Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n C«ng nghÖ XÎ
–
Méc
Chương 2
Tính chất cơ bản của vật liệu trang sức
Trong quá trình sử dụng, vật liệu trang sức phải chịu nhiều tác động của
các nhân tố bên ngoài. Ví dụ vật liệu làm nền thường chịu lực ma sát; Vật liệu
làm tường ngoài trời phải chịu tác động của mưa, nắng Do vậy, vật liệu
trang sức không những cần có đặc tính trang sức mà còn phải có tính chất
chống chịu với các tác động bất lợi bên ngoài. Khả năng chống chịu của vật
liệu trang sức có quan hệ mật thiết với tính chất cơ, lý hoá của bản thân vật
liệu.
Đ1: Tính trang sức của vật liệu
Tính “trang sức” của vật liệu là một trong những tính năng chủ yếu mà
vật liệu trang sức cần có. Tính “trang sức” của vật liệu chỉ đặc tính bên ngoài
của vật liệu mang lại hiệu quả cảm giác tâm lý cho con người. Có rất nhiều
nhân tố ảnh hưởng đến tính “trang sức” của vật liệu, có nhân tố liên quan đến
đặc điểm bên ngoài của vật liệu, có nhân tố liên quan đến mức độ cảm nhận
của mỗi người. Trong cuốn sách này chỉ trình bày các đặc tính bên ngoài của
vật liệu. Đặc tính bên ngoài của vật liệu bao gồm: Màu sắc, độ bóng, độ
trong, bề mặt, hình dạng và kích thước.
1. Màu sắc
Màu sắc của vật liệu phản ánh đặc điểm về màu của vật liệu. Màu sắc bề
mặt của vật liệu liên quan đến tính phản xạ quang phổ của vật liệu, tổ thành
quang phổ của tia sáng từ mắt đến vật liệu và độ mẫn cảm của mắt người
quan sát với quang phổ vạch. Do ảnh hưởng của các nhân tố này, mỗi người
khác nhau có thể có những cảm nhận khác nhau về cùng một màu sắc. Ví dụ,
độ nhạy cảm với màu sắc của người mắc chứng mù màu sẽ thấp hơn rất nhiều
so với những người bình thường. Họ không thể phân biệt được một cách
thông thường các màu sắc khác nhau. Màu sắc của vật liệu có thể được đo
lường một cách chính xác nhờ máy phân quang kế. Màu sắc của vật liệu đem

sử dụng những loại kính có độ trong rất cao để khách hàng có thể nhìn thấy
những vật bày bên trong. Để lấy ánh sáng trời lựa chọn bán trong suốt.
4. Tổ chức bề mặt
10
Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n C«ng nghÖ XÎ
–
Méc
Tổ chức bề mặt vật liệu chỉ mức độ cảm nhận về bề mặt của vật liệu. Nó
liên quan mật thiết với cấu tạo vốn có của vật liệu, công nghệ gia công và
phương pháp gia công. Tổ chức bề mặt vật liệu thể hiện ra ở độ mịn, thô,
bằng phẳng hay gồ ghề, kín hay thưa của bề mặt vật thể. Tổ chức bề mặt vật
thể cũng giống như màu sắc của vật thể, chúng đem lại cho con người những
cảm giác tâm lý khác nhau. Ví dụ bề mặt thô ráp thường đem lại cảm giác
phóng khoáng, thoáng đạt, bề mặt nhẵn mịn, bằng phẳng tạo cảm giác tinh tế.
5. Hình dáng và kích thước
Hình dáng và kích thước vật liệu tạo ra những cảm giác rộng, hẹp,
thoáng đạt, thoải mái của không gian trang sức. Khi tiến hành trang sức,
người thiết kế cần tính đến kích thước của con người mà tiến hành thiết kế
kích thước của vật liệu trang sức cho phù hợp. Đồng thời, một số vật liệu
trang sức có những ghép màu sắc, hoa văn nhất định thì việc xem xét kích
thước, hình dáng cũng vô cùng quan trọng. Ví dụ tường bằng đá cẩm thạch
hay nền đá hoa cương có hoa Khi tiến hành trang sức, chỉ có xem xét tỉ mỉ
hình dáng và kích thước của vật liệu mới đem lại hiệu quả trang sức tốt.
Đ2: Tính chất vật lý của vật liệu
I. Mật độ và khối lượng thể tích tự nhiên (khô) của vật liệu
1. Mật độ
Mật độ là khối lượng thực của vật liệu tính trên một đơn vị thể tích.
Công thức tính như sau:

V

3
);
m – Khối lượng vật liệu ở trạng thái khô (kg);
V – Thể tích của vật liệu trong điều kiện tự nhiên (m
3
);
Mật độ và mật độ quan sát khác nhau ở việc xác định thể tích. Thể tích
trong mật độ không bao gồm thể tích của các lỗ khí. Thể tích trong mật độ
quan sát bao gồm cả thể tích này.
Mật độ quan sát của vật liệu có liên quan đến hàm lượng nước hàm chứa
trong vật liệu. Khối lượng của vật liệu đo ở trạng thái khô tự nhiên của vật
liệu (khi vật liệu để trong không khí lâu ngày mà khô đi), gọi là mật độ quan
sát thăng bằng. Khi đo khối lượng thể tích của vật liệu ở trạng thái khô tuyệt
đối (không chứa nước). Lúc này mật độ quan sát còn được gọi là mật độ quan
sát tuyệt đối.
Mật độ và mật độ quan sát có quan hệ nhất định với cường độ và tính
dẫn nhiệt của vật liệu. Trong thực tế, khi sử dụng phối liệu vận chuyển vật
liệu cần tính đến những yếu tố này. Bảng 2.1 dưới đây liệt kê mật độ và mật
độ quan sát của một số vật liệu trang sức thông dụng.
Bảng 2.1: Mật độ và mật độ quan sát của một số vật liệu trang sức thông
dụng (kg/m
3
)
Tên vật liệu Mật độ Mật độ quan sát
Đá cẩm thạch
2600÷2700 2500÷2600
Đá hoa cương
2600÷2900 2500÷2800
Thạch cao
750÷900 650÷800

thì kết cấu vật liệu càng chặt và ngược lại tỷ lệ càng lớn thì kết cấu vật liệu
càng rời rạc. Ví dụ tỷ lệ độ rỗng của vật liệu kim loại thì rất nhỏ, nhưng tỷ lệ
này ở bông hoá học lại rất lớn. Khe lỗ bên trong vật liệu tuỳ theo cấu tạo mà
có thể phân thành 2 loại là loại thông nhau và loại đóng kín. Lỗ khí thông
nhau không chỉ là các lỗ khí này có thể thông suốt với nhau mà nó còn thông
với cả bên ngoài, từ đó mà giảm bớt được độ chống thấm và giữ nhiệt, cách
nhiệt của vật liệu. Lỗ khí đóng kín, giữa chúng không có sự liên thông với
nhau và ngay với bên ngoài cũng vậy, dó đó tính chống thấm, tính giữ nhiệt
của vật liệu được nâng cao rất nhiều.
Tỷ lệ độ rỗng và đặc điểm của lỗ khí của vật liệu có quan hệ mật thiết
với cường độ, sức chịu lạnh và hút ẩm của vật liệu.
III. Tính hút ẩm của vật liệu
Tính hút ẩm của vật liệu chỉ mức độ hút năng lượng sóng âm truyền đi
trong không khí. Khả năng hút âm của vật liệu được biểu thị bằng hệ số hút
âm, với công thức tính như sau:
0
E
E
=
α
(2.4)
Trong đó: α - Hệ số hút âm của vật liệu
E
0
– Toàn bộ âm lượng truyền đến vật liệu (J)
E - Âm lượng bị vật liệu hấp thụ (J)
13
Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n C«ng nghÖ XÎ
–
Méc

Ván sợi tước
Ván sợi xốp đục lỗ
Ván dán
Ván sợi ép cứng
Bê tông amiăng
Thạch cao
Dụng cụ hút âm
cộng hưởng
Ván dán đục lỗ
Ván nhôm đục lỗ
Ván đục lỗ nhỏ
Dạng rèm
cách âm
không khí
Đ3: Tính chất cơ học của vật liệu
I. Cường độ của vật liệu
Khi vật liệu chịu một ngoại lực thì bản thân nó sinh ra một ứng lực. Khi
ngoại lực tăng lên thì ứng lực cũng tăng lên. Đến một mức độ nào đó vật liệu
sẽ bị phá huỷ, không có thể chịu được tải trọng, giá trị ứng lực lúc này chính
là cường độ của vật liệu.
Cường độ của vật liệu có thể đo lường bằng cách thử nghiệm khả năng
bị phá huỷ của vật liệu. Cường độ của vật liệu bao gồm khả năng kháng kéo,
kháng nén, kháng cắt và kháng uốn Hình 2.2 biểu hiện những khả năng đó:
14
Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n C«ng nghÖ XÎ
–
Méc
Hình 2.1: Sơ đồ vật liệu chịu tác động của ngoại lực
a. Chống kéo; b. Chống nén; c. Chống cắt; d. Chống uốn
Cường độ chống kéo, nén, cắt của vật liệu được tính bằng công thức sau:

w
– Cường độ chống uốn của vật liệu (N/mm
2
)
M – Mô men uốn mặt cắt phá huỷ (N.mm)
F – Lực khi vật liệu phá huỷ (N)
L – Khoảng cách giữa hai gối đỡ (mm)
b, h - Độ rộng và độ cao của mẫu thử (mm)
Cường độ của vật liệu có quan hệ với thành phần, kết cấu và cấu tạo
của vật liệu. Vật liệu có kết cấu chặt chẽ thì tỷ lệ rỗng ít do sự liên kết giữa
các chất điểm cao, làm cho diện tích chịu lực có ích của vật liệu càng cao, do
đó cường độ càng cao. Vật liệu có kết cấu xốp, tỷ lệ độ rỗng lớn thì cường độ
chịu lực sẽ thấp. Ví dụ cường độ của gỗ cứng cao hơn cường độ của gỗ mềm.
15
Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n C«ng nghÖ XÎ
–
Méc
Với những vật liệu có kết cấu dạng phân lớp hoặc dạng sợi thì cường độ chịu
lực sẽ khác nhau với những hướng tác động khác nhau. Ví dụ cường độ của
gỗ chia ra thành cường độ theo chiều dọc và chiều ngang.
II. Tính đàn hồi và tính dẻo của vật liệu
Khi bị lực bên ngoài tác động, vật liệu sẽ có những biến dạng nhất
định. Khi ngoại lực mất đi sự biến dạng của vật liệu cũng mất đi. Tính có thể
phục hồi lại trạng thái ban đầu của vật liệu khi không còn ngoại lực tác động
gọi là tính đàn hồi của vật liệu. Sự biến dạng có thể phục hồi hoàn toàn được
gọi là biến dạng đàn hồi. Biến dạng đàn hồi tỷ lệ thuận với ngoài lực tác động.
Ngược lại, tính dẻo của vật liệu là tính chất giữ lại một phần hoặc toàn
bộ sự biến dạng mà không bị nứt, dạn của vật liệu khi không còn ngoại lực tác
động nữa. Sự biến dạng đó gọi là biến dạng dẻo của vật liệu.
III. Tính giòn và dai của vật liệu

1
– m
2
)/A (2.7)
N’ = (m
1
– m
2
)/m
1
(2.8)
Trong đó: N – Tỷ lệ mài mòn của vật liệu (kg/cm
3
)
N’ – Tỷ lệ mài mòn của vật liệu
m
1
, m
2
– Khối lượng trước và sau khi bị bào mòn của vật liệu
(kg)
A – Diện tích mặt bị mài mòn (cm
2
)
Khả năng chịu mài mòn của vật liệu có quan hệ với kết cấu
bên trong, cường độ và độ cứng của vật liệu.
Đ4: Các tính chất liên quan đến nước của vật liệu
Những tính chất có liên quan đến nước của vật liệu trang sức ngoài trời
hoặc ở những nơi ẩm ướt đều được quy định một cách rõ ràng.
I. Tính thân nước và ghét nước của vật liệu

−
=
(2.9)
Trong đó:
W – Tỷ lệ hút nước (độ ẩm) của vật liệu (%)
m
1
– Trọng nước ở trạng thái hút nước bão hoà của vật liệu (kg)
m – Trọng nước ở trạng thái khô của vật liệu
Tỷ lệ hút nước của vật liệu có quan hệ mật thiết với tính chất của vật
liệu, tỷ lệ lỗ khí và đặc điểm lỗ khí. ở vật liệu nhiều lỗ khí thì tỷ lệ hút nước
có thể biểu diễn bằng tỷ lệ hút nước thể tích. Khối lượng thể tích và khả năng
dẫn nhiệt của vật liệu tăng lên khi tỷ lệ hút nước tăng lên, nhưng ngược lại
cường độ của vật liệu lại giảm đi.
2. Tính hút ẩm
Khả năng hút nước trong không khí của vật liệu gọi là tính hút ẩm của
vật liệu. Tính hút ẩm của vật liệu thể hiện ở tỷ lệ hàm lượng nước chứa trong
18
(b)(a)
Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n C«ng nghÖ XÎ
–
Méc
vật liệu, tức tỷ lệ phần trăm lượng nước trong những lỗ rỗng của vật liệu với
khối lượng của vật liệu ở trạng thái khô. Tính hút ẩm của những vật liệu nhiều
lỗ như thạch cao, ván sợi tương đối cao. Tỷ lệ hàm lượng nước thay đổi
theo sự thay đổi của độ ẩm không khí. Vật liệu hút hoặc thải hơi nước cho đến
khi đạt được sự cân bằng với độ ẩm của không khí. Khi đó, tỷ lệ hàm lượng
nước của vật liệu gọi là tỷ lệ hàm lượng nước cân bằng - Độ ẩm thăng bằng.
Khả năng hút ẩm của vật liệu tăng lên không những làm cho vật bị biến
dạng mà còn làm cho khả năng cách nhiệu của vật liệu giảm đi. Vì vậy, khi sử

Vật liệu ở trạng thái bão hoà, qua nhiều lần tuần hoàn đông, tan (tác
động của đóng băng và tan băng) mà không bị phá huỷ, cường độ vật liệu mà
19
Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n C«ng nghÖ XÎ
–
Méc
hầu như không bị giảm. Tất cả những tính chất đó được gọi là tính chống
đông.
Tính chống đông của vật liệu dùng ký hiệu chống đông biểu thị, tức số
lần tuần hoàn đông, tan mà vật liệu có thể chịu được.
Sức kháng đông của vật liệu tốt hay không tuỳ thuộc vào các nhân tố
như: Tỷ lệ độ rỗng của bản thân vật liệu, đặc điểm lỗ rỗng, độ ẩm và khả năng
chống lại áp lực sinh ra trương nở của vật liệu khi nước kết đông.
Khi công trình trang trí ở những khu vực giá lạnh hay ở nhiệt độ tương
đối thấp thì vật liệu trang sức cần lựa chọn loại có tính chống đông tốt. Kim
loại, đá, kính là những vật liệu có tính kháng đông tương đối tốt. Những vật
liệu có tỷ lệ rỗng tương đối nhiều và những vật liệu có kết cấp xốp như thạch
cao, gạch, đất sét là những vật liệu có tính đông kết tương đối kém.
Ngoài ra, những vật liệu cần ngâm trong nước lâu dài thì cần đạt mức
chống nước theo quy định.
Đ.5. Những tính chất khác của vật liệu
I. Tính bền lâu của vật liệu
Tính bền lâu của vật liệu là một chỉ tiêu tổng hợp. Nó nói lên khả năng
bảo tồn tính chất ban đầu của vật liệu, không bị phá huỷ trong một thời gian
sử dụng quy định ở những điều kiện sử dụng bình thường, dưới những tác
động của những nhân tố bất lợi. Khả năng chống phong hoá và chống lão hoá
đều thuộc phạm vi tính bền lâu của vật liệu.
Những nhân tố bất lợi ảnh hưởng đến tính bền của vật liệu bao gồm:
Tác động vật lý, tác động hoá học, tác động cơ giới và tác động sinh học
Tác động vật lý chỉ tác động của nhiệt độ, độ ẩm, sự thay đổi giữa khô và ẩm

1
, T
2
– Nhiệt độ ở 2 mặt của vật dẫn nhiệt (K)
Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu càng nhỏ thì tính năng nhiệt công càng tốt.
Thông thường người ta quy định những vật liệu có hệ số dẫn nhiệt nhỏ hơn
0,23W/m.K được gọi là vật liệu cách nhiệt. Gỗ khô, không khí khô, bọt biển
và kính là những vật liệu cách nhiệt. Ngược lại, những vật liệu như kim loại,
đại bộ phận đá các loại là những vật liệu không cách nhiệt.
Tính dẫn nhiệt của vật liệu không chỉ có quan hệ với bản thân vật liệu,
mà còn có liên quan với cấu tạo lỗ bên trong vật liệu và trạng thái môi trường
vật liệu (môi trường khô ráo hoặc ẩm ướt)
2. Nhiệt dung
Nhiệt dung là nhiệt lượng toả ra hay hấp thụ khi vật liệu toả nhiệt và
thu nhiệt. Giá trị nhiệt lượng là tích số giữa tỷ nhiệt và khối lượng của vật
liệu. Những vật liệu có nhiệt dung cao có khả năng giữ nhiệt độ trong phòng
ổn định.
III. Cấu thành, cấu tạo và kết cấu của vật liệu
21
Khoa ChÕ biÕn L©m s¶n Bé m«n C«ng nghÖ XÎ
–
Méc
Cấu thành, cấu tạo và kết cấu của vật liệu là những nhân tố chủ yếu
quyết định những đặc tính của vật liệu.
+ Cấu thành của vật liệu là chỉ thành phần hoá học và khoáng chất cấu
thành nên vật liệu. Khi sử dụng, cần chú ý ngăn chặn những phản ứng hoá
học có thể xảy ra giữa những chất hoá học khác với những chất hoá học trong
vật liệu để vật liệu có thể sử dụng được một cách bình thường.
+ Kết cấu vật liệu là chỉ đặc điểm trạng thái tồn tại của những chất
điểm trong vật liệu (phân tử, nguyên tử, ion ). Kết cấu vật liệu có 3 thể: Tinh

cháy của vật liệu.
23