Bctn In
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Bctn In as PDF for free.
More details
- Words: 4,399
- Pages: 11
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
BÀI 1: TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU I. Lý thuyết: Tính toán phối liệu gốm sứ • Nội dung: Căn cứ vào nguyên liệu sử dụng và yêu cầu của mặt hàng để timg ra bài pha chế. • Yêu cầu: Yêu cầu cơ bản của tính toán phối liệu là cần biết tỉ lệ % về trọng lượng của từng loại nguyên liệu trong phối liệu. • Phương pháp tính toán phối liệu theo thứ tự sau: - Nêu các công thức phối liệu tham khảo (lấy từ tài liệu, sách vở hoặc số lượng thực tế của nhà máy) đã cho ở dạng thành phần hóa học hoặc một số dạng khác (thành phần khoáng, thành phần phân tử). - Tự chọn lấy một công thức phối liệu tương đối thông dụng và tốt để làm cơ sở tính toán phối liệu sản xuất cho nhà máu. - Dựa theo thành phần hóa của nguyên liệu đã cho và theo công thức phối liệu tự chọn ta tiến hành tính toán cụ thể đẻ xác định tỉ lệ trọng lượng của từng nguyên liệu một. II.Tính phối liệu: Thành phần hóa các nguyên liệu sử dụng: Tên nguyên Hàm lượng các oxit (%) liệu SiO2 Al2O3 Fe2O3 Na2O K2O CaO MgO MKN ĐS Sông Bé 63,69 24,93 0,62 0,23 3,29 0,15 0,36 6,01 100,00 CL La Phù 51,52 32,53 0,46 2,78 0,70 1,22 0,40 10,34 100,00 TT Đà Nẵng 65,69 17,00 0,47 6,50 9,49 0,04 0,10 0,30 100,00 Cát Cam Ranh 99,80 0,054 100,00 Thành phần hóa của xương: Oxit SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O Hàm lượng 70,24 22,06 0,61 1,31 0,47 4,38 100,00 Để đảm bảo đủ độ dẻo khi tạo hình và độ bền của xương, ta chọn trước tỉ lệ đất sét là 30%. Hàm lượng các oxit do các nguyên liệu còn lại đưa vào: Oxit SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O Hàm lượng 51,133 14,581 0,424 1,265 0,362 3,324 Gọi x,y,z tương ứng với thành phần của cao lanh, trường thạch, cát có trong phối liệu xương sản phẩm với thành phần hóa đã được biết. Thành phần SiO2: 0,5152x + 0,6569y + 0,998z = 51,133 (1) Thành phần Al2O3: 0,3253x + 0,17y + 0,00054z = 4,581 (2) Thành phần R2O: 0,0348x + 0,1599y = 3,324 (3) Từ ba phương trình (1),(2),(3), ta tính được: x = 38,27 y = 12,46 Nhóm 5
1
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
z = 23,28 Quy đổi về nguyên liệu với thành phần hiệu chỉnh mất khi nung: 30 .100 = 31,92 100 −6,01 38 ,27 Cao lanh = 100 −10 ,34 .100 = 42,68 12 ,46 Trường thạch = 100 −0,3 .100 = 12,50
Đất sét =
Cát =
23 ,28 .100 = 23,28 100 − 0
Thành phần % nguyên liệu đáp ứng yêu cầu sản phẩm là: 30 .100 31,92 + 42 ,68 +12 ,50 + 23 ,28 42 ,68 Cao lanh = 110 ,38 .100 = 38,67% 12 ,50 Trường thạch = 110 ,38 .100 = 11,32% 23 ,28 Cát = 110 ,38 .100 = 21,09%
Đất sét =
=
30 .100 110 ,38
= 27,18%
BÀI 2: XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM VÀ THÀNH PHẦN HẠT (ĐỘ MỊN HỒ) I.
Xác định độ ẩm: 1. Khái niệm và mục đích xác định độ ẩm: 1.1 Khái niệm: Độ ẩm là khối lượng nước có trong 100g nguyên liệu hay phối liệu. 1.2 Mục đích: Biết được độ ẩm nhằm tìm được biện pháp gia công thích hợp cho nguyên liệu hay phối liệu đó để đạt được các yêu cầu về kỹ thuật trong nghiên cứu cũng như trong sản xuất. Từ độ ẩm có thể xác định chính xác lượng nước tạo hình, hạn dẻo của đất sét, cao lanh và xác định đúng khối lượng của từng nguyên liệu trong phối liệu. 2. Kết quả thí nghiệm: Khối Khối lượng lượng TN mẫu khô mẫu ướt (g) (g) 1 20.05 15.80 2 20.05 15.81 3 20.02 15.81
Độ ẩm Độ ẩm tương Độ ẩm tương Độ ẩm tuyệt tuyệt đối đối trung bình đối (%) đối (%) trung (%) bình (%) 21.20 26.90 21.15 21.12 26.82 26.86 21.03 26.63
3. Trả lời câu hỏi: 3.1. Trình bày các phương pháp xác định độ ẩm của đất sét đã được biết Nhóm 5
2
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
a) Phương pháp sấy thông thường: Cân 50 – 100g nguyên liệu (dạng cục hay nghiền nhỏ) trong bát sứ hoặc cốc thủy tinh (đã sấy khô và cân trước trọng lượng bằng cân kỹ thuật). Đặt vào tủ sấy ở 105 - 1100C. Thời gian sấy từ 2 – 4h (phụ thuộc độ lớn của cục, độ ẩm và độ dẻo của nguyên liệu). Để có thể xác định độ ẩm nhanh bằng cách giảm thời gian sấy, ta chỉ cần cân mỗi mẫu từ 10 – 20g bằng cân kỹ thuật với độ chính xác tới 0,01g. Mẫu sấy khô đến trọng lượng không đổi (tức là một mẫu sau khi sấy 2 lần, lần sau các lần trước 15 phút không thay đổi trọng lượng), làm nguội trong bình hút ẩm và sau đó đem cân (chính xác đến 0,01g). Độ ẩm tuyệt đối hay độ ẩm tính theo mẫu khô được tính theo công thức: W=
g 0 − g1 ⋅100 g1
W: độ ẩm tuyệt đối của nguyên liệu (%). g0: khối lượng đất sét ẩm (g) g1: khối lượng đất sét khô sấy đến trọng lượng không đổi (g). Độ ẩm tương đối hay độ ẩm tính theo mẫu ướt được tính theo công thức: g 0 − g1 ⋅100 g0
W0 =
Sự phụ thuộc giữa độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tương đối biểu thị bằng công thức: W0 =
W =
W ⋅100 (%) 100 +W
W0 ⋅100 (%) 100 − W0
b) Xác định độ ẩm bằng đèn hồng ngoại: Vặn nút điều chỉnh 0 (ngược chiều kim đồng hồ) cho đến khi vạch 0 của thước chỉ trọng lượng trùng với vạch 0 của du xích Cân chính xác 10g mẫu trên dĩa cân của máy, khi đó vạch 0 của du xích tùng vạch 10g (hoặc 100%) của thước. Bật đèn, điều chỉnh đến trị số công suất yêu cầu Vặn đồng hồ tự động đến trị số thời gian muốn khảo sát (đồng hồ tự động sẽ reo lên khi thời gian quyi định chấm dứt). Đọc tiếp độ ẩm và trọng lượng mẫu, độ chính xác 0,01g và 0,1% (phân nửa du xích ở trên để đọc phần lẻ của trong lượng và phân chia để đọc phần lẻ của phần trăm độ ẩm). Muốn vẽ đường cong sấy: sấy khô 10g mẫu, ghi nhận% độ ẩm thoát ra ngoài sau những khỏng thời gian bằng nhau:1;2 hoặc 5 phút tùy loại vật liệu. Điểm cao nhất của đường cong sấy mà từ đó đường biểu diễn biến đổi nằn ngang cho ta biết thời gian cần thiết để sấy khô vật liệu. Lưu ý: khi xác định độ ẩm với mẫu đã được gia công (nghiền ướt hoặc ép dẻo) ta không cần lấy mẫu trung bình nà lấy trực tiếp từ máy nghiền bi hoặc máy ép.
3.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến kết quả xác định độ ẩm: - Nhiệt độ sấy không ổn định
Nhóm 5
3
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
- Thời gian sấy - Sai số ngẫu nhiên khi cân mẫu - Sai số dụng cụ 3.3. Độ ẩm tốt nhất là độ ẩm tuyệt đối vì được tính toán trên cơ sở mẫu khô (đã được sấy hết nước) Công thức tinh toán: W = Trong đó:
g 0 − g1 ⋅100 g1
W: độ ẩm tuyệt đối của nguyên liệu (%). g0: khối lượng đất sét ẩm (g) g1: khối lượng đất sét khô sấy đến trọng lượng không đổi (g).
II. Xác định thành phần hạt (độ sót sàng): 1. Khái niệm và mục đích: 1.1 Khái niệm: Thành phần hạt đặc trưng cho các loại đất về phương diện độ phân tán của chúng. Kích thước của các hạt hợp thành đất cho ta khái niệm về cấu trúc của đất. Trong gốm sứ, thành phần hạt của nguyên vật liệu có ý nghĩa rất quan trọng. Nguyên vật liệu dùng cho phối liệu gốm tinh có thành phần hạt càng nhỏ thì nhiệt độ nung càng giảm (có thể giảm được 50-100oC) Thay đổi các cỡ hạt ban đầu của nguyên liệu làm cho độ sít đặc và một số tính chất khác của sản phẩm cũng thay đổi nhiều, đặc biệt loại sản phẩm có xương chưa kết khối và lộ rõ hạt. Thành phần hạt của đất sét là % khối lượng của các nhóm cỡ hạt chứa trong đất sét. 1.2 Mục đích: Việc xác định thành phần hạt cho ta biết phạm vi sử dụng của các loại nguyên liệu trong lĩnh vực nào là thích hợp. Hoặc cũng cho ta biết sơ bộ khả năng phân tán của nguyên vật liệu mà tìm biện pháp gia công để đạt yêu cầu kỹ thuật mong muốn. Muốn xác định thành phần hạt của đất thì phải phân tích hạt. Hiện nay có rất nhiều phương pháp phân tích thành phần hạt: phương pháp kính hiển vi, phương pháp sàng, phương pháp lắng lọc, phương pháp dung tia rơnghen…Phương pháp sàng và lắng thường được sử dụng. 2. Kết quả tính toán: + Khối lượng mẫu ướt ban đầu m0 = 50,04 g + Khối lượng mẫu khô sau sấy ms = 33,96 g + Khối lượng hạt còn lại trên sàng đã sấy khô m = 2,44 g m
2,44
+ Độ sót sàng: K = m .100 = 33,96 .100 = 7,18 % s 3. Trả lời câu hỏi: 3.1 Các phương pháp phân tích thành phần hạt của đất: Phương pháp chủ yếu để xác định thành phần hạt của đất sét là phương pháp sàng(phương pháp rây) áp dụng cho các nguyên liệu có kích thước hạt > 63μm. Ngoài ra còn dùng để tách phần thô trong hệ thống có nhiều hạt mịn.
Nguyên tắc phân tích là dùng các bộ sàng có kích thước lỗ khác nhau. Các sàng này được làm bằng lưới đồng hoặc inox có lỗ hình vuông. Các sàng (rây) được chồng lên nhau theo Nhóm 5
4
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
thứ tự giảm dần kích thước từ trên xuống dưới. Dưới rây cuối cùng có lắp đáy hứng, còn rây trên cùng có nắp đậy. Phương pháp này cho ta kết quả tương đối chính xác với các nguyên liệu có kích thước hạt từ 10-0,1mm. Còn cỡ hạt nhỏ hơn kết quả thường mất chính xác do bị dính sàng. Sai số có thể khoảng 2-3%, 10-15% đối với bột mịn. Có 2 phương pháp phân tích bằng sàng: ướt và khô Phương pháp ướt: nguyên liệu được khuấy lẫn với nước rồi cho qua sàng. Phương pháp này cho kết quả chính xác và được sử dụng chủ yếu để xác định độ phân tán của cao lanh, đất sét và các nguyên liệu gầy nghiền mịn. Phương pháp khô: nguyên liệu được sấy khô rồi cho qua sàng. Phương pháp này dùng để xác định thành phần hạt của các nguyên liệu tránh tác dụng với nước như xi-măng, samốt, quartzit, manhezit nghiền nhỏ…
BÀI 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH I. Khái niệm và mục đích: Các sản phẩm gốm sứ rất đa dạng, do mục đích và yêu cầu sử dụng mà chúng có hình dạng và kích thước khác nhau. Mà kích thước sản phẩm thì do đặc tính kỹ thuật của nguyên liệu quyết định. Vì vậy, mục đích của tạo hình sản phẩm gốm sứ là để thỏa mãn yêu cầu về kích thước và hình dạng, đồng thời kỹ thuật tạo hình còn góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm. Hiện nay có 3 phương pháp tạo hình: Tạo hình bằng phương pháp dẻo. Tạo hình bằng phương pháp ép. Tạo hình bằng phương pháp đỗ rót. * Các phương pháp tạo hình: 1.1 Tạo hình bằng phương pháp dẻo: Phương pháp dẻo thì trong phối liệu sử dụng phải đạt đủ độ dẻo. Trong đó, tổng các lực liên kết bên trong phải lớn hơn lực liên kết bám dính với bề mặt của khuon tạo hình. Tính dẻo hay khả năng liên kết của đất sét, cao lanh hay của phối liệu gốm, là khả năng của nó khi chịu tác dụng của một lực tác dụng bên ngoài khá nhỏ thì biến thành một dạng mới mà không bị nứt ra và giữ nguyên hình dạng đó khi lực ngưng tác dụng. Tạo hình dẻo bao gồm phương pháp vuốt bằng tay trên bệ quay, xoay trên bàn tua, hoặc ép dẻo bằng các loại máy. 1.2 Tạo hình bằng phương pháp ép: Tạo hình bằng phương pháp ép chủ yếu ở dạng bột với độ ẩm thích hợp. Tùy theo độ ẩm tạo hình có thể chia ra thành các loại: Ép khô: độ ẩm ≤ 3%. Ép bán khô: độ ẩm 4 ÷ 9%. Ép dẻo: độ ẩm 10 ÷ 15%. Ép bán khô dùng để ép các sản phẩm có hình dạng phẳng, đều đặn, đơn giản là tốt nhất. Trong trường hợp này mật độ của sản phẩm đều theo các hướng.
1.3 Tạo hình bằng phương pháp đổ rót:
Nhóm 5
5
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
Trong phương pháp này chủ yếu dùng khuôn thạch cao, có thể dùng khuôn thép đổ rót có sử dụng chân không. Khi đổ rót vào khuôn thạch cao, dưới tác dụng hút nước của khuôn các phần tử vật chất chuyển động theo hướng sức nước bị hút, bám vào thạch cao thành một lớp đều đặn, sít đặt, theo thời gian bề dày của lớp mộc tăng dần. Tùy theo hình dạng sản phẩm mà ta chọn các phương pháp khác nhau: Rót đặc: không có phần hồ thừa, có thể tạo hình sản phẩm đặc hoặc rỗng. Rót phần hồ thừa: đổ rót các sản phẩm rỗng, khi bề dày đạt yêu cầu thì rót phần hồ thừa ra. II. Kết quả thí nghiệm: 2.1 Thí nghiệm 1: Pha loãng bằng nước: Lượng nước Độ ẩm tương đối (%) Thời gian chảy (s) thêm vào (mL) 0 50 16.23 5 50.41 14.46 10 50.82 14.19 15 51.22 13.28 20 51.61 11.47 25 52 11.06 30 52.38 10.64 35 52.76 10.33 40 53.13 10.01 45 53.49 11.17 50 53.85 11.36 55 54.2 12.48 60 54.55 14.03 65 54.89 14.57 Đồ thị biểu diễn thời gian chảy và độ ẩm tương đối 18
Thời gian chảy (s)
16 14 12 10 8 6 50
50.4 50.8 51.2 51.6
52
52.4 52.8 53.1 53.5 53.9 54.2 54.6 54.9 Độ ẩm (%)
Khi thời gian chảy đạt 10 giây: Nhóm 5
6
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
m0 = 10g ms = 5.47g Độ ẩm tương đối: W = (10 – 5.47)/ 10 x 100 = 45.30 % Độ ẩm tuyệt đối: W1 = (10-5.47)/5.47 x 100 = 82.82 % 2.2 Thí nghiệm 2: pha loãng bằng chất điện giải: Lượng chất điện giải Độ ẩm tương đối (%) thêm vào (mL) 2.2 35.09 2.4 35.12 2.6 35.15 2.8 35.18 3 35.21 3.2 35.23 3.4 35.26 3.5 35.28 3.6 35.29 3.7 35.30 3.8 35.32 3.9 35.33 4 35.34 4.2 35.37 4.4 35.40 4.6 35.43 5 35.48 5.4 35.54
Thời gian chảy (s) 50.72 46.82 18.6 16.47 14.77 13.33 11.55 10.3 9.88 10.11 10.29 10.49 10.53 11.21 11.84 12.4 12.69 14.22
Đồ thị biểu diễn thời gian chảy và độ ẩm tương đối 60
Thời gian chảy (s)
50 40 30 20 10
35 .0 9 35 .1 2 35 .1 5 35 .1 8 35 .2 1 35 .2 3 35 .2 6 35 .2 8 35 .2 9 35 .3 0 35 .3 2 35 .3 3 35 .3 4 35 .3 7 35 .4 0 35 .4 3 35 .4 8 35 .5 4
0
Độ ẩm (%)
Khi thời gian chảy đạt 10 giây: Nhóm 5
7
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
m0 = 10g ms = 6.47 g Độ ẩm tương đối: W = (10 – 6.47)/10 x 100 = 35.3 % Độ ẩm tuyệt đối: W1 = (10 – 6.47)/6.47 x 100 = 54.55 % III. Trả lời câu hỏi: 3.1 Đồ lưu động của hồ pha loãng bằng nước kém hơn so với hồ pha loãng bằng chất điện giải. Ngoài ra, hồ pha loãng bằng nước còn có độ sánh cao hơn và độ nhớt lớn hơn pha loãng bằng chất điện giải. Hồ tiêu chuẩn là có độ lưu động cao mà vẩn đảm bảo đầy đủ độ liên kết, tỷ trọng, tăng độ thoát ẩm, giảm hiện tượng sánh hồ sau khi tác động cơ học 3.2 Ưu khuyết điểm của các phương pháp tạo hình + Phương pháp ép: Có thể phối liệu dể, sử dụng một loại hoặc phối liệu nhiều cấu tử, qui trình đơn giản, có thể tận dụng lại các nguyên liệu gầy là các phế phẩm hoặc sản phảm mộc bị hư hỏng + Phương pháp dẻo: Cũng có thể tận dụng lại nhuyên liệu gầy, nguyên liệu sét tinh khiết. Độ dẻo cao, không cần sử dụng phụ gia hoặc lượng phụ gia trợ dung. Tuy nhiên, lại cần đến quá trình lọc ép và cần thời gian để ủ. + Phương pháp hồ rót: Đây là phương pháp tối ưu nhấtcho sự đồng đều của bột ép. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất luôn sử nhiều phối liệu, và trong quá trình tạo hình đòi hỏi phải có khuông ép để tạo ra sản phẩm mộc, 3.3 Yêu cầu cơ bản của hồ đổ rót: + Độ nhớt nhỏ, ổn định. + Giảm hiện tượng sánh, lắng. + Độ lưu động cao.
BÀI 4: XÁC ĐỊNH ĐỘ CO SẤY VÀ ĐỘ CO NUNG I. Khái niệm về độ co nung và mục đích xác định độ co: 1. Khái niệm: Độ co của nguyên liệu hay phối liệu gốm sứ là sự thay đổi kích thước của các mẫu khi sấy hoặc nung được biểu thị bằng phần trăm chiều dài của mẫu đất bị co lại khi sấy khô (độ co khi sấy) hoặc trong quá trình nung (độ co khi nung). Độ co tổng hay co toàn phần là sự thay đổi kích thước thẳng khi nung so với kích thước ban đầu lúc tạo mẫu. 2. Mục đích: xác định độ co sấy và độ co nung nhằm: - Đánh giá những diễn biến có thể xảy ra của phối liệu trong quá trình sấy và nung để đề phòng các khuyết tật có liên quan đến hiện tượng co. - Xác định nhiệt độ kết khối và nhiệt độ bắt đầu biến dạng của nguyên liệu. - Xác định kích thước hàng mộc vừa tạo hình, khuôn tạo hình…để sản phẩm sau khi nung đúng kích thước tiêu chuẩn. Nhóm 5
8
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
-
Kiểm tra để điều chỉnh một số thông số như thành phần phối liệu, độ ẩm, thành phần hạt của nguyên liệu và phối liệu II. Kết quả thí nghiệm: 1. Độ co sấy: Tạo hình
Ép dẻo
Đổ rót
Ký hiệu mẫu 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Lo
L1
L2
LTB
Độ co sấy (%)
50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00
47.60 48.00 48.00 48.00 48.30 49.00 49.30 48.70 48.80 48.30
48.00 47.55 48.50 47.60 48.80 48.70 48.70 48.10 48.50 49.00
47.80 47.78 48.25 47.80 48.55 48.85 49.00 48.40 48.65 48.65
4.40 4.45 3.50 4.40 2.90 2.30 2.00 3.20 2.70 2.70
Độ co sấy trung bình (%)
3.93
2.58
2. Độ co nung: Ký Tạo hiệu hình mẫu Ép dẻo Đổ rót
1 2 3 1 2 3
Lo
Lsấy
L1
L2
LTB
50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00
47.80 47.78 48.25 48.85 48.65 48.40
45.30 45.60 46.20 46.70 46.00 46.70
46.00 45.80 45.80 46.70 46.10 46.70
45.65 45.70 46.00 46.70 46.05 46.70
Độ co Độ co nung nung trung bình (%) (%) 4.50 4.35 4.66 4.40 5.34 3.51
4.50
4.42
Độ co toàn phần (%) 8.70 8.60 8.00 6.60 7.90 6.60
Độ co toàn phần trung bình (%) 8.43
7.03
III. Trả lời câu hỏi: 3.1.Những thông số đặc trưng cho độ co: +Độ co sấy: Lo: khoảng cách ban đầu giửa các dấu trên mẫu mới tạo hình (mm) L1: khoảng cách giửa các dấu sau khi sấy (mm) + Độ co nung: L1: khoảng cách giửa các cặp dấu sau khi sấy (mm) L2: khoảng cách giửa các cặp dấu sau khi nung (mm) + Độ co toàn phần Nhóm 5
9
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
3.2. Mô tả cách xác định độ co: + Độ co sấy: Mẫu tạo hình xong với kích thước 50x50x8-10mm, đặt trên tấm phẳng. Dùng thước kẻ, kẻ 2 đường chéo trên mặt mẩu với chiều dài 50mm. Sau đó, để khô mẩu trong không khí cho đến khi mẫu đã cứng mới cho vào tủ sấy cho đến trọng lượng không thay đổi. Lấy mẩu ra để nguổi, mẩu nào cong, vênh,nứt cần vứt bỏ. Dùng thước kẹp đo lại khoảng cách giửa tứng cặp dấu. + Độ co nung: Cho mẫu đã sấy vào lò nung, giữ ở 70 nung khoảng 30 phút. Sau đó tắt lò để nguội từ từ đến nhiệt độ phòng. Đo lại khoảng cách giữa các cặp dấu trên các đường chéo. 3.3. Những đặc điểm cần lưu ý trong quá trình thí nghiệm và nguyên nhân dẫn đến cái sai: Đối với phương pháp tạo hình ép, thì nguyên nhân dẫn đến sai số là do lực ép của tay không đều, dẫn đến các mẫu thí nghiệm có độ ép cứng khác nhau, nên độ co sấy, co nung và co toàn phần khác nhau. Sai số do dụng cụ thước kẹp khi đo kích thước. Độ hút nước của khuôn thạch cao. Vì vậy để khắc phục sự sai số, là cận lưu ý lực ép trong phương pháp tạo hình ép. Còn khi đỗ rót chú ý lấy mẫu ra khi mẫu thật khô đều. 3.4. Khảo sát độ co của hai phương pháp tạo hình: Qua kết quả thí nghiệm cho thấy, độ co của phương pháp tạo hình đỗ rót trong các giai đoạn sấy, nung và cả độ co toàn phần đều ít hơn so với tạo hình ép. Ngoài ra sản phẩm mộc của phương pháp đỗ rót sau khi sấy, nung có độ bền vững cao hơn.
BÀI 5: XÁC ĐỊNH PHẠM VI NUNG I. Khái niệm và mục đích: Phạm vi nung là khoảng nhiệt độ kết nối mà xương sứ hay sản phẩm vật liệu chịu lửa đạt được. Nhiệt độ kết khối được xác định dựa vào độ bền cơ, độ hút nước, độ xốp và khối lượng thể tích. + Độ hút nước là tỷ lệ giữa khối lượng nước ngầm đầy mẫu thử và khối lượng mẫu khô tính bằng %. + Độ xốp: gồm độ xốp thực và độ xốp biểu kiến. - Độ xốp thực là tỷ lệ giữa thể tích lỗ hở và kín với thể tích mẫu thử, tính bằng % - Độ xốp biểu kiến là tỷ lệ giữa thể tích lỗ hở và kín với thể tích thực của mẫu thử, tính bằng % + Khối lượng thể tích là tỷ lệ khối lượng của mẫu khô với thể tích mẫu thử (kể cả lỗ xốp), tính bằng g/cm3. Quá trình kết nối có thể nhận biết dễ dàng qua các hiện tượng: - Có thể tích: độ co khi nung. - Màu sắc của sản phẩm. - Độ bền của sản phẩm.
Nhóm 5
10
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
Nếu sản phẩm kết nối tốt, độ xốp nhỏ, độ hút nhỏ, khối lượng thể tích lớn nằm trong phạm vi yêu cầu thì sản phẩm ấy sử dụng lâu bền do các tính chất kỹ thuật đảm bảo cường độ chịu lửa, độ biến dạng dưới tải trọng… II. Kết quả thí nghiệm: Tính kết quả độ hút nước: Tạo hình Ép dẻo Đổ rót
Nhiệt độ nung (oC) 1100 1140 1180 1100 1140 1180
Khối lượng mẫu khô G1 (g) 47.70 45.35 47.22 55.24 43.63 50.97
Khối lượng mẫu ướt G2 (g) 54.81 51.00 52.68 65.82 50.83 58.58
Độ hút nước W (%) 14.91 12.46 11.56 19.15 16.50 14.93
III. Trả lời câu hỏi: 3.1 Thế nào là hiện tượng kết khối: Hiện tượng kết khối là hiện tượng xảy ra ở nhiệt độ cao dẫn đến kết quả là làm giảm độ xốp, tăng độ bền chắc của vật liệu. Nó còn là quá trình lấp đầy các khoảng trống giữa các hạt của chất bị nung nóng ở nhiệt độ cao. Có thể nhận biết quá trình kết khối: + Co thể tích. + Màu sắc của sản phẩm. + Độ bền của sản phẩm. 3.2 Mục đích của việc xác định độ hút nước, độ xốp, khối lượng thể tích: Nhằm xác định được nhiệt độ kết khối, phạm vi nung. Khi xác định được phạm vi nung sẽ làm giảm được mức độ hư hỏng của sản phẩm gốm sứ và dễ dàng xác định dộ bám cho giai đoạn trang trí. 3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến phạm vi nung: Kích thước, khối lượng các mẫu không hoàn toàn bằng nhau. Lực ép cho các mẫu được tạo từ phương pháp tạo hình ép không đều nhau. Độ hút nước của khuôn thạch cao không đồng đều sau những lần làm mẫu là khác nhau.
Nhóm 5
11
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
BÀI 1: TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU I. Lý thuyết: Tính toán phối liệu gốm sứ • Nội dung: Căn cứ vào nguyên liệu sử dụng và yêu cầu của mặt hàng để timg ra bài pha chế. • Yêu cầu: Yêu cầu cơ bản của tính toán phối liệu là cần biết tỉ lệ % về trọng lượng của từng loại nguyên liệu trong phối liệu. • Phương pháp tính toán phối liệu theo thứ tự sau: - Nêu các công thức phối liệu tham khảo (lấy từ tài liệu, sách vở hoặc số lượng thực tế của nhà máy) đã cho ở dạng thành phần hóa học hoặc một số dạng khác (thành phần khoáng, thành phần phân tử). - Tự chọn lấy một công thức phối liệu tương đối thông dụng và tốt để làm cơ sở tính toán phối liệu sản xuất cho nhà máu. - Dựa theo thành phần hóa của nguyên liệu đã cho và theo công thức phối liệu tự chọn ta tiến hành tính toán cụ thể đẻ xác định tỉ lệ trọng lượng của từng nguyên liệu một. II.Tính phối liệu: Thành phần hóa các nguyên liệu sử dụng: Tên nguyên Hàm lượng các oxit (%) liệu SiO2 Al2O3 Fe2O3 Na2O K2O CaO MgO MKN ĐS Sông Bé 63,69 24,93 0,62 0,23 3,29 0,15 0,36 6,01 100,00 CL La Phù 51,52 32,53 0,46 2,78 0,70 1,22 0,40 10,34 100,00 TT Đà Nẵng 65,69 17,00 0,47 6,50 9,49 0,04 0,10 0,30 100,00 Cát Cam Ranh 99,80 0,054 100,00 Thành phần hóa của xương: Oxit SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O Hàm lượng 70,24 22,06 0,61 1,31 0,47 4,38 100,00 Để đảm bảo đủ độ dẻo khi tạo hình và độ bền của xương, ta chọn trước tỉ lệ đất sét là 30%. Hàm lượng các oxit do các nguyên liệu còn lại đưa vào: Oxit SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O Hàm lượng 51,133 14,581 0,424 1,265 0,362 3,324 Gọi x,y,z tương ứng với thành phần của cao lanh, trường thạch, cát có trong phối liệu xương sản phẩm với thành phần hóa đã được biết. Thành phần SiO2: 0,5152x + 0,6569y + 0,998z = 51,133 (1) Thành phần Al2O3: 0,3253x + 0,17y + 0,00054z = 4,581 (2) Thành phần R2O: 0,0348x + 0,1599y = 3,324 (3) Từ ba phương trình (1),(2),(3), ta tính được: x = 38,27 y = 12,46 Nhóm 5
1
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
z = 23,28 Quy đổi về nguyên liệu với thành phần hiệu chỉnh mất khi nung: 30 .100 = 31,92 100 −6,01 38 ,27 Cao lanh = 100 −10 ,34 .100 = 42,68 12 ,46 Trường thạch = 100 −0,3 .100 = 12,50
Đất sét =
Cát =
23 ,28 .100 = 23,28 100 − 0
Thành phần % nguyên liệu đáp ứng yêu cầu sản phẩm là: 30 .100 31,92 + 42 ,68 +12 ,50 + 23 ,28 42 ,68 Cao lanh = 110 ,38 .100 = 38,67% 12 ,50 Trường thạch = 110 ,38 .100 = 11,32% 23 ,28 Cát = 110 ,38 .100 = 21,09%
Đất sét =
=
30 .100 110 ,38
= 27,18%
BÀI 2: XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM VÀ THÀNH PHẦN HẠT (ĐỘ MỊN HỒ) I.
Xác định độ ẩm: 1. Khái niệm và mục đích xác định độ ẩm: 1.1 Khái niệm: Độ ẩm là khối lượng nước có trong 100g nguyên liệu hay phối liệu. 1.2 Mục đích: Biết được độ ẩm nhằm tìm được biện pháp gia công thích hợp cho nguyên liệu hay phối liệu đó để đạt được các yêu cầu về kỹ thuật trong nghiên cứu cũng như trong sản xuất. Từ độ ẩm có thể xác định chính xác lượng nước tạo hình, hạn dẻo của đất sét, cao lanh và xác định đúng khối lượng của từng nguyên liệu trong phối liệu. 2. Kết quả thí nghiệm: Khối Khối lượng lượng TN mẫu khô mẫu ướt (g) (g) 1 20.05 15.80 2 20.05 15.81 3 20.02 15.81
Độ ẩm Độ ẩm tương Độ ẩm tương Độ ẩm tuyệt tuyệt đối đối trung bình đối (%) đối (%) trung (%) bình (%) 21.20 26.90 21.15 21.12 26.82 26.86 21.03 26.63
3. Trả lời câu hỏi: 3.1. Trình bày các phương pháp xác định độ ẩm của đất sét đã được biết Nhóm 5
2
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
a) Phương pháp sấy thông thường: Cân 50 – 100g nguyên liệu (dạng cục hay nghiền nhỏ) trong bát sứ hoặc cốc thủy tinh (đã sấy khô và cân trước trọng lượng bằng cân kỹ thuật). Đặt vào tủ sấy ở 105 - 1100C. Thời gian sấy từ 2 – 4h (phụ thuộc độ lớn của cục, độ ẩm và độ dẻo của nguyên liệu). Để có thể xác định độ ẩm nhanh bằng cách giảm thời gian sấy, ta chỉ cần cân mỗi mẫu từ 10 – 20g bằng cân kỹ thuật với độ chính xác tới 0,01g. Mẫu sấy khô đến trọng lượng không đổi (tức là một mẫu sau khi sấy 2 lần, lần sau các lần trước 15 phút không thay đổi trọng lượng), làm nguội trong bình hút ẩm và sau đó đem cân (chính xác đến 0,01g). Độ ẩm tuyệt đối hay độ ẩm tính theo mẫu khô được tính theo công thức: W=
g 0 − g1 ⋅100 g1
W: độ ẩm tuyệt đối của nguyên liệu (%). g0: khối lượng đất sét ẩm (g) g1: khối lượng đất sét khô sấy đến trọng lượng không đổi (g). Độ ẩm tương đối hay độ ẩm tính theo mẫu ướt được tính theo công thức: g 0 − g1 ⋅100 g0
W0 =
Sự phụ thuộc giữa độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tương đối biểu thị bằng công thức: W0 =
W =
W ⋅100 (%) 100 +W
W0 ⋅100 (%) 100 − W0
b) Xác định độ ẩm bằng đèn hồng ngoại: Vặn nút điều chỉnh 0 (ngược chiều kim đồng hồ) cho đến khi vạch 0 của thước chỉ trọng lượng trùng với vạch 0 của du xích Cân chính xác 10g mẫu trên dĩa cân của máy, khi đó vạch 0 của du xích tùng vạch 10g (hoặc 100%) của thước. Bật đèn, điều chỉnh đến trị số công suất yêu cầu Vặn đồng hồ tự động đến trị số thời gian muốn khảo sát (đồng hồ tự động sẽ reo lên khi thời gian quyi định chấm dứt). Đọc tiếp độ ẩm và trọng lượng mẫu, độ chính xác 0,01g và 0,1% (phân nửa du xích ở trên để đọc phần lẻ của trong lượng và phân chia để đọc phần lẻ của phần trăm độ ẩm). Muốn vẽ đường cong sấy: sấy khô 10g mẫu, ghi nhận% độ ẩm thoát ra ngoài sau những khỏng thời gian bằng nhau:1;2 hoặc 5 phút tùy loại vật liệu. Điểm cao nhất của đường cong sấy mà từ đó đường biểu diễn biến đổi nằn ngang cho ta biết thời gian cần thiết để sấy khô vật liệu. Lưu ý: khi xác định độ ẩm với mẫu đã được gia công (nghiền ướt hoặc ép dẻo) ta không cần lấy mẫu trung bình nà lấy trực tiếp từ máy nghiền bi hoặc máy ép.
3.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến kết quả xác định độ ẩm: - Nhiệt độ sấy không ổn định
Nhóm 5
3
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
- Thời gian sấy - Sai số ngẫu nhiên khi cân mẫu - Sai số dụng cụ 3.3. Độ ẩm tốt nhất là độ ẩm tuyệt đối vì được tính toán trên cơ sở mẫu khô (đã được sấy hết nước) Công thức tinh toán: W = Trong đó:
g 0 − g1 ⋅100 g1
W: độ ẩm tuyệt đối của nguyên liệu (%). g0: khối lượng đất sét ẩm (g) g1: khối lượng đất sét khô sấy đến trọng lượng không đổi (g).
II. Xác định thành phần hạt (độ sót sàng): 1. Khái niệm và mục đích: 1.1 Khái niệm: Thành phần hạt đặc trưng cho các loại đất về phương diện độ phân tán của chúng. Kích thước của các hạt hợp thành đất cho ta khái niệm về cấu trúc của đất. Trong gốm sứ, thành phần hạt của nguyên vật liệu có ý nghĩa rất quan trọng. Nguyên vật liệu dùng cho phối liệu gốm tinh có thành phần hạt càng nhỏ thì nhiệt độ nung càng giảm (có thể giảm được 50-100oC) Thay đổi các cỡ hạt ban đầu của nguyên liệu làm cho độ sít đặc và một số tính chất khác của sản phẩm cũng thay đổi nhiều, đặc biệt loại sản phẩm có xương chưa kết khối và lộ rõ hạt. Thành phần hạt của đất sét là % khối lượng của các nhóm cỡ hạt chứa trong đất sét. 1.2 Mục đích: Việc xác định thành phần hạt cho ta biết phạm vi sử dụng của các loại nguyên liệu trong lĩnh vực nào là thích hợp. Hoặc cũng cho ta biết sơ bộ khả năng phân tán của nguyên vật liệu mà tìm biện pháp gia công để đạt yêu cầu kỹ thuật mong muốn. Muốn xác định thành phần hạt của đất thì phải phân tích hạt. Hiện nay có rất nhiều phương pháp phân tích thành phần hạt: phương pháp kính hiển vi, phương pháp sàng, phương pháp lắng lọc, phương pháp dung tia rơnghen…Phương pháp sàng và lắng thường được sử dụng. 2. Kết quả tính toán: + Khối lượng mẫu ướt ban đầu m0 = 50,04 g + Khối lượng mẫu khô sau sấy ms = 33,96 g + Khối lượng hạt còn lại trên sàng đã sấy khô m = 2,44 g m
2,44
+ Độ sót sàng: K = m .100 = 33,96 .100 = 7,18 % s 3. Trả lời câu hỏi: 3.1 Các phương pháp phân tích thành phần hạt của đất: Phương pháp chủ yếu để xác định thành phần hạt của đất sét là phương pháp sàng(phương pháp rây) áp dụng cho các nguyên liệu có kích thước hạt > 63μm. Ngoài ra còn dùng để tách phần thô trong hệ thống có nhiều hạt mịn.
Nguyên tắc phân tích là dùng các bộ sàng có kích thước lỗ khác nhau. Các sàng này được làm bằng lưới đồng hoặc inox có lỗ hình vuông. Các sàng (rây) được chồng lên nhau theo Nhóm 5
4
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
thứ tự giảm dần kích thước từ trên xuống dưới. Dưới rây cuối cùng có lắp đáy hứng, còn rây trên cùng có nắp đậy. Phương pháp này cho ta kết quả tương đối chính xác với các nguyên liệu có kích thước hạt từ 10-0,1mm. Còn cỡ hạt nhỏ hơn kết quả thường mất chính xác do bị dính sàng. Sai số có thể khoảng 2-3%, 10-15% đối với bột mịn. Có 2 phương pháp phân tích bằng sàng: ướt và khô Phương pháp ướt: nguyên liệu được khuấy lẫn với nước rồi cho qua sàng. Phương pháp này cho kết quả chính xác và được sử dụng chủ yếu để xác định độ phân tán của cao lanh, đất sét và các nguyên liệu gầy nghiền mịn. Phương pháp khô: nguyên liệu được sấy khô rồi cho qua sàng. Phương pháp này dùng để xác định thành phần hạt của các nguyên liệu tránh tác dụng với nước như xi-măng, samốt, quartzit, manhezit nghiền nhỏ…
BÀI 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH I. Khái niệm và mục đích: Các sản phẩm gốm sứ rất đa dạng, do mục đích và yêu cầu sử dụng mà chúng có hình dạng và kích thước khác nhau. Mà kích thước sản phẩm thì do đặc tính kỹ thuật của nguyên liệu quyết định. Vì vậy, mục đích của tạo hình sản phẩm gốm sứ là để thỏa mãn yêu cầu về kích thước và hình dạng, đồng thời kỹ thuật tạo hình còn góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm. Hiện nay có 3 phương pháp tạo hình: Tạo hình bằng phương pháp dẻo. Tạo hình bằng phương pháp ép. Tạo hình bằng phương pháp đỗ rót. * Các phương pháp tạo hình: 1.1 Tạo hình bằng phương pháp dẻo: Phương pháp dẻo thì trong phối liệu sử dụng phải đạt đủ độ dẻo. Trong đó, tổng các lực liên kết bên trong phải lớn hơn lực liên kết bám dính với bề mặt của khuon tạo hình. Tính dẻo hay khả năng liên kết của đất sét, cao lanh hay của phối liệu gốm, là khả năng của nó khi chịu tác dụng của một lực tác dụng bên ngoài khá nhỏ thì biến thành một dạng mới mà không bị nứt ra và giữ nguyên hình dạng đó khi lực ngưng tác dụng. Tạo hình dẻo bao gồm phương pháp vuốt bằng tay trên bệ quay, xoay trên bàn tua, hoặc ép dẻo bằng các loại máy. 1.2 Tạo hình bằng phương pháp ép: Tạo hình bằng phương pháp ép chủ yếu ở dạng bột với độ ẩm thích hợp. Tùy theo độ ẩm tạo hình có thể chia ra thành các loại: Ép khô: độ ẩm ≤ 3%. Ép bán khô: độ ẩm 4 ÷ 9%. Ép dẻo: độ ẩm 10 ÷ 15%. Ép bán khô dùng để ép các sản phẩm có hình dạng phẳng, đều đặn, đơn giản là tốt nhất. Trong trường hợp này mật độ của sản phẩm đều theo các hướng.
1.3 Tạo hình bằng phương pháp đổ rót:
Nhóm 5
5
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
Trong phương pháp này chủ yếu dùng khuôn thạch cao, có thể dùng khuôn thép đổ rót có sử dụng chân không. Khi đổ rót vào khuôn thạch cao, dưới tác dụng hút nước của khuôn các phần tử vật chất chuyển động theo hướng sức nước bị hút, bám vào thạch cao thành một lớp đều đặn, sít đặt, theo thời gian bề dày của lớp mộc tăng dần. Tùy theo hình dạng sản phẩm mà ta chọn các phương pháp khác nhau: Rót đặc: không có phần hồ thừa, có thể tạo hình sản phẩm đặc hoặc rỗng. Rót phần hồ thừa: đổ rót các sản phẩm rỗng, khi bề dày đạt yêu cầu thì rót phần hồ thừa ra. II. Kết quả thí nghiệm: 2.1 Thí nghiệm 1: Pha loãng bằng nước: Lượng nước Độ ẩm tương đối (%) Thời gian chảy (s) thêm vào (mL) 0 50 16.23 5 50.41 14.46 10 50.82 14.19 15 51.22 13.28 20 51.61 11.47 25 52 11.06 30 52.38 10.64 35 52.76 10.33 40 53.13 10.01 45 53.49 11.17 50 53.85 11.36 55 54.2 12.48 60 54.55 14.03 65 54.89 14.57 Đồ thị biểu diễn thời gian chảy và độ ẩm tương đối 18
Thời gian chảy (s)
16 14 12 10 8 6 50
50.4 50.8 51.2 51.6
52
52.4 52.8 53.1 53.5 53.9 54.2 54.6 54.9 Độ ẩm (%)
Khi thời gian chảy đạt 10 giây: Nhóm 5
6
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
m0 = 10g ms = 5.47g Độ ẩm tương đối: W = (10 – 5.47)/ 10 x 100 = 45.30 % Độ ẩm tuyệt đối: W1 = (10-5.47)/5.47 x 100 = 82.82 % 2.2 Thí nghiệm 2: pha loãng bằng chất điện giải: Lượng chất điện giải Độ ẩm tương đối (%) thêm vào (mL) 2.2 35.09 2.4 35.12 2.6 35.15 2.8 35.18 3 35.21 3.2 35.23 3.4 35.26 3.5 35.28 3.6 35.29 3.7 35.30 3.8 35.32 3.9 35.33 4 35.34 4.2 35.37 4.4 35.40 4.6 35.43 5 35.48 5.4 35.54
Thời gian chảy (s) 50.72 46.82 18.6 16.47 14.77 13.33 11.55 10.3 9.88 10.11 10.29 10.49 10.53 11.21 11.84 12.4 12.69 14.22
Đồ thị biểu diễn thời gian chảy và độ ẩm tương đối 60
Thời gian chảy (s)
50 40 30 20 10
35 .0 9 35 .1 2 35 .1 5 35 .1 8 35 .2 1 35 .2 3 35 .2 6 35 .2 8 35 .2 9 35 .3 0 35 .3 2 35 .3 3 35 .3 4 35 .3 7 35 .4 0 35 .4 3 35 .4 8 35 .5 4
0
Độ ẩm (%)
Khi thời gian chảy đạt 10 giây: Nhóm 5
7
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
m0 = 10g ms = 6.47 g Độ ẩm tương đối: W = (10 – 6.47)/10 x 100 = 35.3 % Độ ẩm tuyệt đối: W1 = (10 – 6.47)/6.47 x 100 = 54.55 % III. Trả lời câu hỏi: 3.1 Đồ lưu động của hồ pha loãng bằng nước kém hơn so với hồ pha loãng bằng chất điện giải. Ngoài ra, hồ pha loãng bằng nước còn có độ sánh cao hơn và độ nhớt lớn hơn pha loãng bằng chất điện giải. Hồ tiêu chuẩn là có độ lưu động cao mà vẩn đảm bảo đầy đủ độ liên kết, tỷ trọng, tăng độ thoát ẩm, giảm hiện tượng sánh hồ sau khi tác động cơ học 3.2 Ưu khuyết điểm của các phương pháp tạo hình + Phương pháp ép: Có thể phối liệu dể, sử dụng một loại hoặc phối liệu nhiều cấu tử, qui trình đơn giản, có thể tận dụng lại các nguyên liệu gầy là các phế phẩm hoặc sản phảm mộc bị hư hỏng + Phương pháp dẻo: Cũng có thể tận dụng lại nhuyên liệu gầy, nguyên liệu sét tinh khiết. Độ dẻo cao, không cần sử dụng phụ gia hoặc lượng phụ gia trợ dung. Tuy nhiên, lại cần đến quá trình lọc ép và cần thời gian để ủ. + Phương pháp hồ rót: Đây là phương pháp tối ưu nhấtcho sự đồng đều của bột ép. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất luôn sử nhiều phối liệu, và trong quá trình tạo hình đòi hỏi phải có khuông ép để tạo ra sản phẩm mộc, 3.3 Yêu cầu cơ bản của hồ đổ rót: + Độ nhớt nhỏ, ổn định. + Giảm hiện tượng sánh, lắng. + Độ lưu động cao.
BÀI 4: XÁC ĐỊNH ĐỘ CO SẤY VÀ ĐỘ CO NUNG I. Khái niệm về độ co nung và mục đích xác định độ co: 1. Khái niệm: Độ co của nguyên liệu hay phối liệu gốm sứ là sự thay đổi kích thước của các mẫu khi sấy hoặc nung được biểu thị bằng phần trăm chiều dài của mẫu đất bị co lại khi sấy khô (độ co khi sấy) hoặc trong quá trình nung (độ co khi nung). Độ co tổng hay co toàn phần là sự thay đổi kích thước thẳng khi nung so với kích thước ban đầu lúc tạo mẫu. 2. Mục đích: xác định độ co sấy và độ co nung nhằm: - Đánh giá những diễn biến có thể xảy ra của phối liệu trong quá trình sấy và nung để đề phòng các khuyết tật có liên quan đến hiện tượng co. - Xác định nhiệt độ kết khối và nhiệt độ bắt đầu biến dạng của nguyên liệu. - Xác định kích thước hàng mộc vừa tạo hình, khuôn tạo hình…để sản phẩm sau khi nung đúng kích thước tiêu chuẩn. Nhóm 5
8
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
-
Kiểm tra để điều chỉnh một số thông số như thành phần phối liệu, độ ẩm, thành phần hạt của nguyên liệu và phối liệu II. Kết quả thí nghiệm: 1. Độ co sấy: Tạo hình
Ép dẻo
Đổ rót
Ký hiệu mẫu 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Lo
L1
L2
LTB
Độ co sấy (%)
50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00
47.60 48.00 48.00 48.00 48.30 49.00 49.30 48.70 48.80 48.30
48.00 47.55 48.50 47.60 48.80 48.70 48.70 48.10 48.50 49.00
47.80 47.78 48.25 47.80 48.55 48.85 49.00 48.40 48.65 48.65
4.40 4.45 3.50 4.40 2.90 2.30 2.00 3.20 2.70 2.70
Độ co sấy trung bình (%)
3.93
2.58
2. Độ co nung: Ký Tạo hiệu hình mẫu Ép dẻo Đổ rót
1 2 3 1 2 3
Lo
Lsấy
L1
L2
LTB
50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00
47.80 47.78 48.25 48.85 48.65 48.40
45.30 45.60 46.20 46.70 46.00 46.70
46.00 45.80 45.80 46.70 46.10 46.70
45.65 45.70 46.00 46.70 46.05 46.70
Độ co Độ co nung nung trung bình (%) (%) 4.50 4.35 4.66 4.40 5.34 3.51
4.50
4.42
Độ co toàn phần (%) 8.70 8.60 8.00 6.60 7.90 6.60
Độ co toàn phần trung bình (%) 8.43
7.03
III. Trả lời câu hỏi: 3.1.Những thông số đặc trưng cho độ co: +Độ co sấy: Lo: khoảng cách ban đầu giửa các dấu trên mẫu mới tạo hình (mm) L1: khoảng cách giửa các dấu sau khi sấy (mm) + Độ co nung: L1: khoảng cách giửa các cặp dấu sau khi sấy (mm) L2: khoảng cách giửa các cặp dấu sau khi nung (mm) + Độ co toàn phần Nhóm 5
9
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
3.2. Mô tả cách xác định độ co: + Độ co sấy: Mẫu tạo hình xong với kích thước 50x50x8-10mm, đặt trên tấm phẳng. Dùng thước kẻ, kẻ 2 đường chéo trên mặt mẩu với chiều dài 50mm. Sau đó, để khô mẩu trong không khí cho đến khi mẫu đã cứng mới cho vào tủ sấy cho đến trọng lượng không thay đổi. Lấy mẩu ra để nguổi, mẩu nào cong, vênh,nứt cần vứt bỏ. Dùng thước kẹp đo lại khoảng cách giửa tứng cặp dấu. + Độ co nung: Cho mẫu đã sấy vào lò nung, giữ ở 70 nung khoảng 30 phút. Sau đó tắt lò để nguội từ từ đến nhiệt độ phòng. Đo lại khoảng cách giữa các cặp dấu trên các đường chéo. 3.3. Những đặc điểm cần lưu ý trong quá trình thí nghiệm và nguyên nhân dẫn đến cái sai: Đối với phương pháp tạo hình ép, thì nguyên nhân dẫn đến sai số là do lực ép của tay không đều, dẫn đến các mẫu thí nghiệm có độ ép cứng khác nhau, nên độ co sấy, co nung và co toàn phần khác nhau. Sai số do dụng cụ thước kẹp khi đo kích thước. Độ hút nước của khuôn thạch cao. Vì vậy để khắc phục sự sai số, là cận lưu ý lực ép trong phương pháp tạo hình ép. Còn khi đỗ rót chú ý lấy mẫu ra khi mẫu thật khô đều. 3.4. Khảo sát độ co của hai phương pháp tạo hình: Qua kết quả thí nghiệm cho thấy, độ co của phương pháp tạo hình đỗ rót trong các giai đoạn sấy, nung và cả độ co toàn phần đều ít hơn so với tạo hình ép. Ngoài ra sản phẩm mộc của phương pháp đỗ rót sau khi sấy, nung có độ bền vững cao hơn.
BÀI 5: XÁC ĐỊNH PHẠM VI NUNG I. Khái niệm và mục đích: Phạm vi nung là khoảng nhiệt độ kết nối mà xương sứ hay sản phẩm vật liệu chịu lửa đạt được. Nhiệt độ kết khối được xác định dựa vào độ bền cơ, độ hút nước, độ xốp và khối lượng thể tích. + Độ hút nước là tỷ lệ giữa khối lượng nước ngầm đầy mẫu thử và khối lượng mẫu khô tính bằng %. + Độ xốp: gồm độ xốp thực và độ xốp biểu kiến. - Độ xốp thực là tỷ lệ giữa thể tích lỗ hở và kín với thể tích mẫu thử, tính bằng % - Độ xốp biểu kiến là tỷ lệ giữa thể tích lỗ hở và kín với thể tích thực của mẫu thử, tính bằng % + Khối lượng thể tích là tỷ lệ khối lượng của mẫu khô với thể tích mẫu thử (kể cả lỗ xốp), tính bằng g/cm3. Quá trình kết nối có thể nhận biết dễ dàng qua các hiện tượng: - Có thể tích: độ co khi nung. - Màu sắc của sản phẩm. - Độ bền của sản phẩm.
Nhóm 5
10
Báo cáo thí nghiệm
GVHD: Th.S Đặng Đình Khôi
Nếu sản phẩm kết nối tốt, độ xốp nhỏ, độ hút nhỏ, khối lượng thể tích lớn nằm trong phạm vi yêu cầu thì sản phẩm ấy sử dụng lâu bền do các tính chất kỹ thuật đảm bảo cường độ chịu lửa, độ biến dạng dưới tải trọng… II. Kết quả thí nghiệm: Tính kết quả độ hút nước: Tạo hình Ép dẻo Đổ rót
Nhiệt độ nung (oC) 1100 1140 1180 1100 1140 1180
Khối lượng mẫu khô G1 (g) 47.70 45.35 47.22 55.24 43.63 50.97
Khối lượng mẫu ướt G2 (g) 54.81 51.00 52.68 65.82 50.83 58.58
Độ hút nước W (%) 14.91 12.46 11.56 19.15 16.50 14.93
III. Trả lời câu hỏi: 3.1 Thế nào là hiện tượng kết khối: Hiện tượng kết khối là hiện tượng xảy ra ở nhiệt độ cao dẫn đến kết quả là làm giảm độ xốp, tăng độ bền chắc của vật liệu. Nó còn là quá trình lấp đầy các khoảng trống giữa các hạt của chất bị nung nóng ở nhiệt độ cao. Có thể nhận biết quá trình kết khối: + Co thể tích. + Màu sắc của sản phẩm. + Độ bền của sản phẩm. 3.2 Mục đích của việc xác định độ hút nước, độ xốp, khối lượng thể tích: Nhằm xác định được nhiệt độ kết khối, phạm vi nung. Khi xác định được phạm vi nung sẽ làm giảm được mức độ hư hỏng của sản phẩm gốm sứ và dễ dàng xác định dộ bám cho giai đoạn trang trí. 3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến phạm vi nung: Kích thước, khối lượng các mẫu không hoàn toàn bằng nhau. Lực ép cho các mẫu được tạo từ phương pháp tạo hình ép không đều nhau. Độ hút nước của khuôn thạch cao không đồng đều sau những lần làm mẫu là khác nhau.
Nhóm 5
11
