1
VAÄT LIEÄU GOÁM SÖÙ
VAÄT LIEÄU GOÁM SÖÙ
P1: C
P1: C
ông nghệ và nguyên liệu
ông nghệ và nguyên liệu
2
Công nghệ và vật liệu
Công nghệ và vật liệu
3
PHÂN LOẠI VẬT LIỆU GỐM SỨ
PHÂN LOẠI VẬT LIỆU GỐM SỨNhững phương pháp phân loại chủ yếu là
Những phương pháp phân loại chủ yếu là
:
:
–
Theo thành phần hóa và thành phần pha:
Theo thành phần hóa và thành phần pha:
vật liệu hệ
vật liệu hệ
Al
Al
2
2
O
O
3
vật liệu xốp, sít đặc, kết
vật liệu xốp, sít đặc, kết
khối
khối
–
Theo cấu trúc hạt vật liệu:
Theo cấu trúc hạt vật liệu:
gốm thô, gốm mòn
gốm thô, gốm mòn
–
Theo công dụng của vật liệu:
Theo công dụng của vật liệu:
gốm xây dựng, gốm mỹ
gốm xây dựng, gốm mỹ
thuật, gốm kỹ thuật
thuật, gốm kỹ thuật–
Theo truyền thống hình thành:
Theo truyền thống hình thành:
đất nung, sành, sứ, bán
Đơn tinh thể
Đơn tinh thể
–
Các loại nitrid, carbid, borid và silicid
Các loại nitrid, carbid, borid và silicid
–
Gốm thủy tinh
Gốm thủy tinh
–
Vật liệu điện kỹ thuật (sứ cách điện, bán dẫn, sợi
Vật liệu điện kỹ thuật (sứ cách điện, bán dẫn, sợi
quang dẫn
quang dẫn
5
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CHUNG
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CHUNG–
Nguyên liệu dạng tự nhiên hoặc kỹ thuật được phối liệu
Nguyên liệu dạng tự nhiên hoặc kỹ thuật được phối liệu
theo những tỷ lệ thành phần hóa, thành phần khoáng và
theo những tỷ lệ thành phần hóa, thành phần khoáng và
cỡ hạt cần thiết theo đơn phối liệu, nghiền đủ mòn, tạo
cỡ hạt cần thiết theo đơn phối liệu, nghiền đủ mòn, tạo
hình bằng những phương pháp khác nhau rồi đem nung.
hình bằng những phương pháp khác nhau rồi đem nung.
–
C
C
E Ùp t a ïo h ì n h
S a áy
T r a ùn g m e n
N u n g
K h o p h a ân l o a ïi
S a ûn p h a åm
H O
2
P h e á p h a åm v a ø đ a át t h a ûi
a )
B e å h u y e àn p h u ø
B ơ m
T a ïo h ì n h
H O
2
L o ïc e ùp
Đ a át d e ûo
P h e á p h a åm Đ a át t h a ûi
S a áy
T r a ùn g m e n
N u n g
K h o p h a ân l o a ïi
S a ûn p h a åm
N g u y e ân l i e äu
M a ùy n g h i e àn t r o än
b )
U Û
B e å h u y e àn p h u ø
R o ùt v a øo k h u o ân
T r a ùn g m e n
độ ẩm thường từ
4
4÷
÷
8%
8%
)
)
;
;
hoặc bán khô
hoặc bán khô
(10
(10÷
÷18
18
%
%
)
)
; ,
60%), thành hệ huyền phù đất sét-nước
(
(
đất sét là pha
đất sét là pha
phân tán còn nước là môi trường phân tán
phân tán còn nước là môi trường phân tán
)
)
. Huyền phù
. Huyền phù
hệ đất sét-nước đóng vai trò quan trọng trong việc tạo
hệ đất sét-nước đóng vai trò quan trọng trong việc tạo
hình các sản phẩm bằng phương pháp đổ rót.
hình các sản phẩm bằng phương pháp đổ rót.
–
Để huyền phù ổn đònh, người ta có thể dùng phương pháp
Để huyền phù ổn đònh, người ta có thể dùng phương pháp
làm bền tónh điện hoặc phương pháp hấp phụ po
làm bền tónh điện hoặc phương pháp hấp phụ po
lyme
lyme
.
.
SƠ ĐỒ QT SẢN XUẤT MỘT SỐ SẢN PHẨM
SƠ ĐỒ QT SẢN XUẤT MỘT SỐ SẢN PHẨM
GỐM TỪ CÁC OXIT TINH KHIẾT, CARBID,
GỐM TỪ CÁC OXIT TINH KHIẾT, CARBID,
SILICID
SILICID
độ.
độ.
–
Phản ứng không hoàn toàn và
Phản ứng không hoàn toàn và
lu
lu
ơn ln
ơn ln
ï tồn tại
ï tồn tại
các pha giả bền
các pha giả bền
.
.
–
Kết khối
Kết khối
dẫn đến
dẫn đến
sự co rút, giảm thể tích, thay
sự co rút, giảm thể tích, thay
đổi độ hút nước, tăng trọng lượng riêng và tăng
đổi độ hút nước, tăng trọng lượng riêng và tăng
độ bền cơ của vật liệu sau khi gia nhiệt.
độ bền cơ của vật liệu sau khi gia nhiệt.
Kết khối
Kết khối
thuần túy
:
:
tăng cường khả năng hoạt hóa của bột nguyên liệu là cần thiết
tăng cường khả năng hoạt hóa của bột nguyên liệu là cần thiết
nhiệt độ nung thường là nhiệt độ cao hơn nhiệt độ xuất hiện pha lỏng (Te)
nhiệt độ nung thường là nhiệt độ cao hơn nhiệt độ xuất hiện pha lỏng (Te)
một chút.
một chút.
Độ bền cơ của sản phẩm chủ yếu phụ thuộc độ bền của pha kém bền
Độ bền cơ của sản phẩm chủ yếu phụ thuộc độ bền của pha kém bền
trong các pha tinh thể và pha thủy tinh (pha lỏng khi làm nguội thường ở
trong các pha tinh thể và pha thủy tinh (pha lỏng khi làm nguội thường ở
trạng thái thủy tinh).
trạng thái thủy tinh).–
Với quá trình kết khối pha rắn không có pha lỏng
Với quá trình kết khối pha rắn không có pha lỏng
và không có biến đổi hóa học
và không có biến đổi hóa học
Ổn đònh thành phần và tính chất nguyên liệu luôn là yêu cầu
Ổn đònh thành phần và tính chất nguyên liệu luôn là yêu cầu
hàng đầu trong sản xuất công nghiệp.
hàng đầu trong sản xuất công nghiệp.Nguyên liệu tự nhiên:
Nguyên liệu tự nhiên:
sử dụng hầu hết trong các vật
sử dụng hầu hết trong các vật
liệu ceramic truyền thống.
liệu ceramic truyền thống.
Nguyên liệu kỹ thuật
Nguyên liệu kỹ thuật
:
:
phần lớn ở dạng oxit kỹ thuật
phần lớn ở dạng oxit kỹ thuật
hoặc các chất khi phân hủy vì nhiệt tạo các oxit.
hoặc các chất khi phân hủy vì nhiệt tạo các oxit.
CÁC KHỐNG SÉT
CÁC KHỐNG SÉT
VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT
VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT
t sĐấ
t sĐấ
ét:
ét:
tên chung chỉ nguyên liệu
tên chung chỉ nguyên liệu
2
2
và Al
và Al
2
2
O
O
3
3
Có th phân lo i, g i tên đ t theo khống chính có trong ể ạ ọ ấ
Có th phân lo i, g i tên đ t theo khống chính có trong ể ạ ọ ấ
thành ph nầ
thành ph nầ
Các khoáng chính thường có
Các khoáng chính thường có
trong đất sét
trong đất sét
1.
1.
Caolinhit: Al
Caolinhit: Al
2
2
(SiO
(SiO
5
5
) (OH)
) (OH)
1,67
1,67
{(Na, Mg)
{(Na, Mg)
0,33
0,33
} (SiO
} (SiO
5
5
)
)
2
2
(OH)
(OH)
2
2
4. Pirophilip: Al
4. Pirophilip: Al
2
2
(SiO
(SiO
5
5
)
)
2
2
)
)
2
2
(OH)
(OH)
2
2
Thành phần hóa và khoáng 1 số
Thành phần hóa và khoáng 1 số
loại đất sét.
loại đất sét.
Cấu trúc các khoáng sét
Cấu trúc các khoáng sét
Khoáng sét: [SiO
Khoáng sét: [SiO
4
4
]
]
4-
4-
liên kết
liên kết
qua các
qua các
-oxy cầu:
-oxy cầu:
tạo mạng lưới phẳng vô
Lớp cấu trúc qua Al
Lớp cấu trúc qua Al
3+
3+
không
không
bền bằng liên kết các nhóm cơ
bền bằng liên kết các nhóm cơ
sở [SiO
sở [SiO
4
4
]4
]4 Cấu trúc một số khoáng
Cấu trúc một số khoáng
sét
sét
H O
2
H O
2
O
O
7 , 2
1 0 , 1 1 0 , 0
O
1 5
- xảy ra tương đối nhanh hơn do không có sự
biến đổi mạnh cấu trúc
biến đổi mạnh cấu trúc
(chỉ khác nhau về thông số,
(chỉ khác nhau về thông số,
kích thước, không khác nhau về kiểu cấu trúc)
kích thước, không khác nhau về kiểu cấu trúc)
Khi biến đổi thù hình, thể tích riêng biến đổi khá lớn
Khi biến đổi thù hình, thể tích riêng biến đổi khá lớn
dẫn đến nứt vỡ sản phẩm.
dẫn đến nứt vỡ sản phẩm.
Cung cấp từ cát, đá thạch anh, quắczit,………
Cung cấp từ cát, đá thạch anh, quắczit,………
TRÀNG THẠCH
TRÀNG THẠCH
21
nguyên liệu cung cấp đồng thời SiO
nguyên liệu cung cấp đồng thời SiO
2
2
, Al
, Al
2
2
O
O
3
3
Tràng thạch luôn đóng vai trò chất chảy trong mộc và men
Tràng thạch luôn đóng vai trò chất chảy trong mộc và men
gốm sứ (là pha thủy tinh sau khi nung).
gốm sứ (là pha thủy tinh sau khi nung).TRÀNG THẠCH
TRÀNG THẠCH
22
Tràng thạch
Tràng thạch
Kali
Kali
khi nóng chảy
khi nóng chảy
ở
ở
1150
1150
o
o
C bò phân hủy thành leucit
C bò phân hủy thành leucit
e
e
và pha
và pha
lỏng). Hỗn hợp nóng chảy có độ nhớt rất cao.
lỏng). Hỗn hợp nóng chảy có độ nhớt rất cao.
bán sứ.
bán sứ.
23Heọ traứng thaùch Kali
Heọ traứng thaùch Kali
Orthoclase
Orthoclase
KAS
KAS
6
6
Leucite
Leucite
KAS
KAS
4
4
TRÀNG THẠCH
TRÀNG THẠCH
24
Pecmatit:
Pecmatit:
là loại đá gồm tràng thạch Kali, quartz (có thể đến
là loại đá gồm tràng thạch Kali, quartz (có thể đến
30%) và các tạp chất khác.
thuật có tên thương mại là bột nhẹ).
Đá vôi là nguyên liệu chủ yếu cho công nghệ sản xuất chất kết
Đá vôi là nguyên liệu chủ yếu cho công nghệ sản xuất chất kết
dính vôi, xi măng Poóclăng và công nghệ thủy tinh. Trong
dính vôi, xi măng Poóclăng và công nghệ thủy tinh. Trong
công nghệ gốm sứ, CaO là thành phần quan trọng của một số
công nghệ gốm sứ, CaO là thành phần quan trọng của một số
xương gốm và men.
xương gốm và men.
Tạp chất lẫn trong đá vôi thường là: Al
Tạp chất lẫn trong đá vôi thường là: Al
2
2
O
O
3
3
,
,
SiO
SiO
2
2
,
,
FeO
FeO
,
tự nhiên như vỏ sò, vỏ ốc tích tụ lâu ngày hoặc đá san hô làm
tự nhiên như vỏ sò, vỏ ốc tích tụ lâu ngày hoặc đá san hô làm
nguyên liệu cung cấp CaCO
nguyên liệu cung cấp CaCO
3
3
.
.
Copyright: Tài liệu đại học ©