Để hiểu hơn về hóa chất ngành ceramics- gốm sứ chúng ta cần hiểu được nguyên liệu sản xuất. Bài viết dưới đây Hóa Chất Vũ Hoàng sẽ giới thiệu 4 loại nguyên liệu không thể thiếu để sản xuất men trang trí sản phẩm gạch ceramic.
1. Nêphelin
Đầu tiên chúng ta phải kể đến chính là Nêphelin là loại feldspar Natri đặc biệt. Về ngoại quan đây là dạng đá có màu trắng đục, mềm và dễ nghiền nhỏ.
Thành phần khoảng trong Nêphelin gồm Na2O. Al2O3. 2SiO2 , hàm lượng Na2O ≥ 12% là thành phần quan trọng để nephelin có nhiệt độ chảy thấp và có hệ số giãn nở nhiệt khá cao.
Vai trò của Nêphelin trong men nền sẽ giảm độ nhớt của men, trong engobe để điều chỉnh hệ số giãn nở nhiệt của men.
2. Frít men
Frít men là nguyên liệu chính trong bài phối liệu men, chúng được sản xuất từ các nguyên liệu thô. Sau khi được nung luyện ở nhiệt độ cao và chuyển thành pha lỏng, sau đó được làm nguội nhanh đến nhiệt độ thường.
Phân loại Frít
Frít được chia ra thành 4 loại theo ngoại quan của chúng. Mỗi loại sẽ được ứng dụng cụ thể cho từng sản phẩm. Cụ thể 4 loại như sau:
– Frít men trong : Khi quan sát bề mặt sẽ thấy men có độ trong suốt gần như thủy tinh.
– Frít men đục: Khi quan sát bề mặt men sẽ thấy men có màu trắng sáng và có độ bóng cao nhưng không nhìn qua được như thủy tinh.
– Frít men mờ (Frit men matt): Khi quan sát bề mặt men sẽ thấy bề mặt men có cảm giác hơi xốp, có màu trắng đục, có độ bóng thấp và cũng không nhìn qua được như thủy tinh.
– Frít men điều chỉnh: Có 2 loại Frit men điều chỉnh.
Frít men điều chỉnh nhiệt độ chảy của men. Thông thường mỗi loại men nền khi mua thường có ít nhất 2 loại Frít. Một loại có nhiệt độ chảy cao và loại khác có nhiệt độ chảy thấp. Khi sử dụng người ta dùng phối hợp 2 loại Frít theo tỷ lệ nào đó để có nhiệt độ chảy phù hợp với nhiệt độ nung của xương. Loại Frít sử dụng tỷ lệ ít hơn thường gọi là Frít điều chỉnh và chủ yếu là điều chỉnh nhiệt men nền.
Frít men điều chỉnh hệ số giãn nở nhiệt của men. Thông thường người ta sử dụng Frít để điều chỉnh men engobe, là lớp men trung gian giữa xương và men nền đồng thời cũng chính là chất trung gian giúp cho men nền phù hợp với xương.
Một số tính chất của frit men:
– Hệ số giãn nở nhiệt của frit men (COE)
Trong sản xuất gạch ceramic việc lựa chọn frit men với COE phù hợp có vai trò rất quan trọng trong việc điều chỉnh mặt phẳng của sản phẩm sau nung
– Nhiệt độ chảy của frit (điểm chảy). Là nhiệt độ bắt đầu biến mềm của frit men. Điểm chảy quá thấp sẽ làm cản trở việc thoát khí trong xương khi nung làm cho sản phẩm dễ bị rộp, sôi men. Điểm chảy quá cao sẽ làm cho việc điều chỉnh độ bóng của lớp men khó khăn hơn
– Khoảng chảy: là khoảng nhiệt độ khi men bắt đầu biến mềm đến thời điểm men chảy láng. Khoảng chảy của frit men càng rộng thì việc điều chỉnh lò nung sẽ càng dễ dàng hơn.
– Các tính chất khác như: độ bóng, sức căng bề mặt, độ đục… cũng ảnh hưởng lớn đến việc lựa chon frit men trong sản xuất.
Bảng 6: Thành phần hóa của một số frit
Thành phần hóa học | Sản phẩm | ||||
Frit 1 | Frit 2 | Frit 3 | Frit 4 | Frit 5 | |
SiO2 | <67 | <62 | <60 | <70 | <50 |
AL203 | <7 | <5 | <11 | <5 | <15 |
K2O | <3 | <5 | <4 | <4 | <5 |
Na2O | <2 | <1 | <2 | <3 | <5 |
CaO | <15 | <13 | <9 | <12 | <6 |
MgO | <2 | <3 | <3 | <3 | <2 |
BaO | – | <3 | <10 | – | – |
ZnO | <8 | <10 | <16 | – | – |
B2O3 | <2 | <4 | <3 | <2 | <4 |
TiO2 | – | – | – | <12 | – |
ZrO2 | – | <6 | <3 | – | <10 |
Fe2O3 | <0.1 | <0.1 | <0.1 | <0.1 | – |
PbO | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <8 |
3. Ô xít Ziecol và Silicat Ziecol (ZrO2 và ZrSiO4)
Các loại nguyên liệu này có tính chất rất đặc trưng là có độ trắng rất cao kể cả khi được nung ở nhiệt độ cao. Chính vì vậy Ziecol được sử dụng chủ yếu trong men để làm tăng độ trắng của men. Một tác dụng quan trọng khác là chúng được sử dụng khá nhiều trong lớp men engobe (men lót) tạo cho men lót có độ trắng đục không nhìn xuyên qua được để có tác dụng:
– Làm màu nền cho sản phẩm khi sử dụng men nền là men trong, bởi vì men trong là lớp thủy tinh có thể nhìn xuyên qua được nên màu của men lót sẽ là màu của sản phẩm khi sử dụng men nền là men trong.
– Xương gạch có thể có màu đỏ hoặc màu nâu đen nên men lót có Ziecol sẽ có tác dụng che màu của xương để có thể sử dụng men và trang trí màu trên sản phẩm đẹp không kém như khi sử dụng xương sản phẩm là xương trắng.
Loại nguyên liệu này hầu hết là nguyên liệu nhập ngoại của những nước như: Nhật Bản, Đức là những nước có nguyên liệu chất lượng cao, độ trắng cao nhưng giá rất đắt. Nước ta cũng đã sản xuất nguyên liệu này ở miền Trung nhưng chất lượng còn rất kém nên chưa được sử dụng nhiều.
Xem thêm: Zirconium Silicate
4. Ô xít nhôm Al2O3
Tùy theo hàm lượng đưa vào mà Al2O3 có tác dụng khác nhau trong men. Với một hàm lượng nhỏ và điều kiện tác dụng tốt với các oxyt khác, Al2O3 có tác dụng như chất trợ chảy, làm men trong, bóng.
Tăng hàm lượng Al2O3làm tăng nhiệt độ chảy và độ nhớt của men, làm giảm độ chảy dàn đều của men trên xương sản phẩm, nó có tác dụng nới rộng khoảng nhiệt độ chảy men, hạ thấp hệ số giãn nở nhiệt, tăng độ bền nhiệt, bền cơ và bền hóa của men. Hàm lượng Al2O3 cao làm tăng độ đục và làm giảm xu hướng kết tinh của men. Al2O3 đưa vào men theo cao lanh, đất sét, feldspar, trong một số trường hợp còn dùng Al2O3 Ôxít hoặc Al2O3 hydroxit.
Nguồn cung cấp: Nhập khẩu từ các nước châu Âu, Hàn Quốc , Nhật Bản và Trong nước: Hiện nay ở Nước ta có 2 Nhà máy sản xuất Nhôm ôxít nhôm và nhôm hidroxyt là Nhà máy Alumin Nhân Cơ – tỉnh Đắk Nông, và Nhà máy Alumin Tân Rai – tỉnh Lâm Đồng, thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam.
Trên đây là nhưng hóa chất cần thiết trong sản xuất men trang trí nói chung và hóa chất ngành gốm sứ nói riêng. Hi vong sẽ cung cấp thông tin bổ ích cho Quý bạn đọc.