Nghiên cứu chất điện giải trong gốm sứ GVHD: Nguyễn Việt Bách LỜI MỞ ĐẦU Trong đời sống con người gốm sứ là một loại đồ dùng rất phổ biến ở mọi thời đại luôn luôn có mặt và đáp ứng được nhu cầu thẩm mỹ trong đời sống lẫn nhu cầu trong sinh hoạt đời thường, không những thế gốm sứ còn là vật liệu quan trong các nghành công nghiệp khác. Vì vậy, gốm sứ là một trong những vật liệu quan trọng trong đời sống con người. Hiện nay, gốm sứ rất phong phú và đa dạng nhiều mẫu mã đòi hỏi các nghành sản xuất gốm sứ phải cạnh tranh về số lượng, chất lượng, mẫu mã và giá cả thị trường như vậy đòi hỏi nghành sản xuất gốm sứ phải đưa ra các giải pháp tối ưu để giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, tiết kiệm nguyên vật liệu và thời gian sản xuất để có thể cạnh tranh trong thị trường, vì vậy ở đề tài tiểu luận nghiên cứu chất điện giải dùng trong gốm sứ này nhằm vào các vật liệu sản xuất từ gốm sứ dùng cho đời sống sinh hoạt tiết kiệm được thời gian sản xuất cũng như nguyên vâật liệu s dng trong quá trình phối trộn hồ gốm sứ, vì thế chất điện giải dùng để cắt giảm thời gian pha trộn và bớt đi lượng nước s dng rất quan trọng trong khâu gia công phối liệu gốm sứ. SVTH: Trm Oanh K 1
35
Embed
Tiểu luận nghiên cứu về chất điện giải dùng trong gốm sứ
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Nghiên cứu chất điện giải trong gốm sứ
GVHD: Nguyễn Việt Bách
LỜI MỞ ĐẦU
Trong đời sống con người gốm sứ là một loại đồ dùng
rất phổ biến ở mọi thời đại luôn luôn có mặt và đáp ứng
được nhu cầu thẩm mỹ trong đời sống lẫn nhu cầu trong sinh
hoạt đời thường, không những thế gốm sứ còn là vật liệu
quan trong các nghành công nghiệp khác. Vì vậy, gốm sứ là
một trong những vật liệu quan trọng trong đời sống con
người.
Hiện nay, gốm sứ rất phong phú và đa dạng nhiều mẫu mã
đòi hỏi các nghành sản xuất gốm sứ phải cạnh tranh về số
lượng, chất lượng, mẫu mã và giá cả thị trường như vậy đòi
hỏi nghành sản xuất gốm sứ phải đưa ra các giải pháp tối
ưu để giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, tiết kiệm nguyên
vật liệu và thời gian sản xuất để có thể cạnh tranh trong
thị trường, vì vậy ở đề tài tiểu luận nghiên cứu chất điện giải
dùng trong gốm sứ này nhằm vào các vật liệu sản xuất từ gốm
sứ dùng cho đời sống sinh hoạt tiết kiệm được thời gian
sản xuất cũng như nguyên vâật liệu sư dung trong quá trình
phối trộn hồ gốm sứ, vì thế chất điện giải dùng để cắt
giảm thời gian pha trộn và bớt đi lượng nước sư dung rất
quan trọng trong khâu gia công phối liệu gốm sứ.
SVTH: Trâm Oanh Ky 1
Nghiên cứu chất điện giải trong gốm sứ
GVHD: Nguyễn Việt Bách
Chất điện giải sư dung trong đề tài nghiên cứu này là
natri silicat (Na2SiO3) hay còn gọi là thuỷ tinh lỏng và
natri hidroxit (NaOH) với muc đích để chọn ra chất nào tối
ưu nhất trong quá trình pha loãng hồ gốm sứ, bớt đi lượng
nước nhiều nhất và thời gian pha loãng tối ưu nhất.
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ GỐM SỨ
1.1 Gốm sứ
1.1.1 Khái niệm
SVTH: Trâm Oanh Ky 2
Nghiên cứu chất điện giải trong gốm sứ
GVHD: Nguyễn Việt Bách
Gốm sứ (Ceramic) là các vật liệu vô cơ không kim loại
có cấu trúc dị thể, thành phần khoáng và hoá khác nhau,
được sản xuất trên cơ sở nguyên liệu dạng bột mịn, tạo
hình, sấy rồi đem nung đến kết khối ở nhiệt độ cao tạo
thành các vật liệu đồ gia dung, đồ mỹ nghệ hay trong xây
dựng.
Khái niệm gốm sứ cần được hiểu theo nghĩa rộng,bao gồm
một lớp rất lớn các sản phẩm công nghệ được ứng dung trong
các lĩnh vực hết sức khác nhau. Đặc trưng cơ bản của quá
trình công nghệ ceramic là quá trình nhiệt độ cao. Nhờ
nhiệt độ cao, các quá trình phản ứng pha rắn và kết khối
(có thể có pha lỏng với độ nhớt cao) xảy ra trong phối
liệu, tạo nên sản phẩm độ bền cơ và các tính chất cần
thiết khác.
Hình 1-1 Một số sản phẩm làm từ gốm sứ
SVTH: Trâm Oanh Ky 3
Nghiên cứu chất điện giải trong gốm sứ
GVHD: Nguyễn Việt Bách
1.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển
Gốm sứ là một trong những nghành công nghiệp có từ rất
lâu đời. Tính từ 24.000 năm trước công nguyên, các đồ vật
được làm từ đất sét và các chất liệu khác với hình thù
khác nhau, sau đó chúng được nung với nhiệt độ cao để tạo
thành vật dung trong đời sống.
Thời xưa, người ta dùng các loại giỏ đan để đựng nước,
nước dưới sông có lẫn sét, khi nước được đổ ra ngoài thì
còn lại các lớp đất sét bám vào giỏ đan, khi để giỏ dưới
ánh nắng lâu ngày, lớp đất sét khô lại. Khi bóc lớp đất
sét khô ra người ta thấy có dạng hình như chiếc giỏ. Từ
đó, người ta phát hiện ra công dung của sét.
Các lò nung đồ gốm được làm từ gạch cách nhiệt, hỗn
hợp rơm và đất sét bởi người Ai Cập cổ. Sau đó họ dùng đất
sét mịn và hàm lượng thạch anh cao để làm cho sản phẩm đẹp
và tinh tế hơn. Để tạo bề mặt ngoài nhẵn bóng họ dùng một
hòn đá nhãn sát lên bề mặt sản phẩm gốm và đồng thời phủ
lên các sản phẩm gốm màu khác nhau.
Tiếp đó, để sản phẩm không bị rổ bề mặt thì họ phủ một
loại chất liệu lên bề mặt gốm đó chính là men tráng ngày
nay gồm thạch anh, soda và một loại khoáng chất chưa đồng.
Sau khi phủ lớp men lên sản phẩm họ có độ sáng bóng như
gương.
SVTH: Trâm Oanh Ky 4
Nghiên cứu chất điện giải trong gốm sứ
GVHD: Nguyễn Việt Bách
Tại Hy Lạp thì phát triển mạnh các sản phẩm gốm mỹ
thuật với nghệ thuật trang trí bằng những hoa văn tinh xảo
và đồng thời được trang trí bằng những hình ảnh mô tả cuộc
sống đời thường và các câu chuyện về các vị thần, anh hùng
của họ.
Khoảng 10.000 năm sau, tại Ấn Độ và Mesopotamia xuất
hiện những viên gạch đầu tiên và cùng thời điểm này con
người biết sư dung gốm sứ cho việc trữ nước và thực thẩm.
Vào khoảng 8000 năm trước công nguyên người Ai Cập phát
hiện ra thuỷ tinh, khi đó người ta nung đồ gốm ở một nhiệt
độ cao, tạo nên lớp men màu trên đồ gốm đến những năm 1500
trước công nguyên, thuỷ được sản xuất độc lập khỏi gốm.
Tại Trung Quốc sản xuất gốm sứ sáng màu được làm từ
một loại sét dẻo và tinh khiết được gọi là cao lanh. Quá
trình nung từng màu riêng biệt khi vẽ chúng tạo ra các màu
sắc trang trí trên đồ gốm. Các vật dung làm từ gốm tại
Trung Quốc được ưa chuộng tại Châu Âu.
Cuối thế kỉ 16, đồ gốm sứ trở nên phổ biến do việc
thông thương qua lại giữa các nước trở nên dễ dàng với các
tuyến đường thương mại qua Manila, đưa gốm sứ từ Trung
Quốc sang Mexico và Châu Âu.
SVTH: Trâm Oanh Ky 5
Nghiên cứu chất điện giải trong gốm sứ
GVHD: Nguyễn Việt Bách
Nữa đầu thế kỷ 19, các vật liệu gốm sứ cách điện trở
nên phổ biến trong các lĩnh vực di động, radio, truyền
hình, máy tính và vật liệu thuỷ tinh,…Từ đó gốm sứ là trở
nên phổ biến và tiện dung với đời sống con người.
1.1.2 Phân loại
Vật liệu gốm có nhiều cách phân loại khác nhau tuỳ
theo các muc đích sư dung và quan điểm. Dưới đây là một số
cách phân loại chủ yếu:
- Theo thành phần hoá học và pha: vật liệu hệ Al2O3
– SiO3, hệ MgO – SiO2, hệ Al2O3 – SiO2 – CaO, thuỷ tinh…
- Theo độ xốp của vật liệu: vật liệu xốp, sít đặc,
kết khối,…
- Theo cấu trúc hạt vật liệu: gốm thô, gốm mịn
- Theo công dung của vật liệu: gốm xây dựng, gốm
mỹ thuật, gốm kỹ thuật,…
- Theo truyền thống hình thành: đất nung, sành sứ,
bán sứ, fajans…
- Theo thành phần khoáng chính trong dản phẩm: gốm
mulit, gốm corund,…
Để hiểu rõ bản chất vật liệu và những biến đổi trong
đó, xem xét các vật liệu ceramic theo thành phần hoá học
và thành phần pha của chúng là thuận lợi nhất.
SVTH: Trâm Oanh Ky 6
Nghiên cứu chất điện giải trong gốm sứ
GVHD: Nguyễn Việt Bách
1.1.3. Quy trình sản xuất gốm sứ
Hình 1-2 Sơ đô quy trình sản xuất gốm sứ
Nguyên liệu dạng tự nhiên hoặc kỹ thuật được phối liệu
theo những tỷ lệ thành phần và cỡ hạt cần thiết theo đơn
phối liệu, nghiền đủ mịn, tạo hình bằng những phương pháp
khác nhau rồi đem nung.
Tùy thuộc vào chủng loại sản phẩm, có thể có công nghệ
nung sản phẩm một lần hoặc hai lần. Nếu kể tới nung màu
trang trí trên men, sản phẩm có thể phải qua lưa lần thứ
ba.
SVTH: Trâm Oanh Ky 7
Tạo hình
Sấy
Trang trí sản
phẩmNung
Sản phẩm
Gia công –
phối liệu
Nguyên
liệu
Nghiên cứu chất điện giải trong gốm sứ
GVHD: Nguyễn Việt Bách
Với các sản phẩm gốm thô thông thường như gốm thô, gốm
mỹ nghệ, phổ biến là phương pháp nung một lần. Sản phẩm
được tạo hình, trang trí và nung hoàn thiện trong một lần
nung duy nhất.
Với phương pháp nung hai lần, sản phẩm được tạo hình
thành mộc. Mộc được nung trước một lần (khoảng 800 – 900oC), đem tráng men, sau đó nung lần thứ hai, gọi là nung
hoàn thiện (thường từ 1200 oC trở lên). Khái niệm nhiệt độ
nung sản phẩm thường chỉ nhiệt độ nung lần này (trong một
số ít trường hợp, nhiệt độ nung lần thứ hai không phải là
nhiệt độ nung cao nhất). Để tăng hiệu quả thẩm mỹ, người
ta trang trí lên men, rồi nung lần thứ ba ở nhiệt độ thấp
hơn (thường khoảng 720 – 800 oC, hoặc thấp hơn), để màu
bám chặt vào men.
1.1.3.1 Các nguyên liệu
Nguyên liệu chính để sản xuất gốm sứ gồm 2 loại phổ
biến đó là nguyên liệu dẻo gồm cao lanh, đất sét; và
nguyên liệu gầy gồm thạch anh (quartz), tràng thạch
(fenspat), hoạt thạch (talc),… Ngoài ra, nguyên liệu khác
là hợp chất của CaO, BaO, MgO,… Các nguyên liệu kỹ thuật:
B2O3 , TiO2 , Al2O3 … Nguyên liệu được phối liệu theo những
tỷ lệ thành phần có trong nguyên liệu dẻo và gầy cần thiết
theo đơn phối liệu, được nghiền mịn, tạo hình, trang trí
bằng những phương pháp khác nhau rồi đem nung.
SVTH: Trâm Oanh Ky 8
Nghiên cứu chất điện giải trong gốm sứ
GVHD: Nguyễn Việt Bách
Tùy thuộc vào loại sản phẩm, có thể có công nghệ nung
sản phẩm một lần hoặc hai lần. Với phương pháp nung một
lần, sản phẩm được tạo hình, trang trí và nung hoàn toàn
trong một lần nung duy nhất. Với phương pháp nung hai lần,
sản phẩm được tạo thành mộc. Mộc được nung trước một lần
(khoảng 800 – 900 oC), đem tráng men, sau đó nung lần thứ
hai (thường từ 1200 oC trở lên).
Để tăng hiệu quả thẩm mỹ, người ta dùng màu để trang
trí trên men rồi nung lần thứ ba với nhiệt độ thấp hơn
(khoảng 720 – 800 oC) để màu bám chặt vào lớp men. Khi sản
xuất chất màu và men màu, thường dùng các oxit mang màu