dụ: Chuyển về cơng thức Seger bài men có thành phần hố như sau [6].
SiO2 Al2O3 PbO CaO K2O Na2O B2O3
52.50% 11.32% 16.73% 5.60% 2.01% 2.36% 6.65%
Các bước chuyển như sau: - Tính số lượng mol các ơxyt:
52.50 : 60 = 0.875 mol SiO2 11.32 : 102 = 0.111 mol Al2O3
16.73 : 223 = 0.075 mol PbO 5.60 : 56 = 0.100 mol CaO
3.01 : 94 = 0.032 mol K2O 2.36 : 62 = 0.038 mol Na2O
6.65 : 70 = 0.095 mol B2O3
0.075 PbO 0.100 CaO
0.032 K2O 0.111 Al2O3 0.875 SiO2 0.038 Na2O 0.095 B2O3
Tổng các oxyt bazo: 0.245
Quy tổng các oxyt bazo bằng 1 (chia cho 0.245) Công thức Seger như sau: 0.306 PbO
0.408 CaO
0.131 K2O 0.453 Al2O3 3.571 SiO2
0.155 Na2O 0.388 B2O3
Cơng thức Seger cho một cái nhìn tổng qt về men. Chúng ta có thể dễ dàng so sánh các loại men với nhau và cũng có thể biết khả năng chảy của nó. Tuy nhiên khơng được đánh giá cơng thức Seger q cao vì nó khơng xét đến khả năng phản ứng của những nguyên liệu khác nhau đưa vào cùng một oxyt.
Ví dụ: Na2O trong trường thạch, trong Na2CO3, trong Na2SO4 không thể phân biệt được.
Công thức Seger chỉ mang tính chất định hướng, khơng có khả năng xác định tính chất của men một cách tồn diện.
Bảng 2.1. Thành phần hóa của nguyên liệu
N/liệu SiO2 B2O3 Al2O3 CaO BaO MgO ZnO K2O Na2O ZrO2 PbO Fe2O3 TiO2 MKN
ZrSiO4 33 - 1 - - - - - - 63.5 - 0.02 0.01 2.47 Đôlômit 4.0 - 0.28 30 - 19.5 - - - - - 0.04 - 46.18 T/thạch 66.5 - 17.1 0.87 - - - 11.7 2.8 - - 0.06 0.04 0.93 Đá vôi 2.5 - 0.03 54.6 - - - - - - - 0.01 - 42.86 Cát 99.6 - - - - - - - - - - - - 0.4 H3BO3 - 52.47 - - - - - - - - - - - 47.53 ZnO - - - - - - 99.5 - - - - - - 0.5 BaCO3 - - - - 76.89 - - - - - - - - 23.11 K2CO3 - - - - - - - 67,48 - - - - - 32.52 Al2O3 0.01 - 99 - - - - - 0.1 - - - - 0.89 Na2CO3 - - - - - - - - 57.91 - - - - 42.09
Bảng 2.2. Thành phần hóa theo phần trăm trọng lượng của frit M2
T/phần SiO2 B2O3 Al2O3 CaO BaO MgO ZnO K2O Na2O ZrO2 PbO Fe2O3 TiO2 Σ
FFM2 52.5 0 8 8 8 1.5 15 4 1 3 0 0 0 101