Nguyên liệu dẻo, nguyên liệu gầy, chất chảy
2.2.1.1 Nguyên liệu dẻo - Nhóm đất sét
Chứa những khoáng có khả năng tạo dẻo như montmorilonhit, halloysit do đó có tính dẻo. Để làm chất tạo dẻo phải cho vào đất sét một lượng nước thích hợp với từng phương pháp công nghệ cần thiết. Khi cho nước vào đất sét, ban đầu nước chiếm chỗ của không khí lẫn trong đất, các hạt đất sét nhờ vậy sẽ xích lại gần nhau hơn, dẫn đến thể tích chung giảm. Khi sấy, lượng nước này thoát ra không gây co sản phẩm mộc. Lượng nước tiếp theo sẽ tạo lớp màng nước quanh hạt đất sét tạo khối dẻo ( lượng nước trong một giới hạn xác định- giới hạn dẻo), lượng nước này tách ra khi sấy, có khả năng làm co sản phẩm mộc. Lượng nước vượt quá giới hạn dẻo sẽ tạo khối bùn nhão, hơn nữa sẽ là huyền phù đất sét – nước. Nhờ vậy đất sét có khả năng liên kết các hạt vật liệu gầy( nhờ vào lớp vỏ nước trên bề mặt.)
2.2.1.2. Nguyên liệu gầy
Là nhóm nguyên liệu không có tính dẻo, có tác dụng tăng độ bền cơ mộc thô, giảm độ co sấy và nung.
a> Tràng thạch
Tạo pha lỏng khi nung, giúp tăng nhanh quá trình phản ứng và kết khối. Đảm bảo thành phần hóa cần thiết, tạp chất sắt nhỏ ( Fe2O3 < 0.2 – 0.3%). Tràng thạch lẫn Fe2O3 sau nung sẽ xuất hiện đốm vàng, tràng thạch lẫn nhiều TiO2 sẽ có màu đen
b> Cát
Dạng khoáng tự nhiên thường là α – quắc, cát dùng trong công nghệ gốm sứ cần ở dạng khoáng ổn định. Cát loại ra từ đất sét và cao lanh có thể dùng. Cát gia công bằng cách sàng,
rửa để loại các hạt thô, các sa khoáng như là các dạng của oxyt sắt Nung cát 900 – 10000C rồi làm nguội nhanh sẽ ổn định thành phần khoáng , thuận lợi cho quá trình nghiền
c>Talc
Cấu trúc của hoạt thạch không cho phép các nguyên tố khác lẫn vào trong cấu trúc. Là nguyên liệu quan trọng để sản xuất sứ điện
2.2.1.2 Chất chảy
Nguyên liệu gầy, tạo pha lỏng khi nung, giúp tăng nhanh quá trình phản ứng và kết khối. Điển hình là tràng thạch, sau đó là nguyên liệu cung cấp PbO, B2O3, oxyt kiềm Na2O, K2O,…
2.2.2. Phân loại theo lĩnh vực sử dụng 2.2.2.1 Nguyên liệu làm xương
a> Đất sét
Đất sét là thành phần chính trong xương gốm sứ. Có tính dẻo nên dễ tạo hình. Có nhiều loại đất sét như đất sét chịu lửa, đất sét xốp… tùy theo nhu cầu sử dụng mà chọn loại đất sét.
Trong sử dụng (tạo hình), người ta hay kết hợp sử dụng nhiều loại.
Người ta phân loại sơ bộ đất sét, cao lanh theo màu sắc để loại bỏ đất có nhiều tạp chất không cần thiết. Với những sản phẩm gốm thô như gạch, ngói, đất nung… có thể dùng luôn nguyên liệu tự nhiên do đất có độ mịn, chỉ cần trộn với nước đủ dẻo để tạo hình. Các sản phẩm gốm có xương trắng mịn cần đất sét và cao lanh trắng, thành phần ổn định, ít tạp chất gây màu, đặc biệt Fe2O3 và TiO2 ở mức nhỏ nhất.
b> Cao lanh
Là loại đất sét có khoáng chính là caolinhit, được sử dụng trong xương gốm sứ đồng thời với đất sét. Độ sạch trong cao lanh khá cao, đưa vào xương sẽ giảm độ co rút khi sấy
c> Cát
Dùng cung cấp SiO2, có tác dụng làm xương cứng hơn, nếu nhiều quá sẽ dễ nứt vỡ sản phẩm. Đưa vào xương sẽ nâng cao độ bền cơ, giảm co rút sản phẩm khi sấy.
2.2.2.2. Nguyên liệu làm men a> Nguyên liệu chứa CaO
CaCO3 tinh khiết, đá vôi, đolomit, Wollastonite. Từ 10000C trở lên, CaO có tác dụng tạo pha lỏng. Khi men chảy, CaO có tác dụng tăng chiều dày của lớp trung gian giữa xương và men, giảm sự nứt men và bong men. Để chống hiện tượng kết tinh bề mặt, do đó khống chế CaO. Trong men có B2O3 nhiều, sẽ kết hợp CaO tạo kết tinh từng đốm trắng. Khắc phục hiện tượng bằng cách tăng hàm lượng Al2O3 , dùng BaCO3 để hạn chế đốm trắng. Dolomit đưa vào men chủ yết tạo men đục. Wollastonite đưa vào men có tác dụng tạo đục, ngăn chặn hiện tượng chảy dồn, làm cho màu của kiềm không thay đổi.
b> Các oxyt
b1> Chì oxyt( PbO)
Là nguyên liệu hay dùng nhất để tạo men bazơ. Điểm nóng chảy là 8800C, thủy tinh do chì tạo ra có khả năng hòa tan mạnh các oxyt tạo màu. Chì rất độc, dễ tan trong môi trường axit loãng và môi trường kiềm. Ảnh hưởng đến người sản xuất và cả người sử dụng.
b2> Kali oxyt và natri oxyt
Là thành phần quan trọng trong men, kiềm có khả năng chảy tốt, có thể thay thế Chì. Là những hợp chất không màu, không độc, rẻ tiền. Có khả năng hòa tan mạnh các oxyt tạo màu, độ nhớt men kiềm nhỏ nên men dễ chảy. Men kiềm có hệ số giản nở lớn nên dễ tạo các vết nứt chân chim, sản phẩm dễ bị nổ, nứt, bong men
b3> Kẽm oxyt
Tạo độ bóng láng cho men, với lượng nhỏ, men sẽ chảy láng rõ rệt, còn với lượng
lớn sẽ tạo men đục. Khả năng đàn hồi của men giảm, dễ gây nứt men.
b4> Nhôm oxyt
Có tác dụng làm tăng nhiệt độ chảy của men, hạn chế việc tạo kết tinh, tác dụng kéo dài khoảng chảy men. Đưa vào dạng cao lanh hoặc đất sét có tác dụng làm cho men sống bám chắc vào xương sản phẩm, chống lắng cho men sống. Al2O3 liên kết với các oxyt phát màu làm cho màu trở nên chịu nhiệt. Tỷ lệ Al2O3 cũng ảnh hưởng đến màu sắc. Có tác dụng tăng độ nhớt của men, tăng độ bền hóa của men.
b5> Titan oxyt
Đưa vào men dưới dạng TiO2 tinh khiết hoặc quặng rutil, có khả năng tạo đục tốt.
Trong men có ZnO thì khả năng tạo đục tăng rõ rệt. Rất dễ hòa tan trong men, đặc biệt là men Bo do đó sự tạo đục bị hạn chế. Tốc độ làm nguội men có ảnh hưởng đến khả năng tạo đục của TiO2, Cùng với ZnO sẽ tạo màu kết tinh cho nhiều men kết tinh.
b6> Zircon oxyt
Là chất gây đục tốt. Đưa vào men dưới dạng ZrO2 hoặc ZrSiO4. Đưa trực tiếp vào men sẽ tăng độ bền axit, đưa vào dưới dạng frit sẽ tăng độ bền axit ít hơn. Để tạo men đục tốt nhất nên dùng dưới dạng frit. ZrSiO4 ngoài tác dụng gây đục còn làm cho men bóng hơn là men đi từ ZrO2( tác dụng của SiO2 gây ra)
b7> Thiếc oxyt
Có tác dụng tạo đục cho men. Khả năng tạo đục của thiếc phụ thuộc vào độ mịn của thiếc. Thiếc oxyt không độc hại. Có tác dụng tăng sự đàn hồi của men, có khả năng chống nứt tăng.Tăng độ bền hóa, là chất tải màu quan trọng ngay cả đối với men đục, chất màu. Dùng bao nung, dùng tấm kê là SiC sẽ tạo màu xám xanh do môi trường khử sinh ra, đặc biệt trong xương có ít sắt cũng tạo màu xanh do đó không dùng. Có thể tạo men đục khi đưa 5% SnO2 và 5% TiO2
c> Frit
- Có nhiệt độ chảy thấp
- Cung cấp chất chảy cho men
- Gồm các loại:Fritte đục, fritte mờ, fritte rạn…
2.2.2.3. Nguyên liệu làm khuôn
Phổ biến nhất người ta hay dùng là khuôn thạch cao. Ngày xưa người ta dùng khuôn gỗ.
Trong thiên nhiên thạch cao tồn tại dưới dạng đá thạch cao CaSO4.2H2O . Dựa vào quá trình tách nước thạch cao mà người ta dùng thạch cao khan làm khuôn trong gốm sứ.
Chương 3