trang bị và đào tạo nguồn nhân lực cho phòng thí nghiệm gốm cao cấp thuộc viện công nghệ xạ hiếm (hợp tác với viện khoa học và công nghệ gốm, istec, faenza,italia)

Bộ khoa học và công nghệ

viện năng lợng nguyên tử Việt Nam
________________________________________

Báo cáo tổng kết
Nhiệm vụ hợp tác quốc tế
Giai đoạn 2002-2003

Trang bị và đào tạo nguồn nhân lực
cho phòng thí nghiệm gốm cao cấp
thuộc viện công nghệ xạ hiếm
(MÃ số: 9BS6)
(Hợp tác với Viện Khoa học và Công nghệ gốm, ISTEC, Faenza, Italia)

Cơ quan chủ trì: Viện Công nghệ xạ hiếm
Chủ nhiệm đề tài: TS. NCVc Nguyễn Đức Kim

6890
09/6/2008
Hà néi, 2008


Mục lục
trang
Phần I. Những thông tin chung về nhiệm vụ hợp tác quốc tế
Phần II. Những nội dung và kết quả hợp tác
1. Giới thiệu
2. Những nội dung nhiệm vụ hợp tác năm 2002 2003
3.hững nội dung đà thực hiện và kết quả đạt đợc
4. Những kết quả nổi bật của nhiệm vụ hợp tác quốc tế

giai đoạn 2002 2003

1
6
6
7
8
13

Phần III. Những kết quả khoa học
1. Kết quả nghiên cứu về gốm kết cấu trên cơ sở alumina
và zirconia
2. Kết quả nghiên cứu chế tạo bột và gốm hydroxyapatite
Phần IV. Kết luận
Giải trình kinh phí

15
29
48
49

Phụ lục
Quy trình công nghÖ

2


Phần I. Những thông tin chung về nhiệm vụ
hợp tác quốc tế 9BS6
1. Tên nhiệm vụ hợp tác quốc tế

Trang bị và đào tạo nguồn nhân lực cho phòng thí nghiệm gốm cao cấp
thuộc Viện Công nghệ xạ hiếm.

2. Lĩnh vực:

Vật liệu mới - Gốm cao cấp

3. Các căn cứ ®Ị xt:
3.1.Gèm cao cÊp thc lo¹i vËt liƯu míi, cã ứng dụng rộng rÃi trong các
ngành kinh tế- kỹ thuật và có nhu cầu lớn ở Việt Nam
Gốm cao cấp bao gồm gốm kết cấu (có độ bền cơ học cao), gốm điện và
điện tử (có những tính chất riêng biệt về điện, tính dẫn điện, cách điện,...), gốm
hoá học (có tính bền hoá, tính hoạt hoá), gốm y sinh (cã tÝnh t−¬ng thÝch sinh
häc), gèm quang häc (cã tÝnh quang điện, truyền dẫn), gốm chịu lửa (có tính
chịu nhiệt, cách nhiệt), gốm xốp, gốm từ,...Đây là những vật liệu thuộc nhóm
vật liệu mới đang đợc u tiên nghiên cứu và phát triển trong chơng trình Nhà
nớc-Chơng trình Vật liệu mới.
Hiện nay ở Việt Nam, nhu cầu sử dụng các loại gốm cao cấp trong công
tác nghiên cứu và trong sản xuất công nghiệp ngày càng tăng. Ngành sản xuất
gốm sứ hàng năm cần khoảng 1200-1500 tấn bi nghiền cao nhôm, khoảng 600800 tấn các loại tấm kê, con lăn; ngành dệt cần các loại chi tiết dẫn sợi chế tạo
bằng gốm kết cấu trên cơ sở Al2O3, Si3N4 và ZrO2. Ngành chế tạo thiết bị và
dụng cụ có nhu cầu hàng trăm tấn gốm sợi, tấm chịu nhiệt, cách nhiệt, gốm
dùng để chế tạo các dụng cụ cắt gọt, khuôn kéo dây kim loại, các nồi, chén nấu
chảy kim loại, chén phá mẫu. Ngành y sử dụng các loại gốm răng, gốm
xơng.... Hầu hết các ngành kỹ thuật khác nh điện, điện tử, dầu khí, luyện

3


kim,...các cơ sở nghiên cứu khoa học,... đều có nhu cầu sử dụng gốm cao cấp

dới dạng dụng cụ, chi tiÕt thay thÕ, vËt liƯu s¶n xt,... HiƯn nay nhËp khẩu là
biện pháp chủ yếu đáp ứng nhu cầu về các loại gốm cao cấp ở nớc ta.
3.2. Những kết quả nghiên cứu khoa học và đầu t thiết bị
- Thực hiện các đề tài nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu công nghệ chế
tạo gốm bền nhiệt, bền hoá và bi nghiền (CV93- 08), Nghiên cứu công nghệ
và sản xuất thử một tấn bi cao nhôm-silicat zirconi (94-05 R-D). Nghiên cứu
chế tạo thử vật liệu gốm trên cơ sở ZrO2 (CB 96-07), Nghiên cứu công nghệ
sản xuất bi nghiền hệ nhôm oxit - silicat zirconi nung ở nhiệt độ thấp (CB 9711), Nghiên cứu công nghệ chế tạo viên gốm UO2 (CB 98-03) và Nghiên
cứu hoàn thiện qui trình cong nghệ chế tạo viên gốm UO2 trong phòng thí
nghiệm (BO/00/03/05)...
- Một số thiết bị quan trọng đà đợc đầu t−: Lß buång 20 lÝt (1800oC), lß
èng Φ45 cã khÝ bảo vệ (1800oC), lò ống 60 có khí bảo vệ (1000oC), máy
nghiền hành tinh, máy xác định cỡ hạt lazer, máy xác định diện tích bề mặt
riêng Coulter 3100,...
3.3. Những cơ sở pháp lý cho phép thực hiện giai đoạn tiền khả thi
- Ngày 4 tháng 12 năm 2000, dự án đợc Đại diện Bộ Ngoại giao nớc
Cộng hoà Italia và Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trờng nớc Cộng hoà XÃ
hội chủ nghĩa Việt Nam đa vào danh mục chính thức thực hiện từ năm 2001
trong khuôn khổ của Hiệp định hợp tác khoa học công nghệ giữa hai Chính phủ
(Biên bản kỳ họp thứ nhất của Uỷ ban Liên chính phủ Việt Nam - Italia về hợp
tác khoa học và công nghệ, Rome, phụ lục số 2, mục 2.7).
- Ngày 25 tháng 5 năm 2001, Hội đồng Khoa học và Công nghệ cấp Nhà
nớc đợc thành lập theo Quyết định số 846/QĐ-BKHCNMT ngày 23 tháng 5
năm 2001 của Bộ trởng Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trờng đà tổ chức
xét duyệt thuyết minh Dự án hợp tác theo Nghị định th. Hội đồng đà kết luận
về sự cần thiết và đúng hớng của Dự án hợp tác, và kiến nghị Bộ KHCNMT
cho phép thực hiện các nội dung khảo sát và trao đổi chuyên gia giữa ViÖn

4

Công nghệ xạ hiếm và Viện Nghiên cứu công nghệ gốm IRTEC, Italia, trong
năm 2001.
- Ngày 21 tháng 8 năm 2001 dự án đợc Bộ trởng Bộ Khoa học, Công
nghệ và Môi trờng phê duyệt (Quyết định số 1654/QĐ-BKHCNMT) với tổng
kinh phí hỗ trợ từ ngân sách Nhà nớc cho năm 2001là 200 triệu đồng.
3.4. Những kết quả của giai đoạn tiền khả thi (2001)
- Viện Công nghệ xạ hiếm đà làm việc với đoàn chuyên gia Italia (3
ngời) tại Hà Nội từ 1/6 đến 6/6/2001
- Đoàn công tác (5 ngời) đà tham quan các phòng thí nghiệm của Viện
Nghiên cứu gốm Faenza, Italia và thảo luận với đối tác về các nội dung dự án
trong những năm tiếp theo (từ 2/9 đến 6/9/2001).
- Viện Công nghệ xạ hiếm đà làm việc với đoàn chuyên gia Italia (2
ngời) tại Hà Nội từ 2/11 đến 3/11/2001
Các kết quả làm việc với chuyên gia Italia đợc thể hiện trong các Biên
bản ghi nhớ ký ngày 6/6/2001, ngày 2/11/2001tại Hà Nội, Việt Nam và ký
ngày 7/9/2001 tại Faenza, Italia.
- Khảo sát tình hình nghiên cứu, sản xuất và nhu cầu thị trờng về gốm
cao cấp ở Việt Nam: ĐÃ khảo sát nhu cầu bi nghiền, tấm lót cho máy nghiền
bi công nghiệp và con lăn cho lò nung gốm sứ của 31 nhà máy sản xuất gạch
men, sứ vệ sinh, sứ mỹ nghệ; khảo sát nhu cầu gốm chịu mài mòn tại 2 xí
nghiệp dệt may; tìm hiểu về tình hình nghiên cứu gốm cao cấp tại một số cơ sở
nghiên cứu, trờng đại học, cơ sở sản xuất...
- Tiến hành các thí nghiệm chế tạo bi nghiền trên cơ sở alumina trong
phòng thí nghiệm.
4. Tên nớc:

Italia.

5. Cơ quan thực hiện của các đối tác và của Việt Nam

5.1. Cơ quan thực hiện cđa n−íc ngoµi:
- Chđ nhiƯm nhiƯm vơ:

5


Họ và tên:
Gian Nicola Babini
Học vị:
Tiến sĩ
Chức vụ:
Viện trởng Viện Khoa học và Công nghệ Gốm (ISTEC)
Địa chỉ:
Italia, Faenza, Via Granorono 64.
Điện thoại:
0546 699711
Fax:
0546 699719
Email:

5.2. Cơ quan thực hiện của Việt Nam
- Chủ nhiệm nhiệm vụ:
Họ và tên:
Nguyễn Đức Kim
Học vị:
Tiến sĩ
Chức vụ:
Phó Giám đốc Trung tâm Công nghệ Luyện kim,
Viện Công nghệ xạ hiếm
- Cơ quan chủ quản :

Địa chỉ:
Điện thoại:
Fax:
Email:
- Cơ quan thực hiện :
Địa chỉ:
Điện thoại:

Viện Năng lợng Nguyên tử Việt Nam
Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trờng
59 Lý Thờng Kiệt, Hà Nội
84-4-9423479
84-4-9424133

Viện Công nghệ xạ hiếm
Viện Năng lợng Nguyên tử Việt Nam
48 Láng Hạ, Đống Đa, Hà Nội
84-4-7763864

Fax:

84-4-8350966

E-mail:



Viện Nghiên cứu Công nghệ Gốm Faenza đợc thành lập năm 1965, có đội
ngũ các nhà khoa học dày kinh nghiệm và đà có nhiều thành công trong lĩnh
vực nghiên cứu khoa học và áp dụng thành tựu nghiên cứu vào thực tiễn. Các

lĩnh vực nghiên cứu có nhiều thành công của Viện bao gồm: Nghiên cứu công
nghệ chế tạo gốm cao cấp bền cơ, bền nhiệt, gốm điện-điện tử, gốm y-sinh trên
cơ sở hydroxyapatite, trên cơ sở oxit, cacbua, nitrua của các kim loại nh
nhôm, silic, titan, bo...; các nghiên cứu về gốm truyền thống (trên cơ së ®Êt
6


sét); các nghiên cứu phục chế các di sản văn hoá (gốm và các phù điêu)... Viện
Nghiên cứu Công nghệ Gốm Faenza có hệ thống thiết bị nghiên cứu công
nghệ hiện đại, các thiết bị kiểm tra hoàn chỉnh. Viện có mối quan hệ rộng rÃi
với các cơ sở nghiên cứu và sản xuất trong nớc và nớc ngoài trong việc đào
tạo nhân lực và chuyển giao công nghệ tiên tiến.
Thực hiện phơng châm đa khoa học công nghệ gắn liền với thực tiễn
sản xuất, từ năm 1995, Viện Công nghệ xạ hiếm đà tiến hành các nghiên cứu
trong lĩnh vực công nghệ chế tạo các sản phẩm gốm chất lợng cao. Đội ngũ
cán bộ khoa học đợc đào tạo theo chuyên ngành đà làm việc nhiều năm trong
ngành luyện kim bột và công nghệ chế tạo gốm sứ. Một số thiết bị quan trọng
đà đợc đầu t nh lò nung nhiệt độ cao (1800oC), máy nghiền hành tinh, thiết
bị ép thuỷ tĩnh, kính hiển vi quang học... Các nghiên cứu tại phòng thí nghiệm
này trong những năm qua tập trung chủ yếu vào việc chế tạo một số loại gốm
nh gốm T-ZrO2 và một số loại gốm kỹ thuật cao nhôm. Giai đoạn nghiên cứu
ban đầu đà thu đợc những kết quả nhất định. Hiện nay những nghiên cứu
trong phòng thí nghiệm đang đợc tiếp tục và chủ yếu tập trung vào nghiên cứu
chế tạo gốm kết cấu trên cơ sở Al2O3.Tuy nhiên, do còn thiếu thốn về trang
thiết bị phòng thí nghiệm, cả thiết bị công nghệ và thiÕt bÞ kiĨm tra, do ch−a cã
nhiỊu kinh nghiƯm trong nghiên cứu gốm cao cấp, các kết quả thu đợc còn rất
khiêm tốn, cha đáp ứng đợc yêu cầu ngày càng cao về số lợng và chất
lợng gốm cao cấp ở Việt Nam. Do vậy vấn đề tăng cờng trang thiết bị phòng
thí nghiệm và nâng cao năng lực chuyên môn của các cán bộ nghiên cứu trong
lĩnh vực này là hết sức cấp bách và cần thiết.

6. Thời gian thực hiện:
Dự án đợc thực hiện trong thời gian 2 năm (từ 2002 đến 2003)
7. Tổng kinh phí: 370 triệu đồng
Phần II. Những nội dung và kết quả hợp tác
1. Giíi thiƯu

7


Gốm cao cấp là sản phẩm của công nghệ vật liệu trí tuệ cao, đơc sản
xuất và ứng dụng rộng rÃi trong các ngành công nghiệp trên thế giới. Gồm cao
cấp thuộc loại vật liệu vô cơ có những tính năng nổi trội và phạm vi áp dụng
đặc biệt, liên quan đến hai nội dung chính là phơng pháp công nghệ chế tạo
và đặc điểm cấu trúc của vật liệu. Nghiên cứu công nghệ chế tạo gốm cao cấp
là một trong những hớng nghiên cứu công nghệ hiện đại. Động lực phát triển
ngành gốm trong những thập kỷ gần đây là nhu cầu mới về các vật liệu có tính
năng đặc biệt, khả năng hoàn thiện thiết bị sản xuất và sự hiểu biết về khoa
học, công nghệ ngày càng sâu sắc.
Quá trình hình thành của nhiệm vụ hợp tác Quốc tế (NVHTQT) Trang
bị và đào tạo nguồn nhân lực cho phòng thí nghiệm gốm cao cấp thuộc Viện
Công nghệ xạ hiếm nh sau:
- Tháng 12 năm 1998, NVHTQT Trang bị và đào tạo nguồn nhân lực cho
phòng thí nghiệm gốm cao cấp thuộc Viện Công nghệ xạ hiếm đà đợc Viện
Công nghệ xạ hiếm (VCNXH) trình Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trờng
(BKHCN & MT).
- Ngày 4/12/2000, NVHTQT đợc đa vào danh mục chính thức thực hiện
từ năm 2001 (biên bản kỳ họp thứ nhất của Uỷ ban liên Chính phủ Việt Nam
Italia về hợp tác khoa học và công nghệ, Rôm, phụ lục số 2, múc 2.7). Ngày
11/7/2002, NVHTQT lấy tên là Nghiên cứu, đào tạo và chuyển giao công
nghệ trong lĩnh vực gốm cao cấp đợc đa vào danh mục chính thức hoạt

động trong các năm 2002 2005 (biên bản kỳ họp thứ hai cđa ban liªn
chÝnh phđ ViƯt Nam – ItalÝ vỊ hợp tác khoa học và công nghệ, Hà Nội, phụ lục
số IVA, mục 9BS6).
- Hội đồng khoa học và công nghệ cấp nhà nớc đà tổ chức xét duyệt và
thông qua thuyết minh NVHTQT thực hiện năm 2001 (ngày 25/5/2001) và
thực hiện năm 2002 (ngày 20/5/2002).
- Vốn đối ứng của NVHTQT đợc Bộ trởng Bô. Khoa học Công nghệ
và Môi trờng phê duyệt cho năm 2001 là 200 triệu đồng (quyết định số
1654/QD-BKHCNMT, ngày 21/8/2001) để quan hệ với đối tác và xây dựng nội

8


dung hợp tác. Vốn đối ứng cho năm 2002 và 2003 là 150 và 220 triệu đồng
(hợp đồng số 11/22/HD-QHQT, ngày 23/4 năm 2003) để thực hiện các nội
dung hợp tác.

2. Những nội dung nhiệm vụ hợp tác năm 2002 2003
Năm 2002
1/ Đào tạo cán bộ kỹ thuật
Cử ba cán bộ đi thực tập tại Italia, thời gian 3 tháng về:
- Công nghệ ép đẳng tĩnh (nguyên liệu, phối liệu, nạp liệu, khuôn latex,
kỹ thuật ép, )
- Nghiên cứu bản chất cấu trúc và quá trình chuyển pha của gốm để làm
chủ các khâu công nghệ quan trọng.
- Các phơng pháp kiểm tra tính chất cơ lý của gốm (KIC, độ bền uốn, độ
cứng,
2/ Thực hiện các nội dung của dự án ở trong nớc (hỗ trợ đề tài cấp Bộ
2002)
- Mua sắm dụng cụ, vật t bổ sung cho nghiên cứu, sử dụng nguyên liệu

của các hÃng nớc ngoài trong việc lựa chọn và hợp lý hoá công nghệ
chế tạo gốm kết cấu trên cơ sở Al2O3 (với sự giúp đỡ của chyên gia
Italia)
- Điều tra thị tr−êng trong n−íc vỊ gèm kÕt cÊu (nhu cÇu, chÊt lợng,
chủng loại,..)
- Thu thập và tổng hợp tài liệu về gèm y sinh.
- Tỉ chøc héi th¶o khoa häc Qc tế tại Hà Nội
Năm 2003
1/ Đào tạo cán bộ kỹ thuật
Cử ba cán bộ đi thực tập tại Italia, thời gian 3 tháng về:
- Công nghệ chế tạo gốm HA (chế tạo nguyên liệu, tạo hình, thiêu kết)
- Kỹ thuất đúc rót các sẩn phẩm gốm (nguyên liệu, phối liệu, khuôn thạch
cao, sử lý phôi, ).
9


- Kỹ thuật đánh giá chất lợng gốm y sinh (tÝnh chÊt c¬ lý, tÝnh t−¬ng
thÝch sinh häc,…).
2/ Thùc hiƯn các nội dung của dự án ở trong nơc (hỗ trợ để ứng dụng
sản phẩm).
- Sử dụng nguyên liệu của các hÃng nớc ngoài trong việc lựa chọn và hợp
lý hoá công nghệ chế tạo gốm kết cấu trên cơ sở ZrO2 (với sự giúp đỡ
của chuyên, gia Italia).
- Khảo sát tình hình nghiên cứu, sản xuất và nhu cầu sử dụng gốm cao cấp
tại Việt Nam.
3/ Đánh giá kết quả của nhiệm vụ.
Đánh giá các kết quả thực hiện dự án, xác định khả năng tiếp nhận
chuyển giao công nghệ sản xuất bi nghiền cao nhôm.

3. Những nội dung đ thực hiện và kết quả đạt đợc

3.1. Trao đổi chuyªn gia
- ViƯn tr−ëng ViƯn CNXH, Chđ nhiƯm nhiƯm vơ và các đại diện các cơ
quan quản lý (gọi tắt là phía Việt Nam) làm việc với đoàn chuyên gia Italia (3
ngời), Đại diện Đại sứ quán Italia tại Hà nội, từ 1/6 đến 6/6/2001. ĐÃ xác định
đối tợng chuyên môn là gốm kết cấu trên cơ sở oxit nhôm, zirconi và cacbua,
nitrua nhôm, silic với mục tiêu chế tạo bi nghiỊn, tÊm lãt. Hai bªn cam kÕt thùc
hiƯn néi dung dự án về đào tạo nguồn nhân lực và trang bị các thiết bị nghiên
cứu cho phòng thí nghiệm. Dù kiÕn tỉ chøc Héi th¶o khoa häc qc tÕ tại Hà
Nội vào khoảng tháng 10 11/2002, về công nghệ chế tạo và ứng dụng gốm
cao cấp. Các vấn đề cụ thể sẽ đợc hai bên thảo luận và quyết định trong quá
trình thực hiện nhiệm vụ (xem biên bản ghi nhớ Phụ lục).
- Đoàn công tác của Việt Nam (5 ngời) thăm và làm việc tại Viện Khoa
học và Công nghệ gốm Faenza, Iatlia từ 1/9 7/9/2001. Những hoạt động
chính: Thăm các phòng thí nghiệm kiểm tra và các phòng thí nghiệm công
nghệ gốm cao cấp của ISTEC; trình bày báo cáo về các kết quả nghiên cứu và
hiện trạng sản xuất, nhu cầu sử dụng gèm cao cÊp ë ViƯt Nam; th¶o ln víi
10


các nhà khoa học của ISTEC về kỹ thuật kiểm tra chất lợng và công nghệ chế
tạo gốm kết cấu và gốm y sinh; làm việc với đại diện của hÃng công nghiệp
Bitossi, thăm dò khả năng chuyển giao công nghệ hoặc liên doanh sản xuất;
thăm phòng thí nghiệm gốm cao cấp tại khoa Khoa học vật liệu, trờng đại học
Tổng hợp Modena, thăm trung tâm Thao diễn Công nghệ (Demoncenter) tại
Modena; thảo luận những nội dung cụ thể của dự án cho năm 2002 và những
năm tiếp theo. Những kết quả cụ thể đà đạt đợc: Các thành viên của đoàn
công tác đà tiếp thu phơng pháp tổ chức nghiên cứu, định hớng trang bị các
thiết bị cần thiết cho phòng thí nghiệm gốm cao cấp và học tập phơng thức
gắn liền các hoạt động nghiên cứu với sản xuất của ISTEC; hai bên khẳng định
mong muốn tiếp tục thực hiện dự án; hai bên khẳng định lại việc tỉ chøc héi

th¶o khoa häc qc tÕ vỊ “øng dơng và công nghệ chế tạo gốm cao cấp tại
Hà Nội vào khoảng tháng 11 năm 2002; hai bên thoả thuận kế hoạch đào tạo
nguồn nhân lực cho Việt Nam năm 2002; hai bên thống nhất đệ trình danh mục
các thiết bị tối thiểu cần trang bị cho phòng thí nghiệm gốm cao cấp của Viện
CNXH (xem biên bản ghi nhí, Phơ lơc).
- PhÝa ViƯt Nam lµm viƯc víi chđ nhiệm dự án phía Italia và đại diện
hÃng sản xuất bi nghiền Bitossi Italia tại Hà Nội từ ngày 1 đến 2/11/2001 về
các bớc thực hiện NVHTQT và khả năng ứng dụng sản phẩm bi nghiền cao
nhôm ở Việt Nam. Hai bên đà thống nhất chuyển thời gian tổ chức hội thảo
khoa học quốc tế tại Hà nội sang năm 2002, cũng xem xét khả năng xây dựng
cơ sở sản xuất bi nghiền tại Việt Nam. Các nội dung khác (tổng quan nhu cầu
thị trờng, nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, đào tạo tại Italia) sẽ đợc
tiếp tục thực hiện nh đà thoả thuận (xem Báo cáo Phụ lục).
- Phía Việt Nam làm việc với đoàn chuyên gia Italia (6 ngời) từ ngày 8
11/7/2002 tại Hà Nội. Hai bên đà thảo luận về các nội dung cụ thể của nhiệm
vụ hợp tác trong các năm từ 2002 đến 2004: Đẩy mạnh hợp tác nghiên cứu
trong các lĩnh vực gốm y sinh trên cơ sở alumina (Al2O3), hydroxyapatite/tricalcium phosphate (HA/TCP), đệ trình các cấp có thẩm quyền dự án khả thi
xây dựng cơ sở sản xuất bi nghiền. Các nội dung khác (tổng quan nhu cầu thị
11


trờng, nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, đào tạo tại Italia) sẽ đợc tiếp
tục thực hiện nh đà thoả thuận (xem biên bản ghi nhớ Phụ lục).
- Đoàn công tác Việt Nam (4 ngời) thăm và làm việc tại Viện Khoa học
công nghệ gốm Faenza, Italia từ 1/9 đến 7/9/2001.
Trong hội thảo khoa học, đoàn Việt Nam đÃ: Báo cáo kết quả thực tập về
gốm kết cấu và gốm y sinh, thảo luận về khả năng ứng dụng các loại gốm trên
trong ngành công nghiệp Việt Nam; báo cáo tổng quan các hoạt động nghiên
cứu, các trung tâm nghiên cứu và ứng dụng gốm cao cấp; báo cáo nhu cầu sử
dụng bi nghiền, tấm lót ở Việt Nam; đề xuất phơng án xây dựng dây chuyền

sản xuất bi nghiền công suất 400 tấn/năm.
Trong thời gian làm việc, đoàn đà tham quan: Xởng tạo mẫu gạch
granite tại Modena; trung tâm tạo hình Democenter tại Modena; phòng thí
nghiệm của trờng đại học Modena; phòng thí nghiệm tạo mẫu gạch ốp lát
tráng men tại Faenza; phòng thí nghiệm gốm cao cấp tại Viện Khoa học và
Công nghệ gốm ISTEC. Hai bên đà thảo luận các nội dung hợp tác cụ thể của
dự án cho năm 2003 và những năm 2004, 2005. Hai bên đà thảo luận và thống
nhất kế hoạch đào tạo nhân lực trực tiếp cho năm 2003 về các lĩnh vực gốm kết
cấu, gốm y sinh và các nguyên liệu đầu; kế hoạch thăm và làm việc cụ thể cho
năm 2004 của đoàn Italia tại Việt Nam. Hai bên đà thảo luận và thống nhất
chọn phơng thức chuyển giao công nghệ cho dây chuyền sản xuất bi (Biên
bản ghi nhớ Phụ lục).
- Phía Việt Nam đà cử cán bộ thùc tËp khoa häc t¹i Italia (1 ng−êi vỊ
gèm kÕt cÊu, 3 th¸ng; 1 ng−êi vỊ gèm y sinh, 3 tháng; 1 bác sĩ phẫu thuật chấn
thơng chỉnh hình, 2 tuần). Kết quả thực tập khoá học đà đợc báo cáo tại Hội
thảo khoa học ngày 18/12/2002 tại ISTEC (xem báo cáo kèm theo).
3.2. Tổ chức Hội thảo khoa học quốc tế tại Hà Nội
ĐÃ tổ chức Hội thảo khoa học quốc tế về Công nghệ chế tạo và ứng
dụng gốm cao cấp tại Hà Nội ngày 9 - 10 tháng 7 năm 2002. Thành phần
tham gia Hội thảo gồm 6 chuyên gia Italia, 32 cán bộ khoa học Việt Nam. Cã

12


10 báo cáo khoa học của các chuyên gia Italia và các chuyên gia Việt Nam
đợc trình bày trong Hội thảo, 1 tuyển tập các báo cáo (110 trang) đợc in ấn
và lu hành. Các báo cáo khoa học tập trung vào các lĩnh vực công nghệ gốm
kết cấu, y sinh, điện-điện tử, đồng thời tổng hợp nhu cầu và khả năng ứng dụng
gốm cao cấp tại Việt Nam.
3.3. Các hoạt động trong lĩnh vực khảo sát tình hình nghiên cứu, sản xuất

và nhu cầu thị trờng
ĐÃ khảo sát nhu cầu bi nghiền, tấm lót cho máy nghiền bi công nghiệp
và con lăn cho lò nung gốm sứ của 31 nhà máy sản xuất gạch men, sứ vệ sinh,
sứ mỹ nghệ; thu thập các số liệu về các nhu cầu này của các năm 2000, 2001,
2002 và dự báo cho các năm sau; khảo sát nhu cầu gốm chịu mài mòn tại 2 xí
nghiệp dệt may; tìm hiểu về tình hình nghiên cứu gốm cao cấp tại một số cơ sở
nghiên cứu, trờng đại học, cơ sở sản xuất Kết quả khảo sát đà đợc tập hợp
thành tài liệu, báo cáo tại Hội thảo khoa học quốc tế tại Hà Nội (7/2002), bổ
sung, cập nhật và báo cáo tại Hội thảo khoa học tổ chức tại ISTEC (12/2002).
3.4. Các hoạt động nghiên cứu khoa học ở trong nớc
- Năm 2002 đà tiến hành những thí nghiệm chế tạo vật liệu gốm kết cấu
trên cơ sở alumina, chế tạo bi nghiền và chén nung trong phòng thí nghiệm với
sự giúp đỡ về kỹ thuật của chuyên gia ISTEC. Kết quả các hoạt động nghiên
cứu có tác dụng hỗ trợ cho đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ Nghiên cứu quy
trình công nghệ chế tạo vật liệu gốm hệ corund), mà số BO/01/03-05. Các
phơng pháp tạo mẫu (ép thuỷ lực, ép đẳng tĩnh, đúc rót); các phơng pháp
đánh giá tính chất cơ lý (đo độ cứng Vicker, đo độ kháng nứt, ®o ®é bỊn n 4
®iĨm, bỊn nÐn), ®Ỉc tÝnh vỊ cấu trúc (bằng kính hiển vi điện tử quét, phơng
pháp quang phổ tán xạ năng lợng, ); đặc biệt là công nghệ chế tạo gốm kết
cấu đà đợc tiếp thu và ứng dụng có hiệu quả. Báo cáo khoa học chi tiết sẽ
đợc trình bày trong hội nghị nghiệm thu nhiƯm vơ.

13


- Năm 2003, các hoạt động nghiên cứu khoa học tập trung vào việc hoàn
thành các nội dung đà đăng ký và những nghiên cứu thăm dò dựa trên cơ sở
những kiến thức tiếp thu đợc sau khi thực tập ở ISTEC, những hoạt động hỗ
trợ các đề tài trong Viện.
Với nhiệm vụ đà đăng ký là nghiên cứu chế tạo gốm zirconia, bằng kinh

nghiệm sẵn có (đề tài chế tạo gốm T-ZrO2 năm 1996-1997) kết hợp với những
kiến thức thu nhận đợc qua đợt thực tập tại ISTEC, đà nghiên cứu chế tạo sản
phẩm là bi nghiền và chén nung zirconia từ các loại bột ZrO2-CeO2 đồng kết
tủa (Đề tài của Trung tâm Quá trình thiết bị năm 2002), bột ZrO2-CaO (Đức)
và sử dụng ZrO2 tự chế tạo làm cốc rót thép (Đề tài của Trung tâm quá trình
thiết bị năm 2003).
- áp dụng những kiến thức thu đợc về gốm y sinh, chúng tôi đà chủ
động xây dựng hệ thống thiết bị chế tạo gốm hydroxyapatite tại Viện. Trên cơ
sở đó, đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ Nghiên cứu quy trình tổng hợp bột
và chế thử gốm xốp hydroxyapatite đà đợc hình thành và thực hiện trong
năm 2003 2004 và Nghiên cứu chế tạo gốm xốp hydroxyapatite (HA) đáp
ứng yêu cầu thử nghiệm ghép xơng trên cơ thể sống năm 2005 - 2006.
3.5. Các hoạt động ứng dụng kết quả hợp tác
- Kết quả hoạt ®éng cđa NVHTQT dÉn ®Õn viƯc x©y dùng thut minh
Dù án sản xuất bi nghiền cao alumina qui mô 400 tấn/năm.
- Việc sử dụng các chi tiết gốm y sinh trong phẫu thuật chấn thơng
chỉnh hình và chữa bệnh do phía Italia cung cấo đang đợc tiến hành thông quá
thoả thuận hợp tác giữa Viện CNXH và và Học viện Quân y, Bộ quốc phòng
(ngày 26/11/2003) và Bộ môn Mô học, trờng Đại học Y Hà Nội ngày 22
tháng 5 năm 2006.
- Việc chế tạo các sản phẩm gốm kết cấu (chén nung, nồi điện phân
nhôm, bát đỡ vòm lò nung thép,) đà và đang đợc tiến hành.

14


4. Những kết quả nổi bật của Nhiệm vụ hợp tác quốc tế
giai đoạn 2001-2003
Những nội dung và kết quả đà đạt đợc trong quá trình thực hiện
NVHTQT giai đoạn 2001-2003 bao gồm các phần: Trao đổi chuyên gia; tổ

chức hội thảo quốc tế tại Hà Nội; các hoạt động trong lĩnh vực khảo sát tình
hình nghiên cứu, sản xuất; nhu cầu của thị trờng và các hoạt động khoa học ở
trong nớc đà đợc trình bày chi tiết trong Hội nghị tổ chức ngày 15 tháng 6
năm 2003. Sau đây là những kết quả hợp tác nổi bật.
4.1. Nâng cấp cơ bản về trình độ chuyên môn và kỹ năng nghiên cứu
Thông qua việc thực hiện NVHTQT, trình độ chuyên môn của cán bộ
khoa học đ đợc nâng cấp rõ rệt, kỹ năng nghiên cứu công nghệ gốm đ
đợc bổ sung hoàn chỉnh, góp phần quan trọng vào việc hoàn thành nhiệm vụ
nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực gốm cao cấp của Trung tâm Công nghệ
Luyện kim. Các cán bộ kỹ thuật đà tiến một bớc dài về lý thuyết cơ sở, các
công nghệ chế tạo, các phơng pháp kiểm tra chất lợng gốm nói chung,
trong đó có gốm nhiên liệu hạt nhân.
4.2. Xây dựng dự án sản xuất bi nghiền cao alumina quy mô 400 tấn/năm
Kết quả hoạt động của NVHTQT đóng vai trò quan trọng trong việc xây
dựng Dự án sản xuất bi nghiền cao alumina quy mô 400 tấn/năm trong chơng
trình nhà nớc KC-02 do Công ty ứng dụng và Phát triển Công nghệ chủ trì.
4.3. Tiếp cận và đặt nền móng cho việc nghiên cứu và chế tạo gốm tiên tiến,
bớc đầu là gốm hydroxyapatite (HA)
Thông qua NVHTQT, các cán bộ khoa học có ®iỊu kiƯn tiÕp cËn, më
mang kiÕn thøc vµ tỉ chøc nghiên cứu về công nghệ gốm tiên tiến với những
ứng dụng vào các lĩnh vực kỹ thuật cao nh gốm điện-điện tử trên cơ sở
alumina và zirconia, gốm y sinh trên cơ sở HA,
Việc sử dụng các chi tiết gốm y sinh trong phẫu thuật chấn thơng,
chỉnh hình và chữa bệnh (do phía Italia cung cấp và tự chế tạo) trên cơ thể sống
đà đợc tiến hành thông qua thoả thuận hợp tác giữa Viện Công nghệ xạ hiếm

15


và Học viện Quân y, Bộ Quốc phòng và đang thực hiện với bộ môn Mô học,

trờng Đại học Y Hà Nội.
Đến nay, kết hợp với Học viện Quân y, trên 20 ca phẫu thuật cấy ghép
các chi tiết gốm xốp HA đà đợc thực hiện trên động vật. Kết quả đà đợc báo
cáo trong Tổng kết đề tài cấp bộ năm 2003 2004. Những thí nghiệm cấy ghép
tiếp theo đang đợc tiến hành tại bộ môn Mô học, trờng đại học Y Hà Nội và
kết quả sẽ đợc báo cáo vào cuối năm 2006.
Một số thiết bị quan trọng cho nghiên cứu vê gốm y sinh đà đợc mua
sắm b»ng kinh phÝ cđa NVHTQT (lß nung Nabertherm LH 14/12, 132 triệu
đồng).
4.4. Chế tạo các sản phẩm hàng hoá từ gốm alumina và zirconia
Việc chế tạo các sản phẩm hàng hoá từ gốm kết cấu (chén nung mẫu, nồi
điện phân nhôm, cốc rót thép, các chi tiết chịu nhiệt, cách điện,) đà và đang
đợc tiến hành và sử dụng trong thùc tÕ.

16


PHN 2. những kết quả khoa học
Những kết quả khoa học của nhiệm vụ đợc thể hiện trong các báo cáo kêt
quả thực tập tại Italia về công nghệ và đánh giá chất lợng gốm kết cấu trên cơ
sở alumina, zirconia vµ gèm hydroxyapatite (xem phơ lơc kÌm theo), thĨ hiện
trong đề tài cấp bộ Nghiên cứu quy trình công nghệ chế tạo vật liệu gốm hệ
corund năm 2001-2002 và Nghiên cứu quy trình tổng hợp bột và chế thử
gốm xốp hydroxyapatite (HA) năm 2003-2004.
1. Kết quả nghiên cứu về gốm kết cấu trên cơ sở alumina, zirconia
1.1. Chế tạo mẫu và đánh giá chất lợng
Một loạt mẫu gốm corund đà đợc chế tạo trên cơ sở các bột gốm alumina
thơng mại (Alcoa CT-3000 SG, ZTA-85, Matroxid KMS-96 và KMS-92) để
nghiên cứu ảnh hởng của thành phần nguyên liệu và các chế độ công nghệ
đến các tính chất của gốm.

Các loại bột gốm thơng mại này đà đợc phối liệu và tạo hạt sẵn (thành
phần đợc ghi ở mục 1.1 Phần 2). Các mẫu đợc chế tạo ở dạng thanh 5 X 5 X
40 mm3 bằng phơng pháp ép thuỷ lực trong khuôn thép với lực ép 0,8 và 1,5
tấn/cm2. Các thanh ép đợc sấy ở 80oC trong khoảng thời gian 12 giờ, mài sơ
bộ và đo khối lợng riêng (DGr). Sau đó, mẫu đợc thiêu kết với tốc độ nâng
nhiệt 100o/giờ, ở các nhiệt độ khác nhau (1550, 1600 và 1650oC), thời gian giữ
nhiệt 1-3 giờ.
Ký hiệu các mẫu gốm này bao gồm: Phần chữ chỉ nguyên liệu ®Çu (‘A’ chØ
Alcoa CT-3000 SG, ‘Z’ chØ ZTA-85, ‘M96’ chØ KMS-96, và M92 chỉ KMS92 ), chữ số đầu tiên tiếp theo chỉ lực ép viên (chữ số 1 chỉ lực ép 0,8 tấn/cm2
và chữ số 2 chỉ lực ép 1,5 tấn/cm2), chữ số thứ hai chỉ nhiệt độ thiêu kết (chữ
số 1 chỉ nhiệt độ 1550oC, chữ số 2 chỉ nhiệt độ 1600oC và chữ số 3 chỉ
nhiệt độ 1650oC), chữ số cuối cùng chỉ thời gian thiêu kết (ch÷ sè ‘1’ chØ 1 giê,
ch÷ sè ‘2’ chØ 2 giờ và chữ số 3 chỉ 3 giờ). Ví dụ, mẫu có ký kiệu M96-22-3
là mẫu chế tạo từ bột Matroxid KMS-96, Ðp víi lùc 1,5 tÊn/cm2, thiªu kÕt ë
nhiƯt độ 1600oC và giữ nhiệt trong thời gian 3 giờ.

17


Bảng 1. Các thông số công nghệ chế tạo các mẫu gốm
Nguyên

Ký hiệu

liệu đầu

mẫu

Khối lợng riêng
Viên ép

g/c
%
m3
TD

A-11-1
Alcoa
CT-3000
SG
(TD=3,99)

A-12-1

2,24

56,1

16,9

98,7

17,1

3,93

98,5

16,3

3,94

98,7

15,8

4,13

98,3

18,4

4,15

98,8

18,6

4,15

98,8

17,5

4,16

99,1

17,6

M96-11-1

3,72

94,4

15,8

M96-12-1

3,77

95,7

16,1

3,77

95,7

16,1

M96-13-2

3,77

95,7

16,1

M96-21-1

3.75

95,2

14,7

M96-22-1

3,79

96,2

14,8

3,80

96,4

15,0

M96-23-2

3,80

96,4

15,0

M92-11-1

3,67

94,3

13,2

M92-12-1

3,66

94,1

13,2

3,67

94,3

13,2

M92-13-2

3,66

94,1

13,2

M92-21-1

3,68

94,6

12,1

M92-22-1

3,67

94,1

12,1

3,68

94,6

12,1

3,66

94,1

12,1

A-21-1
A-22-1

ZTA-12-1
ZTA-85
(TD= 4,20) ZTA-21-1
ZTA-22-1

M96-12-3

M96-22-3

M92-12-3
Matroxid
MKS-92
(TD=3,89)

Co ngót,
%

3,94

2,33

58,4

2,41

57,3

ZTA-11-1

Matroxid

MKS-96
(TD=3,94)

Viên thiêu
g/c
%
m3
TD
3,93
98,5

M92-22-3
M92-23-2

2,50

2,30

2,44

2,52

2,63

59,5

58,4

61,9

64,8

67,6

Hao khối
lợng,
%

1,5

-

3,4

5,2

18


Bảng 2. Các tính chất của các mẫu gốm thí nghiệm
Nguyên
liệu đầu

Ký hiệu
mẫu

Khối lợng riêng ,

Độ bền uốn,
MPa

g/cm3

% TD

Hv 1.0

Độ bỊn
kh¸ng nøt,
MPa.m1/2

A-11-1

3,93

98,5

1752,0 + 68,0

3,57 + 0,37

308,0 + 38,9

A-12-1

3,94

98,7

1802,4 + 36,4

3,22 + 0,30

330,0 + 59,5

A-21-1

3,93

98,5

1959,0 + 54,9

4,02 + 0,41

270,7 + 17,6

A-22-1

3,94

98,7

1821,0 + 68,2

3,52 + 0,34

349,4 + 13,8

ZTA-11-1

4,13

98,3

1822,2 + 39,6

3,16 + 0,25

459,4 + 53,5

ZTA-12-1

4,15

98,8

1760,2 +92,4

3,54 + 0,26

452,2 + 38,1

ZTA-21-1

4,15

98,8

1825,0 + 47,5

3,30 +0,14

400,2 + 12,2

ZTA-22-1

4,16

99,1

1786,2 + 36,0

3,58 + 031

462,1 + 0,5

M96-11-1

3,72

94,4

1314,0 + 60,7

3,66 + 0,39

235,6 + 2,3

M96-12-1

3,77

95,7

1376,8 +35,0

4,48 + 0,47

272,0 + 29,4

M96-21-1

3,75

95,2

1351,0 +50,2

3,10 + 0,55

237,5 + 21,4

M96-22-1

3,79

96,2

1286,0 + 69,9

4,02 + 0,48

255,5 + 50,0

Matroxid M96-12-3
MKS-96
M96-22-3

3,77

95,7

1355,4 + 42,2

3,49 + 0,60

307,1 + 8,1

3,80

96,4

1279,4 + 87,0

3,02 + 0,17

286,5 + 39,7

M96-13-2

3,77

95,7

1103,3 + 98,7

3,20 + 0,32

258,5 + 5,7

M96-23-2

3,80

96,4

975,7 + 128,0

3,16 + 0,36

273,9 + 6,4

M92-11-1

3,67

94,3

1250,0 + 52,1

4,20 + 0,88

290,8 + 75,1

M92-12-1

3,66

94,1

1200,0 +25,0

3,88 + 0,48

289,4 + 35,9

M92-21-1

3,68

94,6

1184,4 + 59,4

3,68 + 0,35

330,6 + 15,4

M92-22-1

3,67

94,1

1263,2 + 129,0

4,03 + 0,46

324,1 + 14,4

M92-12-3

3,67

94,3

1173,6 + 60,0

2,92 + 0,19

262,7 + 22,6

M92-22-3

3,68

94,6

1178,0 + 56,2

2,93 + 0,09

268,7 + 39,7

M92-13-2

3,66

94,1

1294,2 + 76,7

3,18 + 0,17

311,3 + 10,4

M92-23-2

3,66

94,1

1051,0 + 39,4

3,13 + 0,30

293,6 + 10,5

Alcoa

CT-3000
SG

ZTA-85

Matroxid
MKS-92

§é cøng,

19


20

Hình 4: Giản đồ phân tích pha (XRD) của các mÉu gèm thÝ nghiÖm


Các thông số công nghệ chế tạo các mẫu gốm này đợc ghi ở bảng 1. Các
tính chất cơ lý của các mẫu gốm đà đợc xác định và ghi ở bảng 2.
Các giản đồ phân tích pha (XRD) của một số mẫu gốm đợc trình bày ở
hình 1.
Kết quả nghiên cứu cấu trúc (SEM) và phân tích thành phần hạt tinh thể và
vùng biên giới hạt (EDS) sẽ đợc trình bày trong các mục tơng ứng.
Khối lợng riêng lý thuyết (TD) của gốm thiêu kết chế tạo từ các bột gốm
này đợc tính toán dựa trên thành phần của chúng (phần trăm thể tích) và khối
lợng riêng của các đơn oxit có trong thành phần, không tính đến khả năng tạo
thành các pha khác trong gốm. Kết quả tính toán TD của Alcoa-CT 3000 SG,
ZTA-85, KMS-96 và KMS-92 lần lợt là 3,99; 4,20; 3,94 và 3,89 g/cm3.
1.2.Nhận xét kết quả nghiên cứu các mẫu gốm Alcoa CT-3000SG và ZTA-85

Khối lợng riêng của các mẫu gốm Alcoa CT-3000 SG và ZTA-85 đạt đến
giá trị cao (lần lợt là 3,93 và 4,15 g/cm2) so với các giá trị tiêu chuẩn của
chúng (lần lợt là 3,9 và 4,1 g/cm2 , 98,5-99,1 % TD).
Độ cứng tế vi trung bình của các mẫu gốm Alcoa CT-3000 SG và ZTA-85
đạt ở mức lần lợt là 1830 và 1800 với sai số phép đo ở mức 5 %. Các giá trị
này tơng đơng với các giá trị tiêu chuẩn (1800 - 2300).
Độ bền kháng nứt trung bình của các mẫu gốm Alcoa CT-3000 SG và ZTA85 đạt ở mức lần lợt là 3,5 và 3,4 MPa.m1/2 với sai số phép đo ở mức 10%.
Các giá trị này tơng đơng với các giá trị tiêu chuẩn (2,5 - 4,0 MPa.m1/2).
Độ bền uốn 4 điểm trung bình của các mẫu gốm Alcoa CT-3000 SG và
ZTA-85 đạt ở mức lần lợt là 315 và 445 MPa với sai số phép đo ở mức 10%.
Các giá trị này ở gần mức các giá trị tiêu chuẩn của độ bền uốn 3 điểm (323
MPa).
Kết quả phân tích pha tinh thể bằng phơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD) của
mẫu A21-1 (hình 4, a) cho thÊy chØ cã pha tinh thÓ α-Al2O3 trong thành phần

21


của gốm. Kết quả phân tích pha tinh thể của mẫu ZTA11-1 (hình 4, b) cho thấy
có đồng thời hai pha tinh thể -Al2O3 và T-ZrO2 trong thành phần của gốm. Sự
có mặt đồng thời của hai pha tinh thể này còn đợc khẳng định bằng kết quả
phân tích quang phổ tán xạ năng lợng: Trên ảnh, vùng màu trắng là vùng TZrO2 (hình 5, a), vùng màu đen là vùng -Al2O3 (hình 5, b).

a.

b.

Hình 2. Kết quả nghiên cứu quang phổ tán xạ năng lợng (EDS)
của vùngT-ZrO2 (a) và vùng -Al2O3 (b) mẫu gốm ZTA-21-1
Hình 6,a là ảnh (phóng đại 5000 lần) chụp trên máy SEM của mẫu A-22-1

(mài bãng vµ tÈm thùc b»ng nhiƯt) thĨ hiƯn cÊu tróc tế vi của mẫu. Cỡ hạt trung
bình của gốm A-22-1 vào khoảng 3-4àm, hình thái hạt phần lớn là đa giác lồi
tơng đối đều đặn, các biên giới hạt đều nhỏ và mảnh (do gốm không chứa các
phụ gia và ít tạp chất), các lỗ xốp phân bố đều đặn.

22


a.

b.

Hình 3. ảnh chụp trên máy SEM (ì 5000)
của mẫu A-22-1 (a) và TZA-21-1 (b)
Hình 6,b là ảnh (phóng đại 5000 lần) chụp trên máy SEM của mẫu ZTA-221 (mài bãng vµ tÈm thùc b»ng nhiƯt) thĨ hiƯn cÊu tróc tế vi của mẫu. Cỡ hạt
trung bình của gốm ZTA-21-1 vào khoảng 1 àm, các hạt T-ZrO2 và -Al2O3
phân bố xen kẽ tơng đối đều đặn, các biên giới hạt nhỏ, các lỗ xốp phân bố
đều. Cấu trúc tế vi hoàn chỉnh nh đà thấy giải thích tại sao các tính chất cơ lý
của mẫu gốm này đạt tới mức cao nh kết quả đo đợc. Rõ ràng, khác với các
phụ gia trợ thiêu, các hạt T-ZrO2 phân bố đều trên nền gốm Al2O3 mà không
tạo pha mới, là phụ gia rất có hiệu quả trong việc nâng cao tính chất cơ lý, đặc
biệt là độ bền kháng nứt và ®é bỊn n cđa gèm corund.
Nh− vËy, ®èi víi c¸c mẫu gốm Alcoa CT-3000 SG và ZTA-85, các tính chất
cơ lý của các mẫu gốm thí nghiệm đạt mức tiêu chuẩn của các vật liệu này.
Điều đó chứng tỏ chế độ công nghệ chế tạo các loại gốm này là hợp lý.
2.2.3. Nhận xét kết quả nghiên cứu các mẫu gốm KMS96 và KMS92:
Kết quả đo khối lợng riêng cho thấy khối lợng riêng của các mẫu gốm
này đạt đến giá trị phù hợp (lần lợt là 3,77 và 3,67 g/cm2) so với các giá trị
tiêu chuẩn của chúng (khoảng 95,7 và 94,3% TD). Đối với các mẫu thiêu kết ë

23


nhiệt độ cao hơn và giữ nhiệt trong khoảng thời gian dài hơn, khối lợng riêng
tăng khoảng 1- 2% TD.
Độ cứng tế vi trung bình của các mẫu gốm KMS-96 và KMS-92 đạt ở mức
lần lợt là 1330 và 1230 với sai số phép đo ở mức 5 %. Các giá trị này tơng
đơng với các giá trị tiêu chuẩn của gốm chứa 96 và 92% Al2O3. Nhiệt độ thiêu
kết cao hơn và giữ nhiệt trong khoảng thời gian dài hơn làm giảm độ cứng tế vi
khoảng 5-10% (1331 và 1224 so với 1178 và 1174).
Độ bền kháng nứt trung bình của các mẫu gốm KMS-96 và KMS-92 đạt ở
mức lần lợt là 3,8 và 3,9 MPa.m1/2 với sai số phép đo ở mức 10%. Các giá trị
này tơng đơng với các giá trị tiêu chuẩn (giá trị tiêu chuẩn cao hơn giá trị
tiêu chuẩn của gốm alumina sạch - 2,5 - 4,0 MPa.m1/2, mục 2.1, phần 1). Nhiệt
độ thiêu kết cao hơn và giữ nhiệt trong khoảng thời gian dài hơn làm giảm độ
bền kháng nứt khoảng 8-12% (3,82 và 3,95 so với 3,49 và 3,04 MPa.m1/2).

a.

b.

Hình 4. Kết quả nghiên cứu quang phổ tán xạ năng lợng (EDS)
của hạt (a) và biên giới hạt (b) mẫu gốm M92-11-1

24


a.

b.

c.

d

Hình 5. Cấu trúc tế vi (ảnh SEM, ì 5000) của các mẫu
M96-22-1 (a), M96-23-2 (b), M92-11-1 (c) và M92-12-3 (d)
Độ bền uốn 4 điểm trung bình của các mẫu gốm KMS-96 và KMS-92 đạt ở
mức lần lợt là 250 và 310 MPa với sai số phép đo ở mức 10%. Các giá trị này
tơng đơng với các giá trị tiêu chuẩn của độ bền uốn 3 điểm (giá trị tiêu
chuẩn thấp hơn giá trị tiêu chuẩn của gốm alumina sạch 323 MPa, mục 2.1,
phần 1). Nhiệt độ thiêu kết cao hơn và giữ nhiệt trong khoảng thời gian dài ảnh
hởng không rõ ràng đến độ bền uốn.

25