Trong quá trình gỡ lỗi và sử dụng men gốm, ngoài việc đáp ứng các hiệu ứng trang trí và chỉ tiêu hiệu suất cụ thể, chúng còn phải đáp ứng các yêu cầu quy trình cơ bản nhất. Chúng tôi liệt kê và thảo luận về hai vấn đề phổ biến nhất trong quá trình sử dụng men gốm.
1. Hiệu suất của hỗn hợp men không tốt.
Do quá trình sản xuất của nhà máy gốm sứ diễn ra liên tục, nếu có vấn đề về chất lượng của hỗn hợp men, nhiều khuyết tật sẽ xuất hiện trong quá trình tráng men, ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ sản phẩm đạt chất lượng cao của nhà sản xuất. Đây là yếu tố quan trọng và cơ bản nhất. Hãy lấy yêu cầu về chất lượng của hỗn hợp men tráng men bình thủy tinh làm ví dụ. Một hỗn hợp men tốt cần có: độ lưu động tốt, không bị thixotropy, không có kết tủa, không có bọt khí trong hỗn hợp men, khả năng giữ ẩm phù hợp và độ bền nhất định khi khô, v.v. Sau đây là các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của hỗn hợp men.
1) Chất lượng nước
Độ cứng và độ pH của nước sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của hỗn hợp men. Nhìn chung, ảnh hưởng của chất lượng nước mang tính khu vực. Nước máy ở một khu vực nhất định thường tương đối ổn định sau khi xử lý, nhưng nước ngầm thường không ổn định do các yếu tố như hàm lượng muối hòa tan trong các tầng đá và ô nhiễm. Vì vậy, để sản xuất hỗn hợp men nghiền bi ổn định hơn, nhà sản xuất nên sử dụng nước máy.
2) Hàm lượng muối hòa tan trong nguyên liệu thô
Nhìn chung, sự kết tủa của các ion kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ trong nước sẽ ảnh hưởng đến độ pH và cân bằng điện thế trong hỗn hợp men. Do đó, trong việc lựa chọn nguyên liệu khoáng, chúng tôi cố gắng sử dụng các nguyên liệu đã qua xử lý bằng phương pháp tuyển nổi, rửa bằng nước và nghiền bằng nước. Hàm lượng muối hòa tan trong nguyên liệu thô sẽ thấp hơn, và điều này cũng liên quan đến sự hình thành tổng thể của các mạch quặng và mức độ phong hóa. Các mỏ khác nhau có hàm lượng muối hòa tan khác nhau. Một phương pháp đơn giản là thêm nước theo tỷ lệ nhất định và kiểm tra tốc độ chảy của hỗn hợp men sau khi nghiền bằng máy nghiền bi. Chúng tôi cố gắng sử dụng ít hoặc không sử dụng các nguyên liệu thô có tốc độ chảy tương đối kém.
3) Natricarboxymethyl cellulosevà natri tripolyphosphat
Chất tạo huyền phù được sử dụng trong men gốm kiến trúc của chúng tôi là natri carboxymethylcellulose, thường được gọi là CMC. Chiều dài chuỗi phân tử của CMC ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhớt của nó trong hỗn hợp men. Nếu chuỗi phân tử quá dài, độ nhớt tốt nhưng trong hỗn hợp men dễ xuất hiện bọt khí và khó loại bỏ. Nếu chuỗi phân tử quá ngắn, độ nhớt bị hạn chế và hiệu quả liên kết không đạt được, hỗn hợp men dễ bị hư hỏng sau một thời gian để lâu. Do đó, hầu hết cellulose được sử dụng trong các nhà máy của chúng tôi là cellulose có độ nhớt trung bình và thấp. Chất lượng của natri tripolyphosphate có liên quan trực tiếp đến giá thành. Hiện nay, nhiều sản phẩm trên thị trường bị pha trộn nghiêm trọng, dẫn đến hiệu quả khử keo giảm mạnh. Vì vậy, nói chung cần phải chọn mua từ các nhà sản xuất uy tín, nếu không thì thiệt hại sẽ lớn hơn lợi nhuận!
4) Tạp chất lạ
Nhìn chung, trong quá trình khai thác và chế biến nguyên liệu thô, không thể tránh khỏi việc lẫn một lượng dầu mỡ và chất tuyển nổi hóa học nhất định. Hơn nữa, nhiều loại bùn nhân tạo hiện nay sử dụng một số chất phụ gia hữu cơ có chuỗi phân tử tương đối lớn. Ô nhiễm dầu mỡ trực tiếp gây ra các khuyết tật lõm trên bề mặt men. Chất tuyển nổi sẽ ảnh hưởng đến cân bằng axit-bazơ và độ lưu động của hỗn hợp men. Các chất phụ gia trong bùn nhân tạo thường có chuỗi phân tử lớn và dễ tạo bọt.
5) Chất hữu cơ trong nguyên liệu thô
Nguyên liệu khoáng chất không thể tránh khỏi việc bị lẫn vào chất hữu cơ do chu kỳ bán rã, sự phân hóa và các yếu tố khác. Một số chất hữu cơ này tương đối khó hòa tan trong nước, và đôi khi sẽ xuất hiện bọt khí, hiện tượng lắng đọng và tắc nghẽn.
2. Lớp men nền không phù hợp:
Việc lựa chọn chất liệu thân gốm và men có thể được xem xét từ ba khía cạnh: sự phù hợp về phạm vi thoát khí khi nung, sự phù hợp về độ co ngót khi sấy và nung, và sự phù hợp về hệ số giãn nở. Chúng ta hãy phân tích từng khía cạnh một:
1) Điều chỉnh khoảng thời gian xả khí
Trong quá trình nung nóng thân gốm và lớp men, một loạt các biến đổi vật lý và hóa học sẽ xảy ra khi nhiệt độ tăng lên, chẳng hạn như: hấp thụ nước, giải phóng nước tinh thể, phân hủy oxy hóa chất hữu cơ và phân hủy khoáng chất vô cơ, v.v. Các phản ứng và nhiệt độ phân hủy cụ thể đã được các học giả kỳ cựu tiến hành thí nghiệm và được sao chép lại như sau để tham khảo: ① Nhiệt độ phòng -100 độ C, nước hấp thụ bay hơi;
② 200-118 độ C: Nước bay hơi giữa các ngăn ③ 350-650 độ C: Đốt cháy chất hữu cơ, phân hủy sunfat và sunfua ④ 450-650 độ C: Tái kết hợp tinh thể, loại bỏ nước trong tinh thể ⑤ 573 độ C: Chuyển hóa thạch anh, thay đổi thể tích ⑥ 800-950 độ C: Phân hủy canxit, dolomit, loại bỏ khí ⑦ 700 độ C: Tạo thành các pha silicat mới và silicat phức hợp.
Nhiệt độ phân hủy tương ứng nêu trên chỉ có thể được sử dụng làm tham khảo trong sản xuất thực tế, vì chất lượng nguyên liệu thô ngày càng giảm, và để giảm chi phí sản xuất, chu kỳ nung lò ngày càng ngắn lại. Do đó, đối với gạch men, nhiệt độ phản ứng phân hủy tương ứng cũng sẽ bị trì hoãn để đáp ứng quá trình nung nhanh, thậm chí khí thải tập trung ở vùng nhiệt độ cao cũng sẽ gây ra nhiều khuyết tật. Để làm bánh bao, nhằm giúp bánh chín nhanh, chúng ta phải chú trọng đến phần vỏ và nhân, làm cho vỏ mỏng hơn, ít nhân hơn hoặc chọn loại nhân dễ chín, v.v. Điều tương tự cũng đúng với gạch men. Quá trình nung, làm mỏng thân gạch, mở rộng phạm vi nung men, v.v. Mối quan hệ giữa thân gạch và men cũng giống như trang điểm của con gái. Những ai đã từng thấy con gái trang điểm hẳn sẽ không khó hiểu tại sao lại có lớp men lót và lớp men phủ trên thân gạch. Mục đích cơ bản của trang điểm không phải là che giấu khuyết điểm mà là làm đẹp! Nhưng nếu bạn vô tình đổ mồ hôi một chút, mặt bạn sẽ bị lem và có thể bị dị ứng. Điều tương tự cũng đúng với gạch men. Ban đầu chúng được nung rất tốt, nhưng những lỗ nhỏ li ti xuất hiện một cách ngẫu nhiên, vậy tại sao mỹ phẩm lại chú trọng đến khả năng thoáng khí và lựa chọn theo từng loại da khác nhau? Thực tế, các loại mỹ phẩm khác nhau, men của chúng ta cũng vậy, đối với các chất liệu khác nhau, chúng ta cũng có các loại men khác nhau để phù hợp. Gạch men nung một lần, tôi đã đề cập trong bài viết trước: Sẽ tốt hơn nếu sử dụng nhiều nguyên liệu hơn nếu quá trình thoát khí diễn ra muộn và đưa vào các kim loại kiềm thổ hóa trị hai có chứa cacbonat. Nếu chất liệu thô bị thoát khí sớm hơn, hãy sử dụng nhiều men frit hơn hoặc đưa vào các kim loại kiềm thổ hóa trị hai có chứa các vật liệu có tổn thất khi nung ít hơn. Nguyên tắc thoát khí là: nhiệt độ thoát khí của chất liệu thô thường thấp hơn nhiệt độ của men, do đó bề mặt tráng men tất nhiên sẽ đẹp sau khi khí bên dưới được thải ra, nhưng điều này khó đạt được trong sản xuất thực tế, và điểm hóa mềm của men phải được điều chỉnh lại cho phù hợp để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thoát khí của chất liệu thô.
2) Sự phù hợp về độ co ngót khi sấy và nung
Ai cũng mặc quần áo, và chúng phải tương đối thoải mái, nếu không chỉ cần một chút bất cẩn, các đường may sẽ bị bung ra, và lớp men phủ trên thân gạch cũng giống như quần áo chúng ta mặc, nó phải vừa vặn! Do đó, độ co ngót khi khô của lớp men cũng phải phù hợp với thân gạch thô, không được quá lớn hoặc quá nhỏ, nếu không sẽ xuất hiện các vết nứt trong quá trình sấy khô, và viên gạch thành phẩm sẽ có khuyết điểm. Tất nhiên, dựa trên kinh nghiệm và trình độ kỹ thuật của những người thợ tráng men hiện nay, người ta nói rằng đây không còn là vấn đề khó khăn nữa, và những người thợ tráng men nói chung cũng rất giỏi trong việc nắm bắt nguyên liệu, vì vậy tình trạng trên không thường xuyên xảy ra, trừ khi các vấn đề trên xảy ra ở một số nhà máy có điều kiện sản xuất cực kỳ khắc nghiệt.
3) Phù hợp hệ số giãn nở
Nhìn chung, hệ số giãn nở của vật liệu thô thường lớn hơn một chút so với men, và men chịu ứng suất nén sau khi nung trên vật liệu thô, do đó độ ổn định nhiệt của men tốt hơn và không dễ bị nứt. Đây cũng là lý thuyết chúng ta cần học khi nghiên cứu về silicat. Vài ngày trước, một người bạn hỏi tôi: tại sao hệ số giãn nở của men lớn hơn của vật liệu thô nên hình dạng viên gạch bị biến dạng, nhưng nếu hệ số giãn nở của men nhỏ hơn của vật liệu thô thì hình dạng viên gạch lại bị cong? Có thể giải thích một cách hợp lý rằng sau khi được nung nóng và giãn nở, men lớn hơn vật liệu thô nên bị cong, còn men nhỏ hơn vật liệu thô nên bị biến dạng…
Tôi không vội trả lời, hãy cùng xem hệ số giãn nở nhiệt là gì. Trước hết, nó phải là một giá trị. Giá trị đó là gì? Đó là giá trị thể tích của chất thay đổi theo nhiệt độ. Vì nó thay đổi theo “nhiệt độ”, nên nó sẽ thay đổi khi nhiệt độ tăng và giảm. Hệ số giãn nở nhiệt mà chúng ta thường gọi trong gốm sứ thực chất là hệ số giãn nở thể tích. Hệ số giãn nở thể tích thường liên quan đến hệ số giãn nở tuyến tính, gấp khoảng 3 lần hệ số giãn nở tuyến tính. Hệ số giãn nở đo được thường có một tiền đề, đó là “trong một phạm vi nhiệt độ nhất định”. Ví dụ, giá trị trong khoảng 20-400 độ C thường có dạng đường cong như thế nào? Nếu bạn cứ khăng khăng so sánh giá trị ở 400 độ với 600 độ, tất nhiên, không thể rút ra kết luận khách quan nào từ sự so sánh đó.
Sau khi hiểu khái niệm hệ số giãn nở, chúng ta hãy quay lại chủ đề ban đầu. Sau khi gạch được nung trong lò, chúng trải qua cả giai đoạn giãn nở và co lại. Trước đó, chúng ta không cần xem xét sự thay đổi ở vùng nhiệt độ cao do giãn nở và co lại nhiệt. Tại sao? Bởi vì, ở nhiệt độ cao, cả phần thân gạch thô và lớp men đều ở trạng thái dẻo. Nói một cách thẳng thắn, chúng mềm, và ảnh hưởng của trọng lực lớn hơn sức căng của chính chúng. Lý tưởng nhất, phần thân gạch thô thẳng và hệ số giãn nở ít ảnh hưởng. Sau khi gạch men đi qua giai đoạn nhiệt độ cao, nó trải qua quá trình làm nguội nhanh và làm nguội chậm, và gạch men từ trạng thái dẻo trở nên cứng. Khi nhiệt độ giảm, thể tích co lại. Tất nhiên, hệ số giãn nở càng lớn thì độ co càng lớn, và hệ số giãn nở càng nhỏ thì độ co tương ứng càng nhỏ. Khi hệ số giãn nở của thân gạch lớn hơn hệ số giãn nở của lớp men, thân gạch sẽ co lại nhiều hơn lớp men trong quá trình làm nguội, và viên gạch sẽ bị cong; nếu hệ số giãn nở của thân gạch nhỏ hơn hệ số giãn nở của lớp men, thân gạch sẽ co lại mà không có lớp men trong quá trình làm nguội. Nếu có quá nhiều viên gạch, chúng sẽ bị lật úp, vì vậy không khó để giải thích những câu hỏi trên!
Thời gian đăng bài: 25/04/2024