Tiểu luận vật liệu đại cương

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC


TIỂU LUẬN
MÔN HỌC : VẬT LIỆU ĐẠI CƯƠNG
GVHD

: T.S NGUYỄN HỌC THẮNG

Tp.Hồ Chí Minh, Tháng 11 Năm 2016
1


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC


TIỂU LUẬN
MÔN HỌC: VẬT LIỆU ĐẠI CƯƠNG

Tp.Hồ Chí Minh, Tháng 11 Năm 2016

Mục lục
Trang 2


Trang 3

Danh mục hình

Trang 4


1. Thủy tinh chịu nhiệt chịu hóa
Nói chung tất cả các loại thủy tinh đều phải có độ chịu nhiệt và chịu hóa nhất
định nhưng với một số loại sản phẩm tính chất này là căn bản.
Thủy tinh chịu nhiệt chịu hóa chủ yếu dùng để sản xuất các dụng cụ hóa học
nên nó còn cótên là thủy tinh làm dụng cụ hóa học. Trước kia trong thủy tinh làm dụng
cụ hóa học không có B2O3 nên khó nấu và hệ số giãn nở nhiệt khá lớn. Đến thế kỉ 20
người ta dần dần cho thêm B2O3 vào cải thiện được nhiều tính chất của nó.
Thủy tinh Borosilicat có ưu điểm là chịu nhiệt tốt ( thủy tinh gọi là bền nhiệt
khi có hệ số giãn nở nhiệt α≤ 50.10-7 ) nhưng chịu kiềm kém. Mặc khác qui trình công
nghệ, chế độ nấu loại thủy tinh này cũng khó khăn, đồng thời lượng Borax được sử
dụng tương đối lớn nên giá thành sản phẩm tương đối cao.
Trong những năm 30 của thế kỉ 20, thủy tinh thạch anh và thủy tinh có hàm
lượng SiO2 cao xuất hiện đã cải thiện nhiều tính năng của thủy tinh làm dụng cụ hóa
học nhưng qui trình công nghệ sản xuất 2 loại thủy tinh này rất phức tạp, giá thành sản
phẩm cao nên chúng chỉ được dùng trong trường hợp cần yêu cầu kĩ thuật cao. Ngoài
ra thủy tinh alumoborosilicat cũng là một loại thủy tinh làm dụng cụ hóa học tương đối
tốt.
1.1 Thủy tinh dùng trong phòng thí nghiệm
Dùng làm dụng cụ thí nghiệm và các dụng cụ chứa đựng nhiều loại hóa chất
khác nhau nên thủy tinh này có 3 yêu cầu cơ bản:
-Có độ chịu hóa cao, chịu được tác dụng của nhiều loại hóa chất khác nhau.
-Có độ chịu nhiệt cao.
-Có khả năng kết tinh bé khi gia công nhiệt.
Để đáp ứng những yêu cầu ấy phải dùng các loại thủy tinh borosilicat,

alumoborosilicat hay thủy tinh thuộc hệ nhiều cấu tử phức tạp. Ngoài các ôxyt thường
dùng như Al2O3, B2O3, BaO người ta còn dùng thêm ZnO, ZrO 2. Thủy tinh dùng trong
phòng thí nghiệm có hàm lượng kiềm tương đối ít nên nó có độ chịu hóa cao( đặc biệt
đối với nước), chịu nhiệt lớn. Với những dụng cụ đun nấu còn chú í sau: Loại bình nhỏ
thành mỏng thường dùng thủy tinh có hệ số giãn nở nhiệt α≤ 50.10 -7. Độ chịu dao
động nhiệt đến 2000C. Loại thành dày, dày đến 1cm thì chịu được đến 50 0C. Độ bền
nước, bền axit phải đạt cấp 1 và bền kiềm phải ở cấp 2.
Mặc khác, hình dạng của các bình cũng ảnh hưởng nhiều đến dộ bền nhiệt:
Kém bền nhất là loại cốc có mỏ, loại này khi đốt nóng hay làm lạnh đột ngột nó dễ bị
vỡ ở góc đáy bình nơi chịu ứng suất uốn lớn. Để khắc phục điều này người ta dùng
bình tam
giác bền hơn. Loại bình hình cầu có độ bền nhiệt tốt nhất.
1.2 Tấm lọc bằng thủy tinh
Là những tấm có nhiều lỗ được làm từ bột thủy tinh có độ chịu hóa cao thiêu
kết lại. Sau khi thành hình, các tấm ấy được hàn vào phiễu thủy tinh .
Tác dụng: Dùng dể lọc và sấy khô các kết tủa.
Trang 5


Chế tạo: Nghiền mảnh thủy tinh có độ chịu hóa cao bằng máy nghiền bi với bi
là thủy tinh cùng loại. Phân loại cỡ hạt bằng rây (đường kính lỗ của tấm lọc tùy thuộc
vào kích thước hạt bột thủy tinh). Ví dụ: Để có tấm lọc với đường kính lõ 100µm phải
dùng bột cỡ 0,15-0,2mm. Loại có lỗ 25µm phải dùng bột loại 0,05mm. Sau khi rây
chọn cỡ hạt thích hợp thì cho bột vào khuôn có kích thước tương đương với tấm lọc và
cho vào lò điện đốt nóng đến nhiệt độ gần với nhiệt độ mềm của thủy tinh (thiêu kết).
1.3 Thủy tinh ampun
Dùng để bảo quản các loại thuốc. Nếu dùng thủy tinh thông thường chứa thuốc,
kiềm dễ bị thôi ra phá hoại các tính năng của thuốc, thậm chí làm cho thuốc kết tủa.
Do đó tất cả các loại thuốc tiêm dưới da đều phải chứa trong các dụng cụ làm từ thủy
tinh trung tính. Thủy tinh này có đặc điểm không thôi kiềm khi tiếp xúc với thuốc.

Mặc khác thủy tinh ampun không được chứa các kim loại nặng như PbO, Sb 2O3,As2O3
và nhiều Al2O3, B2O3.
Sau khi sản xuất ra ống để gia công thành ampun phải kiểm tra lại tính chất của
thủy tinh:
-Xác định độ bền nước bằng cách cho dung dịch phênolphtalêin vào ampun và
giữ trong 2giờ ở 1200C. Dung dịch vẫn giữ độ trong suốt như lúc đầu là đạt.
-Cho thuốc vào ampun và giữ một thời gian xem thuốc có bị biến chất, bị kết
tủa không. Nếu không có gì thay đổi là đạt.
1.4 Thủy tinh làm nhiệt kế
Nhiệt kế từ thủy tinh đầu tiên do Galile Galilei làm vào cuối thế kỉ 16. Nhiệt kế
từ thủy tinh thông thường có thể đo đến nhiệt độ 400 0C. Loại thủy tinh borosilicat có
thể dùng đo đến 5100C.
Loại cao SiO2 ( 96%SiO2) có thể đo đến 14000C. Thủy tinh làm nhiệt kế phải
đạt những yêu cầusau:
-Không bị kết tinh khi gia công nhiệt.
-Phải là loại thủy tinh khó chảy.
-Có nhiệt độ mềm cao và hệ số giãn nở nhiệt bé.
Thủy tinh này được nấu trong lò nồi như các loại thủy tinh kĩ thuật khác và phải
được hấp ủ cẩn thận. Muốn đọc nhiệt độ dễ trong nhiệt kế thường có một nền trắng
hoặc màu làm từ men đục hay màu.
1.5 Thủy tinh thạch anh
Nguyên liệu dùng để nấu thủy tinh thach anh là các loại thạch anh tinh khiết.
Do nguyên liệu và công nghệ sản xuất khác nhau nên có 2 loại thạch anh: Thạch anh
trong suốt và loại bán trong suốt. Loại bán trong suốt nấu từ cát thạch anh tinh khiết
chứa nhiều bọt khí nhỏ nên ánh sáng đi vào nó bị tán xạ. Thủy tinh thạch anh trong
suốt được nấu từ pha lê thiên nhiên hoặc thủy phân hay ôxy hóa SiCl 4 bằng ngọn lửa
cao nhiệt.
Tính chất hóa lí của thủy tinh thạch anh:
a) Tính chất cơ học: Thủy tinh thạch anh không trong suốt có mật độ 2,02- 2,08g/cm3 ứng
với độ rỗng 5-7,5%. Mật độ thạch anh trong suốt 2,2g/cm3. Thủy tinh thạch anh có

Trang 6


cường độ chịu nén còn chịu kéo chịu uốn tương đối nhỏ. Thủy tinh thạch anh không
trong là 3000kg/cm2, 230kg/cm2, 450kg/cm2,còn thủy tinh thạch anh trong suốt là
6000kg/cm2, 770kg/cm2, 1150kg/cm2.
b) Tính chất nhiệt: Hệ số giãn nở nhiệt bé ( α= 5,4 .10-7 ở 200C ) nên có độ bền nhiệt cao.
Có thể đốt nóng đến 10000C rồi làm lạnh đột ngột bằng nước lạnh mà không bị nứt
vỡ. Nếu sử dụng lâu có thể đốt nóng đến 1100-12000C, nếu sử dụng thời gian ngắn có
thể đốt đến 14000C.
c) Tính chất hóa học: Thủy tinh thạch anh không hoạt động, không tác dụng với phần lớn
các hóa chất Đối với axit trừ HF và H3PO4 ra hầu hết như bất kỳ axit hữu cơ hay vô
cơ có nồng độ như thế nào và ở nhiệt độ cao hay thấp không thể ăn mòn thủy tinh
thạch anh. Nó là vật liệu chịu axit tốt nhất. Đối với kiềm và muối kiềm khả năng chịu
đựng của nó kém hơn.
d) Tính chất điện: Thủy tinh thạch anh có cường độ điện môi lớn, độ tổn thất điện môi bé,
độ dẫn điện bé ngay cả ở nhiệt độ cao. Nó là một trong những chất điện môi hoàn
thiện nhất.
e) Tính chất quang học: Thủy tinh thạch anh cho qua tia tử ngoại rất tốt nên nó có giá trị
lớn trong khoa học kỹ thuật. Chiết suất nD= 1,4584, bé nhất so với các loại thủy tinh
khác.
f) Độ nhớt:Thủy tinh thạch anh có độ nhớt rất cao. Ngay cả ở 20000C nó cũng không
chảy nhớt như thủy tinh thông thường ở 14800C. Nhưng nâng nhiệt độ cao hơn nữa thì
nó bị bay hơi. Khi có tạp chất và tạp chất tăng lên độ nhớt của thủy tinh thạch anh sẽ
giảm. Độ nhớt của thủy tinh thạch anh không trong nhỏ hơn thạch anh trong suốt.
Cách chế tạo thủy tinh thạch anh:
Thủy tinh thạch anh có độ nhớt khi nấu và khi thành hình đặc biệt cao. Mặc
khác nhiệt độ nóng chảy của SiO2 là 17130C mà nhiệt độ bay hơi của nó là 21000C
chênh nhau không nhiều lắm nên phải dùng thiết bị và phương pháp chế tạo đặc biệt.
Đó là nguyên nhân làm cho nền công nghiệp thủy tinh thạch anh phát triển chậm, giá

thành sản phẩm cao, việc sử dụng bị hạn chế.
a) Cách chế tạo thạch anh trong suốt:
− Nguyên liệu : SiO2 thiên nhiên trong suốt và tinh khiết. Trước khi nấu phải qua các
bước: Chọn lựa những miếng hoàn toàn trong rồi rửa bằng HCl, bằng nước cất, sấy,
đập, sàng.
− Nấu: Có nhiều phương pháp. Thường nấu thủy tinh trong điều kiện chân không rồi
trước khi kết thúc quá trình nấu ta tăng áp lực trên bề mặt về áp suất thường hoặc lớn
hơn. Quá trình nấu thường tiến hành trong lò điện cảm ứng chân không.. Trước khi
nấu ta hút không khí trong lò khoảng 10-15 phút đến áp lực tuyệt đối 0,5mmHg rồi nối
điện vào lò. Sau khi nấu 3 giờ tăng thêm công suất 15-20% đồng thời cho thông không
khí( hoặc tăng áp) lò trong 20-30 phút. Phương pháp thứ 2 là dùng đèn xì. Cho dòng
khí mang những hạt nguyên liệu cỡ 0,1-0,3mm đi qua ngọn lửa của đèn xì, nguyên liệu
sẽ rơi xuống chảy dần thành thủy tinh thạch anh trong suốt. Khí đốt là hỗn hợp hydro
và ôxy.
Ngoài ra người ta còn thủy phân hay ôxy hóa hơi SiCl4 theo phản ứng sau:
SiCl4 + 2H2O → SiO2 + 4HCl
Trang 7


SiCl4 + O2 → SiO2 + 2HCl
b) Cách chế tạo thủy tinh thạch anh không trong suốt
− Nguyên liệu : Cát thạch anh tinh khiết SiO2 > 99,5% , Al2O3 < 0,2%, Fe2O3 < 0,2%).
− Cách nấu:
Trong quá trình nấu sẽ có những phản ứng phụ :
SiO2 + 3C = SiC + 2CO
SiO2 + 2C = Si + 2CO
2SiC + SiO2 = 3Si + 2CO

Cho cát thạch anh vào vỏ sắt (1). Giữa lò có thanh grafit (2) và 2 đầu thanh ấy
là 2 cực grafit (3). Nối điện vào lò, nhiệt độ thanh than lên đến 1800 0C. Do tiết diện

của 2 cực lớn hơn thanh grafit nên nó không nóng lên nhiều lắm. Lớp cát thạch anh
nằm cạnh thanh than sẽ chảy dần do tác dụng đốt nóng của dòng điện. Sau khi nấu
xong, mở nắp dưới của lò tháo cát chưa chảy ra đồng thời rút thanh than ra khỏi lò và
cho thủy tinh chảy ra tạo hình. Quá trình tạo hình chỉ trong 30 giây sau khi mở lò.
Do tiếp xúc với cacbon, thủy tinh vùng sát với thanh than có màu hung còn CO
làm cho giữa thanh than và thủy tinh thạch anh có một lớp trung gian nên về sau rút
thanh than ra ngoài dễ dàng.
Trong trường hợp cần chế tạo những khối thạch anh lớn ta dùng nhiều thanh
thanđặt song song nhau.
Phương pháp này có ưu điểm là không cần nồi nấu đặc biệt và không cần cách
nhiệt đặc biệt vì lớp cát thạch anh chưa chảy bao quanh khối thạch anh nóng chảy làm
nhiệm vụ ấy.
− Phạm vi sử dụng:
Thủy tinh thạch anh được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau:
− Làm đèn chiếu tia tử ngoại, làm các thiết bị dụng cụ trong phòng thí nghiệm, cửa quan
sát ở các thiết bị làm việc trong điều kiện áp suất lớn, nhiệt độ cao, độ chân không cao.
− Dùng chế tạo tháp cô đặc trong sản xuất axit, dụng cụ điều chế các kim loại hiếm.
− Dùng làm ống bảo vệ pin nhiệt điện.
− Nhiều ứng dụng khác.
1.6 Thủy tinh có hàm lượng SiO2 cao (Vycor)
Trang 8


Thủy tinh có hàm lượng SiO2 cao là loại thủy tinh chứa từ 95% SiO 2 trở lên.
Thủy tinh này có một số đặc tính của thủy tinh thạch anh: Hệ số giãn nở nhiệt bé, nhiệt
độ mềm cao, bền hóa…Kỹ thuật sản xuất thủy tinh này có phần phức tạp hơn so với
các loại thủy tinh thông thường nhưng so với qui trình sản xuất thủy tinh thạch anh thì
đơn giản hơn nên giá thành rẻ hơn. Do đó về một số tính năng thì thua thủy tinh thạch
anh nhưng người ta vẫn dùng nó thay thủy tinh thạch anh.
Việc sản xuất thủy tinh cao SiO2 dựa vào đặc tính của thủy tinh chứa bor là với

tỉ lệ thành phần thích hợp sau khi xử lí nhiệt ở một nhiệt độ nhất định sẽ phân làm 2
pha có thành phần hoàn toàn khác nhau: Một pha chủ yếu là SiO 2 không hòa tan trong
axit, pha kia chủ yếu là B2O3 có thể tan trong axit. Cho thủy tinh đã phân thành 2 pha
ấy vào axit để pha chứa B 2O3 hòa tan đi và sau khi xử lí như thế thủy tinh ban đầu sẽ
biến thành thủy tinh có hàm lượng SiO2 cao với nhiều lỗ trống.
Cuối cùng đem đốt nóng, thủy tinh có nhiều lỗ ấy sẽ thiêu kết lại thành thủy
tinh trong suốt chứa 95-98%SiO2.
Cách sản xuất:
Gồm các bước: Phối liệu, nấu, thành hình, xử lí nhiệt, xử lí axit, thiêu kết.
− Phối liệu: Thường dùng thủy tinh thuộc hệ SiO2 – B2O3 – R2O , đôi khi có thêm Al2O3.
Ví dụ: Thành phần % các ôxyt của 2 loại thủy tinh như sau:
Loại

SiO2

B2O3

R2O

1

64-69

22-26

9,1-9,6

2

62-66

24,5-27,5

8,0-8,6

Al2O3

1-2

Hàm lượng SiO2 không được quá thấp để sau khi xử lí axit lỗ trong thủy tinh
không quá lớn. Hàm lượng B2O3 quá cao khi xử lí nhiệt khó phân pha.
− Nấu và thành hình: Nhiệt độ nấu thường vào khoảng 1350-14000C. Không nên quá cao
để tránh xâm thực nồi nấu . Thời gian nấu 1 giờ sau đó làm lạnh đến 1100-12200C và
thành hình. Vì sau khi xử lí axit và thiêu kết sản phẩm co lại 20-30% nên sản phẩm khi
thành hình phải lớn hơn sản phẩm yêu cầu.
− Xử lí nhiệt: Cho sản phẩm đã thành hình vào lò hấp đốt nóng đến nhiệt độ nhất định và
giữ ở nhiệt độ ấy một thời gian để có sự phân chia pha. Nhiệt độ và thời gian xử lí
nhiệt tùy thuộc vào:
Thành phần thủy tinh chứa bor đã nấu, chiều dày của sản phẩm, tốc độ làm lạnh
nhanh hay chậm khi thành hình. Nếu nhiệt độ xử lí quá thấp, thời gian xử lí quá ngắn,
độ nhớt của thủy tinh lớn việc hình thành các đơn vị cấu trúc BO 4 sẽ khó khăn. Nếu
nhiệt độ xử lí nhiệt quá cao, thời gian xử lí quá dài, độ nhớt của thủy tinh thấp B 2O3 sẽ
hình thành những hạt phân bố trong pha nhiều SiO 2 và sẽ khó khăn trong xử lí bằng
axit sau này.
Sau khi xử lí nhiệt do hiện tượng phân chia pha thủy tinh sẽ có màu đục sữa.
− Xử lí bằng axit: Dùng dung dịch HCl 3N hoặc H 2SO4 ở 980C để xử lí. Nồng độ axit
không được quá cao hoặc quá thấp. Thời gian xử lí tùy thuộc vào chiều dày sản phẩm.
Sau khi xử lí bằng axit xong phải rửa sạch và cho vào tủ sấy.
Trang 9

− Thiêu kết: Sau khi sấy cho thủy tinh vào lò nung, nâng nhiệt độ dần dần đến 95011000C và giữ ở đó vài phút rồi làm lạnh nhanh.
Tính chất của thủy tinh cao SiO2:
Do hàm lượng SiO2 cao nên thủy tinh giàu SiO2 hơn hẳn các loại thủy tinh khác
và gần với thủy tinh thạch anh hơn. Có thể so sánh như sau:
Các tính năng
Nhiệt độ mềm [0C]
Chịu nóng lạnh đột ngột
Hệ số giãn nở nhiệt
Tỷ trọng [g/cm3]
Hằng số điện môi

Thủy tinh thạch anh
1650

Vycor
1500

950

900

5,8 .10-7
2,21
3,80

7,5 . 10-7
2,18
3,80

(Do tạp chất sắt bị cuốn đi trong xử lí bằng axit nên Vycor cũng cho qua tốt tia
tử ngoại).
2. Sợi thủy tinh
Vật liệu sợi thủy tinh được phát triển mạnh sau thế chiến thứ 2 và được sản xuất với số
lượng lớn. Thủy tinh thạch anh và thủy tinh có hàm lượng SiO2 cao được kéo thành
sợi, có đường kính 3 – 30 µm để làm vật liệu cách điện, cách nhiệt.
Sợi thủy tinh kết hợp với vật liệu nhựa nền để sản xuất vật liệu composite, được ứng
dụng nhiều trong các sản phẩm dân dụng và công nghiệp.
Sau khi đốt nóng và làm nguội, tính năng của sợi thủy tinh thay đổi khác nhau. Tùy
theo nhiệt độ đốt nóng, độ bền kéo giảm xuống không ngừng. Sự giảm độ bền không
liên quan nhiều đến thành phần và tốc độ làm nguội mà phụ thuộc chủ yếu vào thời
gian đốt nóng.
Phân loại:
- Theo thành phần sợi: sợi thủy tinh có kiềm, sợi thủy tinh có ít kiềm, sợi thủy
tinh không kiềm – không bor, sợi thủy tinh đặc biệt.
- Theo đường kính sợi: sợi thô (d > 30µm), sợi sơ cấp (d > 20µm), sợi trung cấp
(10-20µm), sợi cao cấp (3 – 9µm), bông thủy tinh (d < 3µm).
- Theo phương pháp chế tạo: sợi dài liên tục, sợi ngắn (bông).
Do có cấu trúc polymer, thủy tinh dễ kéo thành sợi hoặc tạo bông. Thành phần cơ sở
của nhiều loại thủy tinh sợi trong hệ SiO 2 – Al2O3 – CaO – MgO với hàm lượng các
oxit kiềm rất thấp (<2%). Trên cơ sở hệ thủy tinh này, khi thay một phần CaO bằng
B2O3, thủy tinh sợi chuyển sang hệ borosilicate.
Thủy tinh sợi được nấu trong lò bể liên tục từ những nguyên liệu khác nhau
(chủ yếu là các silicate magie hay borosilicate) ở nhiệt độ tương đối cao (1500 –
17000C), rồi kéo liên tục thành sợi dài. Bông thủy tinh là loại sợi ngắn, sản xuất bằng
cách phun khí nén ở áp lực cao vào dòng thủy tinh nóng chảy, khi đó thủy tinh sẽ văng
ra thành sợi ngắn. Có hai phương pháp tạo sợi từ thủy tinh nóng chảy:
-

Phương pháp trực tiếp: Thủy tinh nóng chảy từ lò trực tiếp đi vào khuôn kéo

thành sợi dài liên tục;
Trang 10


-

Phương pháp gián tiếp: Thủy tinh nóng chảy được tạo thành những viên
hình cầu, đường kính 18 – 21 mm. Những viên bi này sẽ được nấu lại bằng
điện trong lò Pt-Rh chuyên dụng rồi kéo thành sợi.

Sợi thủy tinh có thể ở dạng sợi dài liên tục cuộn thành ống hoặc dệt thành tấm
(như tấm vải). Sợi thủy tinh có đường kính nhỏ vài chục µm sẽ không có những nhược
điểm của thủy tinh khối như giòn, dễ nứt gãy… mà trở nên có nhiều ưu điểm cơ học
hơn như bền kéo (thậm chí còn cao hơn sợi thép cùng kích thước). Tùy mục đích sử
dụng, ta có thể thay đổi thành phần của thủy tinh như thêm ZrO 2, TiO2, BaO, bớt hoặc
không dùng Na2O để tạo ra các loại sợi thủy tinh có tính chất phù hợp. Các hãng sản
xuất sợi thủy tinh nổi tiếng là Pikington (USA), Ahlstrom (Phần Lan), Ventrolex (EU).
2.1 Các loại sợi thủy tinh
Để dễ kéo sợi, tránh bị kết tinh thành phần thủy tinh ban đầu tương ứng với
điểm eutectic của hệ SiO2 – Al2O3 – CaO – MgO, đó là thủy tinh E với thành phần:
59,5% SiO2, 14,2% Al2O3, 23,8% CaO, 2,5% MgO, hàm lượng kiềm Na 2O không quá
2%. Hàm lượng các oxit kiềm thổ RO tăng sẽ làm giảm độ bền axit; hàm lượng oxit
kiềm (Na2O) tăng làm tăng độ dẫn điện và khó kéo thành sợi dài. Trên cơ sở thủy tinh
E ban đầu, khi thay thế một phần CaO bằng B 2O3 sẽ cải thiện rất nhiều tính chất công
nghệ như dễ nấu, dễ kéo sợi, bền nhiệt, bền hóa do B 2O3 là oxit tạo mạch thủy tinh.
Tuy nhiên, B2O3 không cải thiện độ bền kiềm cho thủy tinh. Hàm lượng oxyt biến tính
Fe2O3 quá cao cũng làm thủy tinh khó kéo sợi nhưng có thể tạo bông (bông khoáng).
Công nghệ tạo sợi, bông có thể phân thành ba công đoạn chính như sau:
1. Chuẩn bị nguyên liệu;
2. Nấu và đồng nhất hóa;

3. Kéo sợi (hoặc tạo bông);
Các loại sản phẩm sợi thủy tinh thương mại thường có ký hiệu riêng, được phân
loại theo thành phần hóa học hoặc công dụng chính. Trên bảng 1 là một số loại sợi
thủy tinh thương mại phân loại theo thành phần hóa và tính chất chính:
1. Sợi thủy tinh E: Trong thành phần chính có Al 2O3, MgO, CaO và B2O3, hàm
lượng kiềm tối đa 2%. Đây là loại sợi cách điện tốt, phổ biến nhất trong các
loại sợi thủy tinh hiện nay (chiếm tới hơn 95% sản lượng sợi thủy tinh được
sản xuất).
2. Sợi thủy tinh ECR: Trong thành phần có Al 2O3, CaO và SiO2, hàm lượng
kiềm tối đa 2%. Loại sợi thủy tinh có độ bền cao, bền axit, điện trở cao.
3. Sợi thủy tinh AR: Đây là loại sợi thủy tinh bền kiềm có thể dùng làm pha
phân tán gia cường các vật liệu composite trên nền xi măng Pooc – lăng và
các chất kết dính kiềm tính khác. Trong thành phần sợi thủy tinh này có
SiO2, ZrO2 và Na2O. Oxit zircon ZrO2 là thành phần quan trọng nhất làm
tăng độ bền kiềm của thủy tinh AR.
4. Sợi thủy tinh R: Có thành phần chính là Al 2O3, CaO và SiO2. Đây là loại sợi
tăng cường độ bền cơ, bền axit so với thủy tinh E.
Trang 11


5. Thủy tinh S2: có thành phần chính là Al 2O3, MgO và SiO2; dùng nhiều ở
dạng vải, bền cơ cao, duy trì được độ bền cơ, chịu ăn mòn, bền hóa ở nhiệt
độ cao.
6. Sợi thủy tinh D: loại sợi có hàm lượng SiO2 cao, kiềm và Fe2O3 thấp , vì vậy
có tính cách điện rất tốt.
7. Sợi thủy tinh A: là thủy tinh bền kiềm, trong thành phần không có B2O3.
8. Sợi thủy tinh C: là loại thủy tinh có độ bền hóa cao, có hàm lượng B 2O3 khá
cao.
9. Sợi thủy tinh S: là loại có độ bền cơ học cao, trong thành phần có Al 2O3,
MgO, B2O3 và hàm lượng SiO2 cao.

Bảng 3 Thành phần hóa một số loại sợi thủy tinh
Thủy
tinh

A

C

D

E

ECR

AR

R

S-2

Oxyt

%

%

%

%

%

%

%

%

SiO2

63 – 72

64 – 68

72 – 75

52 – 56

54 – 62

55 – 75

55 – 60

64 – 66

Al2O3

0–6

3–5

0–1

12 – 16

9 – 15

0–5

23 – 28

24 – 25

B2O3

6 – 10

4–6

-

5 – 10

-

0–8

0 – 0,35

-

CaO

0–4

11 – 15

-

16 – 25

27 – 25

1 – 10

8 – 15

0 – 0,2

MgO

-

2–4

-

0–5

0–4

-

4–7

9,5 – 10

ZnO

-

-

-

-

2–5

-

-

-

BaO

-

0–1

-

-

-

-

-

Trang 12


Li2O
Na2O
K2O
TiO2
ZrO2
Fe2O3

-

-

-

-

-

0 – 1,5

-

-

7 – 10

0–4

0–2

0 -2

11 – 21

0–1

0 – 0,2

0 – 0,6

-

-

0 – 1,5

0–4

0 – 12

-

-

-

-

-

-

-

1 – 18

-

-

0 – 0,5

0 – 0,8

0 – 0,3

0 – 0,8

0 – 0,8

0–5

0 – 0,5

0 – 0,1

0 – 0,4

-

-

0-1

-

0-5

0 – 0,3

-

+ 14 – 16

F2

Từ các số liệu bảng 1, khi so sánh các tính chất cơ của thủy tinh E với một số
vật liệu dạng sợi khác như sợi cacbon, sợi thép, sợi Kevlar… ta thấy sợi E có độ bền
kéo cao hơn, không kém sợi Kevlar (sợi làm áo giáp chống đạn), cao hơn sợi cacbon
và sợi thép.

Bảng 4 So sánh tính chất sợi thủy tinh với một số loại sợi khác

Trang 13


Biến
Bền kéo dạng
riêng
khi
2
(N/mm ) gãy
(%)

Mật
độ

Modul
đàn hồi
(kN/mm2)

Bền kéo
(N/mm2)

Modul đàn hồi riêng
(kN/mm2)

C modul cao

1,9

420

2100

221

1105

0,5

C modul thấp

1,9

240

2400

126

1260

1

Thép (ít C)

7,8

200

1100

26

141

-

Amiang

2,6

160

200 – 2000

62

385

2

Kevlar

1,45

130

3000

90

2069

2–3

Thủy tinh E

2,55

70

3000

27

1176

5

Polyester

1,38

14

1100

10,1

797

15

Polypropylen
e

0.9

8

400

8,9

444

7

(Crysotile)

Trên thực tế, sau khi tạo sợi (hoặc bông), người ta còn phải dùng các chất bôi
trơn, chất liên kết phun phủ lên sản phẩm trước khi đóng gói, sử dụng. Những chất
phun phủ này có tác dụng kết dính các hạt bụi, xơ thủy tinh, những lỗi nhỏ khi chế tạo,
liên kết bông thành tấm. Nhờ vậy, bông sợi thủy tinh không phát tán bụi khi bảo quản,

vận chuyển và sử dụng. Các chất bôi trơn này còn giúp bề mặt sợi thủy tinh trơn, dễ
phân tán, dễ kéo khỏi cuộn trong các ứng dụng về sau.
2.2 Một số ứng dụng của sợi thủy tinh:
Từ sợi thủy tinh có thể tạo rất nhiều sản phẩm kỹ thuật hoặc dân dụng với những tính
chất khác biệt với sản phẩm thủy tinh truyền thống. Trước hết thủy tinh dạng sợi có thể
dùng để dệt thành tấm như các tấm vải, làm thành lót sàn nhà… Vải từ sợi thủy tinh
không cháy, có thể bền hóa và bền cơ cao, có thể dùng chế tạo vải lọc trong công nghệ
hóa học, môi trường…
Một số ứng dụng phổ biến dễ thấy nữa là tạo composite với các polimer. Trong
đó sợi thủy tinh như pha phân tán gia cường cho nền polimer của composite. Ba loại
nhựa kết dính chính thường dùng nhất là Polyester, Epoxy và Vinyl. Trong đó, phổ
biến nhất là Polyester. Có thể dùng MEKP (Methyl Etyl Ketone Peroxide) làm xúc tác
thêm vào Polyester. Thân vỏ máy bay, tàu thuyền nhỏ, tấm nhựa làm mái che mưa
nắng, tường ngăn… là những sản phẩm phổ biến của loại vật liệu composite này.
Để ứng dụng làm Composite làm nền ximăng Pooc lăng, phải dùng các sợi bền
kiềm ECR hoặc sợi A. Các loại sợi khác không bền kiềm, sẽ bị Ca(OH) 2 sinh ra trong
quá trình thủy hóa các khoáng xi măng Pooc lăng ăn mòn, giảm dần tới mất cường độ.
Trong kỹ thuật xây dựng hiện nay , đang phát triển kỹ thuật dùng sợi thủy tinh bện sợi
thành cáp, cốt được phủ epoxy, mạ kẽm hoặc thép chống ăn mòn.
Trang 14


Thanh cốt liệu thủy tinh dùng thay thế thép kim loại trong các ứng dụng chịu tải
trọng cao, làm bê tông cốt sợi thủy tinh bền kiềm trong nền xi măng, dệt thành vải…
Dùng thanh cốt liệu sợi thủy tinh thay sợi thép làm giảm trọng lượng kết cấu bê tông
do sợi thủy tinh bền kéo gấp hai lần so với sợi thép có cùng kích thước, bền trong môi
trường ăn mòn clo (nước biển, nước lợ), không bị nhiễm điện, cách nhiệt tốt.
*Bông thủy tinh:
-

Một dạng nữa của sợi thủy tinh là bông thủy tinh. Bông thủy tinh được tạo
ra bằng cách làm nóng chảy kính, dùng luồng khí nóng nhiệt độ cao thổi
thành sợi vừa nhỏ, vừa ngắn gọi là bông thủy tinh. Có một loại bông thủy
tinh chống ẩm vô cùng nhỏ, 200 sợi nhỏ ghép lại mới to bằng sợi tóc. Bông
thủy tinh có tính giữ nhiệt rất mạnh. Khả năng giữ nhiệt của bông sợi thủy
tinh dầy 3cm tương đương với tường gạch dầy 1m. Tính hút âm thanh của
bông thủy tinh cũng rất tốt, do vậy nó được dùng làm các nguyên liệu giữ
nhiệt, cách nhiệt, cách âm, chống chấn động và lọc trong nhiều ngành công
nghiệp.

-

Bông có thể coi như loại sợi ngắn. Kỹ thuật chế tạo bông thủy tinh, vì vậy,
đơn giản hơn kỹ thuật kéo sợi. Thành phần hóa phối liệu tạo bông ít kén
chọn, không cần thủy tinh chất lượng quá cao, nhiệt độ nấu và kỹ thuật đồng
nhất hóa cũng không đòi hỏi quá phức tạp. Có thể dùng mảnh thủy tinh nấu
lại, thậm chí có thể dùng các loại đá bazan hàm lượng oxyt sắt (Fe 2O3) cao,
nấu ở nhiệt độ tương đối thấp (1300 – 13500C). Kỹ thuật chế tạo gồm hai
công đoạn chính là nấu chảy rồi tạo bông (thổi khí áp lực cao, quay ly tâm).

-

Ứng dụng chính của các loại bông thủy tinh là dùng làm vật liệu cách nhiệt,
chừng mực nào đó có tác dụng cách âm, nhiệt độ làm việc tương đối thấp
(Tsử dụng < 3000C). Bông có thể dùng ở dạng sợi dài hoặc dùng chất liên kết
hữu cơ tạo thành tấm.
3. Thuỷ tinh quang học:
3.1 Khái niệm chung
Khoa học kỹ thuật càng phát triển, các yêu cầu đối với dụng cụ quang
học càng cao. Nhưng chất lượng của dụng cụ quang học tùy thuộc nhiều vào

chất lượng thủy tinh quang học.
So với các loại thủy tinh khác, thủy tinh quang học ra đời muộn hơn. Do
yêu cầu của sản xuất, trong những năm gần đây thủy tinh quang học phát
triển rất nhanh, loại thủy tinh quang học ngày càng nhiều, không những chỉ
có thủy tinh quang học silicat mà còn có thủy tinh quang học photphat,
borat, fluorua… Các nguyên tố đắt hiếm cũng ngày được dùng nhiều trong
thủy tinh quang học và số nguyên tố được dùng để sản xuất thủy tinh quang
học đã lên quá 40 loại.
3.2 Các yêu cầu đối với thủy tinh quang học
Do các hệ quang học tạo hình cần thỏa mãn nhiều yêu cầu khác nhau nên
thủy tinh quang học phải có những tính chất quang học nhất định.
Nói chung, các yêu cầu về tính chất vật lý của thủy tinh quang học như
sau:
Trang 15


a- Hằng số quang học phải phù hợp yêu cầu, những nguyên nhân thường
gây ra sai số là:
- Phân tích hoá học và xác định lượng ẩm không đúng.
- Các oxit bay hơi khác nhau trong quá trình nấu và sự ăn mòn các bộ phận
khuấy trộn, nồi nấu.
- Quá trình xử lý nhiệt.
b- Tính chất lưỡng chiết: có trong phạm vi cho phép hoặc không có
c- Tính chất quang học đồng nhất: trong quá trình làm lạnh thủy tinh
quang học, trong một phạm vi nhiệt độ nào đó kết cấu của nó thay đổi làm cho chiết
suất thay đổi. Vì thế đối với thủy tinh quang học chế độ làm lạnh, hấp…phải tuân thủ
nghiêm khắc nhằm đảm bảo cho thủy tinh có tính chất quang học đồng nhất.
d- Độ đồng nhất cao: không có vân.
e- Không có bọt, sa thạch: bọt và sa thạch làm tán xạ, phản xạ, khúc xạ,
giảm mất tia sáng tạo hình, làm hình ảnh không rõ nét. Vì thế số bọt trong thủy tinh

quang học chỉ được tồn tại trong phạm vi cho phép.
f- Trong suốt không màu
g- Có độ chịu hoá tốt và có cường độ cơ học nhất định để có thể dùng các
dụng cụ quang học ở những địa phương khác nhau.

3.3 Phân loại thủy tinh quang học
Theo tiêu chuẩn của Liên Xô có thể chia thủy tinh quang học ra các loại sau đây
(bảng 15)
Bảng 5: Các loại thủy tinh quang học
Các loại thủy tinh
nD dưới 200C
nF-nC dưới 200C
Loại
Ký hiệu
Cơ-rôn
K
1,4982 – 1,5263
0,00765 – 0,00876
Cơ-rôn có bari
BaK
1,5147 – 1,5668
0,00849 – 0,01015
Cơ-rôn fơ-lin
KF
1,5181 – 1,5262
0,00819 – 0,01032
Fơ-lin có bari
BaF
1,5484 – 1,6395
0,01046 – 0,01325

Fơ-lin nhẹ
LF
1,5480 – 1,5785
0,01195 – 0,01407
Fơ-lin
F
1,6128 – 1,6242
0,01659 – 0,01738
Fơ-lin nặng
TF (SF)
1,6475 – 1,7550
0,01912 – 0,02742
Cơ-rôn nặng
TK (SK)
1,5638 – 1,6577
0,00928 – 0,01032
Fơ-lin đặc biệt
OF
1,5294
0,01022
Cơ-rôn không hoặc chứa ít PbO; Fơ-lin có hàm lượng PbO cao.
Thành phần hoá học một vài loại thủy tinh quang học được trình bày ở bảng 16
Bảng 6: Tính chất một số loại thủy tinh quang học
Loại
thủy
tinh
Cơ-rôn
có bo
Cơ-rôn
có kẽm

Ký
hiệu

SiO2

B2O3

Na2O

K2O

CaO

BK

70,4

7,4

5,3

14,5

2

ZK6

70,6

17,2

BaO

ZnO

PbO

Al2O3

12
Trang 16


Cơ-rôn BaLK 48,1
bari nhẹ
Cơ-rôn
nặng
SK1 84,5
Fơ-lin
nặng
SF1 28,4

4,5

1

7,5

10,1

28,3

10,1

42

7,8

2,5

10
69

3.4 Các loại thủy tinh quang học mới
-

Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, yêu cầu thủy tinh quang học ngày
càng cao, đòi hỏi thủy tinh quang học ngày càng phải có nhiều tính chất đặc
biệt. Thành phần thủy tinh quang học ngày càng phức tạp và chứa nhiều loại
oxit mới hoặc một số oxit của những nguyên tố có hoá trị ???. Có những
loại thủy tinh quang học đặc biệt như kurs-fơli , lang-fơlin, lang-cơrun, loại
thứ nhất được đặc trưng bởi sự giảm độ tán sắc, loại thứ hai tăng độ tán sắc,
loại thứ ba tăng độ tán sắc ở vùng quang phổ màu xanh. Những cấu tử thay
đổi tính chất quang học của thủy tinh silicat là những oxit không gây màu
như: As2O3, Sb2O3, Bi2O3, Tl2O. Tùy thuộc vào điều kiện nấu mà hoá trị của
chúng có thể thay đổi.
- Antimoan và arsen thường có mặt đồng thời trong thủy tinh và có hoá trị ba
hay năm. Nếu nấu trong điều kiện oxy hoá nó có hoá trị năm. Nhưng trong
thực tế lượng các oxit đó và ảnh hưởng riêng của nó đến các tính chất của

thủy tinh sinh theo hoá trị ba. Oxit Bi 2O3 có khuynh hướng dễ khử thành
nguyên tử trung tính, để tránh điều đó thủy tinh nấu ở nhiệt độ thấp (dưới
13000C) có hàm lượng KNO 3 lớn. Oxit Al2O3, Bi2O3, Sb2O3 dễ bay hơi trong
quá trình nấu (có khi đến 50% hàm lượng đem vào). Ngoài ra Al 2O3 hay gây
đục và gây huỳnh quang trong thủy tinh nên hàm lượng của nó không được
vượt quá 1%. Hàm lượng Sb2O3 trong thủy tinh fơ-lin có thể đến 20%. Hàm
lượng oxit Bi2O3 trong thủy tinh kiềm silicat có thể đến 60%. Theo các số
liệu thủy tinh hệ Na2O-Bi2O3-SiO2 có chiết suất lớn và độ bền vững hoá học
lớn hơn thủy tinh chì cũng có thành phần và trọng lượng tương tự như vậy
trong hệ Na2O-PbO-SiO2. Oxit Bi2O3 có khả năng tăng chiết suất lớn nhất
trong tất cả các oxit.
- Oxit Tl2O là một cấu tử rất lý thú trong thủy tinh quang học, trong thủy tinh
Talli-fơ-lin. Nó giảm hệ số tán sắc xuống rất nhiều. Oxit Tl 2O hoá trị cao chỉ
có thể có được trong thủy tinh khi nấu trong môi trường oxy hay nitơ.
- Trong những trường hợp đặt biệt đáng chú ý người ta có thể đưa vào thủy
tinh quang học lượng BO 3 khá lớn. Trong thủy tinh chì, silicat và berat
lượng SO3 có thể tới 17%. Các nhà nghiên cứu đã nấu được thủy tinh có
thành phần 3PbO-2SiO2-xSO3 và 3PbO-2B2O3-xSO3 trong đó x có thể đến 1.
SO3 tăng khả năng thấu quang của thủy tinh chì silicat trong vùng quang
phổ ánh sáng thấy và gần vùng quang phổ tử ngoại. Sau đây là vài loại thủy
tinh quang học mới.
a- Thủy tinh photphat: lúc đầu người ta dùng P2O5 để cải thiện màu thủy
tinh quang học chứa chì. Ngày nay nó đã trở thành thành phần chủ yếu trong
thủy tinh quang học photphat vì nó có những ưu điểm sau: chiết suất cao, độ tán
sắc cao, cho tia tử ngoại đi qua dễ dàng, nhiệt độ nấu thấp, độ nhớt nhỏ, bền
Trang 17


HF, hấp thụ tia hồng ngoại. Bên cạnh những ưu điểm ấy có một số nhược điểm
sau: độ bền hoá kém, lượng bay hơi thay đổi làm ảnh hưởng tới tính chất quang

học ăn mòn nồi nấu và dễ kết tinh nên giá thành đắt và hạn chế phạm vi sử
dụng của chúng.
b- Thủy tinh có các oxit đất hiếm: chiết suất của thủy tinh tăng và độ tán
sắc giảm xuống. La2O3 có ảnh hưởng lớn đến tính chất thủy tinh quang học chứa ít
SiO2. Nhưng cần lư ý một số nguyên tố đất hiếm gây màu thủy tinh lại có tính chất
phóng xạ nên không thích hợp trong một số trường hợp để nấu thủy tinh quang học.
c- Thủy tinh borat: là loại thủy tinh quang học có chiết suất cao, độ tán sắc
thấp, không chứa hoặc chứa ít SiO2. Độ chịu hoá của nó thấp nhưng có thể cho vào
thành phần một số cấu tử để làm tăng độ bền hoá như SiO 2, Al2O3, ZrO2, ThO2, TiO2.
Trong thủy tinh chiết suất cao gồm B 2O3-La2O3, BaO nếu có thêm ZrO 2 và TiO2 thủy
tinh có độ chịu hoá tốt.
d- Thủy tinh thạch anh: thủy tinh thạch anh trong suốt có tính năng quang học
tốt, có thể cho qua tia tử ngoại, hệ số hút ánh sáng trắng không vượt quá 0,002, chịu
hoá nhiệt tốt, chiết suất bé (nD =1,4584).
e-Các loại thủy tinh quang học khác
- Thủy tinh quang học có TiO 2, MoO3, V2O5 có chiết suất rất cao nhưng
cũng có độ tán sắc cao. Vấn đề nấu thủy tinh quang học này đến nay vẫn
chưa được giải quyết.
- Thủy tinh fluorua: có chiết suất thấp (1,39 -1,42) nên chỉ dùng trong
những trường hợp đặc biệt.
3.5 Nấu thủy tinh quang học
a- Nồi nấu thủy tinh quang học
Muốn nấu được thủy tinh quang học tốt trước tiên phải có nồi nấu tốt. Nâng cao
được chất lượng nồi nấu có liên quan mật thiết với việc nâng cao các tính chất của
thủy tinh quang học.
- Yêu cầu đối với nồi dùng nấu thủy tinh quang học:
+ Chịu được áp lực của khối thủy tinh ở nhiệt độ cao. Có nhiệt độ biến dạng dưới tải
trọng tương đối cao.
+ Chịu được sự ăn mòn của khối thủy tinh lỏng.
+ Chịu nhiệt tốt.

+ Hàm lượng oxit nhuộm màu thủy tinh (ví dụ Fe2O3) dưới 0,8%.
+ Không bị nứt khi sấy và nung.
Muốn tránh vật liệu chịu lửa bị ăn mòn làm bẩn thủy tinh có thể dùng Pt làm nồi
nấu nhưng vì đắt nên người ta chỉ dùng nó trong trường hợp cần nấu thủy tinh quang
học đặc biệt. Thông thường người ta vẫn dùng samốt làm nồi nấu.
b- Sự ăn mòn nồi nấu
Ở nhiệt độ cao nồi nấu bị khối thủy tinh lỏng ăn mòn trực tiếp. Tốc độ
ăn mòn có thể được biểu diễn bằng hệ thức:
V=

F.D.S
.(CS − C x )
γ

Trong đó :
F: diện tích tiếp xúc của nồi với thủy tinh
D: hệ số khuếch tán của phân tử thủy tinh
S: diện tích phản ứng trong mỗi cm2 thành nồi.
?? : chiều dày lớp phản ứng
Trang 18


CS: nồng độ bão hòa của phân tử hạt làm nồi trong thủy tinh
Cx: nồng độ thực tế
Từ đó ta thấy muốn giảm sự ăn mòn nồi:
- Giảm diện tích tiếp xúc F: với một thể tích nhất định, khi chiều cao của
nồi h bằng bán kính dày nồi r thì diện tích tiếp xúc giữa nồi và khối thủy
tinh lỏng bé nhất. Vì lẽ đó, chiều cao nồi nấu phải xấp xỉ bán kính của nó.
- Thiêu kết ở nhiệt độ cao vì sau khi thiêu kết ở nhiệt độ cao, độ xốp của nồi
giảm xuống, mặt thành nồi sít đặc, diện tích phản ứng giảm.

- Hạ thấp nhiệt độ nấu một cách thích đáng vì hệ số khuếch tán D tỉ lệ
thuận với nhiệt độ nấu T và tỷ lệ nghịch với độ nhớt ç còn chiều dày lớp
phản ứng tỷ lệ thuận với độ nhớt. Khi nhiệt độ T tăng, độ nhớt giảm và giảm
rất nhanh. Do đó trong điều kiện đảm bảo chất lượng thủy tinh cố gắng
không tăng nhiệt độ.
- Dùng vật liệu chịu lửa có độ chịu lửa cao và ?? tính chất, thích ứng với
tính chất của thủy tinh.
Thực nghiệm cho biết nồi nấu có tính chất axit có hàm lượng SiO 2 tương đối cao,
ít bị thủy tinh có tính chất axit ăn mòn, ngược lại bị thủy tinh chứa nhiều BaO có tính
chất kiềm ăn mòn mạnh.
Do đó khi nấu thủy tinh có tính chất axit dùng nồi có tính chất axit chứa nhiều
SiO2 là thích hợp. Hàm lượng Al 2O3 tương đối cao có thể làm tăng độ nhớt của lớp
phản ứng nên có thể dùng một ít bột mịn cao alumin láng bên trong thành nồi để tăng
tính chịu xâm thực của nồi.
c- Nguyên liệu
Nói chung nguyên liệu dùng nấu thủy tinh quang học và thủy tinh
thông thường như nhau có điều là các yêu cầu có phần nghiêm khắc hơn.
- Dùng thạch anh thuần khiết: thường không dùng cát thạch anh mà
dùng thạch anh thuần khiết hoặc pha lê thiên nhiên qua đập, rây, loại Fe 2O3 (đến
mức không vượt quá 0,012%). Thường dùng cỡ hạt 0,417 -0,104 chiếm 94%.
trong một số trường hợp mới dùng loại tinh khiết công nghiệp.
- Về mặt nguyên liệu nên dùng nhiều loại muối để nấu thủy tinh trải qua nhiều
nhiệt độ nóng chảy của các loại muối như thế chế độ nấu sẽ giản đơn hơn, phạm vi
nhiệt độ phân hủy của nguyên liệu rộng hơn nên việc khử bọt thêm thuận lợi.
−

2-

- Không nên dùng nguyên liệu có Cl , SO4 để thủy tinh khỏi đục.
- Trong phối liệu cần có một tỷ lệ nhất định giữa nitrat và cacbonat, nên dùng

K2CO3 thay cho Na2CO3.
- Mảnh dùng phải cùng loại với thủy tinh cần nấu và không vượt quá 60%.
Phải chọn lựa và rửa kỹ, hiệu chỉnh thành phần trước khi đưa vào nồi.
- Khi trộn nguyên liệu phải chú ý:
+ Đảm bảo đúng thời gian trộn, đảm bảo độ đồng nhất không phân lớp.
+ Dụng cụ chứa phối liệu bằng gỗ hoặc bằng nhôm.
+ Dụng cụ trộn và chứa phối liệu cần chuyên dùng cho từng loại
phối liệu.
d- Quá trình nấu thủy tinh quang học
- Đốt nóng nồi: nồi sau khi nung trong khoảng 5 ngày đến 9000C được đưa vào
lò nấu và tiếp tục nâng nhiệt độ nồi lên đến 1500 0C trong khoảng 5 -6 giờ để khoáng
mulit hình thành.
Trang 19


- Nạp phối liệu: nhiệt độ nạp phối liệu thường tương đối thấp để nồi khỏi bị ăn
mòn nhưng không được quá thấp. Thường nạp phối liệu nhiều lần và toàn bộ
thời gian nạp phối liệu kéo dài 6 -8 giờ. Tùy loại thủy tinh nhiệt độ nạp phối
liệu thay đổi trong phạm vi 1250 -14200C.
- Khử bọt và khuấy trộn: sau khi nạp liệu xong ta nâng nhiệt độ để độ nhớt của
thủy tinh giảm xuống cho bọt thoát ra dễ dàng. Thủy tinh quang học đòi hỏi độ đồng
nhất cao nên quá trình đồng nhất hoá thủy tinh chỉ dựa vào dòng đối lưu khuếch tán tự
nhiên không đủ mà ta phải bắt chúng đối lưu cưỡng bức bằng cách dùng phương pháp
khuấy trộn. Mục đích là loại trừ hiện tượng phân lớp trong khối thủy tinh lỏng, tăng
cường quá trình khuếch tán và làm mất vân bọt, là cho nhiệt độ khối thủy tinh đồng
đều. Đường cong khuấy trộn cho mỗi loại thủy tinh phải được nghiên cứu truớc và khi
khuấy trộn phải theo đúng đường cong ấy. Khuấy trộn bắt đầu từ trước lúc hoàn thành
gian đoạn nấu, để toàn khối thủy tinh được trộn đều. Lúc đầu khuấy trộn với tốc độ
thấp khi độ nhớt còn cao. Tốc độ khuấy tăng dần khi nhiệt độ tăng. Giai đoạn thứ hai
của khuấy trộn là khuấy trộn vân. Những phần không đồng nhất nặng do tác dụng của

khuấy trộn chuyển về thành nồi và những phần không đồng nhất nhẹ chuyển vào trung
tâm nồi. Giai đoạn cuối cùng của khuấy trộn khi nhiệt độ giảm thì tốc độ khuấy trộn
cũng giảm cần phải giữ các vân và các phần không đồng nhất ở nơi mà nó đã đến khi
khuấy trộn ở giai đoạn trước. Ta lấy cánh khuấy ra khi độ nhớt của thủy tinh lỏng đã
cao, khi đó không có nguy cơ chuyển động khuếch tán do sự chênh lệch nhiệt độ và
nồng độ. Thời gian khuấy trộn phụ thuộc vào từng loại thủy tinh có thể từ 4 đến 18
giờ. Cánh khuấy có nhiều hình dạng khác nhau có thể làm bằng gạch chịu lửa samot
hay bằng platin nguyên chất.
+ Giai đoạn khử bọt và khuấy trộn là giai đoạn quan trọng nhất trong
toàn bộ quá trình nấu, nó quyết định chất lượng của thủy tinh để gia công
thành phần.
+ Làm lạnh: khi quan sát mẫu thử thấy chỉ còn rất ít bọt, có thể bắt
đầu làm lạnh lò, thời gian làm lạnh thường kéo dài từ 5 -10 giờ. Trong khi
hạ nhiệt độ lò vẫn tiếp tục khuấy trộn. Phần lớn thủy tinh quang học khi
nhiệt độ vào khoảng 850-10000C ta ngừng khuấy trộn như đã nói ở trên.
Thời gian lảm lạnh thủy tinh trong lò cũng rất quan trọng vì đối với một số thủy tinh
quang học, như loại thủy tinh chứa bari, sau khi khử bọt hầu như không còn bọt nữa,
khi hạ nhiệt độ rất nhiều bọt vô cùng bé lần thứ hai xuất hiện phân bố đồng đều trong
khối thủy tinh (một cm3 thủy tinh có thể có đến hàng nghìn bọt). Nguyên nhân xuất
hiện bọt lần thứ 2 của thủy tinh chứa bati được giải thích như sau:
- Khi khử bọt ở nhiệt độ cao có thể vẫn còn một lượng cacbonat
chưa phân hủy và nó sẽ phân hủy ở nhiệt độ thấp tạo ra CO2.
- Ở nhiệt độ cao BaO biến thành peroxit còn ở nhiệt độ thấp peroxit
lại phân hủy tạo ra O2.
- Ở nhiệt độ cao BaO kết hợp với CO 2 của lò thành BaCO3 và khi
nhiệt độ hạ dưới tác dụng của SiO2 nó phân hủy.
- Ở nhiệt độ thấp độ hòa tan khí của thủy tinh đạt múc quá bão hòa
nên khí tách ra.
3.5 XỬ LÝ THỦY TINH QUANG HỌC
Những bước cuối cùng trong việc chế tạo thủy tinh quang học là thành hình và

hấp. Những bước này có liên quan nhiều với chất lượng sản phẩm. Có 3 phương pháp
xử lý thủy tinh quang học.
a- Phương pháp cổ điển
Trang 20


Sau khi nấu chảy và làm lạnh thủy tinh trong nồi, người ta đập ra thành từng khối,
dùng mắt thường chọn lựa (những khối có vân bọt thấy được đều vứt đi) xong đem
thành hình, mài và đánh nhẵn, kiểm tra, cắt, hấp và phân loại.
Trong khi đập thành từng khối, thủy tinh hợp quy cách ?? bị đập vỡ một phần, tỉ
lệ thành phần tương đối thấp, đây là nhuợc điểm của phương pháp cổ điển.
b- Phương pháp dát
Thủy tinh sau khi nấu xong được để lên bàn dát để dát thành tấm lớn với chiều
dày 25 -50mm. Sau đó chọn lựa những phần thích hợp với từng loại sản phẩm, đem
gia công.
Với phương pháp này tỉ lệ thành phẩm tương đối cao, giá thành tương đối thấp
nhưng không thể dùng phương pháp này chế tạo những lăng kính cao cấp.
c- Phương pháp đúc
Sau khi nấu xong, cho khối thủy tinh lỏng vào khuôn dát đúc thành khối lớn (dày
100 -200mm). Có thể nói đây là phương pháp kết hợp hai phương pháp trên. Đúc xong
đem cắt, mài, kiểm tra, cắt, hấp, đánh nhẵn, phân loại.
Hiện nay người ta vẫn thường dùng phương pháp cổ điển nên ta sẽ tìm hiểu thêm
phương pháp ấy.
Sau khi lấy nồi ra khỏi lò ta đưa nồi vào bàn cách nhiệt để làm lạnh và đợi thủy
tinh lạnh đến một nhiệt độ nhất định nào đó, kéo nồi ra khỏi bàn. Dùng búa khẽ đập vỡ
nồi theo các vết rạn xuất hiện trong quá trình làm lạnh để hạn chế tổn thất. Nồi và thủy
tinh sẽ vỡ thành mấy khối.
Nhặt những khối ấy, quan sát và ghi lại tình trạng vân bọt, sa thạch, bẩn, màu sắc,
xâm thực, vỡ… (kiểm tra sơ bộ bằng mắt thường và bằng dụng cụ), chọn những khối
hợp quy cách.

Sau khi chọn lựa, ta dùng phương pháp gia công bằng nhiệt để thành hình sản phẩm.
Có ba cách gia công bằng nhiệt:
* Phương pháp làm chảy và lắng khuôn:
Cho khối thủy tinh chưa hợp quy cách vào trong khuôn bằng đất sét và đốt
nóng chậm đến nhiệt độ mềm, dưới trọng lượng của bản thân thủy tinh chảy và lắng
xuống. Khi khuôn samốt đã đầy bề mặt thủy tinh cũng phẳng phiu, ta làm lạnh sẽ có
khối thủy tinh hoàn chỉnh.
Nên chia nhiệt độ trong toàn bộ quá trình gia công này ra làm hai giai đoạn: giai
đoạn đầu nhiệt độ tương đối thấp nhằm làm cho các góc cạnh của khối thủy tinh tròn
lại, dưới trọng lượng của bản thân thủy tinh chảy và lắng xuống; trong giai đoạn sau
nhiệt độ tăng cao hơn nhiều làm cho bề mặt khối thủy tinh đã lắng xuống thêm phẳng
phiu.
* Phương pháp ép
Cho khối thủy tinh chưa hoàn chỉnh lên một bảng bằng sắt và đốt nóng đến nhiệt
độ mềm xong cho vào bàn ép cho khối thủy tinh có hình dạng đại khái của dụng cụ
cần sản xuất; sau đó cho vào khuôn ép ra thành phẩm.
Phương pháp này được dùng để gia công các khối thủy tinh bé. Các khối thủy tinh
thành hình theo phương pháp này có độ dày và trọng lượng tương đối chính xác nên
người ta thường dùng phương pháp này để thành hình các loại thấu kính, lăng kính và
các sản phẩm có hình dạng đặc biệt khác.
Nhược điểm của phương pháp này là trong khối thủy tinh dễ có bọt, có vết rạn
nứt. Muốn khắc phục, phải đốt nóng khuôn và thủy tinh đến nhiệt độ cần thiết để độ
mềm của thủy tinh đồng nhất; nhiệt độ không được quá cao để bọt không hình thành
lại; sau khi tháo khuôn phải làm lạnh chậm để khối thủy tinh không bị nứt, nổ.
Trang 21


* Phương pháp nung đỏ
Sau khi đốt nóng khối thủy tinh chưa hoàn chỉnh ta lại cho vào lò đốt đến nhiệt
độ thủy tinh bắt đầu lưu động rồi cho vào khuôn ép.

Khối thủy tinh thành hình theo phương pháp này có bề mặt rất sạch sẽ và trong sáng
nên có thể đưa đi kiểm nghiệm các khuyết điểm trong lúc thành hình ngay.
Nhược điểm của phương pháp này là không khí có thể lọt vào và phải khống chế
tốt việc cắt thủy tinh vào khuôn với đảm bảo được độ dày của sản phẩm.
Do thủy tinh quang học được dùng làm dụng cụ quang học nên đối với thủy tinh này
có những yêu cầu nghiêm khắc với tính chất quang học. Vì thế thủy tinh quang học
sau khi thành hình xong phải qua giai đoạn hấp tinh vi nhằm:
- Loại trừ các ứng lực còn dư trong thủy tinh hoặc giảm nó đến mức độ thấp
nhất.
- Làm cho thủy tinh có một chiết suất thích đáng và chiết suất trong thủy tinh có
tính chất đồng nhất nhất định.
Thiết bị hấp tinh vi chủ yếu là lò hấp có nhiệt độ tương đối đồng nhất và dễ
khống chế, thường dùng lò điện. Yêu cầu đối với lò hấp là:
- Nhiệt độ có thể đạt đến trên dưới 7000C.
- Có thể điều chỉnh được điện năng vào lò.
- Lớp cách nhiệt tốt, ít mất mát, nhiệt để thời gian đốt nóng thủy tinh từ nhiệt
độ thường đến nhiệt độ hấp không dài quá và khi nhiệt độ đạt mức cao nhất có thể giữ
được cân bằng nhiệt.
- Chênh lệch nhiệt độ trong lò chỉ trên dưới 20C.
Nhiệt độ hấp thủy tinh tùy thuộc vào thành phần thủy tinh và cỡ sản phẩm to hay
bé. Đường cong hấp được xác định bằng thực nghiệm. Muốn bảo đảm chất lượng của
thủy tinh quang học phải tuân thủ đúng chế độ hấp.
4. Thuỷ tinh dân dụng:

4.1 Thủy tinh bao bì:
Có thể chia thủy tinh bao bì thành hai loại:
-Loại hẹp miệng: đưòng kính trong của miệng nhỏ hơn 30mm (chai bia, chai nước
ngọt…).
-Loại rộng miệng: đường kính trong của miệng lớn hơn 30mm (lọ đựng chất rắn hoặc
các chất kém chảy, đồ hộp…).

Hoặc có thể phân chia theo màu sắc thành các loại:
-Không màu (trong quá trình nấu có khử màu).
-Nửa trắng (không khử màu).
-Có màu (để bảo vệ chất đựng bên trong, màu tạo thành do các chất nhuộm màu).
Trong nhiều trường hợp thủy tinh bao bì cần có độ bền hoá cao để không gây phản ứng
với chất đựng bên trong; có độ bền cơ học cao để chống lại tác dụng do va chạm và đôi khi
còn phải chịu được áp suất bên trong khá lớn; có độ bền xung nhiệt cao để tránh nứt vỡ khi
nhiệt độ thay đổi đột ngột.
Thủy tinh bao bì thường được sản xuất hàng loạt với năng suất rất lớn nên cần phải sử
dụng những nguyên liệu tự nhiên, rẻ tiền để làm giảm giá thành sản phẩm.
-Thành phần hóa học của thủy tinh bao bì:
a -Thành phần thủy tinh:
Thành phần thủy tinh bao bì phụ thuộc vào phương pháp sản xuất và hình thức sử dụng
sản phẩm.
Khi tạo hình thủ công có thể sử dụng các loại thủy tinh ít kiềm và không “dài” quá. Có
thể chọn thành phần thủy tinh trong khoảng sau đây:
Trang 22


SiO2 + R2O3
74.5 –76%
RO
11.5 –12.5%
R2O
12.5 –13%
Nếu tạo hình bằng phương pháp bán tự động, quá trình tạo hình dài, thủy tinh tiếp xúc
lâu với bề mặt kim loại nên cần chọn loại thủy tinh dài hơn và có hệ số nhiệt độ của độ nhớt
thấp hơn. Các thành phần thủy tinh đó nằm trong giới hạn:
SiO2 + R2O3
74 –75%

RO
10 –11.5%
R2O
14 –14.5%
Khi sản xuất tự động có bộ phận nhỏ giọt thủy tinh thường chứa nhiều kiềm, ít kim loại
kiềm thổ để tránh hiện tượng kết tinh trên máng sản xuất. Thành phần thủy tinh còn phụ thuộc
vào phương pháp tạo hình tự động. Thí dụ, nếu sản xuất chai nửa trắng trên máy thổi hai lần
thì thủy tinh có thành phần:
SiO2 + R2O3
74 –76%
RO
9 –10%
R2O
15 –16%
Nếu sản xuất bằng phương pháp ép thổi: thủy tinh bị nguội nhanh hơn do tiếp xúc với
chày ép nên thủy tinh phải “dài” hơn:
SiO2 + R2O3
74.5 –75%
RO
8.5 –8.7%
R2O
16.5 –16.7%
Khi dùng máy có bộ phận tạo giọt bằng cách hút chân không, hiện tượng kết tinh ở
máng sản xuất không còn nữa nên thành phần thủy tinh cũng khác đi nhiều:
SiO2 + R2O3
75 –76%
RO
11 –13%
R2O
12 –13%

Trong thành phần thủy tinh bao bì, ngoài các oxit cơ bản (SiO 2, CaO, Na2O) còn có một
số oxit khác như MgO, Al2O3. Các oxit này có ảnh hưởng đến đường cong độ nhớt và khả
năng kết tinh của thủy tinh. Hàm lượng MgO có thể đến 3 –5%. Hàm lượng Al 2O3 trong thủy
tinh gia công bằng máy nhỏ giọt thường là 2% tối đa là 3%, ở những máy hút thường là 5 –
8%. Có những loại thủy tinh có hàm lượng Al 2O3 cao hơn. Các loại máy sản xuất theo phương
pháp hút cũng có thể gia công thủy tinh có thành phần như khi dùng cho máy nhỏ giọt nhưng
thành phần thủy tinh dùng cho máy nhỏ giọt có hàm lượng kiềm cao, đắt nên không kinh tế.
Thành phần oxit sắt, Fe2O3 trong thủy tinh bao bì không màu hay bán trắng dao động
trong khoảng 0.05 đến 0.5% phụ thuộc vào hàm lượng sắt trong cát. Thủy tinh có màu hàm
lượng sắt có thể đến 2%, hàm lượng MgO vào khoảng 4% (trường hợp thủy tinh màu nâu).
b -Những điều cần lưu ý về sự phát triển thành phần hoá học thủy tinh bao bì:
Thủy tinh bao bì bắt đầu phát triển mạnh từ năm 1920 đặc biệt là ở Mỹ, khi đó người ta
bắt đầu tự động hóa sản xuất thủy tinh bao bì. Các máy tự động để sản xuất thủy tinh bao bì
có nhiều loại khác nhau nên yêu cầu tính chất của thủy tinh cũng khác nhau, do đó mà thành
phần của thủy tinh cũng phải thay đổi cho thích hợp hơn nữa để đảm bảo giá thành rẻ, chất
lượng tốt nên thành phần hoá học của thủy tinh cũng ngày càng được cải tiến.
Thành phần của thủy tinh bao bì từ năm 1932 đến năm 1964 thay đổi như trong bảng 5

Năm
1932
1937
1942
1947

74.1
73.7
72.8
72.4

Bảng 7 Sự thay đổi thành phần thủy tinh bao bì

%SiO2
% oxit để ổn định x
% chất nấu chảy dễ xx
9.1
16.8
9.6
16.7
11.3
16
12.4
15.3
Trang 23


1952
1957
1960
1964

72.1
12.5
71.8
13.1
71.7
13.5
72
13.1
x: oxit ổn định bao gồm Al2O3, CaO, MgO, BaO.
xx: chất nấu chảy dễ B2O3, SO3, Fe, oxit kiềm.

Năm
1932
1937
1942
1947
1952
1957
1960
1964

1.3
1.3
1.7
1.9
2.1
1.9
2.1
2.0

15.5
15.2
14.9
15

Bảng 8 Sự thay đổi hàm lượng các oxit hiếm
% trọng lượng các oxit
R2O3
BaO
B2O3
F2

0.7
0.5
0.6
0.2
0.4
0.6
0.2
0.3
0.2
0.2
0.5
0.4
0.2
0.5
0.2
0.2
0.3
0.1
0.2
0.4
0.4
0.2

SO3
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2

0.2

Nhìn qua quá trình phát triển thành phần thủy tinh ta thấy: hàm lượng oxit ổn định luôn
luôn tăng, hàm lượng SiO2 và chất dễ nấu chảy giảm. Từ năm 1932 –1964 các oxit ổn định
tăng 4%, SiO2 giảm 2.1%, các chất dễ nấu chảy giảm 1.8%. Tăng hàm lượng oxit ổn định,
giảm hàm lượng oxit SiO2 và ngày nay hàm lượng các chất dễ nấu chảy tương đối ổn định với
mục đích nâng cao tốc độ của máy.
Những oxit chiếm tỷ lệ thấp được đưa vào thành phần thủy tinh bao bì, dựa trên các kết
quả nhiên cứu và thực tế sản xuất.
Al 2O3 đưa vào thủy tinh để tăng độ bền hóa học và đồng thời làm cho quá trình gia công
thuận tiện. Theo kết quả nghiên cứu được hàm lượng Al 2O3 nên đưa vào với tỷ lệ 1/8 hàm
lượng oxit kiềm.
Hàm lượng B 2O3 đưa vào thủy tinh với mục đích tăng độ bền hóa học và dễ nấu chảy,
gia công thuận lợi.
Hàm lượng F2 luôn luôn đưa vào khoảng 0.2%. Hàm lượng SO 3 cũng vào khoảng 0.2%
có thể ở dạng Na2SO4, BaSO4 hay CaSO4.
Ngoài ra thành phần của thủy tinh bao bì có thể thay đổi theo từng vùng khác nhau để
phù hợp với nguyên liệu của điạ phương mà vẫn đảm bảo được tính năng của thủy tinh, đảm
bảo yêu cầu kỹ thuật sản xuất.
Ở Tiệp Khắc để sử dụng nguyên liệu nội địa sản xuất thủy tinh bao bì, người ta đã
nghiên cứu và dùng thủy tinh có thành phần hóa học rất khác với loại thủy tinh bao bì của các
nước khác, hàm lượng oxit nhôm rất cao, oxit SiO2 thấp, oxit kiềm rất thấp nhưng thủy tinh
vẫn đảm bảo chất lượng.
Ví dụ:
Thành phần thủy tinh
SiO2
Al2O3
Fe2O3
MnO
CaO

MgO
Kiềm
SO3
Thủy tinh trong HCl 5%

Chai xanh
60.52%
11.04%
1.68%
0.48%
12.37%
4.43%
8.18%
0.53%
48.5 mg

Chai vàng nâu
57.76%
12.50%
1.2%
3%
12%
4.10%
8.60%
0.2%
55 mg
Trang 24


c- Tác dụng bảo vệ của thủy tinh bao bì có màu:

Nhiều loại sản phẩm thực phẩm, dược liệu hóa chất bị phá hủy dưới tác dụng của ánh
sáng nên rất cần phải nhuộm màu các dụng cụ chứa đựng thủy tinh để bảo vệ chúng. Thủy
tinh làm chai bia phải ngăn được các tia sáng có bước sáng 500 –520 ìm; chai đựng sữa phải
cản được các tia dưới 500 ìm,…; chai đựng dầu mỡ cản được các tia 430 –460 ìm.
Tia tử ngoại thường gây ra một số tai hại: làm mất mùi vị của bia, sữa, làm hỏng dầu
mỡ; làm vẫn đục nhiều loại nước uống; làm mất màu sắc một số sản phẩm đóng hộp, hủy
hoại các vitamin…
Người ta đã rút ra các kết luận: loại chai có khả năng bảo vệ tốt nhất là chai nâu, sau đó
đến chai xanh và kém nhất là chai trắng. Mặt khác cũng lưu ý rằng thủy tinh màu nâu ngăn
cản tia tử ngoại nhưng lại cho tia hồng ngoại đi qua nên rất thuận lợi cho quá trình nấu.
4.2 Chế độ nấu thủy tinh:
Thủy tinh dùng làm dụng cụ chứa đựng thường được nấu trong lò bể liên tục, chỉ trong
trường hợp cẩn nấu thủy tinh cao cấp không màu hoặc thủy tinh màu mới nấu ở lò nồi. Kích
thước và cấu tạo của lò do lượng thủy tinh cần nấu, màu sắc thủy tinh, vị trí sản xuất và
phương pháp sản xuất quy định.
Trong sản xuất thủ công và bán tự động thường dùng lò có ngọn lửa hình móng ngựa
còn trong sản xuất cơ khí, người ta dùng lò có ngọn lửa đi ngang, có cống.
Nhiệt độ nấu tối đa trong lò là 1450 –1480 0C. Khi nấu thủy tinh từ phối liệu soda sunfat
và đặt biệt là phối liệu sunfat, nhiệt độ ở gần chỗ nạp phối liệu phải luôn luôn cao (trên
14000C).
4.3 Sản xuất thủy tinh bao bì:
a -Phương pháp thủ công và bán tự động:
+Phương pháp thủ công:
Sản phẩm có hình dạng thiếu chính xác (cổ sản phẩm), năng suất không cao lắm, chỉ
dùng trong sản xuất qui mô nhỏ hoặc trong sản xuất các sản phẩm có dung tích lớn (15 lít trở
lên).
+Phương pháp bán tự động: ép tay hoặc ép ở bàn quay có 4 –12 khuôn.
b -Phương pháp tự động:
Có rất nhiều loại máy sản xuất thủy tinh theo phương pháp tự động. Điều kiện cần
thiết để các máy làm việc tốt là phải cung cấp dung lượng thủy tinh cần gia công ra sản phẩm

cho khuôn cơ hình.
Theo phương pháp cung cấp thủy tinh, ta chia các máy này ra:
-Máy có bộ phận cung cấp giọt
-Máy có bộ phận cung cấp chân không.
Theo đặc điểm lực chuyển vận của máy, ta chia ra:
-Máy chuyển vận, làm việc nhờ không khí nén.
-Máy chuyển vận làm việc nhờ động cơ điện, kết cấu cơ học.
Theo vị trí và chiều hướng của quá trình sản xuất ta chia ra:
-Máy quay tròn liên tục hoặc gián đoạn quanh trục.
-Máy tập hợp, không có bàn quay.
Theo phương pháp sản xuất ta chia ra:
-Máy ép
-Máy ép thổi
-Máy thổi
Thực nghiệm chứng tỏ rằng dùng máy ép thổi để sản xuất các dụng cụ chứa đựng có cổ
rộng, đảm bào cổ và miệng sản phẩm chính xác và năng suất cao. Sản xuất dụng cụ có cổ hẹp
bằng máy tự động có bộ phận cung cấp giọt và bằng máy chân không, chất lượng sản phẩm
như nhau nhưng năng suất loại đầu có thể cao hơn.
4.4 Các khuyết điểm của sản phẩm chứa đựng bằng thủy tinh:

Trang 25