Nghiên cứu chế tạo men có độ cứng và độ chịu mài mòn cao ứng dụng cho công nghiệp gốm sứ xây dựng

1



BỘ KHOA HOC CƠ QUAN CHỦ QUẢN
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC02
MÃ SỐ KC02-13/06-10






BÁO CÁO
TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MEN
CÓ ĐỘ CỨNG VÀ ĐỘ CHỊU MÀI MÒN CAO ỨNG
DỤNG CHO CÔNG NGHIỆP GỐM SỨ XÂY DỰNG




Cơ quan chủ trì đề tài: Viện vật liệu xây dựng
Chủ nhiệm đề tài : Trần Văn Cần

8151


HÀ NỘI 2010





2

BỘ KHOA HOC CƠ QUAN CHỦ QUẢN
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC02
MÃ SỐ KC02-13/06-10




BÁO CÁO
TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MEN
CÓ ĐỘ CỨNG VÀ ĐỘ CHỊU MÀI MÒN CAO ỨNG DỤNG
CHO CÔNG NGHIỆP GỐM SỨ XÂY DỰNG



Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài
Viện vật liệu xây dựng

Trần Văn Cần




Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ











HÀ NỘI 2010

3

VIỆN VẬT LIỆU XÂY DỰNG
________________
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà Nội, ngày 10 tháng 04 năm 2010.

BÁO CÁO THỐNG KÊ
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
I. THÔNG TIN CHUNG
1. Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo men có độ cứng và độ chịu mài cao
ứng dụng cho công nghiệp gốm sứ xây dựng
Mã số đề tài : KC 02-13/06-10
Thuộc Chương trình : Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ vật liệu
Mã số chương trình : KC 02/06-10
2. Chủ nhiệm đề tài:
Họ và tên : Trần Văn Cần
Ngày, tháng, năm sinh : 26/11/1948 Nam
Học hàm, học vị : Kỹ sư
Chức danh khoa học : Nghiên cứu viên
Chức vụ: Giám đố
c Trung tâm Gốm sứ - Thủy tinh
Điện thoại: Tổ chức: 043. 8582215 Nhà riêng: 043.8262547
Mobile: 0913318265.Fax: 043.8581112
E-mail:
Tên tổ chức đang công tác: Viện Vật liệu xây dựng
Địa chỉ tổ chức : 235 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội
Địa chỉ nhà riêng : 16 Lê Thánh Tông, Hoàn Kiếm, Hà Nội
3. Tổ chức chủ trì đề tài:
Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Vật liệu xây dựng
Điện thoại: 043.8581111 Fax: 043.8581112
E-mail:
Website: www.vibm.vn
Địa chỉ: .235 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Lương Đức Long

4
Số tài khoản: 30101016 Ngân hàng: Kho bạc Nhà nước – Thanh Xuân – Hà Nội
Tên cơ quan chủ quản đề tài: Viện Vật liệu xây dựng – Bộ Xây dựng
II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN
1. Thời gian thực hiện đề tài:
- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 03/ năm 2008 đến tháng 03/năm2010
- Thực tế thực hiện: từ tháng 07/năm 2008 đến tháng 05/năm 2010
2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:
a) Tổng số kinh phí thực hiện : 3.536 tr.đ, trong đó:
+ Kính phí hỗ trợ từ SNKH : 1.800.tr.đ.
+ Kinh phí từ các nguồn khác : 1.736.tr.đ.
+ Tỷ lệ và kinh phí thu hồi đối với dự án (nếu có): không.
b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ
nguồn SNKH:
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Thời gian
(Tháng, năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Thời gian
(Tháng, năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Ghi chú
(Số đề nghị
quyết toán)
1 Tháng 8/2008 560 Tháng 3/2009 384,587
2 Tháng 4/2009 868 Tháng 9/2009 573,284

3 Tháng 10/2009 372 Tháng 3/2010 372,00
c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:
Đối với đề tài:
Đơn vị tính: Triệu đồng
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Nội dung các khoản
chi
Tổng SNKH
Nguồn
khác
Tổng SNKH
Nguồn
khác

1
Trả công lao động
(khoa học, phổ
thông)
664 664 - 664 664 -
2
Nguyên, vật liệu,
năng lượng.
270 270 - 270 270 -
3 Thiết bị, máy móc 2.261 525 1.736 525 525 1.736
4
Xây dựng, sửa chữa
nhỏ.

5 Chi khác 188 188 - 188 188 -

Tổng cộng
3.536 1.800 1.736 3.536 1.800 1.736
- Lý do thay đổi (nếu có):
3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài:

5
(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn, phê
duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ
chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)
Số
TT
Số, thời gian ban
hành văn bản
Tên văn bản Ghi chú
1
Số:2934/QĐ-
BKHCN ngày
6/12/2007
Quyết định về việc phê duyệt
các tổ chức, cá nhân trúng tuyển
chủ trì thực hiện các đề tài năm
2008 (đợt II) thuộcCT
KC.02/06-10

2
Số:254/QĐ-
BKHCN ngày
21/2/2008

Quyết định phê duyệt đề tài, dự
án bắt đầu thực hiện năm 2008
thuộc chương trình KH&CN
trọng điểm cấp Nhà nước giai
đọng 2006 - 2010

3
Ngày 10/11/2008 Trình Viện Về việc thuê thiết
nbị phục vụ đề tài
Về việc thuê lò nấu frit và
sản xuất thử nghiệm tại
Công ty CP gạch ốp lát
Thái Bình và Công ty Cổ
phần thuỷ tinh Thái Bình
4
Số 99/VLXD ngày
4/3/2009
Công văn gửi Ban chủ nhiệm
CT KC.02/06-10 và Văn phòng
các chương trình.
Về việc đi công tác nước
ngoài.
5
Số 382/QĐ-
BKHCB ngày
20/3/2009
Quyết định về việc cử đoàn đi
công tác nước ngoài thực hiện
trong năm 2009 của đề tài
KC.02-13/06-10 thuộc chương

trình KC.02/06-10

6
Số 94/QĐ-VLXD
ngày 29/4/2009
Quyết định cử cán bộ viên chức
đi công tác nước ngoài

7
Số 392/VLXD
ngày 13/7/2009
Công văn gửi Ban chủ nhiệm
CT KC.02/06-10 và Văn phòng
các chương trình.
Về việc sản xuất, ứng dụng
thử nghiệm tại Công ty CP
gạch ốp lát Thái Bình
8
Số 2138/QĐ-
BKHCN ngày
28/9/2009
Quyết định về việc lựa chọn
đơn vị cho thuê dây chuyền
thiết bị của đề tài KC.02.13/06-
10 chương trình KC.02/06-10


4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài:
Số
TT

Tên tổ chức đăng
ký theo Thuyết
minh
Tên tổ chức đã
tham gia thực
hiện
Nội dung
tham gia chủ yếu
Sản phẩm
chủ yếu đạt
được
Ghi
chú*
1
Công ty Cổ phần
gạch ốp lát Thái Bình
Công ty Cổ phần
gạch ốp lát Thái
Bình
Ứng dụng kết quả thí
nghiệm vào thực tế
sản xuất tại Công ty
từ mẫu trong phòng


6
TN đến mẫu lón
trong sản xuất công
nghiệp
2

Liên hiệp Khoa học
sản xuất thủy tinh –
Viện Khoa học công
nghệ Việt nam
Công ty Cổ phần
thủy tinh Thái
Bình
Nấu frit thử nghiệm
nhiều đợt .

- Lý do thay đổi (nếu có):
5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài:
(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người
kể cả chủ nhiệm)
Số
TT
Tên cá nhân
đăng ký theo
Thuyết minh

Tên cá nhân đã
tham gia thực
hiện

Nội dung
tham
gia chính

Sản phẩm chủ
yếu đạt được

Ghi
chú*

1
Trần Văn Cần Trần Văn Cần Chủ nhiệm
đề tài
chuyên đề, nghiên
cứu,ứng dụng, tập
hợp, báo cáo

2
Nguyễn Văn Minh Nguyễn Văn Minh Cộng tác
viên nghiên
cứu
Chuyên đề, tính
toán phối liệu, n/c
mẫu nhỏ.

3
Nguyễn Minh Quỳnh Nguyễn Minh
Quỳnh
Thư ký đề
tài
Ghi chép, giải ngân,
báo cáo, chuyên đề.

4
Nguyễn Hữu Tài Nguyễn Hữu Tài Cộng tác
viên nghiên

cứu
Chuyên đề, tính ,
n/c mẫu nhỏ, mẫu
lớn, Sx thử nghiệm

5
Đào Anh Tuấn Đào Anh Tuấn Cộng tác
viên nghiên
cứu
Chuyên đề, tính ,
n/c mẫu nhỏ, mẫu
lớn.Sx thử nghiệm

6
Nguyễn Anh Tuấn Không
7
Nguyễn Thu Huyền Nguyễn Thu Huyền Cộng tác
viên nghiên
cứu
Chuyên đề, tính ,
n/c mẫu nhỏ, mẫu
lớn.Sx thử nghiệm

8
Đặng Thị Huyền Đặng Thị Huyền Cộng tác
viên
Chuyên đề, nghiên
cứu thí nghiệm.

9

Nguyễn Thị Ngoãn không không không
10
Hoàng Việt Dũng Không không không
- Lý do thay đổi ( nếu có): Bận công việc khác
6. Tình hình hợp tác quốc tế:
Số
TT
Theo kế hoạch
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa
điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn,
số lượng người tham gia )
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa
điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn,
số lượng người tham gia )
Ghi
chú*
1
Tham quan, tìm hiểu cơ sở sản
xuất gạch gốm ốp lát có sử dụng
men matt và men kết tinh:
Thời gian: tháng 5/2008
Kinh phí: 153 triệu đồng
Tham quan, tìm hiểu cơ sở sản
xuất gạch gốm ốp lát có sử dụng
men matt và men kết tinh:
Thời gian: tháng 5/2009
Kinh phí: 131,52 triệu đồng

7
Địa điểm: Bắc Kinh, Quảng
Châu – Trung Quốc
Số lượng người: 6 người, 9 ngày
Địa điểm: Quảng Châu, Thẩm
Quyến, Phật Sơn – Trung Quốc
Số lượng người: 5 người, 8 ngày
- Lý do thay đổi (nếu có): không
7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:
Số
TT
Theo kế hoạch
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm
)
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh
phí, địa điểm )
Ghi chú*
1
Tham gia viết bài trình bày trong
chương trình hội thảo KHCN các
đề tài cấp nhà nước 2006- 2010.
Chương trình KHCN/
06-10 tại hội trường C2,
đại học BKHN

- Lý do thay đổi (nếu có):
8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:
(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong
nước và nước ngoài)

Thời gian
(Bắt đầu, kết thúc
- tháng … năm)
Số
TT
Các nội dung, công việc
chủ yếu
(Các mốc đánh giá chủ yếu)
Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
Người,
cơ quan
thực hiện
1
Nghiên cứu tìm hiểu lý thuyết 3 – 8/2008 4 – 8/2008 Đề tài
2
Lựa chọn nguyên liệu 4 /2008 4 -/2008 Đề tài
3
Tính toán phối liệu 4-5/2008 4-5/2008 Đề tài
4
Nghiên cứu thí nghiệm chế tạo
frit và men ở quy mô phòng thí
nghiệm
8 – 12/2008 8-12/2008 Đề tài
5
Nghiên cứu thử nghiệm mẫu lớn
ở quy mô pilot
1-3/2009 1-4/2009 Đề tài +Cty CP

Thủy tinh & gạch
ốp lát.
6
Chế tạo men ứng dụng sản xuất
thử nghiệm ở quy mô sản xuất
công nghiệp
9 -12/2009 10-12/2009 Đề tài + Cty CP
thủy tinh & gạch ốp
lát Thái Binh
7
Báo cáo tổng kết đề tài 1-3/2010 3-5/2010 Chủ trì và công tác
viên
- Lý do thay đổi (nếu có):

III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN
1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:
a) Sản phẩm Dạng I:
Số
TT
Tên sản phẩm và chỉ tiêu
chất lượng chủ yếu
Đơn
vị đo
Số
lượng
Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
1

Gạch ốp lát phủ men có
m
2
5000 5000 5000

8
độ cứng và mài mòn cao
trong công nghiệp gốm sứ
xây dựng.
- Lý do thay đổi (nếu có):
b) Sản phẩm Dạng II:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số
TT
Tên sản phẩm

Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
Ghi chú

1 Quy trình công nghệ Sx
men có độ cứng độ chịu
mài mòn cao
đạt đạt

- Lý do thay đổi (nếu có):

c) Sản phẩm Dạng III:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số
TT
Tên sản phẩm

Theo
kế hoạch
Thực tế
đạt được
Số lượng,
nơi công bố
(Tạp chí, nhà
xuất bản)
1
Bài viêt về men có độ
cứng và mài mòn cao
ứng dụng cho công
nghiệp gốm sứ xây dựng
đăng trong kỷ yếu
KHCN của bộ KHCN
1 1
- Lý do thay đổi (nếu có):

d) Kết quả đào tạo:
Số lượng
Số
TT

Cấp đào tạo, Chuyên
ngành đào tạo
Theo kế
hoạch
Thực tế đạt
được
Ghi chú
(Thời gian kết
thúc)
1 Thạc sỹ
1 0
2 Tiến sỹ
0 0
- Lý do thay đổi (nếu có): Đề án thạc sỹ thay đổi đề tài.
đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp, quyền đối với giống
cây trồng:
Kết quả
Số
TT
Tên sản phẩm
đăng ký
Theo
kế hoạch
Thực tế
đạt được
Ghi chú
(Thời gian kết
thúc)
1
Men có độ cứng độ chịu

mài mòn cao ứng dụng
3/2010
Đang làm thủ
tục đăng ký
Hết tháng
6/2010

9
cho công nghiệp SX gốm
sứ xây dựng
5/2010

- Lý do thay đổi (nếu có):
e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế
Số
TT
Tên kết quả
đã được ứng dụng
Thời gian
Địa điểm
(Ghi rõ tên, địa
chỉ nơi ứng
dụng)
Kết quả
sơ bộ
1 Ứng dụng men có độ
cứng và độ chịu
mài mòn cao sản
xuất gạch gốm ốp lát
tháng

12/2009
Công ty Cổ
phần gạch ốp
lát Thái Bình
Số lượng 5000m
2
,
Độ cứng bề mặt
men 7mohs, độ chịu
mài mòn cấp II.

2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài mang lại:
a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:
(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ
so với khu vực và thế giới…).

Xây dựng được quy trình công nghệ chế tạo men có độ cứng và độ chịu
mài mòn cao ứng dụng cho công nghiệp gốm sứ xây dựng. Tạo ra men gốm sứ
có chất lượng cao trong điều kiện nung nhanh, nung một lần. Nâng cao vị thế
và hiểu biết trong việc chế tạo men và làm chủ công nghệ sản xuất mới, hiện
đại. Tạo ra sản phẩm men có chất lượng cao thay thế men nhập ngoại nhằm góp
ph
ần giảm thiểu nhập khẩu.
b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:
Nghiên cứu chế tạo men có độ cứng và mài mòn cao ứng dụng cho công nghiệp
gốm sứ xây dựng tạo ra hiệu quả kinh tế xã hội sau:- Nâng cao năng lực trong
sản xuất men ứng dụng vào công nghệ hiện đại là nung nhanh, nung 1 lần.
- Góp phần chủ động trong sản xuất và tạo ra sản phẩm men thay thế men nhập
khẩu và giá thành men so vớ
i men nhập khẩu thấp hơn là 20%.

3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài:
Số
TT
Nội dung
Thời gian
thực hiện
Ghi chú
(Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì…)
I Báo cáo
định kỳ




10

Lần 1
Ngày
25/11/2008
Báo cáo về nghiên cứu, tổng hợp lý thuyết và
nghiên cứu mẫu nhỏ trong phòng thí nghiệm:
chất lượng, số lượng, tiến độ.
Tình hình sử dụng kinh phí và những vấn đề
tồn tại.

Lần2
Ngày 1/7/2009 Hoàn thiện chuyên đề lý thuyết, nghiên cứu
mẫu nhỏ và ứng dụng thử nghiệm vào sản
xuất thực tế.
Lần 3

Ngày 26/2/2010 Hoàn thiện Nghiên cứu mẫu nhỏ trong phòng
thí nghiệm, thử nghiệm áp dụng và đánh giá
kết quả nghiên cứu
II Kiểm tra
định kỳ



Lần 1
Ngày
11/12/2008
Đề tài đã thực hiện đầy đủ các nội dung trong
kỳ báo cáo theo đúng tiến độ đề ra.
Nội dung các chuyên đề cần tiếp tục bổ sung,
chỉnh sửa lại báo cáo định kỳ.
GS.TSKT.Thân Đức Hiền

Lần2
Ngày 23/7/2009 Đề tài thực hiện đúng các nội dung đăng ký
trong hợp đồng, chất lượng sản phẩm đảm
bảo, cần nghiên cứu thêm một số tính chất vi
cấu trúc, cần làm các thủ tục để triển khai sản
xuất thử tại Thái Bình.
Lần 3
Ngày 20/3/2010 Đề nghị làm báo cáo chuyên đề, phải có hình
ảnh của sản phẩm; Kiểm tra lại về mặt tài
chính;
Bổ sung đầy đủ văn bản nơi áp dụng kết quả
nghiên cứu.
Hoàn thiện báo cáo để nghiệm thu cấp cơ sở.

III Nghiệm
thu cơ sở
31/5/2010

Chủ nhiệm đề tài
(Họ tên, chữ ký)












Thủ trưởng tổ chức chủ trì
(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)




11
I. M U.

Gch gm ốp lát l loại sản phẩm trang trí nội, ngoại thất trong xây dựng, a
phn b mt c ph men.
Men gm s l lp ph trang trớ b mt sn phm lm tng tớnh thm m v

mt s tớnh nng k thut cho gm s nh: cng, chu mi mũn, bn
c, bn húa hc, búng, trng hay mu sc, hoa vn Gch gm p lỏt

ợc phát triển rất mạnh trờn th gii v Vit Nam.
Sản lợng gạch gốm ốp lát hiện nay khoảng hn 300 triệu m
2
/năm, trong ú
phn ln l loi gch ph men. Tớnh t năm 2000 đến 2008 bình quân mức tăng
trởng gch gm p lỏt nc ta khong 20%/năm. Sản lợng gạch p lỏt năm
2000 là 60,7 triệu m
2
/năm, năm 2002 là 94,5 triệu m
2
/năm, năm 2005 là 150
triệu m
2
/năm, năm 2006 là 170 triệu m
2
/năm và năm 2007 là 200 triệu m
2
/năm,
nm 2008 l 270 triu m
2
/nm v nm 2009 khong 300 triu m
2
/nm trong ú
khong 46 triu m
2
l gch gm granit v 264 triu m2 gch ceramic ph men.
Nếu chỉ tính bỡnh quõn 1m

2
gạch cần 1 kg men thì riêng năm 2009 đã cần
khong hn 250.000 tấn men/năm. a phn cỏc loi gch gm p lỏt nc ta
c ph men mu bng cỏc loi men mm v búng. Cỏc loi men ny cú thnh
phn ch yu l pha thy tinh (th vụ nh hỡnh), lng tinh th trong men rt
nh nờn cú cng v chu mi mũn khụng cao, thng độ cứng 5 mohs.
Khi lát cỏc công trình đi lại nhiều bằng giầy, gạch d bị mòn xớc.
to ra men gm cú cng v chu mi mũn cao
ng dng trong cụng
nghip sn xut gm s xõy dng cn to ra loi men cha nhiu tinh th cú
cng cao ( 6 - 7 mohs).
Những năm qua tuy đã có một số công trình nghiên cứu ch to men đa
vào ứng dụng sn xut nhm thay thế một phần men nhập khẩu và mt s doanh
nghip nhập công nghệ sản xuất frit làm men gốm s nh frit Huế, frit Bình
Dơng, song ch yu sn xut cỏc loi frit trong, c v cỏc loi men engobe,
men nn lo
i bóng thng có độ cứng, độ chịu mài mòn khụng cao.

12
Nghiên cứu ch to men cú cng v chu mi mũn cao nhm nâng cao
chất lợng sn phm gạch gốm ốp lát cao cấp là việc làm cần thiết hiện nay. Vỡ
gạch gốm ốp lát ở nớc ta cú sn lng khỏ cao, hin ng trong tp 10 nc
trờn th gii cú sn lng gch cao, nhng chất lợng sản phẩm đa phần cha
cao, nên giá trị xuất khẩu hàng năm còn rt hạn chế, cha vợt quá 10% sản
lợng (110triu USD/nm) và chỉ bằng 1/40 giá trị xuất khẩu của Italia. Giỏ tr
sn phm c
a ta cng thp so vi sn phm Trung Quc, Tõy Ban Nha v Italia.
nõng cao kh nng cnh tranh v xut khu cần nâng cao chất lợng v
a dng húa sản phẩm. Loại gạch lát nền ph men bóng, men mềm đã trở nên lạc
hậu với thị trờng trong v ngoài nớc. Mt khỏc xu th s dng gch granit gia

tng nờn cần thiết phải tạo ra loại men mới, men có độ cứng v độ chịu mài mòn
cao hn cho gạch gốm ốp lát nhằm thay thế men bóng, men mềm chất lợng
thấp.
Viện vật liệu xây dựng là cơ sở nghiên cứu khoa học đợc đầu t trang
thiết bị nghiên cứu và phân tích, kiểm nghim, đánh giỏ cht lng nguyên liệu,
sản phẩm gốm sứ khá đầy đủ l iu kin thun l
i trin khai nghiờn cu
ti men cú cng v chu mi mũn cao.
Nhúm ti ó kết hợp với cỏc doanh nghip sản xuất thuỷ tinh nu th
nghiệm frit v với Cụng ty c phn gch ốp lát Thái Bình để đa kết quả nghiên
cứu vo ứng dụng thử nghiệm. Kt qu nghiờn cu v sn xut th nghim trờn
dõy chuyn sản xuất công nghiệp thnh cụng khụng ch to ra mt loi men mi
cú cht lng cao m cũn gúp phn vo quỏ trỡnh t ch trong sn xut, hn ch

dn nhp khu men gm s xõy dng.
Nh s hp tỏc giỳp ca cỏc doanh nghip v s h tr cú hiu qu ca
chng trỡnh KC02 v Vn phũng cỏc chng trỡnh ti nghiờn cu men cú
cng v chu mi mũn cao ó thc hin thnh cụng.
Sau õy l kt qu nghiờn cu ti do nhúm nghiờn cu thuc Trung
Tõm gm s thy tinh, Vin vt liu xõy dng thc hin:



13
II.MC TIấU NGHIấN CU.

- Nghiờn cu ch to men cú cng, độ chịu mài mòn cao cho gạch gốm lát
nền phc v cụng nghiệp sn xut gm s xây dựng cao cấp.

+ Men thử nghiệm phủ lên xơng sau nung đạt đợc độ cứng v độ chịu mài

mòn cao ( cng: 6 - 7 mohs, độ chịu mài mòn cấp II).
+ Men có nhiệt độ nung phù hợp với xơng gạch đang sản xuất tại nhà máy
(1170
0
C- 1200
0
C).
- Đa kết quả nghiờn cu vo ứng dụng sn xut gch gm p lỏt nhằm tạo ra
sản phẩm có chất lợng cao, giá thành rẻ hơn gch nhp khu to ra khả năng
cạnh tranh v ch ng trong sn xut.


III.C S KHOA HC
1.C s khoa hc hỡnh thnh quỏ trỡnh kt tinh trong men gm s :
1.1.Nhit ng hc ca quỏ trỡnh kt tinh: :[1]
[1] ng lc chớnh ca quỏ trỡnh kt tinh l chờnh lch v th húa ca pha
tinh th v pha thy tinh à:
m
m
T
TT
S

=
.
.
à

Trong ú: S
m

l entropy ca thy tinh núng chy.
T
m
: Nhit núng chy ca thy tinh.
T : Nhit ang xỏc nh.
T = T
m
T : Nhit quỏ lnh
iu kin to mm tinh th l: à > 0. Thc t quỏ trỡnh to mm v kt tinh
khụng t xy ra trong men do cú nhng cn tr sau: Cht lng thy tinh (men
chy lng) cú nht cao cn tr s vn chuyn vt cht v sc cng b mt
pha thy tinh ln. Vỡ th, cú iu kin to mm tt c
n cp nng lng
thng hai tr lc trờn.
1.2. C ch to mm kt tinh:
C ch to mm tinh th bao gm hai c ch l : to mm ng th v to mm
d th.
+To mm ng th :
To mm ng th ph thuc nhiu vo chờnh lch th húa ca pha tinh th

14
và pha thủy tinh. Năng lượng tạo mầm tinh thể ∆G
k
được biểu thị bằng công
thức sau:
µ
δπ
∆
=∆
2

3
.
3
.16
m
k
V
G

Trong đó:
∆µ : Chênh lệch thế hóa pha tinh thể và pha thủy tinh.
δ : Năng lượng danh giới bề mặt giữa pha thủy tinh và pha tinh thể.
Vm : Thể tích mol của tinh thể.
+ Kích thước tới hạn của mầm là kích thước tối thiểu để mầm có khả năng phát
triển thành tinh thể và được biểu thị bằng công thức sau:

µ
δ
∆
=Γ
2
.
m
k
V

+ Số lượng phân tử tối thiểu đẻ tạo ra một mầm giới hạn là:
TT
T
n

m
ok
∆
=
.
.)2( 3/4
3
γπ

γ
o
: Là hệ số phụ thuộc vào bản chất thủy tinh (men gốm nóng chảy).

+ Tạo mầm dị thể:
Năng lượng tạo mầm dị thể ∆G
k
= &∆G
k
;
k
k
V
V
*
=∅

Trong đó : V
*
k là thể tích của mầm dị thể.
V

k
là

thể tích của mầm đồng thể.
& = 1/2 – 3/4cosω + 1/4cos
3
ω
ω là góc tiếp xúc giữa mầm và tinh thể lạ.
1.3.Động học của quá trình tạo mầm kết tinh::[2]
Tính đặc biệt của quá trình kết tinh trong môi trường men kết tinh là có độ nhớt
cao, do đó tốc độ phát triển mầm (hay tốc độ kết tinh) phụ thuộc vào điều kiệt
động học nhiều hơn là nhiệt động.
+Tốc độ phát triển mầm được biểu thị
bằng công thức sau:
))
.
(exp1(
3

2
TK
G
a
Tkf
J
o
∆
−=
ηπ

Trong đó : f là diện tích bề mặt của mầm có khả năng phát triển.

15
k là hằng số Bonzman.
a
c
là khoảng cách của nguyên tử xa nhất đến tâm tạo mầm.
∆G : là entanpy của mỗi nguyên tử tham gia vào quá trình tạo mầm kết tinh
Để giúp đỡ quá trình tạo mầm tinh thể trong men kết tinh cần sử dụng
xúc tác kết tinh, các tác nhân tạo mầm có thể được phân loại một cách tương
đối thành các nhóm cụ thể sau:
- Các kim loại và hợp chất gây ra sự tách pha.
- Các ôxyt có cấu trúc khuyết tật ở nhiệt độ cao.
- Các ôxyt tồn tại ở hai trạ
ng thái hóa trị trong thủy tinh nóng chảy.
- Các ôxyt có phối trí cao của các cation với anion.
- Các chất xúc tác có thể là các kim loại quý, kim loại màu như vàng, bạc, platin.
1.4. Quá trình tạo nhân kết tinh::[3]
Theo một số công trình nghiên cứu cho rằng việc kết tinh phụ thuộc vào 3 yếu
tố:
- Tốc độ tạo thành trung tâm kết tinh.
- Vận tốc lớn của các tinh thể.
- Độ nhớt của thủy tinh.(frit hay men nóng chảy)
Dưới nhiệt độ chảy l
ỏng có 1 vùng giải bền, nơi mà các trung tâm kết tinh không
thể tạo ra được và vùng giải bền có thể lớn lên được. Nếu hạ nhiệt độ xuống
dưới vùng giải bền thì quá trình kết tinh xẩy ra và quá trình đó phụ thuộc vào tốc
độ tạo mầm và tốc độ lớn của tinh thể.
- Để có sự tự tạo nên các trung tâm kết tinh cần phải có tập hợp mầm cùng nhau
và có hướng như nhau.

- Trong thủy tinh có 2 lo
ại phân tử đẳng hướng và không đẳng hướng.
Những phân tử đẳng hướng không có khả năng tạo tinh thể, còn phân tử
không đẳng hướng có khả năng tạo tinh thể.
Cơ chế tạo hạt nhân kết tinh như sau: Trong hệ đơn pha và đa pha tỷ trọng và
năng lượng của từng phần tử thể tích nhỏ nhanh chóng thay đổi theo thời gian
trong một bộ phân giới hạn nào đó ở tr
ạng thái quá bão hòa và trở thành mầm.

16
Các mầm đó chỉ bền khi phát triển đến một kích thước nhất định và trở thành
trung tâm kết tinh.
Độ nhớt có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình kết tinh. Độ nhớt càng nhỏ khả
năng kết tinh càng lớn. Độ nhớt của men gốm phụ thuộc rất nhiều vào nồng độ
và cấu trúc tinh thể Al
+3
và các ôxyt kiềm và kiềm thổ RO, R
2
O. Thường men
có độ nhớt trong khoảng 10
11
- 10
13
pois .
Độ nhớt của men tăng theo dãy sau: Li ( 0,68) < Na
+
(0,98 ) < K
+
(1,33) .
2.Các hệ men kết tinh::[4]

Hệ men kết tinh bao gồm các hệ 3 cấu tử, 4 cấu tử và đa cấu tử cụ thể sau:
Để tạo ra sự phù hợp giữa xương và men cần quan tâm nhiều đến hệ 3 cấu tử
như Li
2
O – Al
2
O
3
– SiO
2
, hệ 4 cấu tử như Na
2
O – B
2
O
3
- SiO
2
– TiO
2
, các hệ này
có khuynh hướng kết tinh cao. Ví dụ:

Li O
2
Li O.Al O
223
Al O
23
SiO

2
2Li O.SiO
22
IV
P
R
S
E
1070
3.Al O .2SiO (Mullite)
223
Mullite
III
18101713
1026
1255
1024
1028
1033
1201
III
Li O.SiO
22
Li O.2SiO
22
Cristobalite
T
r
i
d

i
m
i
t
e
α

-
C
r
i
s
t
a
l
e

m
i
x
t
e
I

Giản đồ hệ 3 cấu tử L- A - S
Hệ được nghiên cứu ứng dụng nhiều nhất trong men có độ cứng và mài mòn
cao là hệ CaO-MgO-SiO
2
-Al
2

O
3
(CMAS).Vì pha tinh thể thường tạo thành trong
hệ này là khá đa dạng và phụ thuộc nhiều vào hàm lượng ôxyt nhôm có trong
phối liệu. Các khoáng mới được hình thành trong quá trình nung và kết tinh khi
làm nguội như anorthit(CaO.Al
2
O
3
.2SiO
2
),cordierite

17
(2MgO.2Al
2
O
3
.5SiO
2
),mullite(3Al
2
O
3
.2SiO
2
) và diopsite (CaO.MgO.2SiO
2
)
Sự có mặt những tinh thể này làm tăng độ cứng bề mặt men.

Mullit(2Al
2
O
3
.3SiO
2
) có tính chất quang học, nhiệt và cơ học tốt. Nếu men kết
tinh dựa trên hệ gốm thủy tinh mullite có thể cải thiện được nhiều những tính
chất vật lý. Trong giảm đồ pha hệ CMS với 10% Al
2
O
3
các tinh thể hình thành
trong quá trình nung cụ thể sau:
10 20 30 40 50 60 70 80
2600
2400
MgO
CaO
90
2200
2000
1800
2
2
0
0
1
5
0

0
1
4
0
0
1
6
0
0
SiO
2
CaO
Per
Mel
Mon
Mer
Pyrox
Crist
1
6
0
0
1
5
0
0
1
4
0
0

For
1520
Trid
CaSiO
3
β
CaSiO
3
α
Ca Si O
723
Ca SiO
42
Ca SiO
53
90
90
10%Al O
23

Ký hiệu các khoáng trong hệ::[6]
Ano - Anorthite (CaO.Al
2
O
3
.2SiO
2
)
Cord - Cordierite (2MgO.2Al
2

O
3
.5SiO
2
)
Crist - Cristobalite (dạng SiO
2
tại nhiệt độ cao)
For - Forsterite (2MgO.SiO
2
)
Mel - Dung dịch rắn Akermanite (2CaO.2MgO.2Al
2
O
3
.5SiO
2
) và
Gehlenite (2CaO.2Al
2
O
3
.2SiO
2
)
Mer - Merwinite (3CaO.MgO.2SiO
2
)
Mon - Monticellite (CaO.MgO.SiO
2

)
βCaSiO3 - Wollastonite (CaO.SiO
2
)
αCaSiO3 -Dạng không bền của Wollastonite.
Ca
3
Si
2
O
7
- Rankinite (3CaO.2SiO
2
)
Mul - Mullite (3Al
2
O
3
.2SiO
2
).

18
Per - Periclase (MgO)
Pyrox - Pyroxene dung dịch rắn của Diopside (CaO.MgO.2SiO
2
) và
Trid - Một dạng của SiO2.
Hệ bốn cấu tử CMAS có chứa B
2

O
3
có thể kết tinh mullite như là pha đơn
tinh thể khi thành phần của frit nằm trong vùng tạo pha mullite của hệ CMAS
bằng sự thay thế một số khối lượng Al
2
O
3
bằng B
2
O
3
.
Các công trình nghiên cứu cũng cho thấy vai trò của TiO
2
trong việc điều
khiển sự kết tinh thuỷ tinh trong vùng kết tinh cơ bản của hệ bốn cấu tử CMAS
là rất quan trọng. Hệ ZnASZ có khả năng kết tinh thành tạo gahnite (ZnO.Al
2
O
3
)
và dung dịch rắn β-quartz. Thành phần men được thiết lập trên cơ sở thay thế CaO
và MgO bằng ZnO và ZrO
2
của hệ bốn cấu tử CaO – MgO - Al
2
O
3
– SiO

2
, cho thấy
sự thay thế này sẽ tạo ra khoáng gahnite. Các xúc tác kết tinh thường được sử
dụng là các oxyt hoặc các muối kim loại, các chất xúc tác này có thể phân chia
men nóng chảy thành 2 pha có thành phần khác nhau tạo thành sự phân lớp tế vi.
Sự phân lớp này làm cho bề mặt phân chia pha tăng lên rất nhiều, năng lượng
tạo mầm tinh thể giảm đi và các trung tâm kết tinh sẽ phát triển đồng đều trong
toàn khối men. Các kết quả nghiên cứu cho thấy độ cứng c
ủa men kết tinh tạo
khoáng gahnite gần như bằng với men kết tinh trên cơ sở diopsite và lớn hơn nhiều
so với những men gạch lát truyền thống
.
3. Sự hình thành tinh thể trong men ở điều kiện nung nhanh.:[7]
Một số công trình nghiên cứu về sự hình thành tinh thể trong men gốm sứ khi
sử dụng phụ gia kết tinh trong điều kiện nung nhanh đã cho thấy ngoài việc hình
thành tinh thể trong quá trình nung ở nhiệt độ cao thì việc tăng cường sử dụng
phụ gia TiO
2
và ZnO
2
sẽ tăng quá trình kết tinh trong hệ men CaO-MgO- SiO
2
.
Ảnh hưởng của các tác nhân tạo mầm phụ thuộc nhiều vào bản chất của
chúng ví dụ TiO
2
có vai trò làm giảm năng lượng hoạt hoá còn ZnO
2
, P
2

O
5
cho
thấy chúng kích thích các tinh thể phân bố một cách ngẫu nhiên và có sự thay
đổi đáng kể về kích thước. Với tốc độ kết tinh lớn cho phép ứng dụng cho quá
trình nung nhanh trong sản xuất gạch gốm ốp lát.

19
4. c tớnh ch to frit v men nung nhanh, nung mt ln.
Frit l mt dng thy tinh v l nguyờn liu chớnh ch to cỏc loi men
nung nhanh, nung mt ln cho gch gm p lỏt. Cỏc frit ch to men nung
nhanh, nung mt ln c c trng bi thnh phn húa hc riờng v núng chy
nhit cao.
Khi CO
2
thoỏt ra t s phõn hy ca carbonat trong xng ũi hi nhit
m lp men chy che ph lm cho xng khụng b thm nc (nhit núng
chy), nhit ny phi cao hn nhit m cỏc phn ng trờn xy ra hon ton
hay núi cỏch khỏc nhit ny phi cao hn nhit cui giai on gii
phúng khớ ca xng. Vỡ vy, vic núng chy ca men phi xy ra trong kho
ng
thi gian ngn, phm vi nhit hp.
Do nhng c tớnh trờn nờn cỏc men nung nhanh mt ln cú cng v mi
mũn cao cn c xỏc nh cụng thc sao cho chỳng cú tớnh núng chy t ngt
trong khong nhit cao c xỏc nh trc v cú kh nng kt tinh v tỏi kt
tinh khi h nhit . t c iu ny, ng cong nung mt ln phi cú
hỡnh dng gn nh khụng i, vỡ ton b l
ng CO
2
phi c gii phúng

nhit m lp men vn cũn xp, cha chy trờn b mt.
Nh vy, nhit núng chy ca men ớt nht phi cao hn 950
0
C nhit
núng chy hon ton gch lỏt trong khong 1170
0
C -1200
0
C, lp men ph s
chớn v b mt tr nờn ng nht, khụng b khuyt tt, ch yu l cỏc l chõm
kim.
5. Cu trỳc ca men gm .
5.1.Cu trỳc ca men gm::[8]
Cấu trúc của lớp men đợc hình thành do tác dụng tơng hỗ của men với
môi trờng nung và do phản ứng nóng chảy giữa các cấu tử của lớp men.
Men gốm hình thành và đợc tính từ lớp cấu trúc trung gian. Với sản phẩm
tráng men, lớp tiếp xúc trung gian này có ý nghĩa rất quan trọng. Sự hình thành
lớp này là tất yếu, do sự khác biệt đáng kể về thành phần xơng và men. Sự khác

20
biệt này càng lớn thì tơng tác giữa chúng càng mạnh. ở đây đã xảy ra một quá
trình phức tạp đó là sự xâm nhập của chất nóng chảy của men vào lỗ xốp của
xơng và sự hoà trộn của hai pha men nóng chảy với pha lỏng của xơng. Đồng
thời có sự khuyếch tán các cấu tử của men vào trong xơng và ngợc lại có sự
hoà tan của các tinh thể xơng vào trong men. Men có thành phần hoá học phức
tạp, có khi chứa tới 10 - 20 nguyên tố hoá học trong đó. Vậy men gốm s là một
lớp mỏng phủ lên bề mặt vật liệu làm tăng vẻ đẹp và tăng các tính năng kỹ thuật
nh độ bền cơ học, độ cứng, độ chịu mài mòn của vật liệu
Nh vy, men gm cú pha chủ yếu l pha thy v pha tinh thể, ngoi ra cú
lng nh l pha khớ. Pha tinh thể trong men có hai dạng: một dạng là những

tinh thể mới đợc thành tạo trong quỏ trỡnh nung, quỏ trỡnh kt tinh và một dạng
là tinh thể tàn d.
6. Tớnh cht ca men gm:[9]
6.1. nht ca men:
Men khụng cú im núng chy xỏc nh m cú s thay i dn t trng
thỏi d
o quỏnh sang trng thỏi chy lng. nht ca men ph thuc vo nhit
v thnh phn húa hc: Nhit tng thỡ nht gim v ngc li.
Cỏc ụxýt lm tng nht, c bit khi hm lng cao: SiO
2
, Al
2
O
3
, ZrO
2
,
SnO
2

i vi CaO: nhit thp thỡ CaO lm tng nht ca men dự cú
hm lng ln hay nh. vựng nhit cao nu hm lng CaO <10% thỡ lm
gim nht, cũn ln hn lm tng nht men.
i vi B
2
O
3
: vi hm lng <15% thỡ lm tng nht vựng nhit
thp, nu >15% thỡ lm gim nht vựng nhit thp. vựng nhit cao,
B

2
O
3
lm gim nht rt mnh.
6.2. Sc cng b mt:[12]
Sc cng b mt tỏc dng lờn ranh gii ca pha lng theo chiu hng thu
nh b mt pha lng, cỏc yu t nh hng n nú l nhit , thnh phn hoỏ
hc. - nh hng ca nhit : nhit tng thỡ sc cng b mt gim,

21
nhit cao c tng mi ln 100
0
C thỡ sc cng b mt gim i 1%
- nh hng ca thnh phn hoỏ hc:
Nhúm lm tng sc cng b mt:
SiO
2
, Al
2
O
3
, CaO, MgO.
Nhúm lm gim sc cng b mt: Na
2
O, ZnO, BaO, Fe
2
O
3

Nhúm lm gim mnh sc cng b mt: K

2
O, PbO, B
2
O
3
, P
2
O
5

6.3. gión n nhit ca men:

gión n nhit ca men c biu th bng h s gión n nhit, c
tớnh bng cụng thc:

12
1
.
TTL
L


=

. 1/
0
C Trong ú:
L: chiu di ban u ca mu;
L

: dón n mu sau khi t T
2

H s gión n nhit chu nh hng rt nhiu bi thnh phn hoỏ hc ca
men. Khi chờnh lch h s gión n nhit ca men v ca xng di 15% thỡ
khụng gõy bong men hay nt men.
6.4. cng:
Độ cứng là chỉ tiêu chỉ đặc trng cho độ bền lớp bề mặt của vật liệu. Nó
xác định khả năng của vật liệu chống lại sự thâm nhập vào trong nó của một vật
liệu khác cứng hơn. Độ cứng của lớp men thờng đợc xác định theo thang
Mohs. Ngời ta lấy các khoáng vật có độ cứng xác định t 1 n 10 Mohs vạch
lên mặt men để so sánh xỏc nh cng.
STT Loi khoỏng cng STT Loi khoỏng cng
1 Talc 1 6 Trng thch 6
2 Thch cao 2 7 Thch anh 7
3 Calcit 3 8 Topaz 8
4 florit ( CaF
2
) 4 9 Korund 9
5 ptit 5 10 Kim cng 10

22
6.5. Độ chịu mài mòn: Độ chịu mài mòn là tính chất của vật liệu chống lại sự
mất mát khối lợng bề mặt khi bị chà sát hoặc mài. Hệ số mài mòn xng đợc
xác định bằng tỷ số giữa khối lợng mất đi của mẫu sau khi thử nghiệm với diện
tích mài mòn (g/cm
3
).
G - G
1

M
m
= (g/cm
3
)
F
G: Khối lợng ban đầu của mẫu (g)
G
1
: Khối lợng mẫu sau mài (g)
F: Diện tích chịu mài mòn (cm
3
)
Tính chất mài mòn là một chỉ tiêu rất quan trọng đối với các gạch gốm lát nền.
Lớp men trên bề mặt lớp gạch lát nền làm tăng khả năng chịu mài mòn của gạch.
Xỏc nh mi mũn b mt men bng phng phỏp mi mũn vch.
7. nh hng ca cỏc ụxyt ti frit v men.:[10]
7.1. ễxyt Silic - SiO
2 :

Silic a vao phi liu frit v men di dng nguyờn liu nh ỏ, cỏt thch anh
v trng thch. Silic l cu t chớnh trong thnh phn thy tinh nú mang thuc
tớnh ca thy tinh núng chy di tỏc ng ca cỏc cht chy nh Na
2
O, K
2
O,
B
2

O
3,
Pb
2
O
3
v nhit cao song trong mt phm vi rt rng. Cỏc loi men giu
silic s cú bn húa hc v cng cao.
7.2. ễxyt Bor - B
2
O
3
:
c a vo frit di dng axit boric v borax. Do c tớnh d núng chy boric
l thnh phn quan trng th hai trong pha thy tinh sau silic. Tuy nhiờn boric
khụng th s dng c lp vỡ nú lm tng hũa tan ca thy tinh. ễxyt Bor
hot ng nh mt cht tr chy, núng chy nhit thp, hũa tan nhiu cht
mu, tng búng, gim nht v gim h s dón n trong men.
7.3. Cỏc ụxyt kim K
2
O, Na
2
O, Li
2
O:
Cú trong nguyờn liu sụ a, trng thch, boax, nitrat Cỏc cht kim l cỏc cht
iu chnh mng li liờn kt, s cú mt ca chỳng nhit cao s lm suy
yu cu trỳc ca thy tinh bng cỏch h thp nhit núng chy. Cỏc ion Na+
v K + chim cỏc khong trng chia tỏch ca t din. Thy tinh cú hm lng
kim Na quỏ cao d b hũa tan. Kim lm tng h s dón n tr Li. Cht ki

m

23
đặc biệt là Li làm tăng độ bóng. Tuy nhiên nếu chỉ mình Li thì không thể thay
đổi được nhiều mà phải cả hỗn hợp kiềm, chúng cũng làm tăng xu hướng kết
tinh cho thủy tinh.
7.4. Ôxyt Canxi – CaO:
Được đưa vào phối liệu dưới dạng đá vôi, bột nhẹ, đôlômit. Canxi ôxyt là chất
kiềm thổ, chất ổn định. Khi trộn với các chất silicat sẽ hình thành hỗn hợp nóng
chảy với điểm nóng chảy > 1400
0
C. Nếu canxi trong thành phần thích hợp sẽ tạo
nên sự ổn định và độ bền uốn và sự kết dính xương và men, ngoài ra nó cũng
giảm độ nhớt của thủy tinh ở nhiệt độ cao.
7.5. Ôxyt nhôm Al
2
O
3 :
Được đưa vào phối liệu frit và men dưới dạng ôxyt , hydroxyt, trường thạch.
Trong các loại men nhôm ôxyt chiếm tỷ lệ thích hợp sẽ mang lại một số đặc tính
sau cho men: tăng độ nhớt, tăng bền uốn, giảm độ giãn nở, cải thiện độ đục và
tăng độ bền axit. Đối với men mờ men kết tinh thành phần nhôm ôxyt thường
cao hơn các loại men bóng.
7.6. Ôxyt manhê – MgO:
Được đưa vào phối liệu từ đôlomit, talc vai trò c
ủa nó trong thủy tinh, frit hay
men cũng giống như CaO. Điểm khác duy nhất là làm tăng độ nhớt và nếu dùng
ở tỷ lệ cao sẽ làm tăng nhiệt độ nóng chảy của phối liệu.
7.7.Ôxyt kẽm ZnO:
Trong các loại men có hàm lượng alumina cao ôxyt kẽm giữ vai trò là chất trợ

chảy. Tùy theo mức độ sử dụng ôxyt kẽm có một số ảnh hưởng đến men:
+ Làm tăng độ sáng và màu của frit hay men trừ màu xanh lá cây và xanh gia
trời. Kết hợ
p với nhôm ôxyt làm tăng độ đục và độ trắng của men.
+ Khi sử dụng ở tỷ lệ cao dễ gây kết tinh tạo ra hiệu ứng mờ, đặc biệt đối với
men kiềm. Nhưng ở tỷ lệ quá cao các tinh thể tạo bởi ZnO và silic có xu hướng
tách ra tạo cho men kém bền axit.
7.8. Titan ôxyt- TiO
2
:

24
ễxyt titan thng c a vo men di dng ooxxyt, trong men titan lm
tng bn húa hc, tỏc dng ny rt rừ rng ngay c khi chỳng c s dng
t l rt nh. Ngoi ra cú tớnh cht gõy c, to mu v to mm kt tinh nht l
i vi cỏc loi men d chy.
7.9. ễxyt Bari - BaO :
c a vo men di dng BaCO3. Loi ụxyt ny lm tng t trng men. Vai
trũ ụxyt ny cng ging canxi ụxyt. õy cng l cht tr chy trong quỏ trỡnh
nung, n
u frit v men, tuy nhiờn õy l ụxyt c.
7.10. ễxyt zircon ZrO
2:
c a di dng zircon silicat . õy l cht gõy c cao v rt c a
chung trong ngnh gm s. Hm lng ụxyt ny cng cao trong phi liu thỡ
nhit nobgs chy cng cao. Kh nng gõy c tt nht ca zircon ó nghin
siờu mn vi cỏc loi men cú nhit nung t 940 1300
0
C .
Phn ln zircon tn ti trong men dng c lp ch mt lng rt nh kt hp

vi canxi hay bari ụxyt lm tng kh nng gõy c.

IV.PHNG PHP NGHIấN CU.
- S dng cỏc thit b hin i phõn tớch, ỏnh giỏ trong quỏ trỡnh nghiờn cu.
- Nghiờn cu trỡnh t tng bc nguyờn liu, phi liu quy mụ mu nh trong
phũng thớ nghim n quy mụ pilt v ng dng s
n xut th nghim men ti c
s sn xut.
- S dng phng phỏp frit húa ch to men cú cng v mi mũn cao cho
gch p lỏt.
- S dng phng phỏp a nhit, kớnh hin vi nhit cao xỏc nh nhit
núng chy, to mm v kt tinh.
- S dng XRD xỏc nh cỏc tinh th hỡnh thnh trong men cú cng v
mi mũn cao.
- S dng phơng pháp đối chứng so sánh cht l
ng sản phẩm tơng ứngcủa
gạch gốm ốp lát s dng men nhập khẩu v men nghiờn cu.

25
- Nghiên cứu tạo ra men có độ cứng và mài mòn cao theo các thông số công
nghệ và nhiệt độ nung phù hợp với các điều kiện kỹ thuật, công nghệ, nhiệt độ
nung đang sản xuất tại các nhà máy gạch gốm ốp lát.


V. KÊT QUẢ NGHIÊN CỨU.
Để nghiên cứu chế tạo men cho gạch gốm lát nền nói chung, men có độ
cứng và chịu mài mòn cao nói riêng đều phải thực hiện lựa chọn nguyên liệu và
chế tạo frit để chế tạo men. Vì các chủng loại men cho gạch gốm ốp lát đều
thuộc dòng men “chín” hay còn gọi là men frit hóa. Như vậy, thành phần chính
của men là frit và nguyên liệu, hóa chất.

Frit và men đều có khả năng kết tinh khi chúng có các thành phần tạo kết
tinh trong phối liệ
u. Cơ chế tạo mầm và tốc độ kết tinh phụ thuộc nhiều vào quá
trình nung và làm lạnh. Trong cơ chế tạo mầm thì phương pháp tạo mầm đồng
thể rất ít được sử dụng vì khó khăn và kích thước tinh thể không đồng đều.
Phương pháp tạo mầm dị thể được dùng nhiều bằng cách dùng chất xúc
tác tạo mầm thúc đẩy sự kết tinh và men gốm có chứa nhiều thành phần tinh thể
sẽ làm tăng độ cứng và độ chịu mài mòn cho men.
Hệ men nghiên cứu là hệ đa cấu tử với nền tảng là hệ CaO-MgO-SiO
2
-
Al
2
O
3
(CMAS) trong đó ZnO và ZrO
2


được tham gia để thay thế CaO và MgO.
Loại tinh thể và lượng tinh thể hình thành trong frit và men khi làm lạnh
sẽ quyết định tới độ cứng và độ chịu mài mòn cao hay thấp của men gốm.
1. Frit hóa::[11]
Frit: là thuật ngữ trong công nghiệp sản xuất gốm sứ, đây là loại hỗn hợp thủy
tinh nóng cháy ở nhiệt độ cao và được làm lạnh đột ngột bằng nước lạnh.
Frit hóa để chế tạo men gốm nhằm các mục đính chính sau:
- Biến m
ột số thành phần trong phối liệu men trở nên không bị hòa tan như hợp
chất bor, hợp chất muối…
- Loại bỏ tạp chất hữu cơ và các thành phần dễ bay hơi.

- Phân tán đều các tạp chất vẫn còn lẫn trong frit và men như sắt hay các kim
loại khác.