Tải bản đầy đủ (.pdf) (54 trang)

KIẾN THỨC TỔNG QUAN VỀ GỐM SỨ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.55 MB, 54 trang )

THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN

CÔNG NGHIỆP SILICAT
GỐM
Nguyễn Lê Hoài Thương

20/4/2016


Mục lục
1. Tổng quan về ngành gốm ................................................................................................. 3
2. Giới thiệu .......................................................................................................................... 4
1.Một số định nghĩa ........................................................................................................... 4
1. Các vật liệu gốm sứ, thủy tinh, xi măng, vật liệu chịu lửa ........................................... 4
2. Gốm truyền thống ...................................................................................................... 4
3. Gốm sành .................................................................................................................. 5
4. Gốm sứ ...................................................................................................................... 5
5. Men............................................................................................................................ 5
6. Một số từ lưu ý ........................................................................................................... 5
7. Thiêu kết .................................................................................................................... 5
8. Luyện kim .................................................................................................................. 6
2. Các giai đoạn chính ....................................................................................................... 6
3. Phân loại ....................................................................................................................... 7
4. Sơ lược về lịch sử ngành gốm .................................................................................... 11
Gốm sứ thế giới ........................................................................................................... 11
Gốm sứ Việt Nam ........................................................................................................ 14
3. Quy trình sản xuất các sản phẩm gốm ............................................................................ 16
Chuẩn bị nguyên liệu và các phối liệu ............................................................................. 16
Nguyên liệu dẻo (nguyên liệu sét) ................................................................................ 17
Nguyên liệu sản xuất Engobe, men, chất màu gốm sứ.................................................... 22
Chuẩn bị phối liệu ............................................................................................................ 23


Phân loại hạt, tạo hạt ................................................................................................... 23
Gia công đập nghiền .................................................................................................... 24
Trộn ............................................................................................................................. 25
Hút chân không, tách nước và điều chỉnh tính dẻo ...................................................... 26
Tạo hình .......................................................................................................................... 27
Tạo hình đổ rót (vào khuôn thạch cao):........................................................................ 27
Tạo hình dẻo ................................................................................................................ 28
Tạo hình ép khô, bán khô hay ép ẩm ........................................................................... 34
Trang trí và tráng men ..................................................................................................... 35
Thông tin về men ......................................................................................................... 35
Quá trình nung sấy sản phẩm ......................................................................................... 40

1



Giai đoạn sấy ............................................................................................................... 40
Giai đoạn nung ............................................................................................................ 41
Giai đoạn làm nguội ..................................................................................................... 42
Sản phẩm gạch ngói, đất sét nung ...................................................................................... 44
Nguyên liệu đất sét .......................................................................................................... 44
Các công đoạn tạo hình và sản xuất ............................................................................... 45
Tính chất, đặc điểm đặc biệt sản phẩm ........................................................................... 45
Sử dụng .......................................................................................................................... 46
Sản phẩm sành ................................................................................................................... 46
Sản xuất tấm ốp tường (sản phẩm sành) ........................................................................ 47
Sứ ....................................................................................................................................... 47
Phân loại sứ .................................................................................................................... 48
Sứ cứng ....................................................................................................................... 48
Sứ mềm ....................................................................................................................... 49

Sứ làm răng ................................................................................................................. 49
Quy trình sản xuất ........................................................................................................... 49
Đinh hướng tương lai của nghề gốm .................................................................................. 51
Tài liệu tham khảo............................................................................................................... 52

2



1. Tổng quan về ngành gốm
Chúng ta không thể phủ nhận rằng, gốm sứ có vai trò quan trọng khi nó
có mặt hầu như khắp nơi trong cuộc sống; không những thế, nó còn góp phần to
lớn khi tạo nên văn hóa gốm màu(Tudian, 2004), xuất hiện và phát triển qua
suốt hàng ngàn năm trước Công Nguyên. Gốm sứ được coi là một trong những
vật liệu thủ công đầu tiên do con người tạo ra (TS. Nguyễn Văn Dũng, 2015)
trong thời kì đồ đá và vẫn giữ vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống hiện
nay. Rất nhiều sản phẩm gốm sứ xuất hiện quanh ta: đồ dùng gia đình (chén bát,
đĩa,…), đồ mỹ nghệ, vật liệu xây dựng (gạch, ngói,…), sản phẩm kĩ thuật điện
(sứ điện tử, gốm cách nhiệt…). Qua rất nhiều năm, con người đã tìm ra những
công nghệ mới, áp dụng tạo ra các dây chuyền sản xuất hiện đại nhưng cũng
luôn cố gắng giữ lại vẻ đẹp truyền thống của nghề gốm từ ngàn đời xưa. Do đó,
việc nghiên cứu cũng như áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào việc sản
xuất vật liệu gốm sứ rất được chú trọng; nhiều công trình nghiên cứu, tìm ra các
vật liệu mới đã được công bó. Tuy nhiên, ở nước ta hiện nay,việc nghiên cứu
vẫn còn rất ít, rất hạn chế, chưa tập trung, lượng vật liệu không đa dạng nên sản
phẩm trong nước tạo ra chưa tạo được sự cạnh tranh trên thị trường. Phần thứ
hai này tôi xin trình bày về một số kiến thức cơ bản của ngành gốm: phân loại,
đặc điểm của các nguyên liệu, quy trình tạo ra sản phẩm và ứng dụng của chúng
và một số định hương tương lai của ngành công nghiệp gốm sứ nước ta.


3



2. Giới thiệu
I.Một số định nghĩa
(Được trích từ giáo trình công nghệ sản xuất gốm, một số khoáng hay
thuật ngữ sẽ được chú thích hoặc nêu rõ hơn ở các phần sau )

1. Các vật liệu gốm sứ, thủy tinh, xi măng, vật liệu chịu lửa
Là các vật liệu silicat nhân tạo, được sản xuất từ các hợp chất silicat thiên
nhiên.
(Nguyên liệu chính của các silicat nói trên là các silicat thiên nhiên, trong
quá trình nung nấu đã biến các hợp chất ban đầu thành các hợp chất mới có cấu
trúc hoàn toàn khác.)

2. Gốm truyền thống
Là vật liệu vô cơ không kim loại, có cấu trúc đa tinh thể với một lượng
pha thủy tinh nhất định. Nguyên liệu để sản xuất gốm gồm một phần hay tất cả
là đất sét hoặc cao lanh. Sản phẩm được tạo thành tù nguyên liệu dạng bột mịn,
chủ yếu là đất sét và cao lanh, được thiêu kết ở nhiệt độ cao (đa phần trên
9000C) làm cho vật liệu có các tính chất lý hóa đặc trưng.
Nếu nguyên liệu là cacbua, nitrua, các oxit không phải của silic…, không
dùng đất sét, cao lanh thì được gọi là gốm đặc biệt. (TS. Nguyễn Văn Dũng,
2015)
Thông thường, sản phẩm gốm sứ gồm xương, thành phần chính của sản
phẩm, phía ngoài có trang một lớp men. Ngoài ra có thể có lớp màu trang trí
bên dưới men, trên men hoặc trong men
Bán thành phẩm sau khi tạo hình, trước khi nung thành xương gọi là mộc.


4



3. Gốm sành
Là vật dụng được làm từ đất sét, được nung ở nhiệt độ trung bình từ
10000C đến 11000C, thậm chí 12500C tùy theo cấu tạo của lò nung và thành
phần của xương đất chịu lửa cao hay thấp.
Nguyên liệu đất sét thường sẽ cho loại sành nâu và đất sét trắng sẽ cho
hai loại sành trắng hoặc sành xốp.

4. Gốm sứ
Sứ là vật liệu gốm mịn, không thấm nước và khí (<0,5%1) thường có màu
trắng. Sứ có độ bền cơ học cao, tính ổn định nhiệt và tính hóa học tốt. Được sử
dụng để sản xuất đồ gia dụng, đồ mỹ nghệ hay trong xây dựng.

5. Men
Là một lớp thủy tinh mỏng có chiều dày 0,1 đến 0,4 mm phủ trên bề mặt
xương gốm, dù ở dạng nguyên liệu hay sau khi nấu chảy đều được gọi là men.
Lớp men làm tăng tính thẩm mỹ và cải thiện các tính chất kĩ thuật cho sản
phẩm.

6. Một số từ lưu ý
- Đồ gốm: sản phẩm, vật liệu làm từ gốm
- Ceramics: gốm, đồ gốm, nghề sản xuất gốm
- Pottery: đồ gốm, nghề sản xuất gốm, lò gốm
- Ceramic (tile): tấm ốp lát (gạch) bằng gốm, phân biệt với tấm ốp lát bằng xi
măng hay granite.
7. Thiêu kết
Thiêu kết là nung và giữ ở nhiệt độ cao để vật liệu dạng bột kết khối.

0,5% ở đây được hiểu là độ rỗng của phối liệu sứ. Độ rỗng là tỉ lệ giữa thể tích phần lỗ rỗng hay khoảng trống
nằm trong một khối chất hay vật liệu so với tổng thể tích của khối vật liệu đó. Độ rỗng được thể hiện bằng một
số thập phân từ 0 đến 1, hoặc bằng tỉ lệ phần trăm từ 0% đến 100%. Độ rỗng càng lớn thì tính thẩm thấu, thấm
khí càng lớn.
1

5



Nung là giai đoạn quan trọng nhất, dưới tác dụng của nhiệt độ, vật liệu sẽ
kết khối và có thể xảy ra phản ứng làm thay đổi một phần hay thay đổi hoàn
toàn thành phần pha tạo nên vật liệu mới. Ở đây đã có sự biến đổi về chất: từ
nguyên liệu ban đầu dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao đã hình thành nên một vật
liệu đa tinh thể có thành phần pha (khoáng) hoàn toàn khác với thành phần
khoáng của nguyên liệu ban đầu. Những pha tinh thể mới hoàn toàn có vai trò
quyết định làm cho sản phẩm có độ cứng, độ bền hóa, độ bền nhiệt.

8. Luyện kim
Quá trình điều chế kim loại từ quặng và quá trình chế biến các hợp kim.
Sản xuất gốm được coi như là luyện thổ.

II. Các giai đoạn chính
Chuẩn bị
nguyên liệu

Tạo hình

(đất, nước)


Sấy sản phẩm

Nung

(Đất, nước)

(đất, lửa)

Ngoài ra, trong các giai đoạn chính trên cần phải nói đến việc tráng men
và trang trí sản phẩm, thường được thực hiện sau khi sấy và nung lần 1. Sở dĩ
nó không được đề cập trong sơ đồ trên bởi, theo định nghĩa gốm truyền thống
có nói “nguyên liệu để sản xuất gốm gồm một phần hay tất cả là đất sét hay cao
lanh” (TS. Nguyễn Văn Dũng, 2005). Tuy nhiên, trong ngành luyện kim, kĩ
thuật điện, điện tử… có những yêu cầu rất cao, rất khác nhau đã tạo ra sự phát
triển đa dạng của ngành gốm kĩ thuật mà nguyên liệu tạo chúng không chứa
silic.
Tính chất của gốm sứ kĩ thuật rất khác so với gốm truyền thống, những
điểm giống nhau giũa chúng là cùng được sản xuất bằng cách sử dụng các công
nghệ giống nhau đặc biệt ở quá trình thiêu kết ở nhiệt độ cao (TS. Nguyễn Văn
Dũng, 2005).
6



III. Phân loại
Đồ gốm được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, theo Tiến sĩ
Nguyễn Văn Dũng (2015):
Phân loại theo cấu trúc và tính chất của xương:
- Gốm thô (heavy): 100µm – 5mm, có thể nhìn bằng kính lúp hoặc mắt thường,
các hạt có kích thước nhỏ hơn cũng quan trọng để tạo sản phẩm

- Gốm tinh (fine) hay xương xốp (porous - có độ hút nước cao) : cấu trúc hạt nhỏ,
bé hơn 100µm, chỉ nhìn thấy được dưới kính hiển vi
- Gốm xương sít đặc (dense – có độ hút nước thấp)
Ngoài ra, dựa trên sự phân loại theo cấu trúc và tính chất của xương, các loại
sản phẩm gốm sứ truyền thống được sắp xếp từ thô đến tinh như sau:
1. Gạch ngói (brickware): xương thô, có màu, sản xuất từ đất sét, độ hút nước
khoảng 5-20%, độ chịu lửa 26 (15800C), chủ yếu làm gạch xây, ngói lợp
2. Vật liệu chịu lửa (refractories): là loại vât liệu cần cho xây dựng trong các lò
nung luyện, nấu ở nhiệt độ cao (lò luyện thép, lò nấu thủy tinh…), độ chịu lửa
từ 26 đến 42 (15800C-20000C). Gạch chịu lửa còn có nhiều màu khác nhau, cấu
trúc từ mịn đến thô, được phân loại thành nhiều nhóm tùy vào độ chịu lửa và
bản chất hóa học của chúng
3. Gốm cách nhiệt (thermal insulation bodies): làm từ cùng loại vật liệu với gạch
ngói hay vật liệu chịu lửa, tuy nhiên có độ xốp2 cao để tăng khả năng cách nhiệt.
4. Sành dạng đá thô (stoneware): thuộc loại gốm thô rẻ tiền nhưng lại có khung
xương khít đặc, không xốp, không thấm nước do có nhiều pha thủy tinh trong
xương. Pha thủy tinh được hình thành là do tạp chất Fe2O3 và đá vôi có trong
đất sét, nó làm xương gõ nghe thanh, khi vỡ tạo nên vết đứt gãy bóng như đá
nên gọi là sành dạng đá. Sành loại này được làm từ vật liệu chuyên làm sành

Độ xốp là tỉ số giữa thể tích xốp trong vật liệu so với thể tích tự nhiên của nó. Đây là một chỉ tiêu kỹ thuật rất
quan trọng của vật liệu vì nó ảnh hưởng đến nhiều tính chất khác của chính vật liệu như: cường độ, độ hút nước,
tính chống thấm, tính truyền nhiệt và khả năng chống ăn mòn.
2

7



dạng đá, có thể tạo nên những sản phẩm có kích thước rất lớn. Ngoài ra, chum

vại đựng nước cũng thuộc loại này.
5. Sành dạng đá tinh (fine stoneware): làm từu nguyên liệu chất lượng cao, được
gia công và cấp phối chính xác. Được sử dụng làm đồ gia dụng, mỹ nghệ, gạch
ốp lát granite (gres porcellanato, porcelainized ceramic stoneware, porcelain
tile)
6. Sành hóa học (chemical stoneware): thuộc dạng sành đá, yêu cầu cao (nguyên
liệu sạch, ít tạp chất)
7. Sành bền nhiệt (thermal shock resisting stoneware): thuộc loại sành dạng đá,
phối liệu có thêm phụ gia đặc biệt để chịu sự thay đổi nhiệt độ đột ngột.
8. Sành cách điện (electrical stoneware): thuộc loại sành dạng đá, phối liệu có
thêm phụ gia để tăng tính cách điện
9. Đất nung (fireclay): xương khá mịn, xốp, có màu đỏ hay trắng nhạt
10.Sành (coloured earthenware): xương khá mịn, đến mịn, xốp, màu đỏ vàng.
Nhóm này gồm sành majolica thông thường hay gạch ốp tường loại “majolica”,
gạch lát nền loại “cottoforte’.
11.Sành xương trắng (white earthenware): xương mịn, xốp , có màu trắng, độ hút
nước 10-15%. Nhóm này gồm sành faience, gạch ốp tường loại “earthenware”
(các loại gạch này không có tên tiếng Việt thay thế).
12. Sành nửa thủy tinh hóa (semivitreous china): loại sành này có độ hút nước nhỏ
4-10% và cường độ cao hơn sành bình thường. Gạch lát nền Ceramic cũng có
thể xếp vào nhóm này.
13.Bán sứ (vitreous china, sành thủy tinh hóa): sản phẩm có xương thủy tinh hóa,
màu trắng đục, độ hút nước từ 0-1%. Sứ vệ sinh được xếp vào nhóm này. Trong
đây còn có American hotel china là một loại bán sứ có xương sít đặc, màu trằng
nhưng không trong, rất cứng và thường được làm đồ gia dụng.
14.Sứ mềm (soft porcelain): là loại sứ mịn, xương màu trắng hay ngả, khá trong.

8




15.Sứ xương (bone china): có thể xếp vào loại sứ mềm. Xương màu trắng đến ngả
vàng và rất trong.
16.Sứ cứng (hard porcelain): xương có màu trắng tinh và thủy tinh hóa hoàn toàn,
trong và cứng. Sứ là loại vật liệu có yêu cầu cao nhất, đòi hỏi nguyên liệu phải
rất tinh khiết, kỹ thuật sản xuất rất cao và nhiệt độ nung cao.
17.Sứ điện (electrical porcelain): không yêu cầu độ trắng, trong và độ chịu lửa cao
nên có thể dùng thêm chất phụ gia để tăng thêm tính cách điện.
18.Sứ hóa học (chemical porcelain): yêu cầu cao về độ bền hóa học và bền cơ học3.
19.Sứ mullite (mullite porcelain): phối liệu và công nghệ sản xuất tạo điều kiện cho
khoáng mullite4 phát triển nhiều hơn trong xương.
20.Sứ cao alumin5 (high alumina porcelain): có hàm lượng oxit nhôm cao trong
phối liệu và sản phẩm.
21.Sứ zircon (zircon porcelain): phối liệu có thêm phụ gia zircon (phụ gia có thành
phần chính là ZrO2).
22.Gốm bột mài (ceramic-bonded abrasives): dùng làm bột mài6
23.Gốm cordierite (cordierite bodies): được cấp phối7 sao cho trong xương khoáng
cordierite8 có nhiều nhất.
24.Gốm steatite (steatite bodies): phối liệu xương gốm steatite9 hay hoạt thạch
(talc)10.

3

Độ bền cơ học là khả năng chịu đựng không bị nứt, gãy, phá hủy dưới tác động của ngoại lực lên vật thể.

Mullite là một chất khoáng silicat đươc tìm thấy trên đảo Mull, Scotland vào năm 1924. Thành phần khoáng này
gồm 46% oxit nhôm and 51% thành phần silicat tự nhiên, trong đó có các oxit kim loại và Fe tự do.
4

5


Alumin ở đây có nghĩa là oxit nhôm.

Bột mài là sản phẩm bột dùng để mài hoặc đánh bóng bề mặt của một sản phẩm nào đó. Kích cỡ của các hạt bột
mài không đều và thường có các cạnh sắc nhọn. Tùy theo từng sản phẩm cần đánh bóng, người sử dụng sẽ lựa
chọn các loại bột mài với các kích cỡ khác nhau để việc đánh bóng đạt đươc hiệu quả tốt nhất.
6

7

Cấp phối: rải, trộn lẫn các nguyên liệu theo một tỉ lệ phù hợp với yêu cầu

8

Cordierit là một khoáng vật silicat dạng vòng, của magie,sắt, nhôm có công thứ hóa học:
(Mg,Fe)2Al3(Si5AlO18) đến (Fe,Mg)2Al3(Si5AlO18).
Steatit là vật liệu rẻ tiền có độ bền điện ở nhiệt độ cao, bền cơ học tốt và là một yếu tố mất điện môi rất thấp.
Điều này làm cho nó trở nên lý tưởng cho việc chịu va đập tốt và tác dụng cách điện cao áp.
9

Hoạt thạch talc có nguồn gốc từ khoáng chất và được nghiền thành bột, sờ vào rất mịn, trơn và mát, không tan
trong nước, khó bị phá huỷ trong acid. Thành phần chủ yếu của hoạt thạch là Magiê silicat: Mg(Si4O10)(OH)2
10

9



25.Gốm forsterite (forsterite bodies): xương sau khi nung có chứa khoáng forsterite
(thành phần chính là Mg2SiO4).

26.Gốm spinel (spinel bodies): xương sau khi nung có chứa khoáng spinel11.
27.Gốm pyrophyllite (pyrophyllite bodies): xương được tạo thành từ khoáng
pyrophyllite (một loại cao lanh).
28.Gốm wollastonie (wollastonie bodies): xương được tạo thành từ phối liệu chứa
wollastonie12.
29.Gốm lithium aluminosillicate: được tạ thành từ phối liệu nằm trong vùng đặc
biệt của giản đồ hệ ba cấu trúc Li2O-Al2O3-SiO2. Gốm này có tính dãn nở nhiệt
đặc biệt
30.High magnesia porcelain: có hàm lượng oxit magnesia trong phối liệu cao
31.High Berilla Porcelain: có hàm lượng oxit beri trong phối liệu cao
32.Gốm oxit cacbua, nitrua, các họp chất tinh khiết khác kết khối
33.Gốm cermet (cetmets) vật liệu chứa các cấu tử gốm và kim loại
34.Gốm xốp thấm (permeable porous bodies): dựa trên cơ sợ các loại gốm kỹ thuật
nói trên nhưng có cấu trúc đặc biệt.
35.Gốm rutile
36.Gốm titanate
37.Gốm ferrite
Phân loại theo lĩnh vực sử dụng
1. Gốm xây dựng: các loại gạch ngói, ống dẫn nước, gạch clinker, tấm ốp tường,
lát nền, gạch granite, sứ vệ sinh.
2. Gốm dân dụng và mỹ nghệ: đồ đất nung, lu sành, sứ bàn ăn, sứ mỹ nghệ.

hoặc 3MgO.4SiO2.H2O. Tỷ lệ MgO trong đó là 31,7%, SiO2 là 63,5%, H2O là 4,8%. Ngoài ra còn có tạp chất
khác như Fe, Na, K,Ca, Al..
11

Khoáng Spinel là một khoáng vật nhôm magie trong nhóm spinel, có công thức hóa học MgAl2O4.

Hiện nay wollastonite là một nguyên liệu được ứng dụng rộng rãi, đặc biệt trong lĩnh vực gốm sứ, là nguồn
cung cấp calcium oxide (CaO) và silicon oxide (SiO2 ) cho men sứ hoặc frit, hay chất tạo thành lớp trung gian

giữa men và xương. Wollastonite còn được ứng dụng làm cốt liệu cho vữa cường độ cao, chất trợ dung dùng
trong xi măng đóng rắn nhanh, chất độn cho các thành phần chống cháy, chất cách nhiệt, vật liệu chịu lửa, sơn
silicat. (Trần Ngọc Cường, 2011)
12

10



3. Vật liệu chịu lửa: dùng xây dựng trong lò nung và các lò công nghiệp chịu nhiệt
độ cao. Vật liệu chịu lửa được phân loại tùy theo độ chịu lửa hay trong đó còn
có vật liệu chịu lửa axit, kiềm hay trung tính.
4. Gốm kỹ thuật: các chi tiết trong máy mài, máy cắt trong ngành chế tạo máy:
bình nghiền, bi nghiền, ống dẫn, các chi tiết bền axit bền hóa cho bơm và các
thiết bị ngành hóa, vật liệu cách điện, các chi tiết trong thiết bị điện tử.
5. Loại vật liệu gốm nằm ở ranh giới giữa công nghệ gốm sứ và các công nghệ
khác: các sản phẩm chịu lửa nấu chảy (gần với công nghệ thủy tinh), bê tông
chịu lửa (gần với công nghệ bê tông), sợi oxit (gần với công nghệ sợi khoáng và
sợi thủy tinh), vật liệu từ (trên ranh giới giữa vật liệu gốm và vật liệu hữu cơ)…
Phân loại theo hàm lượng hợp chất hóa học chủ yếu
1. Gốm silicat: bao gồm gạch ngói, sành dạng đá, vật liệu chịu lửa, tấm ốp lát,
sành sứ điện.
2. Gốm oxit: bao gồm vật liệu chịu lửa kiềm tính, các oxit kết khối,..
3. Gốm không oxit: cacbua, borua, nitrua…
Ngoài ra, còn có thể kể đến các vật liệu gốm composite13 và gốm công
nghệ cao. Để sản xuất ra các sản phẩm này cần sử dụng loại nguyên liệu tổng
hợp cực sạch với công nghệ tạo hình và nung đặc biệt.

IV. Sơ lược về lịch sử ngành gốm
Gốm sứ thế giới

Gốm sứ là một trong những ngành công nghiệp lâu đời nhất thế giới và
gần như không thể xác định được thời điểm chính xác khi mà phát hiện được
dấu tích của loại vật liệu này ở khu vực con người sinh sống. Bằng chứng khảo
cổ cho thấy rằng những thứ dùng để đựng đầu tiên mà con người thời đồ đá sử
dụng là những mẩu đá rỗng hay phức tạp hơn là các túi da thú và trên hết là các
loại giỏ (Gascoigne, 2001). Thêm nữa, để tồn tại, con người phải sử dụng tối đa

13

Vật liệu composite, còn gọi là Vật liệu compozit hay composite là vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu
khác nhau tạo nên vật liệu mới có tính năng hơn hẳn các vật liệu ban đầu, khi những vật liệu này làm việc riêng
rẽ.

11



lượng calo và các giá trị dinh dưỡng trong thực phẩm của họ. Một giải pháp
người ta đã tìm ra là làm nồi nấu, vì nấu thực phẩm giúp tăng lượng chất dinh
dưỡng từ các thực vật và thịt, rồi người ta phát hiện ra đồ gốm (Art, 2011). Khi
múc nước từ dưới sông có lẫn đất sét, đổ nước ra ngoài, lớp cặn đất sét dính vào
giỏ. Khi để giỏ dưới ánh nắng mặt trời thì lớp đất sét khô lại. Sau đó, người ta
cũng phát hiện ra cách để đất sét trở nên cứng và bền hơn, đó là nung nóng
chúng (Gốm sứ Nhật Minh, 2013), có lẽ cách đây khoảng 1000 năm sau khi
người ta phát minh ra lửa. Việc sản xuất ra các sản phẩm thủ công phụ thuộc
lớn vào nguồn nguyên liệu tại chỗ và sự hoàn thiện các công đoạn chế tác và
nung luyện nên có sự khác biệt ở nhiều noi trên trái đất. Không phải khu vực xã
hội nào cũng tập trung phát triển các công dụng hữu ích của nghề gốm. Ví dụ ở
Nomads không có xu hướng xuất hiện thợ gốm bởi các yêu cầu kĩ thuật không
thích hợp cho lối sống du canh du cư (Gascoigne, 2001).

Đồ đất nung được tìm thấy ở Trung Đông có tuổi khoảng 7000 năm trước
Công nguyên (CN), hình dáng được làm theo các giỏ đan. Có thể là người ta đã
trát đất sét xung quanh giỏ đan rồi để cho khô, sau đó, người ta mong muốn có
được sản phẩm chỉ dùng đất sét để tạo hình và nung(TS. Nguyễn Văn Dũng,
2015).
Chúng ta thấy rằng, ngày nay để làm ra những sản phẩm gốm cần trải qua
rất nhiều công việc, và để trả lời cho câu hỏi nghề gốm đã xuất hiện trong thời
gian nào thì thực sự rất khó… Tức là ở đây chúng ta bao gồm hết tất cả quy
trình tìm nguyên liệu, tạo hình, sấy và nung và bao gồm cả việc phát minh ra
bàn xoay.
Theo bằng chứng khảo cổ, đồ gốm đầu tiên xuất hiện trong thời đại của
nghệ thuật đồ đá cũ ở Đông Á (Trung Quốc, Nhật Bản và các lưu vực song
Amur ở Nga), 18000 năm TCN, trước khi lan rộng đến vùng Trung Đông và lưu
vực Địa Trung Hải trong thời kì đồ đá mới hàng ngàn năm sau. Các nhà khảo cổ
không chắc rằng vì sao đồ gốm lại xuất hiện ở Trung Quốc sớm đến vậy. Họ đã
12



đặt ra giả thiết là sản xuất gốm bị ảnh hưởng bởi điều kiện khí hậu. Đây là đất
nước rất trù phú về nguyên vật liệu (đất sét, cao lanh, fenspat, thạch anh…) cần
thiết, ngoài ra, dân số đông nơi đây cũng là một trong những yếu tố quan
trọng(Visual-art-corks.com, 2011).
Vào thế kỉ 6 TCN, người Trung Quốc đã phát minh ra đồ sứ, được sản
xuất từ nguyên liệu đất tại vùng núi Cao Lĩnh. Đây là loại cao lanh có hàm
lượng khoáng kaolinit cao. Theo một số tài liệu khác, sứ nguyên thủy
(protoporcelain) có thể cũng được phát minh ở nơi đây sớm hơn nhiều khoảng
vào năm 1258 TCN. Đây là loại sứ có xương kết khối, tráng men xanh lục –
vàng, thuộc dạng trung gian giữa sành và đá. Sau đó, người Trung Quốc đã phát
minh ra sứ xanh lục có nhiệt độ nung khoảng 13200C (221-206 TCN) và sứ có

xương trắng (550-577 SCN). (Dũng, 2015) Vào thời cổ đại ở Trung Quốc, kỹ
thuật nung ở nhiệt độ cao khoảng 1300-14000C thậm chí cao hơn nữa đã xuất
hiện. Ở nhiệt độ này, các thành phần khoáng chất của đất sét bị nóng chảy, dẫn
đến một loại vật liệu gốm mỏng, mờ trong suốt như pha lê được tạo thành, đó
chính là sứ. Không phải tất ca đất sét có thể thực hiện được ở nhiệt độ này mà
chỉ có một số loại đất sét đặc biệt không có tạp chất (Violatti, 2014)
Đồ sứ Trung Quốc thời kì sơ khai chưa có chất lượng tốt như ngày nay
nhưng nó ngày càng được phát triển trong quá trình sản xuất. Đời nhà Đường có
sứ Ding-jao, là sứ xương trắng được trang trí bằn cách đóng dấu hoa văn và
tráng men trong. Một phần men hòa lẫn với xương nên ơ vùng trung gian không
phân biệt được đâu là xương và đâu là men. Vào thời này, có nhà thơ Đỗ Phủ đã
làm thơ tan dương chén sứ uống trà tại Việt Châu, nói rằng “da trắng như tuyết,
tiếng trong như ngọc” (Dũng, 2015) đây chính là những tính chất điển hình của
sản phẩm sứ truyền thống.
Đồ gốm và đồ sứ Trung Quốc sau đó ảnh hưởng lớn đến các nước xung
quanh, nhất là các nước nước vùng Đông Bắc Á như Triều Tiên và Nhật Bản.
13



Tại châu Âu, đồ sứ ngày xưa rất quý và hiếm, các bộ dụng cụ ăn sang
trọng nhập từ Trung Quốc đắt sánh ngang vàng nên họ đã cố gắng bắt chước sản
xuất sứ châu Á. Trong quá trình đó người ta đã tạo ra các loại sành majolica và
faience. (Dũng, 2015).
Majolica là loại sành tráng men thiếc chì sản xuất ở Tây Ban Nha, nhập
vào vào Ý, qua châu Âu và qua đảo Mallorca, từ đó có tên gọi là Majolica. Sành
Majolica được tráng một lớp men thiếc để làm nền, sau đó vẽ màu trang trí và
sau đó tráng lên lớp men thứ hai trong suốt để tạp độ bóng cho sản phẩm sau khi
nung. (Dũng, 2015)


Hin
̀ h 1. Vase Majolica
Faience Hand Painted

Ngành công nghiếp gốm sứ ngày càng được phát triển hơn, và sự thay đổi
cơ bản tạo ra quá trình cơ khí hóa từ sau khi xảy ra cuộc cách mạng công nghiệp
vào thế kỉ 19.
Gốm sứ Việt Nam
Cũng như trên thế giới, nghề gốm là một trong những nghề có truyền
thống lâu đời nhất ở Việt Nam. Kết quả khảo cổ học cho thấy, nghề gốm đã
được người Việt chế tác, sử dụng cách đây khoảng 10.000 năm. Theo thời gian,
gố sứ không chỉ là đồ thủ công phục vụ cho nhu cầu thiết yếu trong đời sống mà
đã trở thành nét văn hóa của dân tộc.

14



Ở Việt Nam, người ta đã sản xuất đồ gốm từ thời thượng cổ, cách đây
4500 năm. Vào thời đâu các vua Hùng chúng ta đã có đồ gốm Phùng Nguyên,
gò Mun (Vĩnh Phú) nung ở nhiệt độ 800-9000C, xương gốm đã bắt đầu được
tinh luyện. Từ cuối đời Trần vào thế kỉ 14 bắt đầu hình thành làng gốm Bát
Tràng nổi tiếng đến ngày nay (Dũng, 2015). Để làm ra đồ gốm, người thợ gốm
phải trải qua rất nhiều công đoạn khác nhau. Kinh nghiệm truyền đời của dân
làng gốm Bát Tràng là “Nhất xương, nhì da, thứ ba dạc lò”.
Về sản xuất gốm sứ dân dụng, mỹ nghệ và gốm kỹ thuật ở quy mô công
nghiệp, nước ta hiện nay có công ty sứ Hải Dương, nhà máy sứ điện Hoàng
Liên Sơn, công ty gốm sứ Minh Long, và rất nhiều nhà máy khác về gốm xây
dựng,… phục vụ cho nhu cầu nhân dân.


15



3. Quy trình sản xuất sản phẩm gốm
Xương gốm (phần bên trong lớp men phủ) được xem như là phần qua
trọng nhất của một sản phẩm gốm. Theo TS. Dũng (2015), xương gốm có thành
phần và cấu trúc khác nhau phụ thuộc vào các yếu tố sau:
(1) Thành phần hóa và khoáng của nguyên liệu
(2) Bài cấp phối
(3) Tính chất vật lý của nguyên liệu, đặc biệt là thành phần dạng hạt
(4) Phương pháp gia công và chuẩn bị phối liệu
(5) Phương pháp tạo hình
(6) Quá trình nung
(7) Phương pháp xử lý bề mặt như tráng men, mài hay đánh bóng.
Phần dưới đây xin trình bày về quy trình bày cụ thể về quy trình sản xuất
gốm trong công nghiệp và trong truyền thống thông qua nhiều tạo liệu tham
khảo.
Trong suốt quá trình trình bày về vấn đề này tôi cũng xin giới thiệu về
việc làm gốm ở làng gốm Bát Tràng, Việt Nam để mọi người có cái nhìn cụ thể
hơn về nghề gốm truyền thống ở nước ta hiện nay dựa trên trang
( 2012)

Chuẩn bị nguyên liệu và các phối liệu
Nguyên liệu sản phẩm gốm sứ chủ yếu là nguyên liệu thiên nhiên (một số
có thể là chất thải công nghiệp hoặc nguyên liệu tổng hợp) mà thành phần hóa,
khoáng và thành phần hạt sẽ quyết định cấu trúc và tính chất của sản phẩm
(Dũng, 2015).

16




Khoáng sản chính sử dụng trong ngành này là kaolinit, đất sét thành phần
thường được mô tả như sau: 40% oxit nhôm, 46% oxit silic, và 14%
nước(Made, 1999). Người ta chia nguyên liệu thành nguyên liệu dẻo (khi trộn
với nước có độ dẻo và khả năng tạo hình) và nguyên liệu gầy (TS. Nguyễn Văn
Dũng, 2015).
Để hình thành nên một lò gốm thì điều quan trọng là có nguồn đất sét để
làm gốm. Làng Bát Tràng là một trong những trung tâm sản xuất gốm có nguồn
nguyên liệu tại chỗ. Đây là nơi người dân chọn định cư và phát triển nghề gốm
bới người ta đã phát hiện ra mỏ đất sét trắng. Đến thế kỉ 18, nguồn đất sét
trắng cạn kiệt, người dân phải đi tìm nguồn đất mới, và họ bắt đầu hai thác đất
sét ở Hồ Lao, Trúc Thôn cho đến nay.
Đất sét Trúc Thôn có độ dẻo cao, khó tan trong nước hạt mịn, màu trắng
xám, độ chịu lửa ở khoảng 1650°C. Tuy là loại đất tốt được người thợ gốm Bát
Tràng ưa dùng nhưng sét Trúc Thôn cũng có một số hạn chế như chứa hàm
lượng ôxít sắt khá cao, độ ngót14 khi sấy khô lớn và bản thân nó không được
trắng( 2012).

Nguyên liệu dẻo (nguyên liệu sét)
Nguyên liệu dẻo gồm cao lanh và đất sét.
Cao lanh và đất sét xuất hiện do hiện tượng phong hóa các loại đá giàu
tràng thạch (đá hoa cương, pegmatite, arkozy…) gồm các quá trình phân hủy
thủy nhiệt, quá trình vận chuyển và sa lắng các cấu tử phân hủy ra.
Theo TS. Dũng (2015), nguyên liệu sét có khả năng thấm nước và trương
nở với nhiều mức độ khác nhau. Nguyên liệu sét khi khô có tính giòn, nhưng
khi đủ ẩm lại có tính dẻo, khi cho nước vào khoáng 20% sẽ biến thành khối dẻo
có khả năng tạo hình dễ dàng mà không gây phá hủy sự toàn vẹn của bán thành
phẩm.

Độ co ngót (thường dùng ở bê tông) là sự giảm thể tích ở nhiệt độ không đổi do mất độ ẩm sau khi bán thành
phẩm đã đông cứng.
14

17



Đất sét
Đất sét là loại đất mịn, có màu từ trắng đến nâu, xám, xanh đến nâu đen.
Khi thêm nước thì có thể tạo hình như ý muốn, để khô vẫn giữ nguyên được
hình dạng.
Thành phần chính của đất sét là khoáng dẻo hay còn gọi là khoáng sét.
Khoáng dẻo là Alumino-silicat ngậm nước có công thức tổng quát
nAl2O3.mSiO2.pH2O, được tạo thành do fenspat bị phong hóa tùy theo nhiệt độ
môi trường và áp suất mà đất sét tạo thành các khoáng khác nhau.
Trong môi trường axit yếu (pH từ 6 đến 7) tạo ra kaolinite.Trong môi
trường kiềm (pH từ 7,3 đến 10,3) tạo ra montmorillonite15.
Đất sét chỉ chứa khoáng Kaolinite gọi là cao lanh.Đất sét chỉ chứa khoáng
montmorillonite gọi là Bentonite (có tính dẻo cao do có nhiều hạt mịn trong
thành phần).
Cao lanh
Cao lanh chứa khoáng Kaolinite, có công thức hóa học đơn giản
Al2O3.2SiO2.2H2O
Kaolinite là một khoáng vật sét với công thức hóa học Al2Si2O5(OH)4,
được

hình

thành


do

quá

trình

phong

hóa

của fenspat,

chủ

yếu

là octodaz và anbit. Quá trình phong hóa trên được gọi là quá trình kaolin hóa
(Deer W.A., 1992).
Cao lanh có tính dẻo vừa phải, có lẫn các mảnh vụn mica, thạch anh, dễ
bóp nát vụn, màu trắng hoặc trắng xám. Các phân tử nước giữa các cụm mạng
tinh thể của nó rất ít nên kaolinite không có khả năng liên kết với nước, do đó,
cao lanh không dẻo bằng đất sét.

15

Montmorillonite là một khoáng vật silicat rất mềm, nó bao gồm các vi tinh thể tạo nên khoáng vật sét. Nó là
thành phần chính của sản phẩm thu được trong quá trình phong hóa núi lửa. Về mặt hóa học, nó là
(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2.nH2O trong đó hàm lượng nước có thể thay đổi được.


18



Trong sản phẩm, các đặc tính của nó có các tác dụng sau:
- Làm giảm độ co quá mức của đất sét (nếu quá nhiều đất sét thì độ co lớn gây
nứt và biến dạng sau khi nung). Ngoài ra nó còn có tác dụng làm trắng xương
gốm.
- Lượng Al2O3 trong cao lanh giúp làm giảm độ biến dạng trong quá trình nung
xương.
- Đất sét và cao lanh chứa ion Al3+, khi phân hủy ở nhiệt độ cao, khuếch tán trong
fenspat nóng chảy tạo điều kiện xuất hiện khoáng Mullite. Khoáng này sẽ cứng
lại khi làm nguội sẽ làm tăng độ bền cơ và bền nhệt cho sản phẩm gốm.
Khai thác
Nguyên liệu dẻo thuộc loại thành phần tự nhiên và được khai thác ở các
mỏ quặng. Trước khi khai thác một khu mỏ, cần tiến hành nghiên cứu địa chất
cũng như xác định trữ lượng đế có thể có phương pháp và kế hoạch khai thác
hợp lý.
Nguyên liệu gốm sứ chủ yếu được khai thác trên bề mặt, chỉ một số ít
được khai thác dưới lòng đất là chúng rất tốn kém.
Quá trình khai thác phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Hình thái địa chất của mỏ, tỉ lệ khối lượng lớp mặt và khối lượng nguyên liệu
khai thác.
- Phương pháp và thiết bị khai thác.
- Phương pháp vận chuyển nguyên liệu và lưu kho bãi.
Nguyên liệu gầy
Nguyên liệu gầy luôn có mặt trong phần lớn phối liệu sản xuất đồ gốm
sứ.Việc sử dụng chúng phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Loại sản phẩm cần sản xuất ra


19



- Mục đích sử dụng chúng (có thể dùng để điều chỉnh tính chất của phối liệu khi
tạo hình hay khi nung)
- Loại, tính chất của nguyên liệu gầy sử dụng
Theo chức năng nó được phân chia thành ba loại như sau: nguyên liệu đầy,
nguyên liệu trợ dung và nguyên liệu làm nhẹ.
Nguyên liệu đầy
Có thể là hợp chất thiên nhiên hoặc nhân tạo, về bản chất, chúng chứa
nhiều oxit gần với thành phần của phối liệu. Khi trộn vào phối liệu để tạo hình
dẻo, chúng làm giảm độ dẻo của phối liệu. Khi nung, chúng có thể phản ứng với
một số thành phần trong phối liệu để tạo nên xương sít đặc; tuy nhiên, trong đa
số trường hợp, chúng có thể coi là trơ về mặt hóa học hoặc có khả năng phản
ứng rất kém. Có thể phân loại theo bản chất hóa học (loại silic, loại aluminosilicat…), phân loại theo thành phần cỡ hạt, phân loại theo chức năng phụ thêm.
Dưới đây là một số nguyên liệu đầy phổ biến và quan trọng trong các sản phẩm
gốm sứ.
Cát
Cát cung cấp SiO2 cho xương , tính năng của cát trong sản phẩm sẽ làm
giảm độ co ngót, giúp quá trình sấy nhanh hơn, chống nứt sản phẩm. Tuy nhiên,
nếu lượng cát quá nhiều sẽ làm sự liên kết vật chất trong xương kém đi, ảnh
hưởng đến độ bền của sản phẩm.

Hin
̀ h 2. Cát

20




Quarzit (thạch anh)

Hin
̀ h 3. Quarzit

Đây là nguyên liệu cơ bản để sản xuất gạch chịu lửa.
Nguyên liệu đầy loại alumino-silicat (samot)
Là đất sét nung ở nhiệt độ 1000-14000C sau đó nghiền mịn trong đó tỉ lệ
SiO2:Al2O3=3:2.
Đá vôi
Đá vôi có tác dụng:
- Làm trắng xương.
- Tạo độ xốp cho xương theo phản ứng
CaCO3 → CaO + CO2
- Trung hòa nhiệt giữa đất sét và tràng thạch.
Hoạt thạch (talc)

Hin
̀ h 4. Hoạt thạch

Công thức: 3MgO.SiO2.H2O

21



Đây là một dạng khoáng thạch khối có màu lục nhạt, trắng, xám và vàng
phớt nâu. Sờ tay vào có cảm giác mịn mát, không thấm nước, thường người ta
dùng chất này để xoa khuôn chống dính.

Có tác dụng chống nứt rạn do giãn nở đột ngột, giảm nhiệt độ nung của
sản phẩm.
Sử dụng quá nhiều sẽ làm cho xương giòn, dễ nứt, tăng độ co ngót, độ hút
nước càng giảm.
Nguyên liệu trợ dung
Nguyên liệu trợ dung tham gia tạo pha lỏng, làm giảm nhiệt độ kết khối
và nóng chảy, giảm khoảng cách giữa nhiệt độ kết khối và nhiệt độ chịu lửa.
Tràng thạch là nguyên liệu trợ dung phổ biến nhất trong sản xuất gốm sứ.
Tràng thạch hay fenspat là một thuật ngữ chung cho một nhóm khoáng chất
Alumino-silicat có chứa một lượng đáng kể (10-15%) các oxit kiềm (Na2O,
K2O, CaO…) (Perry, 2011).
Nguyên liệu làm nhẹ
Mục đích sử dụng nguyên liệu này là để giảm thể tích của xương gốm.
Trong sản xuất gạch và vật liệu chịu lửa, nguyên liệu làm nhẹ có thể dùng để
làm tăng độ xốp và làm giảm độ dẫn nhiệt của sản phẩm.

Nguyên liệu sản xuất Engobe, men, chất màu gốm sứ
Engobe là lớp phủ sít đặc nhưng không được thủy tinh hóa, phủ lên bề
mặt sản phẩm gốm, men là lớp thủy tinh phủ trên bề mặt sản phẩm gốm, cần có
thành phần cấp phối chính xác.
Nguyên liệu làm men sống là cao lanh, đất sét, thạch anh, tràng thạch, đá
vôi và các hợp chất của nguyên tố Zn, Pb, Ba, K, Na; các oxit SnO2… dùng để
làm đục men màu trắng.

22



Chất màu gốm sứ được gia công từ các oxit và muối kim loại tinh khiết.
Phối liệu được nung và nghiền thật mịn để có khả năng che phủ tốt.


Chuẩn bị phối liệu
Quá trình sản xuất gốm sứ bắt đầu từ công đoạn chuẩn bị nguyên vật liệu
và gia công phối liệu. Trong công đoạn này sử dụng rất nhiều thiết bị để tạo
kích cỡ, hình dạng cho các nguyên liệu bước vào công đoạn kế tiếp. Trng đó,
các thiết bị sử dụng cho việc này luôn được cải tiến, phát triển theo hướng hoạt
động liên tục, cơ giới hóa, tự động hóa (TS. Nguyễn Văn Dũng, 2015) để có thể
đạt được hiệu quả và chất lượng tốt nhất mà ít tốn chi phí và nhân lực.Quá trình
này bao gồm các công việc sau:

Phân loại hạt, tạo hạt
Có thể phân loại bằng sàng (0,4-1 mm), dòng không khí hay bằng nước.
Phân loại bằng sàng dựa trên nguyên tắc các hạt có kích thước khác nhau

Hin
̀ h 6. Thùng sàng

Hin
̀ h 5. Thùng quay

thì sẽ đi qua sang hay nằm lại trên sàng có kích thước nhất định, có thể dùng
sàng rung hoặc sàng thùng quay.

23



Phân loại hạt bằng dòng không khí hay dòng nước dựa trên nguyên lý
định luật Stock16. Dùng dòng không khí để phân loại các hạt ở trạng thái khô có
kích thước 0,5-500 µm (samot, thạch anh,…); phân loại bằng dòng nước dùng

cyclone thủy lực hay theo nguyên tắc lắng đọng (hạt càng lớn thì lắng càng
nhanh).

Gia công đập nghiền:
Tạo độ mịn cho phối liệu, từ đó làm tăng diện tích tiếp xúc giữa các hạt;
mặt khác, việc nghiền mịn lại tạo ra khuyết tật bề mặt hạt tinh thể17… Các yếu
tố này tạo điều kiện cho phản ứng nhiệt cao khi nung. Tuy nhiên, phối liệu để
tạo ra từng loại sản phẩm gốm sứ là khác nhau nên việc nghiền chúng là khác
nhau.
Có ba loại nghiền tùy theo yêu cầu của sản phẩm:
(a)

Đập thô, nghiền trung bình: đập và nghiền nguyên liệu dạng cục

lớn đến dạng cho phép nạp vào máy nghiền mịn. Có thể sử dụng máy thái đất,
máy nghiền trục trơn hay có răng cho nguyên liệu mềm như cao lanh, đất sét
hay đá phấn; và các máy đập búa, nghiền bánh xe cho các nguyên liệu cứng hơn
như tràng thạch…

Định luật Stock có thể hiểu đơn giản là khi tác dụng lực vào dòng vâ ̣t chấ t, tùy vào đường đi của dòng, đô ̣
nhớt chấ t lưu và lực tác du ̣ng mà mỗ i chấ t khác nhau sẽ có một gia tố c khác nhau.
16

17

Trong tinh thể thực, mạng không hoàn hảo mà chứa những khuyết tật; nghĩa là, sự tuần hoàn hình học hoàn
hảo bị gián đoạn theo cách thức nào đó. Khuyết tật có khuynh hướng làm biến đổi tính chất điện của vật liệu, và
trong một số trường hợp, những tham số điện có thể chịu ảnh hưởng mạnh bởi những khuyết tật hoặc tạp chất
này.
Có nhiều loại khuyết tật trong mạng tinh thể rắn, tuy nhiên tôi xin giải thích rõ hơn về loại dao động mạng, loại

này có liên quan đến điều tôi vừa đề cập trên. Trong loại này, tất cả các tinh thể đều có sự dao động. Đơn tinh
thể hoàn hảo chứa những hạt (nguyên tử, phân tử hoặc ion) tại các nút mạng, chúng cách nhau một khoảng bằng
hằng số. Ngoài ra, các hạt trong tinh thể có một năng lượng nhiệt nào đó, nó là hàm nhiệt độ. Năng lượng nhiệt
này làm cho những hạt dao động ngẫu nhiên quanh những điểm mạng cân bằng. Dao động nhiệt ngẫu nhiên này
làm cho khoảng cách giữa các nguyên tử biến đổi một cách ngẫu nhiên, phá vỡ sự sắp xếp tuần hoàn của các
nguyên tử. Khuyết tật này được gọi là dao động mạng, nó ảnh hưởng đến những đại lượng điện mà sẽ thấy rõ
hơn trong quá trình khảo sát tính chất của vật liệu bán dẫn (Nguyễn Thanh Lâm, 2009).

24



×