BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MỎ LUYỆN KIM
BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU GIA CƯỜNG THỦY TINH BẰNG
PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC 9644
MỤC LỤC 1
DANH MỤC BẢNG BIỂU 2
DANH MỤC HÌNH, ẢNH 3
TÓM TẮT NHIỆM VỤ 5
MỞ ĐẦU 7
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 9
1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 9
1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11
1.2.1. Cấu trúc thủy tinh 11
1.2.2. Các công nghệ gia công thủy tinh 11
1.2.3. Công nghệ tôi hóa thủy tinh 12
1.2.3.2. Các đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm tôi bằng công nghệ hóa 15
1.2.3.3. So sánh công nghệ tôi hóa với tôi nhiệt 16
1.2.3.4. Một số phương pháp tôi hóa mới 18
1.2.3.5. Ứng dụng của công nghệ tôi hóa 19
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 22
2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22
2.2. MẪU NGHIÊN CỨU 22
2.2.1. Mẫu kính nổi đã có tiêu chuẩn 23
2.2.2. Các mẫu phi tiêu chuẩn 24
2.3. NGUYÊN VẬT LIỆU HÓA CHẤT DÙNG CHO NGHIÊN CỨU 24
2.4. THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 25
2.4.1. Các thiết bị chính 25
2.4.2. Các thiết bị phụ trợ 25
2.5. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ DỰ KIẾN 26
2.6. KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MẪU NGHIÊN CỨU 27
2.6.1. Khả năng chịu va đập 27
2.6.1.1. Đo bằng phương pháp quang học 27
2.6.1.2. Đo bằng phương pháp bi rơi 28
2.6.2. Khả năng chịu sốc nhiệt 29
3.1.2.3. Khả năng chịu sốc nhiệt 47
3.1.3. Quy trình công nghệ tôi hóa 49
3.2. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 51
3.3. ĐỊNH HƯỚNG ÁP DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 52
3.3.1. Dự kiến hiệu quả kinh tế khi áp dụng kết quả nghiên cứu vào sản xuất 52
3.3.1.1. Tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm: 52
3.3.1.2. Ý tưởng Dự án 53
3.3.2. Dự kiến hình thức áp dụng kết quả nghiên cứu 55
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56
Lời cảm ơn 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58
PHỤ LỤC 60DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Các mẫu kính nổi 23
Bảng 2: Các mẫu thủy tinh phi tiêu chuẩn 24
Bảng 3: Nguyên liệu hóa chất dùng cho nghiên cứu 25
Bảng 4: Các mẫu đo độ bền uốn 30
Bảng 5: Các mẫu đo độ cứng 30
Bảng 6: Các hỗn hợp muối thí nghiệm và kết quả thử nghiệm 36
Bảng 7: Độ bền uốn của kính tôi hóa 43
Bảng 8: Khả năng chịu sốc nhiệt của kính tôi hóa 44
Bảng 9: Kết quả
đo độ cứng Viker và độ cứng HRC 45
Bảng 10: Kết quả đo thả bi lên đáy bát 46
Bảng 11: Kết quả kiểm tra tỷ lệ vỡ khi rơi tự do 47
Bảng 12: Kết quả đo khả năng chịu sốc nhiệt 48
Bảng 13: Các thông số công nghệ 50
HÌnh 12: Cốc sạch bóng sau khi tôi hóa 41
Hình 13: Cốc két bẩn trước khi nung 41
Hình 14: Cốc két bẩn hơn sau khi nung 41
Hình 15: Hàm lượng oxit Kali và Natri tại bề mặt kính 44
Hình 16: Sơ đồ công nghệ 50
Báo cáo tổng kết đề tài: Gia cường thủy tinh bằng phương pháp hóa học
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim
4
NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN CHÍNH STT Họ và tên
Học vị,
chuyên môn
Cơ quan
1 Nguyễn Xuân Khoa Tiến sĩ, silicát Viện Khoa học và Công nghệ
Mỏ-Luyện kim
2 Phạm Năng Thủy CNKT Trung tâm Thực nghiệm Tam
Hiệp
3 Đỗ Văn Nhượng Ks. Cơ khí Viện Khoa học và Công nghệ
Mỏ-Luyện kim
4 Hoàng Công Dũng Ks. Điện Viện Khoa học và Công nghệ
Mỏ-Luyện kim
5. Đặng Thị Bích Ngọc Cử nhân
đã tiến hành khảo sát tình hình
nghiên cứu trong và ngoài nước trong lĩnh vực liên quan, từ đó lựa chọn hướng
nghiên cứu và phương pháp tiến hành phù hợp với điều kiện hạ tầng, thiết bị hiện
có của đơn vị.
Với phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, đề tài đã triển khai nghiên cứu
trên 03 loại kính nổi và một số loại sản phẩm thủy tinh phi tiêu chuẩn. Cùng sự hỗ
trợ của các đơn vị nghiên cứu trong nước, đề tài đã tiến hành đo các thông số kỹ
thuật của sản phẩm mẫu và trên cơ sở các thông số đó hiệu chỉnh công nghệ và chế
tạo sản phẩm theo yêu cầu Hợp đồng Nghiên cứu.
Các thông số kỹ thuật của sản phẩm mẫu đều đã đạt yêu cầu đề ra và vượt
một số thông số c
ủa sản phẩm tôi nhiệt loại chất lượng cao trên thị trường, đặc biệt
độ bền uốn của sản phẩm mẫu sau khi tôi tăng lên tới 5 ÷ 10 lần hứa hẹn khả năng
ứng dụng vào nhiều lĩnh vực kỹ thuật với vai trò vật liệu phụ trợ cho công nghiệp
chế tạo của Việt Nam.
Ngoài ra khả năng chịu sốc nhiệt của sản phẩm đề tài cũng đã
đạt yêu cầu kỹ thuật của thủy tinh cho lò vi sóng, từ đó mở ra khả năng ứng dụng rất
thực tế vào lĩnh vực hàng thủy tinh gia dụng, cùng tham gia cạnh tranh với hàng thủy
tinh vi sóng nhập ngoại gần đây đã xâm nhập mạnh vào thị trường thủy tinh cao cấp
trong nước.
Công nghệ
không tạo chất thải rắn, khí hay lỏng, với khả năng giảm 30 ÷ 70%
trọng lượng sản phẩm trên cơ sở vẫn giữ được các tính năng kỹ thuật tương đương,
hoặc cùng kích thước, nhưng có tuổi thọ sản phẩm cao gấp nhiều lần sản phẩm chưa
tôi, khả năng tái chế các sản phẩm cũ,… góp phần đóng góp bảo vệ môi trường.
Với giá thành s
ản phẩm sau gia công đã được thị trường quốc tế và trong
nước chấp nhận, công nghệ tôi hóa có thể tạo giá trị gia tăng trong cơ cấu giá thành.
Báo cáo tổng kết đề tài: Gia cường thủy tinh bằng phương pháp hóa học
như: dễ vỡ, độ bền cơ, bền nhiệt còn hạn chế.
Giải quyết các tồn tại nói trên là ước muốn từ rất lâu của các nhà nghiên cứu
và người tiêu dùng. Tuy nhiên phải đến đầu thế kỷ 20, sau khi công nghệ sản xuất
thủy tinh và các công nghệ phụ trợ đã phát triển mạnh và mức sống của người dân
được tăng cao tạo ra thị trường cho những s
ản phẩm mới, các công nghệ gia công
hoàn thiện thủy tinh mới có điều kiện bùng nổ, như: công nghệ tôi nhiệt, công nghệ
dán kính, công nghệ tôi hóa. Trong đó công nghệ tôi hóa gần đây được quan tâm
nghiên cứu nhiều hơn.
Ở giai đoạn đầu công nghệ tôi hóa chủ yếu ứng dụng vào lĩnh vực sản xuất
kính chắn gió buồng lái máy bay. Sau khoảng năm thập kỷ tính từ phát minh đầu
tiên, cùng với những kết qu
ả nghiên cứu hạ giá thành và nhu cầu an toàn của con
người ngày càng được nâng cao, công nghệ tôi hóa thủy tinh nhanh chóng mở rộng
lĩnh vực ứng dụng sang nhiều lĩnh vực công nghiệp cũng như dân dụng, đặc biệt
trong những điều kiện mà công nghệ tôi nhiệt không sản xuất được hoặc sản xuất
được nhưng giá thành cao hơn, như: độ dày thủy tinh dưới 5 mm, hình dạng thủy
tinh phức tạp, yêu cầu độ
chính xác cao, độ bền cơ rất cao,…
Ngoài ra hiện tượng trái đất nóng lên cũng góp phần tạo thêm “đất sống” cho
các công nghệ xanh, trong đó có công nghệ tôi hóa phát triển, vì công nghệ này tạo
ra khả năng giảm 30 ÷ 70 % trọng lượng sản phẩm thủy tinh nhưng vẫn giữ được
các tính năng kỹ thuật tương đương hoặc với cùng trọng lượng nó có thể làm tăng
tuổi thọ sản phẩm lên gấp nhiều lầ
n.
Trên cơ sở nhu cầu thị trường và mục tiêu tăng khả năng ứng dụng cũng như
tính an toàn cho người sử dụng, năm 2012 Bộ Công Thương đã giao Viện Khoa học
Báo cáo tổng kết đề tài: Gia cường thủy tinh bằng phương pháp hóa học
9
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
Với mục đích tăng độ bền cơ, bền nhiệt và một số tính năng kỹ thuật khác
cho vật liệu thủy tinh, song song với công nghệ tôi nhiệt, các nhà khoa học đã đầu
tư nghiên cứu phát triển công nghệ tôi hóa.
Các tổ chức đi đầu trong lĩnh vực nghiên cứu có thể kể đến Tập đoàn
Corning, Mỹ với các nghiên cứu về tôi hóa được S. S. Kistler [1], H. M. Garfinkel
[2], [3] và đồng nghiệp công bố đầ
u tiên vào những năm 1960. Đến nay hàng trăm
bài báo và sáng chế đã được công bố về lĩnh vực công nghệ tôi hóa. Đại học Alfred,
New York cũng công bố nhiều kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ tôi hóa mặt
kính điện thoại di động và thủy tinh dân dụng khác.
Thập kỷ 80 Nhật Bản đã đăng ký rất nhiều phát minh về công nghệ tôi hóa
thủy tinh bao bì, trong đó được nhấn mạnh nhiều về sả
n phẩm chai bia [4] — [8].
Ngoài ra, Italy, Đức, Anh, Canada, Nga, Trung Quốc, Ấn Độ… cũng công bố
nhiều kết quả nghiên cứu trong lĩnh vực tôi hóa thủy tinh.
Đi sâu vào khả năng ứng dụng, các nước phát triển đã triển khai sản xuất ở
quy mô công nghiệp các sản phẩm như: kính chắn gió máy bay PPG Industry (Mỹ),
Pilkington (Anh), mắt kính Corning Glass Works (Mỹ), Schott (Đức), kính màn
hình LCD (Berliner Glas — Đức),…
Gần đây các công ty tại các nước đang phát triển như Trung Quốc, Ấn Độ,
Thái Lan đã triển khai song song, vừa đầu tư nghiên cứu sản xuất vừa nhập thiết bị
công nghệ tôi hóa các sản phẩm phụ trợ cho công nghiệp như: Màn hình tiếp xúc
(touch screen), mặt kính cho các thiết bị công nghiệp,…
Ngoài ra công nghệ còn có thể ứng dụng cho rất nhiều loại sản phẩm thủy
tinh như: Bát đĩa, cốc, ly chịu nhiệt,… và về mặt lý thuyết hầu hết các mặt hàng
thủy tinh đều có thể
cung ứng rộng rãi cho thị trường trong nhiều năm nay, tuy nhiên loại công nghệ tôi
nhiệt còn tồn tại một số nhược điểm như: chưa tôi được kính dày 2 ÷ 4 mm đạt chất
lượng hoặc hiệu quả kinh tế. Ngoài ra còn các nhược điểm như: bị biến dạng sau
tôi, khả năng chịu va đập, chịu lự
c uốn, áp suất còn hạn chế và không tôi được thủy
tinh có hình dạng phức tạp. Một phần, mặc dầu rất nhỏ, sản phẩm kính tôi nhiệt bị
tự nổ trong quá trình sử dụng còn gọi là hiện tượng NiS [9], nên chưa được ứng
dụng vào những lĩnh vực cần độ tin cậy tuyệt đối và cường độ chịu lực cao như:
kính chắn gió máy bay, tàu cao tốc, tàu biển…
Hiện tượ
ng NiS cũng là nguyên nhân gây nhiều tranh cãi giữa nhà sản xuất
và khách hàng hay thợ thi công, vì sau khi nổ dấu vết để lại bị mất nhiều. Trong
nước cũng đã xảy ra không ít hiện tượng tự nổ trên, như: công trình kính tôi nhiệt
tại Tòa nhà Vincom, công trình Trung tâm hội nghị quốc gia nhập kính an toàn từ
Báo cáo tổng kết đề tài: Gia cường thủy tinh bằng phương pháp hóa học
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim
11
Trung Quốc, Văn phòng Đài tiếng nói Việt Nam, kính ôtô Long Bình… Gần đây
nhiều công ty sản xuất kính an toàn đã nhập các thiết bị ngâm nóng (heat soak) để
khử bớt ~ 95 % sản phẩm có nguy cơ tự nổ. Tuy nhiên tỷ lệ trên vẫn chưa phải con
số phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy tuyệt đối.
Các nhược điểm trên đều được công nghệ tôi hóa khắc phục một cách hiệu
quả, góp phầ
n cùng công nghệ tôi nhiệt đa dạng hóa các loại mặt h a cho thị
trường.
1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.2.1. Cấu trúc thủy tinh
trống của mạng SiO
4
-4
.
1.2.2. Các công nghệ gia công thủy tinh
Để mở rộng ứng dụng cũng như khả năng phối hợp với các loại vật liệu
khác, thủy tinh có thể được tiếp tục gia công bằng nhiều công nghệ khác nhau. Các
công nghệ gia công thủy tinh đã được ứng dụng nhiều có thể kể đến:
- Uốn, cắt, mài, khoan thủy tinh: Tăng khả năng, lĩnh vực ứng dụng của vậ
t liệu.
- Làm mờ bằng hỗn hợp axit hoặc phun cát: Tăng tính mỹ thuật và khả năng ứng
dụng.
Báo cáo tổng kết đề tài: Gia cường thủy tinh bằng phương pháp hóa học
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim
12
- Dán thủy tinh thành 2 hoặc nhiều lớp: Tăng tính an toàn, khả năng và lĩnh vực
ứng dụng của vật liệu.
- Kính dán, hút chân không: Ứng dụng làm kính hộp nhiều lớp cách nhiệt.
- Nung chảy thủy tinh (glass fusing): Mở rộng ứng dụng trong xây dựng.
- Nhuộm màu, in men thủy tinh: Tăng tính mỹ thuật và khả năng ứng dụng.
- Phun phủ, kính low-e: Tăng khả n
ăng cách nhiệt vào mùa hè và giữ nhiệt vào
mùa đông.
- Sấy kính bằng điện: Ứng dụng trong các sản phẩm kính chắn gió máy bay, ôtô
với mục đích làm tan băng, hơi nước bám trên mặt kính gây giảm tầm nhìn.
- Phun phủ chế tạo kính thông minh: Có thể điều khiển độ truyền qua của kính
bằng điện.
, Rb
+
, Cs
+
từ bên ngoài sẽ thay
Báo cáo tổng kết đề tài: Gia cường thủy tinh bằng phương pháp hóa học
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim
13
thế các ion có đường kính nhỏ hơn bên trong thủy tinh như: Li
+
, Na
+
, Ag
+
, Cu
+
,
Zn
+
, Cd
+
… tạo ra ứng suất nén trên bề mặt của thủy tinh trên cơ sở cấu trúc tạo
mạng của mối h a kết silic-oxy của thủy tinh ban đầu, theo Ren´e Gy
[10], vẫn
được giữ nguyên. Các ứng suất nén này giúp thủy tinh gia cường bề mặt chống lại
các tác động cơ hay nhiệt từ bên ngoài.
Trên cơ sở mô hình trao đổi ion giữa K
hay giúp giảm thời gian trao đổi ion, thì
CaO lại hạn chế quá trình này. Vì vậy trên thực tế thủy tinh aluminosilicate cho
hiệu quả tôi hóa cao hơn thủy tinh hệ sodalimesilicate.m
Muối
k
ali
Thủy tinh trong bể muối
Trao đổi ion
Bề mặt thủy tinh
Báo cáo tổng kết đề tài: Gia cường thủy tinh bằng phương pháp hóa học
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim
14
Trên Hình 2, độ dầy bao được xác định bởi điểm cắt giữa đường cốt không
và trắc đồ ứng suất.
Hình 2. Phân bố ứng suất trong thủy tinh tôi hóa trên mặt cắt kính phân cực
trang bị cùng một bộ bù Babinet.
Sự phân bố ứng suất căng và nén hình thành trong thủy tinh được Harold
Rawson [13] thể hiện trên toàn bộ mặt cắt trong Hình 3. Phía bên ngoài là ứng suất
nén và bên trong, sau điểm trung hòa là ứng suất căng.
Cũng trong Hình 3 tương quan về hình dạng và độ lớn của thủy tinh tôi hóa
và thủy tinh tôi nhiệt được thể hiện rõ. Đường cong ứng suất của thủ
y tinh tôi hóa
gấp khúc hơn và ứng suất nén chỉ có trên bề mặt tương đối mỏng của thủy tinh
nhưng lại lớn hơn nhiều so với ứng suất nén của thủy tinh tôi nhiệt, trong khi đồ thị
ứng suất nén của thủy tinh tôi nhiệt lại giảm dần, đều theo hình parabol vào sâu bên
trong thủy tinh, nhưng giá trị lại nhỏ hơn của thủy tinh tôi hóa. Tương tự, đối xứng
trên bề mặt thủy tinh.
1.2.3.2. Các đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm tôi bằng công nghệ hóa
• Ứng lực nén tăng 5 ÷ 10 lần so với kính chưa tôi.
• Khả năng chịu va đập tăng 2 ÷ 5 lần.
• Tăng khả năng chịu sốc nhiệt (∆T).
bề mặt
bề mặt
ứng suất căng
ứng suất nén
tôi nhi
ệ
t
tôi hóa
Trước khi tôi
Sau khi tôi
Ứng suất kéo Ứng suất kéo
Ứng suất nén
Vết
nứt
Báo cáo tổng kết đề tài: Gia cường thủy tinh bằng phương pháp hóa học
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim
16
• Có thể cắt, khoan, mài sau khi tôi. Tuy nhiên cần lưu ý tính từ điểm cắt đến
khoảng cách 2 cm là vùng ứng lực nén bị giảm xuống cường độ tương đương
kính chưa tôi. Do vậy các nhà thiết kế thường đưa các phần “yếu” nằm vào
khung, ví dụ: khung cửa có vách nhôm, silicon bao bọc.
• Khi vỡ thủy tinh vỡ thành nhiều mảnh nhỏ hơn, cải thiện tính an toàn, mặc dầu
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim
17
8. Khi hệ số giãn nở quá thấp (thủy tinh boroslilcate), do đặc thù về nguyên lý kỹ
thuật, các công nghệ tôi khác không thể đáp ứng được, chỉ duy nhất công nghệ
tôi hóa xử lý được và đã ứng dụng thành công trong thực tế.
9. Sản phẩm kính sau khi tôi vẫn có thể được cắt, khoan, mài mà không bị vỡ, “nổ”
như trường hợp sản phẩm của các công nghệ tôi kính khác, mở ra khả năng thi
công hiệu chỉnh tạ
i chỗ, ngay tại công trường.
10. Hiện tượng lưỡng chiết (khúc xạ kép — birefringent): Công nghệ tôi hóa tạo
phân bố ứng lực đồng đều và rất mỏng trên bề mặt, nên hiện tượng lưỡng chiết
rất nhỏ, không gây ảnh hưởng đáng kể tới sóng điện từ con người sử dụng trong
các xe quân sự, máy bay…
11. Không bị hiện tượng tự nổ NiS như trường hợ
p kính tôi nhiệt.
12. Khi sản phẩm cần tôi nhạy cảm với nhiệt độ cao của các công nghệ tôi khác,
như: Kính mầu cơ chế keo, kính nhuộm… thì công nghệ tôi hóa lại có thể đáp
ứng tốt các điều kiện về nhiệt độ đủ thấp để không ảnh hưởng tới chất lượng
mầu.
13. Về mặt kinh tế công nghệ tôi hóa có nhu cầu vốn đầu tư ban đầu th
ấp hơn công
nghệ tôi nhiệt sẽ tăng tính năng động cho công nghệ.
Nhược điểm so với kính tôi nhiệt:
1. Tốc độ sản xuất công nghiệp của công nghệ tôi nhiệt cao hơn với cùng 01 quy
mô đầu tư, nên trong một số trường hợp cụ thể có giá thành thấp hơn kính tôi
hóa.
2. Khi vỡ thủy tinh vỡ các thành mảnh, không nhỏ như kính tôi nhiệt, nên kém hơn
về độ an toàn trong m
ột số ứng dụng. Tuy nhiên các mảnh vỡ thường vẫn nằm
(dùng nguyên lý ngược lại: ion nhỏ thay ion lớn):
Với thế mạnh giảm thời gian trao đổi ion từ nhiều giờ xuống vài chục giây [15].
- Công nghệ tôi hóa bằng phương pháp kết tinh: Tạo chênh lệch về hệ số giãn nở
giữa phần kết tinh và phần thủy tinh còn lại, qua đó tạo sức căng bên trong vật
liệu.
- Công nghệ tôi hóa kép: Cải thiện đáng kể mô đun phân bổ Weibull, t
ăng tính ổn
định của chất lượng sản phẩm [16].
- Công nghệ tôi hóa 2 bước: Hỗ trợ tăng cường độ ứng lực [17].
- Công nghệ hỗ trợ tôi hóa bằng trường điện: Tăng hiệu quả quá trình trao đổi ion
[18].
- Công nghệ hỗ trợ tôi hóa bằng vi sóng: Tăng hiệu quả quá trình trao đổi ion
[19].
- Tôi hóa thủy tinh chalco-halide (không dùng hệ SiO
2
): L.Calveza, M và các
đồng nghiệp công bố năm 2009 khắc phục nhược điểm cố hữu của loại thủy tinh
chalco-halide là độ bền cơ đặc biệt kém [20].
Báo cáo tổng kết đề tài: Gia cường thủy tinh bằng phương pháp hóa học
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim
19
Nhìn chung mỗi phương pháp đều có hai mặt ưu nhược, nên hiện phương
pháp truyền thống vẫn được ứng dụng rộng rãi và các phương pháp trên mới chỉ
được ứng dụng trong khuôn khổ thử nghiệm hoặc trong một số loại sản phẩm hay
lĩnh vực nhất định.
1.2.3.5. Ứng dụng của công nghệ tôi hóa
Thủy tinh tôi hóa được ứng dụng rộng rãi tại những nơi công nghệ tôi nhi
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim
20
Màn hình phẳng và màn hình cong cho TV, LCD…
o Thiết bị đo: Mặt kính chống xước cho các thiết bị đo đạc.
o Thí nghiệm: Chai, lọ, ống đong thí nghiệm;
o Dán kính: Phối hợp với công nghệ dán kính, kính tôi hóa dán trở thành vật liệu
siêu bền an toàn rất hữu dụng, đặc biệt ở những nơi công nghệ tôi nhiệt dán bị
hiện tượng bong tróc;
o Nhà máy pin năng lượng mặt trời: Mặt kính cho các tấm pin năng lượng mặt
trời được tôi hóa nhằm tăng độ bền cơ giúp giảm độ dày kính, từ đó tăng hiệu
quả thu ánh sáng, kéo dài tuổi thọ trước sự mài mòn của gió cát, tăng khả năng
chịu va đập giúp chống đỡ mưa đá, tăng độ bền nhiệt…
o Giao thông: Phối hợp với công nghệ dán kính, thủy tinh tôi hóa dán có thể ứng
dụng vào kính chắn gió, cửa sổ cho ôtô, tàu hỏa, máy bay… sẽ chịu được va đập
mạnh như gạch đá, mưa đá, chim bay va vào.
o Lĩnh vực sinh học, dược: Có thể ứng dụng vào bất kỳ thủy tinh nào, khi công
nghệ tôi nhiệt không đáp ứng được.
o Y học: Các sản phẩm thủy tinh bền cơ nhiệt cho thiết bị, dụng cụ y tế và phẫu
thuật.
o Quang học, chiếu sáng: Các thủy tinh bền cơ, nhiệt kiêm chống xước làm mắt
kính hay thấu kính, kính lọc hoặc chụp đèn hiệu sân bay, chụp đèn pha.
o An ninh: Kính chống đạn, chống trộm, chống nổ.
o Quốc phòng: Các mắt nhìn, cửa sổ cho những nơi cần quan sát, ngắm và bất kỳ
nhu cầu nào về chất liệu nhẹ, siêu bền và độ chính xác quang học cao.
o Hàng hải, kinh tế biển: Các cửa sổ, mái vòm, xi lanh, đường ống thủy tinh chịu
áp suất cho tàu lặn, thủy cung và các thiết bị hàng hải.
o Công nghiệp vũ trụ: Các cửa sổ, mái vòm, xi lanh, đường ống thủy tinh chịu áp
suất.
o Các lĩnh vực, ý tưởng ứng dụng mới khác:
khoảng dao động của các thông số công nghệ, nghiên cứu, khảo sát trong các
khoảng đó để chọn thông số tối ưu.
Kết quả thực nghiệm và kết quả nghiên cứu được đánh giá qua kế
t quả phân
tích, đo đạc và các thông số thu thập thống kê, phân tích hiệu chỉnh trong quá trình
thí nghiệm công nghệ làm cơ sở cho các thí nghiệm, chế thử kế tiếp.
Bên cạnh mục tiêu khoa học, mục tiêu ứng dụng được thúc đẩy bằng việc
tìm, tiếp cận, chủ động giới thiệu khả năng công nghệ và phối hợp với các đơn vị
tiềm năng về tiêu thụ sản phẩm cùng nghiên cứ
u trên cơ sở trao đổi thông tin, mẫu
mã, tiêu chuẩn kỹ thuật và xây dựng các mối quan hệ kinh tế trong tương lai.
2.2.MẪU NGHIÊN CỨU
Các mẫu nghiên cứu tôi hóa của đề tài có thể chia làm hai loại. Loại kính nổi
(float glass) có chất lượng cao, ổn định, hình dạng đơn giản và khả năng ứng dụng
rộng, nên đã được nhiều nước như Mỹ [21], Anh [22] và Trung Quốc [23]… xây
dựng tiêu chuẩn quốc tế và tiêu chuẩn quốc gia. Các loại thủy tinh có hình dạng
phức tạp khác như chụp đèn, cốc, bát… tồn tại trên thị trường chủ yếu b
ằng uy tín
của thương hiệu hoặc tiêu chuẩn cơ sở [24].
Mặc dù tính khoa học và lãi suất kinh tế dự kiến kém hơn, nhưng các mẫu
phi tiêu chuẩn có nhu cầu vốn đầu tư nghiên cứu sản xuất và tiếp cận thị trường
thấp hơn, phù hợp với điều kiện sẵn có của Trung tâm Thực nghiệm Tam Hiệp, nên
Báo cáo tổng kết đề tài: Gia cường thủy tinh bằng phương pháp hóa học
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim
23
nó được triển khai tham khảo, hỗ trợ mục tiêu ứng dụng của đề tài. Tuy nhiên dưới
điện,…
13 5 300 x 300 Việt Nhật, VFG
Đo thông số kỹ thuật sau khi tôi hóa
Kính chịu nhiệt và bền cơ
14 5 300 x 300 Chu Lai Đo độ đồng đều của khả năng chịu va đập
15 5 300 x 300 Quảng Ninh Đo độ đồng đều của khả năng chịu va đập
16 5 300 x 300
Kính tôi nhiệt
Hải Long
Đo so sánh khả năng chịu va đập với kính
tôi hóa
Copyright: Tài liệu đại học ©