Men gốm – Wikipedia tiếng Việt

Create by : https://globalizethis.org

Đối với những định nghĩa khác, xem Men

Men gốm là một lớp thủy tinh có chiều dày từ 0,15–0,4 mm phủ lên bề mặt xương gốm. Lớp thuỷ tinh này hình thành trong quá trình nung và có tác dụng làm cho bề mặt sản phẩm trở nên sít đặc, nhẵn, bóng.

Công thức, nguyên vật liệu[sửa|sửa mã nguồn]

Men gốm tuy bản chất là thủy tinh nhưng phối liệu không hoàn toàn giống, bởi thủy tinh thông thường khi nấu có thể chứa trong bể khuấy cho đồng nhất và khử bọt. Men khi nóng chảy phải đồng nhất mà không cần một sự trợ giúp cơ học nào, nên phối liệu phải không có vật chất nào không thể tạo pha thủy tinh. Do đó, điều cần thiết đầu tiên là phải tạo được một hỗn hợp chảy lỏng đồng nhất ở nhiệt độ mong muốn.

Trong quá trình nóng chảy và ngay sau đó, các oxide trong men phản ứng với bề mặt xương gốm để tạo nên một lớp trung gian. Phản ứng này rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến độ bền cơ học của men, nó không chỉ phụ thuộc thành phần hóa học chung của men mà còn phụ thuộc từng oxide riêng. Do đó, điều cần thiết thứ hai là thành phần hóa của men phải gần giống thành phần hóa của xương gốm.

Bạn đang đọc: Men gốm – Wikipedia tiếng Việt

Quá trình làm nguội (giảm nhiệt) xảy ra ngược với quá trình nung (tăng nhiệt). Nếu hệ số giãn nở nhiệt của men và xương không phù hợp nhau sẽ gây ra bong hoặc nứt men. Do đó, điều cần thiết thứ ba là hệ số giãn nở nhiệt của men và xương phải phù hợp nhau.

Men nung xong phải cứng, nhẵn, bóng (ngoại trừ men mat). Bên cạnh đó, tính trong suốt, không màu, tính sáng bóng của men không phải lúc nào cũng như mong muốn. Nếu xương gốm có màu thì phải dùng men đục để che lấp màu của xương, ngoài ra có thể chế tạo men mat (bề mặt như sáp), men kết tinh và vô số men màu khác. Do đó, điều cần thiết thứ tư là thành phần hóa của men phải được điều chỉnh sao cho men có được các tính chất cơ-lý-hoá-quang mong muốn.

Trong công nghiệp thủy tinh thường dùng thành phần % những cấu tử để so sánh, nhưng trong công nghiệp gốm sứ, người ta hay dùng tỷ suất phân tử và tất yếu hoàn toàn có thể quy đổi qua lại giữa hai công thức này. Seger đã đưa ra cách sắp xếp những oxide có trong thành phần men thành 3 nhóm chính : oxide base, oxide acid và oxide lưỡng tính. Các nhóm này được sắp xếp theo trình tự sau và tập hợp này được gọi là công thức Seger của men :

1.RO

x. Al2O3

y. SiO2

z. B2O3

R là bộc lộ cho những sắt kẽm kim loại sau : Pb, K, Na, Ca, Mg, Ba, Li, Zn. Đối với men màu hoàn toàn có thể là Co, Ni, Cu, Mn, Fe .Oxide lưỡng tính nằm xen kẽ giữa oxide base và oxide acid, nhóm này hầu hết là Al2O3. Oxide acid gồm có SiO2 là chính, ngoài những hoàn toàn có thể có thêm B2O3 .Các mol thành phần của oxide acid và oxide lưỡng tính được tính quy đổi theo chuẩn của oxide base. Tổng những mol thành phần của những oxide base luôn quy về bằng 1 .
Men gốm là một hệ phức tạp gồm nhiều oxide như Li2O, Na2O, K2O, PbO, B2O3, CaO, ZnO, MgO, Al2O3, Fe2O3, SiO2 … được đưa vào dưới những dạng sau :

  • Nguyên liệu dẻo (plastic): gồm có cao lanh (kaolin), đất sét (clay), bột talc (steatit), betonit…
  • Nguyên liệu không dẻo (nonplastic) dưới dạng khoáng: gồm có trường thạch, đôlômít, đá vôi, cát…
  • Nguyên liệu không dẻo dưới dạng hóa chất công nghiệp: BaCO3, Na2CO3, K2CO3, borax (dân gian gọi là hàn the), acid boric, Cr2O3, ZnO… hoặc các loại frit.
Xem thêm trang Matrix-Additional Materials Lists Lưu trữ 2007-09-28 tại Wayback Machine để biết danh sách các nguyên liệu sản xuất men gốm

Phương pháp cổ xưa[sửa|sửa mã nguồn]

Phương pháp này hoàn toàn có thể vận dụng cho hầu hết những loại men sống và xuất phát từ rất lâu. Phương pháp này đơn thuần chỉ là nghiền phối liệu trong máy nghiền bi gián đoạn đến khi độ mịn qua hết sàng 10.000 lỗ / cm2 ( hoặc còn lại dưới 0,5 % ). Trong quy trình nghiền, cần khống chế độ mịn thích hợp vì nếu như nghiền quá mịn men sẽ bị cuốn hoặc bong men, nếu men quá thô sẽ gây nhám mặt phẳng và tăng nhiệt độ nung một cách đáng kể. Đối với men trắng ( đục ) và men trong hoặc men cho sứ cách điện, sau khi nghiền thiết yếu phải đưa qua máy khử từ để vô hiệu sắt và sắt oxit ( có trong nguyên vật liệu hoặc do sự mài mòn của máy nghiền ). Thông thường men dễ bị lắng làm cho những cấu tử trong men phân bổ không đều và gây lỗi mẫu sản phẩm, để hạn chế phải dùng những giải pháp như :

  • Làm cho men đặc lên (hàm ẩm nhỏ hơn)
  • Giảm bớt độ nghiền mịn (men không quá mịn)
  • Thêm đất sét, cao lanh hoặc bentonit để tăng độ huyền phù và làm men đặc hơn
  • Thêm một ít tinh bột đextrin, keo glutin, keo xenlulô hoặc thêm vào một ít NH3, amon oxalat hoặc một acid yếu…

Phương pháp frit[sửa|sửa mã nguồn]

Khối men chảy lỏng được làm nguội nhanh bằng cách đổ vào nước(nhấn vào hình để xem ảnh lớn hơn)Ảnh một loại FritPhương pháp frit hoàn toàn có thể khắc phục được toàn bộ những điểm yếu kém của chiêu thức truyền thống, mà quan trong nhất là khắc phục ( giảm thiểu ) được yếu tố ô nhiễm của những nguyên vật liệu đưa vào men ( như PbO hoàn toàn có thể gây ung thư ), đồng thời xử lý bài toán sửa chữa thay thế nguyên vật liệu khi nguyên vật liệu khai thác không không thay đổi về chất lượng và 1 số ít nguyên vật liệu đang có rủi ro tiềm ẩn hết sạch. Phương pháp này cho phép công nghệ tiên tiến sản xuất men gốm hoàn toàn có thể đa dạng hoá trong việc sử dụng nguyên vật liệu để cho ra những mẫu sản phẩm tinh xảo, hạn chế rủi ro đáng tiếc trong sản xuất và, hơn thế nữa, hoàn toàn có thể cho sinh ra những loại sản phẩm công nghiệp phân phối nhu yếu ngày càng cao của quốc tế. Phương pháp này gồm có 2 quy trình chính :

  1. Frit hoá: Phối liệu được nấu cho chảy lỏng ở 1300-1450⁰C ở lò quay hoặc lò bể (tương tự lò nấu thuỷ tinh) để hỗn hợp nguyên liệu chuyển hoàn toàn sang pha thuỷ tinh, sau đó làm lạnh rất nhanh để phá vỡ kết cấu khối thuỷ tinh chảy đó. Trong khi tính phối liệu cần lưu ý:
    • Trong các loại frit, tỷ lệ oxide base và SiO2 ít nhất là 1:1 và cao nhất là 1:3.
    • Đối với frit kiềm, ứng với 1 mol kiềm phải đưa vào 2,5 mol SiO2 và thường phải đưa thêm CaO hoặc PbO vào để các frit trở thành các chất không tan trong nước.
    • Tốt hơn cả là đưa thêm B2O3 theo tỷ lệ sao cho SiO2/B2O3 > 2/1. Nếu frit ngoài SiO2, PbO và B2O3 mà còn có kiềm thì tỷ lệ SiO2/B2O3 thường 1/(1,1-1,5). Nếu nhiều kiềm hơn nữa, cần phải đưa thêm Al2O3 đến mức sao cho không ảnh hưởng đến men cần tạo.
    • Thành phần hoá của frit (sau khi nấu) phụ thuộc nhiều vào kiểu lò, thời gian nấu và phụ thuộc lớn vào bản chất nguyên liệu đưa vào phối liệu.
  2. Nghiền men: Một frit có thể có thành phần hoá đáp ứng yêu cầu và có thể coi đó là một men thành phẩm, nhưng nếu nó không đáp ứng đủ thì cần phải có biện pháp bù (tính cấp phối lần 2). Trong quá trình nghiền, cần bổ sung chất tạo huyền phù, chống lắng…

Trạng thái lỏng[sửa|sửa mã nguồn]

Tính chảy lỏng[sửa|sửa mã nguồn]

Men phải chảy lỏng trọn vẹn ở nhiệt độ mong ước. Kreidl và Weyl đã rút ra những nguyên tắc về sự biến hóa dựa trên cấu trúc để men dễ chảy hơn gồm có 4 yếu tố, trong sản xuất thường những yếu tố này để kiểm soát và điều chỉnh sự chảy lỏng của men :

  • Giảm oxide kiềm và cho thêm acid boric, men sẽ dễ chảy hơn, từ đó giảm hệ số giãn nở nhiệt và hạ thấp nhiệt độ nóng chảy của men.
  • Tăng oxide kiềm và giảm SiO2 sẽ làm cho men dễ chảy hơn.
  • Thay SiO2 bởi TiO2 hoặc PbO sẽ làm giảm điểm nóng chảy.
  • Thay K+ bằng Na+ hoặc Li+ sẽ làm cho men dễ chảy hơn.
  • Thay các anion có hóa trị 1 (như Cl-; F-;Br-) bởi các anion có hóa trị 2 sẽ làm yếu cấu trúc men, do đó sẽ làm giảm nhiệt độ nóng chảy.
Xem thêm :  Cisco Meraki là gì, Cisco Meraki có lợi ích gì cho doanh nghiệp?

Kiến thức về hỗn hợp eutecti của hỗn hợp chứa oxide nhôm là rất quan trọng vì oxide nhôm được xem như thể một cấu tử chính của men, thế nhưng oxide nhôm lại là một chất chịu lửa. Khi thêm oxide nhôm vào men, khởi đầu nhiệt độ nóng chảy giảm xuống cho đến điểm eutecti nhưng sau đó lại tăng lên, do đó cần cho thành phần oxide nhôm sao cho hỗn hợp gần điểm eutecti nhất .Kiến thức về nhiệt độ nóng chảy thấp nhất của một hệ ( điểm eutecti ) không chỉ hữu dụng trong việc sản xuất men nhiệt độ thấp mà còn hữu dụng trong việc tìm ra một men không bị hoá mềm trong khoảng chừng nhiệt độ mà loại sản phẩm sẽ được sử dụng .

Nhiệt độ nóng chảy[sửa|sửa mã nguồn]

Nhiệt độ nóng chảy của men phụ thuộc vào thành phần phối liệu và những oxide xuất hiện trong men. Nhiệt độ nóng chảy của men sẽ biến hóa nếu như có một yếu tố đổi khác, nhưng một số ít yếu tố sau sẽ dẫn đến sự biến hóa lớn, đó là :

  • Thay đổi tỷ lệ oxide kiềm/SiO2 (tỷ lệ càng lớn, nhiệt độ men càng giảm)
  • Thay đổi hàm lượng Al2O3 (tăng Al2O3, nhiệt độ nung sẽ tăng)
  • Bản chất các oxide kiềm (thí dụ đưa vào frit silicat kiềm men sẽ dễ chảy hơn là đưa SiO2 và kiềm)
  • Hàm lượng các oxide kiềm càng lớn, nhiệt độ càng giảm
  • Phụ thuộc tỷ lệ B2O3/SiO2 (tỷ lệ càng lớn, nhiệt độ men càng giảm)
  • Phụ thuộc độ nghiền mịn của men, men càng mịn, nhiệt độ nóng chảy càng giảm, và
  • Phụ thuộc thành phần khoáng của phối liệu (thí dụ Na2O cho vào ở dạng Na2CO3 thì men có nhiệt độ thấp và hoạt tính cao hơn là cho vào dưới dạng trường thạch).

Để xác lập khoảng chừng nhiệt độ nóng chảy của men, hoàn toàn có thể dùng công thức tính gần đúng hoặc dùng giải pháp thực nghiệm :

  • Công thức xác định khoảng nóng chảy của men: có dạng sau

K= a 1. n 1 + a 2. n 2 +. .. + a n. n n b 1. m 1 + b 2. m 2 +. .. + b m. m m { displaystyle { frac { a_ { 1 }. n_ { 1 } + a_ { 2 }. n_ { 2 } + … + a_ { n }. n_ { n } } { b_ { 1 }. m_ { 1 } + b_ { 2 }. m_ { 2 } + … + b_ { m }. m_ { m } } } }{displaystyle {frac {a_{1}.n_{1}+a_{2}.n_{2}+...+a_{n}.n_{n}}{b_{1}.m_{1}+b_{2}.m_{2}+...+b_{m}.m_{m}}}}
Trong đó :

  • a 1 { displaystyle a_ { 1 } }a_{1}a 2 { displaystyle a_ { 2 } }{displaystyle a_{2}}
  • n 1 { displaystyle n_ { 1 } }n_{1}n 2 { displaystyle n_ { 2 } }n_{2}
  • b 1 { displaystyle b_ { 1 } }{displaystyle b_{1}}b 2 { displaystyle b_ { 2 } }{displaystyle b_{2}}
  • m 1 { displaystyle m_ { 1 } }{displaystyle m_{1}}m 2 { displaystyle m_ { 2 } }{displaystyle m_{2}}

Một khối men bị chảy lỏngHằng số nóng chảy của oxide hoặc hợp chất dễ nóng chảy :

Tên
Trị số
Tên
Trị số
Tên
Trị số

NaF
1,30
B2O3
1,25
Na2O
1,00

CuO
0,80
Na2SbO3
0,65
MgO
0,60

K2O
1,00
CaF2
1,00
ZnO
1,00

BaO
1,00
PbO
0,80
AlF3
0,80

Na2SiF6
0,80
FeO
0,80
Fe2O3
0,80

CoO
0,80
NiO
0,80
Mn2O3
0,80

Sb2O5
0,60
Cr2O3
0,60
CaO
0,50

Al2O3 3%
1,20
SiO2
2,00
P2O5
1,90

SnO2
1,67
 
 
 
 

Bảng tra cứu nhiệt độ nóng chảy ( °C ) của men theo thông số K :

K
T (°C)
K
T (°C)
K
T (°C)
K
T (°C)

>1,9
750
1,5
756
1,0
778
0,5
1.025

1,9
751
1,4
758
0,9
800
0,4
1.100

1,8
753
1,3
759
0,8
829
0,3
1.200

1,7
754
1,2
763
0,7
861
0,2
1.300

1,6
755
1,1
771
0,6
905
0,1
1.450

  • Xác định khoảng nóng chảy của men bằng phương pháp thực nghiệm: có hai phương pháp.
    • Nung men ở nhiều vùng có nhiệt độ khác nhau, theo dõi kết quả bề mặt men bằng cách đối chiếu men mẫu và thử nghiệm cơ-lý-hoá, đồng thời căn cứ côn Seger để xác định nhiệt độ vùng nung tương ứng.
    • Nung men đồng thời quan sát bằng kính hiển vị chịu nhiệt độ cao, nhiệt độ nung xác định bởi hoả kế.

Men gốm không có điểm nóng chảy xác lập mà chỉ có sự đổi khác từ trạng thái dẻo quánh sang trạng thái chảy lỏng. Do vậy độ nhớt cũng sẽ biến hóa theo nhiệt độ, nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm và ngược lại. Độ nhớt của men là một đặc thù quan trọng đa phần quyết định hành động sự thành công xuất sắc của nhiều tiến trình được triển khai ở những nhiệt độ khác nhau .Giá trị của nó ở nhiệt độ nóng chảy chỉ rõ men nào có năng lực chảy tràn khỏi mặt phẳng loại sản phẩm khi nung và men nào thì không. Độ nhớt trong quy trình hình thành men cũng cho biết sự thoát khí xảy ra ( do những phản ứng hoá học ) có thuận tiện hay không trong quy trình nung. Qua thực nghiệm, hoàn toàn có thể rút ra Kết luận rằng : những oxide sau làm tăng độ nhớt của men : SiO2, Al2O3, ZrO2, Cr2O3, SnO2, MgO, CaO. B2O3 đưa vào dưới 12 % sẽ làm tăng độ nhớt, nhưng nếu lớn hơn sẽ làm giảm độ nhớt. SrO đưa vào men với hàm lượng nhỏ có tính năng làm giảm độ nhớt nhưng nếu trên 20 % sẽ làm tăng độ nhớt .

Sức căng mặt phẳng[sửa|sửa mã nguồn]

Sức căng mặt phẳng là ứng suất căng tính năng lên mặt phẳng lỏng theo khunh hướng thu nhỏ diện tích quy hoạnh mặt phẳng lỏng nếu chất lỏng nằm tự do trong không khí. Morey cho biết so với những pha silicat nóng chảy, sức căng mặt phẳng nằm trong khoảng chừng 300 dyn / cm nhưng nó sẽ giao động trong khoảng chừng 150 – 500 dyn / cm. Sức căng mặt phẳng thường có khuynh hướng thu nhỏ ranh giới tiếp xúc của pha lỏng. Tại ranh giới giữa pha rắn-lỏng-khí sẽ hình thành sức căng mặt phẳng, điều này đóng vai trò quan trọng trong quy trình thấm ướt. Một số men khi chảy lỏng có khuynh hướng tự co lại thành hình cầu, do đó, nếu muốn tráng 2 men chồng lên nhau, và muốn có ranh giới tiếp xúc sắc nét thì 2 men phải có sức căng bề mặt bằng nhau, nếu không, men có sức căng lớn hơn sẽ co lại và men có sức căng nhỏ hơn sẽ kéo giãn ra .Một men có sức căng mặt phẳng lớn thường gây ra khuyết tật cho loại sản phẩm như phồng men, rộp men, cuộn men … Trong thực tiễn, hoàn toàn có thể kiểm soát và điều chỉnh sức căng mặt phẳng mà không cần biến hóa thành phần hoá bằng cách đổi khác nhiệt độ nung nhưng để làm điều này điều này nhất thiết phải kiểm soát và điều chỉnh phối liệu xương. Để xác lập sức căng mặt phẳng men hoàn toàn có thể dùng công thức cộng tính hoặc hoàn toàn có thể dùng những chiêu thức tương tự như thuỷ tinh :

  • Phương pháp cộng tính: Số liệu để tính sức căng bề mặt của men ở 900 °C (Lưu ý: cứ tăng 100 °C thì xi giảm 0,04 đơn vị.):
MgO:6,6
Al2O3:6,2
V2O5:6,1
CaO:4,8
ZnO:4,7
Li2O:4,6
Fe2O3:4,5
CoO:4,5
NiO:4,5
MnO:4,5
ZrO2:4,1
CaF2:3,7
BaO:3,7
SiO2:3,4
TiO2:3,0
Na2O:1,5
PbO:1,2
B2O3:0,8
K2O:0,1

Minh họa cách xác lập hiện tượng kỳ lạ thấm ướt của menCông thức tính sức căng mặt phẳng có dạng :
η { displaystyle eta }{displaystyle eta }

k
=
1

i

{displaystyle sum _{k=1}^{i}}

Xem thêm: Pad Thai là gì? Tìm hiểu về món Pad Thai của Thái Lan

{displaystyle sum _{k=1}^{i}}i.xi
Trong đó :

η { displaystyle eta }
fi:hàm lượng % cấu tử i.(0≤xi

xi:trị số tính sức căng bề mặt tương ứng oxide i (số liệu tra theo bảng trên).
  • Phương pháp thực nghiệm: Cân trọng lượng một giọt men, nung chảy, sau đó:
    • So sánh bề mặt thấm ướt của giọt men đó đối với mẫu đã biết trên một bề mặt phẳng, hoặc
    • Xác định góc thấm ướt bằng cánh đo ranh giới trong quá trình nóng chảy bằng kính hiển vi nhiệt độ cao.

Trạng thái rắn[sửa|sửa mã nguồn]

Hệ số co và giãn nhiệt[sửa|sửa mã nguồn]

Men có HSGNN quá thấp, bong men xảy ra tại 550 °CTrong công nghiệp gốm sứ, sự co và giãn nhiệt được màn biểu diễn theo thông số co và giãn nhiệt toàn phần và tính bằng % từ 20 °C đến nhiệt độ tới hạn ( thường thì khoảng chừng 500 – 550 °C ). Sự chênh lệch thông số co và giãn của men và mộc trong khoanh vùng phạm vi hẹp không gây khuyết tật vì men có năng lực đàn hồi trong một khoanh vùng phạm vi nhất định. Trong những trường hợp thì độ bền cơ học của mẫu sản phẩm tăng nếu men ở trạng thái bị nén do đó cần sử dụng men có thông số co và giãn nhỏ hơn thông số co và giãn của xương gốm một chút ít. Tuy nhiên, nếu chênh lệch quá nhiều, ứng lực sinh ra lớn hơn độ bền thì sẽ có hiện tượng kỳ lạ nứt hoặc bong men .Hệ số co và giãn nhiệt của men được xác lập bằng đilatômét hoặc giám sát bằng công thức. Có nhiều công thức tính, trong đó công thức của Winkelman và Schott được sử dụng nhiều. Winkelman và Schott cho rằng thông số co và giãn nhiệt của men là quan hệ cộng tính giữa những oxide thành phần. Công thức tính :
a = ∑ k = 1 i { displaystyle sum _ { k = 1 } ^ { i } }i.xi
Trong đó :

a: hệ số giãn nở nhiệt của men(1/°C)
pi: hàm lượng oxide i trong men, tính theo % trọng lượng
xi.(10-6): hệ số thực nghiệm đặc trưng cho sự dãn nở của các oxide trong men.

Kết quả trung bình đo lường và thống kê đúng mực ± 5 %, trị số những số liệu thống kê giám sát thông số co và giãn nhiệt của men dùng ở 400 – 500 °C được bộc lộ trong bảng sau :

Oxide
Trị số x
Oxide
Trị số x
Oxide
Trị số x
Oxide
Trị số x

SiO2
0,027
K2O
0,283
BaO
0,100
ZrO2
0,150

B2O3
0,003
CaO
0,167
PbO
0,130
Sb2O5
0,120

Al2O3
0,167
MgO
0,003
P2O5
0,067
CuO
0,073

Na2O
0,333
ZnO
0,060
TiO2
0,140
SnO2
0,067

Xem thêm :  Tự phụ, tự ti và tự trọng nên chọn cái nào?

Cr2O3
0,167
MnO
0,073
Fe2O3
0,130
CoO
0,150

Để xác lập độ cứng của men phải dùng giải pháp tương ứng với từng loại mẫu sản phẩm, mỗi thông số kỹ thuật của độ cứng ứng với một chiêu thức kiểm tra. Đối với mẫu sản phẩm sứ gia dụng như ( chén, bát, đĩa … ) ; gạch men ốp tường ; sứ kỹ thuật … người ta xác lập độ cứng trải qua độ bền chống lại đường vạch ( vết xước ) và độ bền lún mẫu sản phẩm, còn so với loại sản phẩm là gạch lát nền, ống dẫn, những loại trang trí bên ngoài … xác lập đa phần là đo độ bền chống bào mòn. Cách xác lập như sau :

  • Xác định độ bền chống rạch: Dùng kim cương hoặc những vật liệu có độ cứng theo thang Mohs. Xác định một trọng lực cần thiết của mũi kim cương vạch một chiều rộng (hay sâu) lên mẫu cần đo, sau đó đối chiếu với vật liệu trong thang Mohs đã xác định trước có vết xước cũng được tạo theo cách trên.
  • Độ bền lún: Được đo bằng cách ấn một lực xác định xuống một hình nón bằng kim cương xuống bề mặt của men, khi rút lên để lại một lỗ. Đối chiếu, so sánh với mẫu chuẩn.
  • Độ bền chống bào mòn: Được biểu thị bằng độ hao mòn trọng lượng sau khi mài. Có thể mài bằng các phương pháp mài cát (SiO2) hay corunđum. Thông thường người ta dùng phương pháp Scett tức dội cát lên bề mặt sản phẩm ứng với độ cao nhất định và trong một thời gian nhất định. Độ bền chống bào mòn không chỉ biệu hiện cho độ cứng mà còn liên quan đến tính đàn hồi, độ sít đặc và tính dòn của sản phẩm.

Tính cách điện[sửa|sửa mã nguồn]

Những mẫu sản phẩm gốm sứ dùng trong nghành điện và điện tử ngoài có tiêu chuẩn cao hơn so với những loại gốm khác, đó là thông số co và giãn nhiệt của xương rất thấp ( 4,5 – 6,5. 10 − 5 / °C ) và nhu yếu độ cách điện cao theo đó, những loại men được sử dụng cần phải cung ứng. Ảnh hưởng của những oxide xuất hiện trong pha thuỷ tinh ( men ) đến độ cách điện tăng theo dãy sau :

CaO

Còn những oxide sau làm giảm điện trở : Al2O3, K2O và Al2O3 .Quan trọng hơn, men ngoài việc phải bảo vệ tính cách điện, tránh những hiện tượng kỳ lạ bong và nứt men khi những cụ thể đó thao tác ( nhiệt độ, tần số … ) còn phải có tính cản trở được sự tạo vỏ nước đọng lại trên men. Có thể sắp xếp những chất tạo thủy tinh theo tứ tự tăng như sau : CaO, BaO, B2O3, Al2O3, Fe2O3, MgO, ZnO, PbO, SiO2 …, những oxide này cản trở sự tạo với nước tương ứng với từng điểm tối ưu của nó. Còn K2O và Na2O thì lại thuận tiện cho việc tạo vỏ nước .Khả năng dẫn điện của men gốm là do tác động ảnh hưởng của kiềm, men có hàm lượng kiềm cao càng có độ dẫn điện lớn, theo Hinz, điều này ứng với sự xê dịch của những ion kiềm trong mạng lưới thuỷ tinh. Có thể sử dụng PbO để hạn chế điều này, khi hàm lượng PbO cao thì sự giao động của những ion kiềm bị đình trệ. Tốt hơn hết là không nên dùng kiềm cho sứ cách điện .

Độ bền hoá[sửa|sửa mã nguồn]

Yêu cầu về năng lực bền hóa của men phụ thuộc vào vào nghành sử dụng chúng : men mỹ nghệ phải có năng lực chống lại sự tàn phá của môi trường tự nhiên và phải chịu được sự rửa không tiếp tục ; chén, bát, mẫu sản phẩm lát ngoài trời, trong phòng thí nghiệm … phải chịu được sự ăn mòn acid và kiềm ở nhiệt độ sử dụng tới hạn. Độ bền hóa của men tương quan đến cấu trúc của nó và nhiệt độ nung, tuy nhiên không hẳn là vậy, một men có nhiệt độ nung thấp không hẳn có độ bền hóa cao hơn những men nung ở nhiệt độ cao .Kreidl và Weyl miêu tả hai chính sách khác nhau mà những chất hoá học hoàn toàn có thể tiến công men :

  • Sự tấn công bởi acid: H+ của các acid có thể thay thế các ion kiềm ở trong mạng (men), dần dần hydrat hóa chúng. Cấu trúc chung của men vẫn không thay đổi nhưng sự thay đổi thành phần làm giảm chỉ số khúc xạ của men, gây nên sự nhiễu màu.
    Trong trường hợp này, nên thay Na bởi K hoặc Li; thay kiềm có hoá trị 1 bởi kiềm có hoá trị 2 như CaO, SrO, BaO, MgO, PbO và tốt hơn hết nên thay Zn cho các kim loại có hoá trị 1 và 2.
  • Sự tấn công bởi kiềm: đầu tiên, HF và một số hoá chất khác có thể tạo nên những hỗn hợp hoà tan silicat sẽ hoà tan men, sau đó kiềm sẽ tấn công, sự hấp phụ OH- vào O của cầu nối Si-O-Si dẫn đến ảnh hưởng lớn đến thành phần bề mặt cũng như cấu trúc men.
    Trong trường hợp này, vấn đề phức tạp hơn nhiều vì phụ thuộc vào sự kết hợp giữa các cấu tử chính và phụ trong men. Oxide nhôm có thể giải quyết được vấn đề này, tuy nhiên nó thường làm tăng nhiệt độ nóng chảy của men.

Mellor theo dõi phản ứng của nước và những tác nhân ăn mòn chung nhận thấy men có độ phức tạp càng cao thì càng bền, men nhiều kiềm thường kém bền, tác động ảnh hưởng của những oxide khác theo thứ tự tăng độ bền như sau :
Li Lớp trung gian[sửa|sửa mã nguồn]

Men bị nứt, những vết nứt gây lỗi trên mặt phẳng mẫu sản phẩmTất cả những loại men trong quy trình nung đều có gắn ít hoặc nhiều so với xương loại sản phẩm. W.Sterger cho rằng khi nung men cần phải tạo ra giữa xương và men một lớp trung gian hay lớp quá độ. Lớp này trong một chừng mực nào đó góp thêm phần điều hòa ứng lực Open giữa xương và men và có công dụng làm giảm ứng lực. Lớp trung gian này càng dày thì xương và men càng tương thích nhau. Về mặt hóa lý, đây là một quy trình phúc tạp gồm có những phản ứng hóa học do thực chất khác nhau giữa xương và men ( tính kiềm của men lớn hơn xương và tính acid ngược lại ). Song song quy trình phản ứng hóa học còn có quy trình hòa tan, thấm ướt giữa pha lỏng và pha rắn và quy trình kết tinh .Sự hình thành lớp trung gian phụ thuộc vào thành phần xương và men, nhiệt độ nung loại sản phẩm, thời hạn lưu mẫu ở nhiệt độ nung cao nhất, độ xốp của xương loại sản phẩm cũng như độ tan của từng loại oxide có trong men. Để tạo lớp trung gian, người ta thường cho thêm vào men acid boric, hoặc những chất kiềm khác, tuy nhiên cần chú ý quan tâm thông số co và giãn nhiệt hoàn toàn có thể tăng do những loại oxide kiềm gây nên .Trong những nguyên vật liệu thì CaCO3, volatonit, đôlômit là những phụ gia trung gian vì nó có tính năng chống nứt men. Nhưng CaCO3 là tốt hơn cả vì ngoài vai trong tạo lớp trung gian, nó còn cản trở sự trương nở của xương và làm cho những vết nứt sít đặc trở lại .
Màu sắc của men, giống như sắc tố của mọi vật phẩm, là do năng lực hấp phụ và phản xạ của men so với ánh sáng trong vùng nhìn thấy. Màu của men ứng với những bước sóng được men phản xạ trở lại. Nếu men phản xạ mọi bước sóng ánh sáng, nó có màu trắng ; nếu men hấp phụ trọn vẹn mọi bước sóng, không phản xạ lại bước sóng nào, nó sẽ có màu đen. Sự hấp thụ và phản xạ ánh sáng, do đó sắc tố, của men phụ thuộc vào vào thành phần hoá học của men và đặc biệt quan trọng là số phối trí của những chất cho những màu khác nhau, gọi là những chất tạo màu men .
aa Oxide hoặc muối của sắt kẽm kim loại hoàn toàn có thể làm chất tạo màu cho men. Cách này tựa như thuỷ tinh màu nên thường tạo men trong có màu, cường độ mùa tuỳ thuộc vào hàm lượng ( % ) oxide gây màu đưa vào và bản chất men. Những oxide màu hoặc muối của chúng khi đưa riêng vào men gốm sẽ cho màu thường thì là :

  • CoO, Co2O3, Co3O4, Co(OH)2: cho màu xanh.
  • NiCO3: cho màu vàng bẩn.
  • CuO, Cu2O: cho màu xanh khi nung trong môi trường oxy hóa, màu đỏ trong môi trường khử.
  • Cr2O3: Cho màu lục.
  • Sb2O3, Sb2O5 cho màu vàng.
  • FeO, Fe2O3, Fe3O4: cho màu đỏ vang, vàng và nâu khi nung trong môi trường oxy hóa; xanh xám đến xanh đen trong môi trường khử.
  • MnCO3: cho màu đen, tìm hoặc đen.
  • SnO2: cho màu trắng (men đục).
  • ZrO2: cho màu trắng (men đục).
  • TiO2: cho màu vàng.

Chất tạo màu bền nhiệt[sửa|sửa mã nguồn]

Các chất tạo màu bền nhiệt là những chất tạo màu phần nhiều không tan trong men nóng chảy và lại phân tán rất đều trong men. Kiểu này thường tạo màu đục gọi là chất tạo màu nhuộm màu men, tạo men trắng đục thường hay dùng cách này. Phương pháp sản xuất những chất màu này như sau :

  • Phối liệu tạo màu được trộn và nghiền mịn trong máy nghiền bi ướt hoặc khô (màu dưới men) hoặc tách các kết tủa của các hỗn hợp kim loại sau khi hoàn tan nó vào nước (màu trên men).
  • Nung phối liệu trên đến nhiệt độ thích hợp cho sự phát màu.
  • Các tảng màu hình thành được nghiền mịn và rửa sạch.
  • Pha thêm vào chất màu 30-40% men sứ sẽ được màu vẽ dưới men hoặc 5-10% đất sét dẻo sẽ được màu trên men hoặc pha thêm chất trợ chảy để có màu trong men.
Xem thêm :  Mẫu Giấy chứng nhận đăng ký doanh nghiệp mới nhất 2021

Chế tạo màu bền nhiệt

Công thức phối liệu màu dưới men[sửa|sửa mã nguồn]

  • Màu lam: SnO2.2,5CoO (xanh lam đậm); Al2O3.0,5CoO.0,5ZnO (xanh trời); Al2O3.0,7CoO.0,3NiO (xanh xám)
  • Màu lục: Al2O3.0,8CoO.0,2Cr2O3
  • Màu xanh lá non: hỗn hợp Cr2O3, CaCO3 và B2O3
  • Màu đỏ: được tạo qua việc tạo chất màu hồng, là hỗn hợp SnO2, SiO2, CaO, B2O3 và một ít Cr2O3
  • Màu tím đỏ: AuCl3 và caolanh trộn theo tỷ lệ 1/9
  • Màu vàng: ZnO.TiO2 hoặc 0,8.0,2Fe2O3.TiO2

Công thức phối liệu màu vẽ trong men[sửa|sửa mã nguồn]

  • Loại này có công thức Seger giống nhau: 0,5R2O. 0,5 Oxide màu. 1-1,5 SiO2

Công thức phối liệu màu trên men[sửa|sửa mã nguồn]

  • Màu xanh nước biển: 0,25CoO.0,35ZnO.0,1B2O3.0,4PbO.0,5SiO2
  • Màu xanh da trời: (15-30)% hỗn hợp (Co.Al2O3) + (85-70)% trợ chảy (PbO.0,5SiO2)
  • Màu nâu: 20% hỗn hợp (Fe2O3.Cr2O3) + 80% trợ chảy (PbO.0,5SiO2)
  • Màu đỏ vang: (17-20)% Fe2O3 + (83-80)% trợ chảy (PbO.0,5SiO2)
  • Màu cam: 18% hỗn hợp (Fe2O3.Al2O3) + 82% trợ chảy (PbO.0,78SiO2.0,24B2O3)

Xem thêm trang Rock-team và Bảng mã màu-thành phần hoá-nhiệt độ sử dụng những màu của Rock-team Lưu trữ 2006 – 04-27 tại Wayback Machine .
Có nhiều cách để phân loại men, đó là :

Theo thành phần[sửa|sửa mã nguồn]

  1. Men chì: có hai loại nhỏ:
    • Men có PbO và B2O3 và
    • Men có PbO mà không có B2O3
  2. Men không chứa chì: có hai loại:
    • Men chứa B2O3, và
    • Men không chứa B2O3 có hàm lượng kiềm cao và men không chứa B2O3 có hàm lượng kiềm thấp.

Theo cách sản xuất[sửa|sửa mã nguồn]

  1. Men sống: là loại men được tạo từ những nguyên liệu khoáng như đất sét, cao lanh, trường thạch… và các chất chảy, ngoài ra có thể có các oxide mang màu. Men này có thể chứa PbO hoặc không và thường thuộc loại nhóm có hàm lượng kiềm thấp.
  2. Men frit: là loại men đã được nấu chảy (frit hoá) trước đó.
  3. Men muối: là men được tạo thành do các chất bay hơi và bám lên bề mặt sản phẩm tạo thành một lớp men, men muối cũng thuộc nhóm men có hàm lượng kiềm thấp.
  4. Men tự tạo: là phối liệu xương trong quá trình nung tự hình thành trên bề mặt sản phẩm một lớp tương đối nhẵn và bóng.

Theo nhiệt độ nung[sửa|sửa mã nguồn]

  1. Men khó chảy: là những loại men có nhiệt độ nóng chảy cao (1.250-1.450 °C), có độ nhớt lớn và thường là men kiềm thổ, men trường thạch hoặc men đá vôi. Loại men này có hàm lượng SiO2 cao và hàm lượng kiềm thấp. Nguyên liệu thường dùng để sản xuất loại men này là: cát, trường thạch, pegmatit, đá vôi, đá phấn, đôlômít, talc, cao lanh, đất sét… đó cũng là những nguyên liệu không tan trong nước nên phương pháp sản xuất các loại men này gọi là cách sản xuất men sống. Thành phần của các loại men này có giới hạn như sau:
    • 1RO.0,35-0,5Al2O3.3,5-4,5SiO2 (men có nhiệt độ nung 1.230-1.350 °C).
    • 1RO.0,5-1,2Al2O3.5,0-6,2SiO2 (men có nhiệt độ nung 1.350-1.435 °C).
  2. Men dễ chảy: là những loại men có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn 1.250 °C. Đây là những loại men nghèo SiO2 nhưng giàu kiềm và các oxide kim loại khác. Men loại này có thể là men chì hoặc không chì, trong trường hợp men chì hoặc men chứa những hợp chất dễ chảy nhưng có khả năng hoà tan trong nước thì phải frit hoá trước. Thành phần của các loại men này có giới hạn như sau:
    • 1RO.0,1-0,4Al2O3.1,5SiO2.(0-0,5)B2O3 (men có nhiệt độ nung 900-1.100 °C) hoặc
    • 1RO.0,1-(0-0,25)Al2O3.(0,6-3)SiO2.(0,1-0,725)B2O3 (men có nhiệt độ nung 1.000-1.080 °C)…
    • Men muối có thành phần như sau: 1Na2O.0,5Al2O3.2,8SiO2 hay là 1Na2Al2O3.5,5SiO2.

Theo nghệ thuật và thẩm mỹ[sửa|sửa mã nguồn]

Bình gốm men co Bình gốm men rạn Bình gốm men đỏ đồng

Bình gốm men celadon

Xem thêm: Nghĩa Của Từ Outing Là Gì, Nghĩa Của Từ Outing, Nghĩa Của Từ Outing, Từ Outing Là Gì

Bộ ấm chén men ngũ sắcVề mặt mỹ thuật, men được sử dụng như thể một hình thức trang trí, những loại sản phẩm được trang trí bởi hình thức này là những bình gốm, chậu hoa, những loại tượng .

  1. Men chảy: thường được trang trí lên sản phẩm gốm mịn. Khi nung dó đặc tính men (độ nhớt và sức căng bề mặt) của lớp men nền và lớp men phủ khác nhau, thường thì lớp men phủ có độ nhớt thấp hơn, sức căng bề mặt bé nên chảy mạnh và (thậm chí) hoà trộn một phần vào lớp men nền. Ở nhiệt độ nung, men chảy phủ lên lớp men nền tạo một bề mặt sản phẩm với màu sắc hoặc sự kết tinh từng mảng.
    • Để nhận được men này, pha thêm vào men khoảng 25% chất trợ chảy (PbO.SiO2) và một lượng oxide màu hoặc chất màu.
  2. Men rạn: Nếu chủ động tính toán cấp phối sao cho hệ số giãn nở nhiệt của men và xương chênh lệch nhau, bề mặt lớp men sẽ có sự rạn nhất định (rạn chân chim, rạn hạt vừng). Với men rạn, lớp men càng dày thì độ rạn càng sâu và càng đảm bảo. Để có sự chênh lệch hệ số giãn nở nhiệt của men và xương phải giảm bớt lượng SiO2; CaO của xương (và) hoặc tăng lượng các oxide có hệ số giãn nở riêng phần lớn của men (tăng Na2O, K2O… và giảm Al2O3).
    • Men rạn, màu xanh Thổ Nhĩ Kỳ (turquoise) được thể chế tạo bằng cách thêm 3% CuO vào men 0,7Na2O.0,3CaO.3SiO2.
    • Men rạn, mờ nhiệt độ nung 1.060-1.100 °C có thành phần: 0,4Li2O.0,16Na2O.0,44CaO.0,22Al2O3.2,6SiO2.
  3. Men kết tinh: Nếu thành phần men có những cấu tử gây mầm kết tinh, khi làm nguội nếu độ nhớt của men đủ nhỏ để các mầm kết tinh tự lớn lên sẽ nhận được men kết tinh. Quá trình kết tinh diễn ra 2 giai đoạn: đầu tiên là giai đoạn tạo mầm (ứng với khoảng nhiệt độ tạo ra số mầm kết tinh nhiều nhất) và giai đoạn mầm tinh thể lớn lên (khoảng nhiệt độ làm mầm tinh thể phát triển kích thước lớn nhất).
    • Chất tạo mầm phổ biến nhất là impfen có công thức 2ZnO.SiO2 được tạo bằng cách trộn ZnO và SiO2 theo tỷ lệ trên, đồng thời thêm vào 10%Pb3O4 hoặc 20% oxide kiềm. Khi nấu chảy thu được frit đục với các mầm tinh thể 2ZnO.SiO2.
  4. Men sần (matt): Khi thêm vào men gốc (bóng) một số oxide khó chảy, hay oxide màu như Cr2O3, CuO, Fe2O3, TiO2.. (10-30%) hoặc SnO2 (10%) ta được men sần. Ở nhiệt độ nóng chảy men gốc, các oxide trên phân bố đều trên mặt men nhưng không nóng chảy và không tan lẫn với men gốc, khi làm nguội các phần tử khó chảy đó tạo nên lớp sần sùi, bề mặt nhám.
  5. Men co: Là loại men khi nóng chảy thì co cụm lại dẫn đền bề mặt men chỗ dày, chỗ mỏng, thậm chí để lại khoảng trống không men trên bề mặt sản phẩm. Thành phần men này phải chức các oxide có sức căng bề mặt lớn như Al2O3, MgO, ZnO, CaO, SnO2, NiO, V2O5 hoặc Cr2O3.
    • Ở nhiệt độ nung 1.040 °C, nếu thêm 8-10% màu vàng ZrO2-V2O5 vào gốc men 0,5PbO.0,2CaO.0,2ZnO.0,1MgO.0,18Al2O3.1,7SiO2 sẽ nhận được một men co đẹp.
  6. Men khử: Nhận được bằng cách dùng môi trường lúc nung (nung hoàn nguyên) và chủ yếu lúc làm nguội sản phẩm để khử các oxide màu đến trạng thái kim loại. Tuỳ bản chất nguyên tố kim loại được pha vào men và tuỳ thuộc điều kiện thừa hay thiếu CO của môi trường nung mà mặt men có sắc thái khác nhau.
    • Men ngũ sắc: là loại men có bề mặt được tạo bởi một lớp mỏng kim loại màu khi nhìn vào thấy giống hiện tượng vết dầu loang trên mặt nước. Để có men ngũ sắc đẹp thường sử dụng các muối kim loại của Co, Cu, Fe, Ag, Bi…
    • Men celadon (hay men ngọc): chính là màu xanh của Fe2+ (của Fe0 và có thể bị khử một phần về Fe. Thực tế màu men Seladon ít đồng nhất mà thường biến đổi từ lục xám nhẹ đến lục ngả vàng. Có thể nhận màu Seladon giả nhưng đồng nhất bằng cách tạo chất màu Seladon trước, sau đó phun màu lên sản phẩm và tráng thêm một lớp men trong.
    • Men đỏ huyết dụ (hay đỏ đồng): có bản chất chính là men khử do CuO chuyển về dạng kim loại ở dang keo đồng và phân bố đều trong men. Cơ chế tạo ra keo đồng theo phản ứng:

SnO + CuO = Cu +SnO2
CuO+CO = Cu+CO2.

Hàm lượng chất khử, thời gian khử phải thực nghiệm để rút ra thông số kỹ thuật chính xác. Khi môi trường khử quá đậm, thời gian khử quá dài, sản phẩm sẽ chuyển một phần sang nâu hoặc xám đen.
  • Industrial Ceramics-Felix Singer and Sonja S. Singer; Chapman Hall Ltd. Luân Đôn (1963). Xem chương 6: Glazes, trang 525-660.
  • Kỹ thuật sản xuất gốm sứ-Tô Đông Hải.

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Khi copy nhớ ghi nguồn : https://globalizethis.org nhé . Chúc bạn may mắn

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

This site uses cookies to offer you a better browsing experience. By browsing this website, you agree to our use of cookies.