Nghiên cứu công nghệ sản xuất men giả màu đồng cho gốm sứ mỹ nghệ xuất khẩu

BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU SÀNH SỨ THỦY TINH CÔNG NGHIỆP








BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CẤP BỘ:
“NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MEN GIẢ
MÀU ĐỒNG CHO GỐM SỨ MỸ NGHỆ XUẤT KHẨU”

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: KS. TRẦN KIÊN






7608
22/01/2010

HÀ NỘI, 2009

BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU SÀNH SỨ THỦY TINH CÔNG NGHIỆP





BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CẤP BỘ:

“NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MEN GIẢ
MÀU ĐỒNG CHO GỐM SỨ MỸ NGHỆ XUẤT KHẨU”
Thực hiện theo hợp đồng số 071.09.RD/HĐ-KHCN ngày 04/3/2009 giữa Bộ
Công Thương và Viện Nghiên cứu Sành sứ Thủy tinh Công nghiệp

Chủ nhiệm đề tài : Ks. Trần Kiên
Cán bộ phối hợp : Ks. Nguyễn Anh Tuấn
Đơn vị phối hợp :
- Cơ sở sản xuất gốm sứ Trần Văn Dương
- Công ty TNHH Sản xuất và Thương Mại Hưng Thanh

Cơ quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài



Trần Kiên


Hà Nội, 2009

MỤC LỤC
TIÊU ĐỀ SỐ TRANG
Mở đầu 1
Tóm tắt nhiệm vụ 3
Chương 1. Tổng quan lý thuyết 3
1.1. Men cho sản xuất gốm sứ 4
1.1.1. Phân loại men 4
1.1.2. Công thức men 5
1.1.3. Yêu cầu kỹ thuật của men 7
1.1.4. Tính chất của men 7
1.2. Men giả màu đồng 11
1.3. Nguyên liệu sản xuất 12
1.3.1. Trường thạch (feldspat) 12
1.3.2. Thạch anh (quarzit) 13
1.3.3. Cao lanh 14
1.3.4. Đôlômit 15
1.3.5. Talc 15
1.3.6. Đá vôi 16
1.3.7. Hóa chất trợ chảy 16
1.3.8 Hóa chất tạo màu, hỗ trợ khử 17
Chương 2. Thực nghiệm 18
2.1. Xác định đơn phối liệu men gốc 18
2.2 Xác định đơn phối liệu men giả màu đồng 20
2.2.1. Thí nghiệm lần 1
2.2.2. Thí nghiệm lần 2 27
2.2.3. Thí nghiệm lần 3 32
Chương 3. Sản xuất thử nghiệm 38
3.1. Quy trình sản xuất men giả màu đồng 38
3.2. Tổ chức sản xuất thử nghiệm 39
Kết luận và kiến nghị 42

1. Kết luận 42
2. Kiến nghị 44
Tài liệu tham khảo 45
Phụ lục tính toán kinh tế

1
MỞ ĐẦU
Sản xuất gốm sứ là một trong những nghề cổ truyền được phát triển rất sớm.
Ở Việt Nam từ thời xa xưa ông cha ta đã sản xuất được đồ gốm, các di vật lịch sử
bằng gốm được phát hiện ở nhiều địa điểm khảo cổ trên cả nước chứng minh rằng
tổ tiên ta đã có nền văn minh khá rự
c rỡ. Nhiều sản phẩm gốm thời Lý - Trần với
các họa tiết trang trí hoa văn nhiều màu sắc mang tính dân tộc rất độc đáo. Các
dòng men ngọc, men lý đẹp và quý được nhiều người ưa thích.
Nhiều địa phương sản xuất gốm sứ lâu đời nổi tiếng của nước ta như Hương
Canh, Bát Tràng, Chu Đậu, Móng Cái, Lái Thiêu, Biên Hoà, Sông Bé…đều là cơ
sở sản xuất gốm sứ dân dụng và mỹ nghệ
. Hiện nay nhiều Làng nghề và Cơ sở sản
xuất vẫn tiếp tục duy trì và phát triển sản xuất gốm sứ mỹ nghệ truyền thống kết
hợp với kỹ thuật sản xuất hiện đại nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm phục vụ
nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Nhiều dòng men quý đã và đang được nghiên
cứu ứng dụng vào sản xuất
để đa dạng hoá sản phẩm như men rạn, men co, men
sần, men chảy, men ngũ sắc, men ngọc, men kết tinh, men giả màu đồng, vv…
Dòng men giả màu đồng được ứng dụng để sản xuất các sản phẩm gốm sứ mỹ nghệ
như các loại tượng, lọ hoa trang trí, … thay thế các sản phẩm tương tự bằng đồng
tạo cho sản phẩm gốm sứ mỹ nghệ một nét đẹ
p riêng được nhiều khách hàng trong
và ngoài nước ưa chuộng.
Ở Trung Quốc sản phẩm men giả màu đồng đã được nghiên cứu ứng dụng

vào sản xuất trong một vài năm gần đây và ngày càng phát triển mạnh mẽ tại các
Tỉnh Giang Tây, Hồ Nam, Phúc Kiến, Sơn Đông, An Huy, Quảng Đông, vv…Theo
số liệu thống kê của Hiệp hội gốm sứ xây dựng Việt Nam tại Triển lãm quốc tế
n
ăm 2007 “China International Ceramics Exhinbition” chuyên ngành gốm sứ tại
Thành phố Quảng Châu, Tỉnh Quảng Đông - Trung Quốc. Từ tháng 1 - 9/2007 tổng
kim ngạch xuất khẩu sản phẩm gốm sứ Trung Quốc là 4,81 tỷ USD. Trong đó xuất
khẩu gốm sứ xây dựng là 1,556 tỷ USD chiếm 32,35%, xuất khẩu sứ vệ sinh là
0,539 tỷ USD chiếm 11,21%, xuất khẩu các sản phẩm vật liệu chịu lửa là 0,9 tỷ
USD chiếm 18,73%, xuất khẩu gố
m sứ gia dụng là 1,317 tỷ USD chiếm 27,37%,
xuất khẩu gốm sứ mỹ nghệ là 0,497 tỷ USD chiếm 10,34 %, trong đó sản phẩm
men giả màu đồng cho gốm sứ mỹ nghệ và gốm xây dựng cũng được sản xuất
nhiều.
Ở Việt Nam hiện nay đã có một số Cơ sở gốm sứ ở Làng nghề Bát Tràng
đang tiến hành nghiên cứu và ứng dụng loại men giả màu đồng vào sả
n xuất nhưng
đang gặp phải khó khăn do không điều chỉnh được thành phần ổn định của men và
quy trình nung rất khắt khe nên tỷ lệ thu hồi sản phẩm sau khi nung rất thấp, chỉ đạt
bình quân 50-60%. Do vậy giá thành sản phẩm của dòng men giả màu đồng rất cao,
gấp hơn 2 - 3 lần sản phẩm cùng loại dùng dòng men khác. Mặt khác cũng do chất

2
lượng không ổn định nên nhiều Cơ sở không dám sản xuất, bỏ lỡ nhiều cơ hội thực
hiện hợp đồng xuất khẩu với nước ngoài.
Theo số liệu thống kê của Hiệp hội gốm sứ Bát Tràng hiện tại ở Làng nghề
Bát Tràng có hơn 1.800 Cơ sở và Hộ gia đình sản xuất gốm sứ. Doanh thu sản xuất
năm 2008 ước đạt hơn 600 t
ỷ đồng, trong đó giá trị sản phẩm xuất khẩu ước đạt
trên 14 triệu USD. Sản phẩm men giả màu đồng đến nay cũng không còn cơ sở nào

sản xuất. Theo tìm hiểu của chúng tôi nhiều Cơ sở và Hộ gia đình không muốn sản
xuất sản phẩm men giả màu đồng do chất lượng không ổn định, tỷ lệ thu hồi sản
phẩm rất thấp, giá thành cao.
Việc nghiên cứu ph
ối liệu và xác định quy trình nung men giả màu đồng ổn
định trong giai đoạn hiện nay ở Làng nghề Bát Tràng là rất cần thiết giúp cho Làng
nghề phát triển ổn định một dòng men mới. Khi chất lượng men ổn định, tỷ lệ thu
hồi sản phẩm cao sẽ có nhiều Cơ sở áp dụng để sản xuất với sản lượng lớn và đa
dạng hoá sản phẩm phục vụ nhu cầu trong n
ước và xuất khẩu. Đề tài “Nghiên cứu
công nghệ sản xuất men giả màu đồng cho gốm sứ mỹ nghệ xuất khẩu” được Bộ
Công thương giao cho Viện Nghiên cứu Sành sứ Thuỷ tinh Công nghiệp thực hiện
trong năm 2009 theo hợp đồng số: 071.09.RD/HĐ-KHCN ngày 04 tháng 03 năm
2009 sẽ giải quyết được những vấn đề trên.

3
TÓM TẮT NHIỆM VỤ
 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu nguyên liệu, phối liệu sản xuất men giả màu đồng.
- Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất và quy trình nung men giả màu
đồng.
- Sản xuất thử men giả màu đồng và ứng dụng vào sản xuất một số sản
phẩm gốm sứ mỹ nghệ xuất khẩu tại Làng nghề Bát Tràng, Gia Lâm, Hà Nội.

Định hướng nghiên cứu của đề tài
Nhóm thực hiện đề tài dự kiến định hướng nghiên cứu như sau:
- Xác định men giả màu đồng có nghĩa là phải tạo được màu sắc của men
có ánh màu của đồng kim loại.
- Nghiên cứu tính toán, lựa chọn bài men gốc có nhiệt độ chảy phù hợp với
sản phẩm tại Làng nghề Bát Tràng, nhằm để ứng dụng vào sản xuất gố

m sứ tại
Làng nghề có nhiệt độ nung Tmax: 1220 – 1280
o
C.
- Nghiên cứu nguyên liệu sử dụng để sản xuất men gốc gồm các nguyên
liệu khoáng tự nhiên như: Fendspat, thạch anh, hoạt thạch, đolomit, đá vôi, cao
lanh,…
- Nghiên cứu hóa chất sử dụng tạo men giả màu đồng là oxit đồng đỏ
Cu
2
O để có thể khử thành Cu kim loại.
- Nghiên cứu các hóa chất khử và hỗ trợ khử để khử Cu
2
O thành Cu kim
loại như Li
2
CO
3
, FeCl
3
, TiO
2
, V
2
O
3
, ZrO
2
,….
- Nghiên cứu quy trình nung sản phẩm và quy trình làm nguội sản phẩm.

- Thí nghiệm một số đơn phối liệu men, lựa chọn bài men tối ưu. Thí
nghiệm các chỉ tiêu kỹ thuật.
- Tổ chức sản xuất thử men giả màu đồng. Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật
 Kết quả nghiên cứu
- Lựa chọn được đơn phối liệu men gốc có nhiệt
độ chảy phù hợp nhiệt độ
nung tại Làng nghề gốm sứ Bát Tràng.
- Lựa chọn được nguyên liệu tạo màu trong men giả màu đồng, các loại
nguyên liệu, hóa chất khử và hóa chất khử.
- Thử nghiệm và lựa chọn được đơn phối liệu men giả màu đồng, quy trình
nung và làm nguội men giả màu đồng.
- Sản xuất quy mô bán công nghiệp 100kg men giả màu đồng, thử nghiệm
quy mô bán công nghiệ
p tại hai cơ sở sản xuất gốm sứ Bát Tràng – Gia Lâm – Hà
Nội.

4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. Men cho sản xuất gốm sứ
Men là một lớp thuỷ tinh mỏng phủ trên bề mặt của xương sứ, có chiều dày
từ 0,15 - 0,4 mm nhằm làm tăng vẻ đẹp của sản phẩm, làm cho bề mặt sứ bóng
láng, bảo vệ cho sản phẩm không bị ăn mòn hoá học, tăng độ bền cơ học, không bị
thấm nước và bảo vệ sản phẩ
m không bị bụi bẩn.
Phối liệu men thường được pha chế bằng các loại nguyên liệu gầy và nguyên
liệu dẻo như trường thạch, thạch anh, đôlômit, hoạt thạch, cao lanh hoặc đất sét và
một số hoá chất khác. Nếu muốn có men màu thì đưa thêm vào men các loại màu
hoặc các oxit tạo màu cho men. Phối liệu men thường được tính toán phụ thuộc vào
thành phần xương sứ và nhiệt độ nung chín sản phẩm. [1-88]
1.1.1. Phân loại men [1-88]

a. Phân loại theo thành phần:
* Men chì:
- Men không chứa Bo.
- Men có chứa Bo
* Men không chứa chì:
- Men có chứa Bo.
- Men không chứa Bo: Men kiềm (có chứa hàm lượng kiềm cao) và men có
chứa hàm lượng kiềm thấp.
b. Phân loại theo phương pháp sản xuất:
- Men sống.
- Men Frit: bao gồm chủ yếu là men nấu chảy đã được frit hóa.
- Men muối: Men được tạo thành do các chất bay hơi bám lên trên bề mặt
sản phẩm tạo nên lớp men.
- Men tự tạo: Phối liệu trong quá trình nung hình thành trên bề m
ặt sản phẩm
một bề mặt tương đối phẳng nhẵn và bóng.

5
c. Phân loại theo nhiệt độ nung:
- Men khó chảy: Men có nhiệt độ nóng chảy cao trong khoảng 1250 –
1450
o
C, có độ nhớt lớn, thường là men kiềm thổ, men feldspat hoặc men đá vôi.
Men này thường có hàm lượng SiO
2
cao và hàm lượng kiềm thấp. Nguyên liệu sản
xuất men thường là Quart, Feldspat, đá vôi, đá phấn, đôlômit, talc,… Đó là các loại
nguyên liệu không tan trong nước nên phương pháp sản xuất loại men này là sản
xuất men sống. Loại men này thường được tráng lên sản phẩm sứ, sành, sành dạng
đá.

- Men dễ chảy: Men loại này có nhiệt độ nóng chảy thấp. (Dưới 1250
o
C), độ
nhớt của men khi nóng chảy nhỏ. Đây là loại men nghèo SiO
2
nhưng giàu kiềm và
các loại oxyt dễ chảy khác. Men này có thể là men chì hoặc men không chì. Trường
hợp người ta đưa vào thành phần men các hợp chất dễ chảy mà khả năng hòa tan
của nó trong nước lớn hoặc độc thì phải frit hóa trước.
Đối với việc sản xuất men thì điều quan trọng cần chú ý là tìm ra men có
khoảng chảy mềm rộng, có nghĩa là tìm ra men có thành phần sao cho men đó có
độ nhớt ít thay đổi hay thay đổi chậm khi thay đổi nhiệ
t độ để men có thể nóng
chảy hoàn toàn và bám chắc vào xương mà không có hiện tượng chảy dồn, men có
độ chảy dàn đều tốt.
1.1.2. Công thức men
Seger đã nghiên cứu sắp xếp các oxit có trong thành phần men thành 3 nhóm
gồm oxit bazơ, oxit lưỡng tính và oxit axit tạo thành công thức men ( gọi là công
thức Seger) như sau:
1,0 RO X Al
2
O
3
Y SiO
2

Z B
2
O
3

Trong công thức này RO là tổng các oxit bazơ, tổng các phần mol của các
oxit này luôn bằng 1, còn R là biểu hiện cho các kim loại sau: Pb, K, Na, Ca, Mg,
Ba, Li, Zn. Với men màu có thể là Co, Ni, Cu, Mn, Fe,… Oxit lưỡng tính nằm xen
kẽ giữa oxit bazơ và oxit axit, nhóm này chủ yếu là oxit nhôm. Oxit axit gồm SiO
2

là chính, ngoài ra có thêm B
2
O
3
. [1-90]
Các phần mol của oxit lưỡng tính và oxit axit tính quy đổi theo tổng oxit
bazơ làm chuẩn.
Trong một số men đơn giản công thức men chỉ bao gồm RO. SiO
2
.

6
Theo kết quả thực nghiệm các nhà nghiên cứu thấy rằng cứ tăng thêm 0,1
mol SiO
2
thì nhiệt độ chảy của men sẽ tăng thêm 20
O
C. Tăng thêm 0,1 mol Al
2
O
3

thì nhiệt độ chảy của men sẽ tăng thêm 40 - 60
O

C.
Với công thức men trong phạm vi PbO. SiO
2
- PbO. 1,5SiO
2
thu được men
trong suốt, nếu SiO
2
trên 1,6 mol thì có hiện tượng kết tinh trong giai đoạn làm
nguội. Các tinh thể tách ra thường là tridimit hoặc cristobalit. Càng kéo dài thời
gian nung ở nhiệt độ cao thì quá trình kết tinh càng mạnh. Để chống lại sự tách các
tinh thể đưa thêm Al
2
O
3
vào men, men sẽ trở nên bóng và trong suốt
Đối với men gốm sứ có nhiệt độ nung từ 1200- 1300
O
C có thể chọn công
thức Seger sau để làm men gốc:
1. SK7 0,3 K
2
O
( 1230
O
C ) 0,3 Al
2
O
3
3,0 SiO

2

0,7 CaO
2. SK8 0,3 K
2
O
(1250
O
C ) 0,33 Al
2
O
3
3,5 SiO
2

0,7 CaO
3. SK9 0,3 K
2
O
(1280
O
C ) 0,40 Al
2
O
3
4,0 SiO
2

0,7 CaO

4. SK10 0,3 K
2
O
( 1300
O
C ) 0,50 Al
2
O
3
5,0 SiO
2

0,7 CaO
1.1.3. Yêu cầu kỹ thuật của men
Về mặt cơ bản men phải có những yêu cầu kỹ thuật sau:
- Men có độ mịn phù hợp, lượng sót sàng 320 mesh (0,045 mm) là <0,5%.

7
- Men có độ đồng nhất cao, không bị lắng.
- Men có độ bám và khô nhanh, láng đều trên bề mặt sản phẩm.
- Men có hệ số giãn nở nhiệt phù hợp với hệ số giãn nở nhiệt của xương.
- Men không lẫn tạp chất.
- Men có độ nhớt và sức căng bề mặt thỏa đáng.
1.1.4. Tính chất của men [1-91]
a. Độ nhớt:
Men không có điểm nóng chảy xác định mà có sự thay đổi dần t
ừ trạng thái
dẻo quánh sang trạng thái chảy lỏng. Do vậy độ nhớt cũng sẽ thay đổi dần theo
nhiệt độ, nhiệt độ tăng độ nhớt giảm và ngược lại. Độ nhớt của men phụ thuộc vào
thành phần hoá của men. Qua nghiên cứu và thực nghiệm xác định được các loại

oxit làm tăng độ nhớt như SiO
2
, Al
2
O
3
, ZrO
2
, Cr
2
O
3
, SnO
2
, MgO, CaO (riêng MgO
và CaO chỉ làm tăng độ nhớt khi hàm lượng đưa vào lớn), B
2
O
3
dưới 12% làm tăng
độ nhớt, nếu trên 12% sẽ làm giảm độ nhớt. CaO khi đưa vào men với hàm lượng
nhỏ thì hầu như không ảnh hưởng đến độ nhớt, hàm lượng tăng lên thì độ nhớt mới
tăng. SrO với hàm lượng nhỏ có tác dụng làm giảm độ nhớt, với hàm lượng trên
20% thì sẽ làm tăng độ nhớt.
Đối với sản xuất men cho gốm sứ thì điều quan trọng cầ
n chú ý là phải tính
toán được men có khoảng chảy mềm rộng để cho men có thể nóng chảy hoàn toàn
và bám chắc vào xương mà không có hiện tượng chảy dồn (men có độ chảy dàn
đều tốt), có nghĩa là men có thành phần phù hợp để độ nhớt ít thay đổi hoặc thay
đổi chậm trong một khoảng nhiệt độ nhất định phù hợp với khoảng nhiệt độ kết

khối của xương.

b. Nhiệt độ nóng chả
y [2-526,7,8]
Nhiệt độ nóng chảy của men phụ thuộc thành phần phối liệu và các ôxít có
mặt trong men. Nhiệt độ nóng chảy của men sẽ thay đổi nếu như có một yếu tố thay
đổi, nhưng một số yếu tố sau sẽ dẫn đến sự thay đổi lớn, đó là:
- Thay đổi tỷ lệ ôxít kiềm/SiO
2
(tỷ lệ càng lớn, nhiệt độ men càng giảm)
- Thay đổi hàm lượng Al
2
O
3
(tăng Al
2
O
3
, nhiệt độ nung sẽ tăng)

8
- Bản chất các ôxít kiềm (thí dụ đưa vào frit silicat kiềm men sẽ dễ chảy hơn là
đưa SiO
2
và kiềm)
- Hàm lượng các ôxít kiềm càng lớn, nhiệt độ càng giảm
- Phụ thuộc tỷ lệ B
2
O
3

/SiO
2
(tỷ lệ càng lớn, nhiệt độ men càng giảm)
- Phụ thuộc độ nghiền mịn của men, men càng mịn, nhiệt độ nóng chảy càng
giảm, và phụ thuộc thành phần khoáng của phối liệu (thí dụ Na
2
O cho vào ở dạng
Na
2
CO
3
thì men có nhiệt độ thấp và hoạt tính cao hơn là cho vào dưới dạng trường
thạch).
Để xác định khoảng nhiệt độ nóng chảy của men, có thể dùng công thức tính
gần đúng hoặc dùng phương pháp thực nghiệm:
Công thức xác định khoảng nóng chảy của men: có dạng sau
K=
Trong đó
- a
1
,a
2
,…

: là hằng số nóng chảy đối với các ôxit dễ chảy
- n
1,
n
2
,…: là hàm lượng các ôxít dễ chảy, tính theo % trọng lượng

- b
1,
b
2
,…: là hằng số nóng chảy đối với các ôxit khó chảy
- m
1,
m
2
,…: là hàm lượng các ôxít khó chảy, tính theo % trọng lượng
Bảng hệ số nóng chảy của oxit hoặc hợp chất dễ chảy:
Tên Trị số Tên Trị số Tên Trị số
NaF 1,3 B
2
O
3
1,25 Na
2
O 1,00
CuO 0,8 Na
2
SbO
3
0,65 MgO 0,60
K
2
O 1,0 CaF
2
1,00 ZnO 1,00
BaO 1,0 PbO 0,80 AlF

3
0,80
NaSiF
6
0,8 FeO 0,80 Fe
2
O
3
0,80
CoO 0,8 NiO 0,80 Mn
2
O
3
0,80
Sb
2
O
5
0,6 Cr
2
O
3
0,60 CaO 0,50
Al
2
O
3
<5% 0,5
Bảng hệ số nóng chảy của oxit hoặc hợp chất khó chảy:
Tên Trị số Tên Trị số

Al
2
O
3
> 3% 1,20 SiO
2
2,00
SnO
2
1,67 P
2
O
5
1,90

9

Bảng tra cứu nhiệt độ nóng chảy theo hệ số K:
Hệ số K T
o
C Hệ số K T
o
C Hệ số K T
o
C
>1,9 750 1,3 759 0,6 905
1,9 751 1,2 763 0,5 1.025
1,8 753 1,1 771 0,4 1.100
1,7 754 1,0 778 0,3 1200
1,6 755 0,9 800 0,2 1.300

1,5 756 0,8 829 0,1 1.450
1,4 758 0,7 861

c. Sức căng bề mặt:
Sức căng bề mặt hay còn gọi là năng lượng bề mặt tác dụng lên ranh giới của
pha lỏng theo chiều hướng thu nhỏ mặt pha lỏng. Đối với các pha silicat nóng chảy
sức căng bề mặt nằm trong khoảng 300 dyn/cm.
Sức căng bề mặt luôn có khuynh hướng thu nhỏ ranh giới tiếp xúc của pha
lỏng. Tại ranh giới giữa pha lỏng, rắn và khí s
ẽ hình thành sức căng bề mặt, điều
này đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình thấm ướt. Một chất lỏng có sức căng
bề mặt lớn luôn có khuynh hướng tự co lại thành hình cầu. Điều này có ý nghĩa lớn
nếu tráng hai men cách nhau hoặc chồng lên nhau thì phải tính sức căng bề mặt sao
cho hai men đó phù hợp nhau. Trường hợp cần trang trí men co có thể dựa vào sức
căng bề mặt để
điều chỉnh men cho thích hợp. Sức căng bề mặt của men lớn, khả
năng thấm ướt của men với xương kém, thường xảy ra khuyết tật như phồng rộp,
cuốn men, nứt men, vv
Dựa vào thành phần hoá của men có thể dùng phương pháp cộng để tính
được sức căng bề mặt men.
Dựa vào thực nghiệm xác định được sức căng bề mặt của men tă
ng theo dãy
sau: B
2
O
3
<ZnO<CaO<NiO<V
2
O
5

<Al
2
O
3
<MgO<SnO
2
<Cr
2
O
3
Giảm theo dãy sau: SrO>BaO>SiO
2
>TiO
2
>Na
2
O>PbO>K
2
O>Li
2
O

10
Men giàu CaO và BaO có tỷ lệ Al
2
O
3
và MgO cao cho sức căng bề mặt lớn.
Có thể điều chỉnh sức căng bề mặt mà không cần thay đổi thành phần hoá bằng
cách thay đổi nhiệt độ nung.

d. Sự giãn nở:
Sự giãn nở của men được biểu thị bằng sự giãn nở của một vật khi nâng lên
một độ gọi là hệ số giãn nở.
Sự chênh lệch hệ số giãn nở của men và x
ương trong phạm vi hẹp sẽ không
gây ra khuyết tật vì men có khả năng đàn hồi trong một phạm vi nhất định trước
những ứng lực sinh ra nên giữ được cho men không bị nứt, bị bong. Tuy nhiên nếu
ứng lực sinh ra lớn hơn độ bền thì sẽ có hiện tượng nứt men hoặc bong men. Do
vậy phải tính toán hệ số giãn nở nhiệt của men phù hợp với xương. Nếu men có hệ
số giãn nở
lớn hơn xương khi nung giãn nở mạnh, khi làm nguội sẽ co lại nhiều
hơn xương tạo nên ứng suất kéo làm nứt men. Trường hợp ngược lại men có hệ số
giãn nở nhỏ, khi nung sẽ nở ít, khi làm nguội co lại ít hơn xương sẽ làm bong men.
Hệ số giãn nở của men được xác định bằng thiết bị đo dilatomet hoặc theo
tính toán.
Theo thực nghiệm thì hệ số giãn nở của men tă
ng theo dãy sau:
Al
2
O
3
<K
2
O<Na
2
O<Li
2
O
Giảm theo dãy sau: CaO>ZnO>MgO>SnO
2

>B
2
O
3
>SiO
2
Hệ số giãn nở tăng hạn chế khả năng nứt men.
Hệ số giãn nở giảm hạn chế hiện tượng bong men.
Theo Purdy và Potts thì độ sít đặc của phối liệu tăng sẽ làm giảm hệ số giãn
nở.
R.Riecke đã chứng minh rằng hệ số giãn nở phụ thuộc nhiều vào dạng thù
hình của SiO
2
cho vào phối liệu.
H.Kohl chứng minh là trường thạch đưa vào càng nhiều thì sự giãn nở của
phối liệu sẽ tăng, nhưng chỉ tăng đến 1180
o
C, ở nhiệt độ này độ giãn nở nhiệt của
phối liệu sẽ giảm. CaCO
3
có tác dụng làm tăng hệ số giãn nở. Sự giãn nở đột ngột
là do biến đổi thù hình của quarzit gây ra.

11
Vễ ứng lực giữa xương và men theo Steger cho biết là ứng suất qua nhiều lần
nung thì thay đổi, do làm lạnh đột ngột ở vùng trên nhiệt độ thoát ứng lực làm cho
sự giãn nở nhiệt của men giảm đi.
Để xác định hệ số giãn nở nhiệt, người ta có thể dùng nhiều phương pháp
khác nhau:
- Phương pháp tính theo quy tắc cộng:

α = α
1.
P
1
+ α
2.
P
2
+ α
3.
P
3
+ α
4.
P
4
+……
Trong đó: P
i
: là hàm lượng % các oxit có trong men.
α
i
: các hệ số ứng với các oxit ấy.
- Phương pháp tính theo công thức của A.A.Appen
α

.10
7
=
Σ

a
i
.α
i
/
Σ
a
i
Trong đó a
i
là hàm lượng các oxit theo thành phần phân tử trong thủy tinh.
α
i
là hệ số ứng với các oxit trong thủy tinh.
- Phương pháp dùng dụng cụ đo hệ số giãn nở thạch anh của OKBotvinkin
và N.V.Solomin
Nguyên tắc của dụng cụ đo này là dựa trên cơ sở hệ số giãn nở của thạch anh
nên khi đốt nóng mẫu frit giãn nở bao nhiêu truyền sang thạch anh đến đồng hồ sẽ
chỉ cho ta biết độ giãn nở nhiệt. Dựa vào độ giãn nở nhiệt của thạch anh và số
chỉ
của đồng hồ, hiệu số nhiệt độ ta sẽ tính được hệ số giãn nở của mẫu frit.
e. Độ mịn của men:
Tuỳ thuộc vào phương pháp tráng men, kích thước sản phẩm để quy định chỉ
tiêu độ mịn của men. Với sản phẩm sứ cao cấp độ mịn của men thường được xác
định bằng lượng sót sàng 320 mesh (0,045 mm) là < 0,5%.
f. Độ phân tán:
Độ phân tán là tính chấ
t quan trọng của men, nó đảm bảo cho các hạt nguyên
liệu trong men không bị lắng, tạo cho chúng ở trạng thái lơ lửng để cho men được
đồng nhất.

12
g. Tỷ trọng của men:
Tỷ trọng men thường do yêu cầu của sản phẩm, phương pháp tráng men và
năng xuất tráng men quyết định. Tỷ trọng men ảnh hưởng tới tốc độ tráng men và
độ dày lớp men. Tỷ trọng men lớn tức là hồ men đặc, khi tráng men sẽ làm cho lớp
men bám trên bề mặt sản phẩm dày mỏng không đều, dễ gây ra hiện tượng nứt
men, rạn men. Tỷ trọng men nhỏ tức là h
ồ men loãng, khi tráng men sẽ làm cho lớp
men bám trên bề mặt sản phẩm ít, dễ gây ra hiện tượng mỏng men làm men không
bóng. Do vậy với mỗi phương pháp tráng men phải xác định được tỷ trọng men
hợp lý. Với phương pháp nhúng men tỷ trọng men thường là 1,4- 1,5 g/cm
3
.
1.2. Men giả màu đồng [7,8,9]
Men giả màu đồng là loại men có ánh đồng kim loại trên các sản phẩm gốm
sứ mỹ nghệ. Nhằm mục đích làm đẹp sản phẩm thay thế các sản phẩm bằng đồng
dùng để trang trí.
Về bản chất của men giả màu đồng là tạo sự kết tinh của đồng kim loại trên
bề mặt men. Về lý thuyết có hai phương pháp để tạo sự kết tinh của kim lo
ại đồng
như sau:
- Nung sản phẩm trong môi trường khử để khử từ các hợp chất của Cu thành
Cu kim loại.
- Dùng các hóa chất hỗ trợ để khử các hợp chất của Cu thành Cu kim loại.
Trong thực tế môi trường nung để tạo được men có màu đồng là rất khó ổn
định vì các loại men màu thường rất nhậy với môi trường nung. Cùng với một loại
màu như môi trường nung ô xy có màu khác với môi trường khử hay trung tính.
Th
ậm chí khử đậm hay nhạt hơn một chút cũng khác nhau.

Nhóm thực hiện đề tài tìm hiểu một số hộ gia đình ở Làng nghề Bát Tràng
thì được biết đã nhiều người thử sản xuất men màu đồng bằng phương pháp khử
nhưng không thành công do môi trường nung không ổn định.
• Cơ chế phản ứng khử nhân tạo khử các hợp chất của Cu thành Cu.
Trong quá trình nung, dưới tác dụng của nhiệt
độ hợp chất của Cu sẽ tác
dụng với các hóa chất khử, do đó ion Cu(số oxi hóa I hoặc II) sẽ chuyển
về trạng thái Cu nguyên tử.
Ví dụ: 2Cu
2
O + V
2
O
3
Æ 4Cu + V
2
O
5

13

Cu
2
O + CO Æ Cu + CO
2
3Cu
2
O + 2FeCl
3
Æ 6Cu + Fe

2
O
3
+ 3Cl
2
Tuy nhiên môi trường nung là rất khó ổn định do vậy Cu sẽ dễ bị oxi hóa
trở lại Cu
2
O, và có thể thành CuO. Do vậy để tránh hiện tượng bị oxi hóa
trở lại, sẽ phải sử dụng các chất có tác dụng hỗ trợ khử và ổn định trạng
thái nguyên tử Cu. Các chất ổn định thường được sử dụng là : Li
2
CO
3
,
ZrO
2
, TiO
2
,…. Các chất này có tác dụng như chất xúc tác giúp cho phản
ứng xảy ra dễ dàng hơn và ổn định hơn.
Nhóm thực hiện sẽ tiến hành nghiên cứu cả hai phương pháp trên.
Với phương pháp dùng các hóa chất hỗ trợ để khử các hợp chất của Cu thành
Cu kim loại, nhóm thực hiện sẽ nghiên cứu sử dụng các loại hóa chất có tính khử
mạnh và ổn định ở nhiệt độ cao như Li
2
CO
3
, FeCl
3

, TiO
2
, V
2
O
3
, ZrO
2
,….nhằm
tránh sự oxy hóa trở lại.
1.3. Nguyên liệu sản xuất
1.3.1. Trường Thạch (FELDSPAT)[1-28]
Trong tổng số khoáng vật kiến tạo thành vỏ trái đất có đến 30% là khoáng
vật thuộc lớp silicate. Trong lớp silicate loại khoáng vật chủ yếu là trường thạch.
Trong đá Magma trường thạch chiếm tới 60%. Về mặt cấu trúc tinh thể trường
thạch là loại silicate dạng khung gồm các tứ diện (Si,Al)O
4
xếp theo phương không
gian liên tục. Về thành phần hóa học trường thạch là hợp chất của silic dioxit
(SiO
2
) và nhôm oxit (Al
2
O
3
) với oxit của kim loại kiềm hoặc kiềm thổ. Trong thiên
nhiên trường thạch có nhiều loại nhưng phổ biến là 3 loại sau:
- Trường thạch natri (anbit) Na
2
O.Al

2
O
3
.6 SiO
2
- Trường thạch kali (octoclaz) K
2
O. Al
2
O
3
.6 SiO
2

- Trường thạch canxi (anorthit) CaO.Al
2
O
3
.2 SiO
2

Trong thực tế ít tồn tại trường thạch nguyên chất mà thường gặp dạng hỗn
hợp của các loại khoáng trên.
* Tính chất chung:
Trường thạch là một loại đá có độ cứng 6 - 6,5 theo thang Mohr, tỷ trọng
2,56 - 2,76 g/cm
3
.

14

Thành phần hoá lý thuyết trường thạch kali gồm:
K
2
O: 16,9%, Al
2
O
3
: 18,4% , SiO
2
: 64,7%
Thành phần hoá lý thuyết trường thạch natri gồm:
Na
2
O: 11,8%, Al
2
O
3
: 19,4% , SiO
2
: 68,8%
Trong thực tế trường thạch còn lẫn các tạp chất khác như Fe
2
O
3
, CaO, MgO,
các tạp chất hữu cơ, vv…
Nhiệt độ nóng chảy của trường thạch kali nguyên chất là 1170
o
C và phân
huỷ thành leucit và pha lỏng. Khoảng chảy của trường thạch kali rất rộng có nghĩa

là khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt của nó giảm rất chậm.
Nhiệt độ nóng chảy của trường thạch natri nguyên chất là 1120
o
C và ngay
lập tức chuyển thành pha lỏng đồng nhất có độ nhớt rất bé.
Nhiệt độ nóng chảy của các loại trường thạch khác nhau phụ thuộc vào thành
phần và lượng tạp chất có trong nguyên liệu. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao trường
thạch có khả năng hoà tan các loại nguyên liệu khác như thạch anh, đất sét, cao
lanh, vv…để tạo pha thuỷ tinh.
Trường thạch kali có tác dụng tốt cho xương sứ vì cho phép hạ th
ấp nhiệt độ
nung, song lại có khoảng nung rộng nên sứ ít bị biến hình (được gọi là trường thạch
xương). Trường thạch natri lại thích hợp cho men sứ do có độ nhớt bé, men dễ
chảy, bóng láng hơn (được gọi là trường thạch men).
* Yêu cầu chất lượng của trường thạch cho sản xuất gốm sứ:
Trường thạch là loại nguyên liệu chính cung cấp thành phần K
2
O và Na
2
O
cho sản xuất gốm sứ. Trường thạch tốt phải có tổng hàm lượng K
2
O và Na
2
O
không nhỏ hơn 10%, Fe
2
O
3
không lớn hơn 0,1%, TiO

2
không lớn hơn 0,05%, độ
trắng cao. Khi nung ở nhiệt độ 1200- 1250
o
C sẽ chảy bóng láng có màu trắng trong
hoặc trắng sữa.
1.3.2. Thạch anh (QUARZIT) [1-32]
Nguyên tố silic chiếm trên 25% khối lượng của vỏ trái đất nên oxit của nó là
SiO
2
cũng rất phổ biến.
Trong tự nhiên thạch anh tồn tại hai dạng chính là dạng tinh thể và dạng vô
định hình.

15
Dạng tinh thể bao gồm cát, thạch anh và sa thạch. Cát là sản phẩm phân huỷ
của các khoáng chứa nhiều SiO
2
(như granit) dưới các tác động cơ học, hoá học và
khí hậu, vv…sản phẩm phong hoá được dòng nước hay gió mang đi, các hạt mịn bị
kéo đi xa, các hạt cát thô đọng lại ở chỗ trũng thành các mỏ hoặc bãi cát lớn ở các
cửa sông hay bãi biển. Cát thạch anh thường được sử dụng để nấu thuỷ tinh. Sa
thạch là sự liên kết của quarzit với các chất liên kết khác như sét, đá vôi, thạch cao
hay axit silic thành khối quặ
ng rắn chắc. Đá thạch anh thường được sử dụng trong
sản xuất gốm sứ.
Dạng vô định hình bao gồm đá cuội đây chính là axit silic sạch, tương đối
xốp. Loại này nếu có độ cứng cao, bề mặt ngoài nhẵn được dùng làm bi nghiền
nguyên liệu cho gốm sứ. Dạng khác chứa SiO
2

vô định hình là diatomit, nó là tập
hợp các gel SiO
2
nên mịn và xốp. Loại này dùng để sản xuất gốm xốp, vật liệu lọc
và vật liệu cách nhiệt, vv…
* Tính chất chung:
Thạch anh thuộc loại đá cứng có độ cứng 7 theo thang Mohr, tỷ trọng thay
đổi tuỳ theo dạng kết tinh thường từ 2,21-2,65 g/cm
3
.
Thành phần hoá học chủ yếu của thạch anh là SiO
2
thường chiếm 95-99%
ngoài ra còn chứa một số tạp chất khác như Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
, vv…
Nhiệt độ chịu lửa của thạch anh từ 1713- 1770
o
C phụ thuộc vào dạng kết tinh
và lượng tạp chất có trong nguyên liệu, lượng tạp chất nhiều sẽ hạ thấp độ chịu lửa
của thạch anh.
* Yêu cầu chất lượng của thạch anh cho sản xuất gốm sứ:
Thạch anh loại tốt phải có hàm lượng SiO
2

không nhỏ hơn 98%, Fe
2
O
3

không lớn hơn 0,1%, TiO
2
không lớn hơn 0,05%, độ trắng cao. Khi nung ở nhiệt độ
1250- 1300
o
C có màu trắng.
1.3.3 Cao lanh [3-5]
Cao lanh là sản phẩm phong hóa tàn dư của các loại đá gốc chứa trường
thạch hư pegmantit, granit, gabro, bazan, ryolit hoặc các loại cuội sỏi thềm biển đệ
tứ hay đá phun trào axit như keratophyr, felsit. Ngoài sự phong hóa tàn dư, còn có
sự hình thành do sự biến chất trao đổi các đá gốc cộng sinh nhiệt dịch quarphophia,
chính là quarzit thứ sinh như mỏ Tấn Mài – Quảng Ninh. Thành phần khoáng chủ
yếu của cao lanh là khoáng caolinit, Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O. Ngoài ra còn chứa thêm
nhóm khoáng Monmorilonit (Al
2
O
3

.4SiO
2
.H
2
O+ nH
2
O) và nhóm khoáng chứa
Alkali, nhóm này còn được gọi là illit hay khoáng sét chứa mica, các dạng mica

16
thường gặp ngâm nước là: muscovit (K
2
O.3Al
2
O
3
.6SiO
2
.2H
2
O), biotit
(K
2
O.4Mg
2
O.Al
2
O
3
.6SiO

2
.2H
2
O).
Cao lanh được đưa vào trong men nhằm cung cấp Al
2
O
3
vào trong men, làm
tăng nhiệt độ chảy của men, hạn chế việc tạo kết tinh và kéo dài khoảng chảy men.
Cao lanh được đưa vào men sẽ có tác dụng làm cho men bám chắc vào xương sản
phẩm cũng như chống lắng cho men, đảm bảo độ linh động của hồ men, làm thuận
lợi cho việc tráng men.
*Yêu cầu kĩ thuật của cao lanh đưa vào trong men:
Cao lanh được đưa vào trong men phải có ít tạp chất, hàm lượng nhôm Al
2
O
3
từ 30 – 35%, hàm lượng Fe
2
O
3
< 1%.
1.3.4 Đôlômit [3-13]
Đôlomit có công thức CaMg(CO
3
)
2.
Việc đưa đôlomit (hàm lượng ít) vào
trong men sẽ có tác dụng hạ thấp nhiệt độ chảy của men, làm cho men tăng độ bền

cơ học, men trắng, có độ bóng láng tốt. Nếu sử dụng nhiều đôlômit trong men cũng
sẽ làm cho men dễ bị ám khói, gây vàng sản phẩm.
*Yêu cầu kĩ thuật của Đôlômit đưa vào trong men:
Đôlômit loại tốt sẽ có hàm lượng tạp chất sắt ít Fe
2
O
3
< 1%. Đôlomit có
màu xám nhạt hoặc trắng xanh, lẫn ít tạp chất đất cát, tạp chất hữu cơ,… Sau khi
nung đôlomit có màu trắng, hàm lượng CaO > 30%, MgO > 21%.
1.3.5 Talc [3-14]
Talc hay còn gọi là Hoạt thạch có công thức chung là 3MgO.4SiO
2
.H
2
O.
nguồn gốc của hoạt thạch là do sự tác động nhiệt dịch của các chất có chứa CO
2
với
đá giàu Magie.
Talc là loại đá mềm, có độ cứng 1 theo thang Mohr, tỷ trọng từ 2,7 -2,8
g/cm
3
. Màu sắc của hoạt thạch thường có màu trắng, xám nhạt hoặc phớt hồng. Đặc
điểm của talc là dễ cắt gọt, sờ vào có cảm giác trơn tuột, thường phải nung lên
trước khi dùng để khử tính trơn.
Việc đưa talc vào trong men sẽ có tác dụng làm cho men chịu được nóng
lạnh đột ngột tốt, tăng độ bền cơ, tạo cho men có màu trắng đục, có thể che phủ rất
tốt nh
ững sản phẩm có xương không trắng.

*Yêu cầu kĩ thuật của Talc đưa vào trong men:

17
Talc tốt thường có lẫn ít tạp chất sắt, hàm lượng MgO > 30%, có màu trắng
xám hoặc trắng xanh, sờ bên ngoài trơn nhẵn, lẫn ít tạp chất đất cát. Sau khi nung
talc có màu trắng đục. Màu sắc của hoạt thạch thay đổi tùy theo hàm lượng tạp chất
sắt có trong nguyên liệu ít hay nhiều.
1.3.6 Đá vôi [3-14]
Đá vôi là khoáng vật của loại carbonate có công thức là CaCO
3,
phân bố rất
rộng trong tự nhiên.
Màu sắc của đá vôi thường là màu trắng, trắng xám, xám tro, trắng vàng, đot
nhạt hay màu nâu. Độ cứng 3,5-4 theo thang Mohr, tỷ trọng 2,6-2,8 g/cm
3
.
Trong men nếu có pha một ít đá vôi sẽ hạ thấp nhiệt độ chảy của men, làm
cho men tăng độ bền cơ học, làm men trắng và có độ bóng láng tốt. Nếu sử dụng đá
vôi nhiều sẽ không có lợi vì nó làm cho men dễ bị ám khói, gây vàng đen sản
phẩm.
*Yêu cầu kĩ thuật của đá vôi đưa vào trong men:
Đá vôi loại tốt có lẫn tạp chất sắt ít (Fe
2
O
3
< 0,1%). Đá vôi có màu trắng
hoặc trắng xám, lẫn ít tạp chất đất cát, tạp chất hữu cơ… Sau khi nung có màu
trắng, hàm lượng CaO>56%.
1.3.7 Hóa chất trợ chảy
Trong quá trình nghiên cứu tạo màu cho men giả màu đồng, việc đưa các hóa

chất tạo màu và hỗ trợ khử vào sẽ làm thay đổi nhiệt độ chảy của men, thường là
làm tăng nhiệt độ chảy của men, vì vậy để đảm bảo nhiệt độ chảy c
ủa men phù hợp
với nhiệt độ nung của sản phẩm, nhóm thực hiện đề tài sẽ đưa vào trong men frit
chì (hay còn gọi là thủy tinh chì). Đây là phế phẩm tại các nhà máy sản xuất bóng
đèn. Việc sử dụng loại frit chì này vào trong men vừa giúp hạ thấp nhiệt độ chảy
của men phù hợp với nhiệt độ nung của sản phẩm gốm sứ mỹ nghệ, vừa tận dụng
được nguồn ph
ế phẩm từ các nhà máy sản xuất bóng đèn thủy tinh.
Thành phần hóa của frit chì:
ĐVT: % Khối lượng
SiO
2
Al
2
O
3
CaO MgO Fe
2
O
3
Na
2
O K
2
O PbO ZnO
56.71-
60
1.34 –
2.0

0.45 0.1 0.08 7.0 5.19
18-
24.28
4.41

18
1.3.8 Hóa chất tạo màu, hóa chất khử và hỗ trợ khử.
Nhóm thực hiện đề tài sau khi nghiên cứu trên cơ sở lí thuyết, quyết định lựa
chọn hợp chất của đồng là Cu
2
O để tiến hành nghiên cứu thí nghiệm. Do quá trình
khử Cu
2
O về Cu là đơn giản hơn việc khử các hợp chất khác của Cu.
1. Hóa chất tạo màu
Đồng I oxit Cu
2
O (hàng công nghiệp, 99%)
2. Hóa chất khử
- Oxit Vanadi V
2
O
3
(hàng công nghiệp 99%)
- Muối Sắt(III) Clorua (hàng công nghiệp 99%)
3. Hóa chất hỗ trợ khử
- Liti cacbonat LiCO
3
(hàng công nghiệp 99%)
- Oxit mangan MnO

2
(hàng công nghiệp 99%)
- Oxit Titan TiO
2
(hàng công nghiệp 99%)
- Oxit zircon ZrO
2
(hàng công nghiệp 99%)

19
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM
Nhằm mục đích thu được lớp men giả màu đồng, có hai phương pháp để tạo
sự kết tinh của đồng kim loại trên bề mặt men:
- Nung sản phẩm trong môi trường khử để chuyển Cu
2
O thành Cu kim loại.
- Dùng các hóa chất để khử từ Cu
2
O thành Cu kim loại.
2.1. Xác định đơn phối liệu men gốc
Ta lựa chọn nhiệt độ nung men giả màu đồng trong lĩnh vực sứ dân dụng và
sứ mỹ nghệ trong khoảng nhiệt độ 1220
o
C – 1280
o
C. Theo lý thuyết công thức men
nêu ở trang 6, nhóm thực hiện đề tài chọn bài men gốc có công thức Serge SK8 làm
bài men gốc để tính toán cho men giả màu đồng như sau:
Công thức men SK8 : 0,3 K
2

O
(1250
O
C ) 0,33 Al
2
O
3
3,5 SiO
2

0,7 CaO
Từ công thức bài men gốc và thành phần hóa của một số nguyên liệu, hóa
chất. Nhóm thực hiện đề tài đã tính toán thành phần hóa bài men gốc có nhiệt độ
nóng chảy là 1250
o
C như trong bảng 1.
Bảng 1. Thành phần hóa bài men gốc
ĐVT: % Khối lượng
Chỉ
tiêu
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3

CaO MgO Na
2
O K
2
O MKN
% 58.15 11.69 0.29 12.38 0.18 1.18 2.21 12.86
Nhóm thực hiện đề tài lựa chọn những nguyên liệu tốt để nghiên cứu, các
nguyên liệu lựa chọn được phân tích thành phần hóa tại phòng thí nghiệm phân tích
hóa, Viện Nghiên cứu Sành sứ Thủy tinh Công nghiệp. Thành phần hóa được đưa
ra trong bảng 2.

20
Bảng 2. Thành phần hóa các loại nguyên liệu men gốc.
ĐVT: % Khối lượng
Nguyên
liệu
Quartz
(%)
Cao
lanh
1
(%)

Cao
lanh
2
(%)
Trường
thạch 1
(%)

Trường
thạch 2
(%)
Đolomi
1
(%)

Dolomi
2
(%)

Talc
(%)

SiO
2

99.35 47.37 50.42 62.00 66.01 1.76 6.60 60.73
Al
2
O
3

0.00 37.12 34.21 28.16 18.21 0.56 0.55 1.86
CaO
0.00 0.37 0.05 0.01 0.38 29.05 27.32 0.48
MgO
0.00 0.016 0.10 0.51 0.01 21.58 21.43 24.14
Fe
2

O
3

0.00 0.23 0.38 0.78 0.07 0.08 0.12 4.19
Na
2
O
0.00 0.30 0.48 0.99 3.17 0.10 0.09 0.01
K
2
O
0.01 0.36 1.33 6.05 11.59 0.01 0.06 0.01
PbO
0 0 0 0 0 0 0 0
ZnO
0 0 0 0 0 0 0 0
TiO
2

0 0.03 0.08 0.80 0.01 0.13 0.21 0.78
MKN
0.03 13.94 12.59 0.28 0.32 44.09 40.96 5.03
Sau khi có kết quả phân tích thành phần hóa các mẫu nguyên liệu, từ những
cơ sở nghiên cứu bài men gốc, nhóm thực hiện đề tài tính toán và xác lập đơn phối
liệu men gốc trong bảng 3 dưới đây.

21
Bảng 3. Đơn phối liệu men gốc
ĐVT: % Khối lượng

2.2 Xác định đơn phối liệu men giả màu đồng
2.2.1. Thí nghiệm lần 1
Sau khi tính toán, nhóm thực hiện đề tài nhận thấy, để tạo ra được men giả
màu đồng, cần tạo ra được trên bề mặt men các nguyên tử kim loại đồng, bám đều
trên bề mặt men, do đó cần đưa vào men oxit Cu
2
O. Để khử oxit Cu
2
O thành đồng
kim loại có thể tiến hành trong môi trường khử, hoặc sử dụng các hóa chất hỗ trợ
để khử Cu
2
O thành Cu kim loại. Tuy nhiên khi đưa các hóa chất này vào sẽ kèm
theo việc thay đổi nhiệt độ nung của men, sẽ khác chút ít so với việc tính toán bài
men gốc, do vậy để đảm bảo nhiệt độ nung theo thực tế ở các Cơ sở sản xuất, ta sẽ
đưa thêm frite nhẹ lửa vào, frite nhẹ lửa được lựa chọn là frit chì.
Từ những luận cứ đó nhóm thực hiện đề tài tiến hành nghiên cứu thăm dò hai
đơn phối liệ
u men giả màu đồng trong bảng 4.
TT Nguyên liệu Thành phần
1 Quartz 22
2 Cao lanh 1 5
3 Cao lanh 2 4
4 Trường thạch 2 57
5 Đolomi 1 2
6 Dolomi 2 3
7 Talc 2
8 CaCO

3
5

22
Bảng 4. Đơn phối liệu men giả màu đồng lần 1
ĐVT: % Khối lượng
Thành phần
TT Loại nguyên liệu
MĐ MĐ-1
1 Men gốc
78 62
2 Frit chì
18 18
3 Cu
2
O
4 4
4 MnO
2

- 10
5 V
2
O
3

- 2
6 TiO
2

- 1
7 ZrO
2

- 1
8 LiCO
3

- 1
9 FeCl
3

- 1

Tổng
100 100
Tính toán hệ số chảy và hệ số giãn nở nhiệt theo lí thuyết trong bảng 5.
Bảng 5. Hệ số chảy và hệ số giãn nở nhiệt lí thuyết của đơn MĐ, MĐ-1
Giá trị
TT Chỉ tiêu
Đơn vị
tính
MĐ MĐ-1
1
Hệ số chảy
-
0.24
0.23
2
Hệ số giãn nở nhiệt

10
-7
(K
-1
)
74.87
65.79
* Quá trình thí nghiệm được thực hiện như sau:
- Phối liệu được cân trộn theo đơn.
- Nghiền mịn trong máy nghiền bi siêu tốc khoảng 45 phút.
- Độ ẩm men : 55%.
- Độ nhớt: 18” ( Ford Cup)