Luận văn Nghiên cứu màu xương gốm thô

ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA KHOA COÂNG NGHEÄ HOÙA HOÏC & DAÀU KHÍ BOÄ MOÂN HOÙA VOÂ CÔ – SILICAT LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP NGHIEÂN CÖÙU MAØU XÖÔNG GOÁM THOÂ GVHD : T.S ÑOÃ QUANG MINH SVTH : DÖÔNG DUY PHUÙ MSSV : 60201933 LÔÙP : HC02VS Tp HCM, Thaùng 1 / 2007 Ñaïi Hoïc Quoác Gia Tp.HCM COÄNG HOØA XAÕ HOÄI CHUÛ NGHÓA VIEÄT NAM TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA Ñoäc laäp – Töï do – Haïnh phuùc -----*----- Soá : /BKÑT KHOA : COÂNG NGHEÄ HOÙA HOÏC BOÄ MOÂN : HOÙA VOÂ CÔ NHIEÄM VUÏ LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP HOÏ VAØ TEÂN : DÖÔNG DUY PHUÙ MSSV : 60201933 NGAØNH : VOÂ CÔ – SILICAT LÔÙP : HC02VS Ñaàu ñeà luaän vaên : NGHIEÂN CÖÙU MAØU XÖÔNG GOÁM THOÂ Nhieäm vuï ( Yeâu caàu veà noäi dung vaø soá lieäu ban ñaàu): Ñaát seùt Khaùnh Bình Oxit taïo maøu : Fe2O3, MnO2 Nhieät ñoä nung : 900 – 12000C Laäp baûng maøu So saùnh vaø keát luaän Ngaøy giao nhieäm vuï luaän vaên : 5 – 9 – 2006 Ngaøy hoaøn thaønh nhieäm vuï : 29 – 12 – 2006 Hoï teân ngöôøi höôùng daãn : Phaàn höôùng daãn : T.S ÑOÃ QUANG MINH ............................ Noäi dung vaø yeâu caàu LVTN ñaõ ñöôïc thoâng qua Boä moân. Ngaøy……….…thaùng………….naêm 200 CHUÛ NHIEÄM BOÄ MOÂN NGÖÔØI HÖÔÙNG DAÃN CHÍNH (Kyù vaø ghi roõ hoï teân) (Kyù vaø ghi roõ hoï teân) PHAÀN DAØNH CHO KHOA , BOÄ MOÂN : Ngöôøi duyeät (chaám sô boä):………………………… Ñôn vò :……………………………………………………………… Ngaøy baûo veä :.………………………………………………… Ñieåm toång keát :……………………………………………… Nôi löu tröõ luaän vaên :…………………………………… LÔØI CAÛM ÔN Lôøi ñaàu tieân em xin göûi ñeán thaày Ñoã Quang Minh lôøi bieát ôn chaân thaønh. Trong thôøi gian em thöïc hieän ñeà taøi naøy, thaày ñaõ taän tình höôùng daãn, gôïi yù vaø boå sung kieán thöùc cho em hoaøn thaønh toát Luaän vaên toát nghieäp. Em chaân thaønh caûm ôn taát caû quí thaày coâ ñaõ phuï traùch giaûng daïy, truyeàn ñaït cho chuùng em nhöõng kieán thöùc veà chuyeân moân cuõng nhö nhöõng kinh nghieäm thöïc tieãn trong thôøi gian chuùng em hoïc taäp taïi Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa TP.Hoà Chí Minh. Xin caûm ôn gia ñình vaø baïn beø ñaõ ñoäng vieân vaø giuùp ñôõ em trong suoát thôøi gian hoïc vaø trong thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi. Trong khi thöïc hieän ñeà taøi, em ñaõ coá gaéng toång hôïp kieán thöùc mình ñaõ hoïc vaø tham khaûo moät soá taøi lieäu chuyeân moân ñeå nhaèm ñaït ñöôïc keát quaû toát. Tuy nhieân, ñeà taøi khoâng traùnh khoûi nhöõng thieáu soùt kính mong quyù thaày coâ, baïn beø ñoùng goùp theâm nhöõng yù kieán quyù baùu ñeå ñeà taøi ñöôïc hoaøn thieän hôn. MUÏC LUÏC Ñeà muïc Trang bìa Nhieäm vuï luaän vaên Lôøi caûm ôn Muïc luïc Chöông 1 ÑAËT VAÁN ÑEÀ Chöông 2 CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT VEÀ MAØU SAÉC Nguoàn goác vaø baûn chaát cuûa maøu saéc. Nguoàn goác Baûn chaát cuûa maøu saéc Moái quan heä giöõa böôùc soùng aùnh saùng bò haáp thuï vaø maøu saéc cuûa vaät theå Söï haáp thuï choïn loïc aùnh saùng cuûa vaät theå coù maøu Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán maøu saéc vaät theå. Traïng thaùi toàn taïi cuûa vaät chaát Söï phaân cöïc phaân töû Trang thaùi oxi hoùa cuûa caùc ion kim loaïi trong hôïp chaát maøu voâ cô Maøu cuûa hôïp chaát saét. Phöông phaùp so maøu. Chöông 3 GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ CAÙC SAÛN PHAÅM GOÁM SÖÙ Khaùi nieäm vaø phaân loaïi caùc saûn phaåm goám söù. Caùc nguyeân lieäu duøng trong ngaønh goám. Nguyeân lieäu deûo Tính chaát kyõ thuaät: Söï bieán ñoåi cuûa ñaát seùt khi nung: Nhoùm nguyeân lieäu gaày Nguyeân lieäu laøm khuoân Caùc chaát chaûy Traøng thaïch: Hoaït thaïch: Caùc loaïi nguyeân lieäu khaùc Saûn phaåm goám thoâ. Caùc saûn phaåm goám thoâ Maøu goám thoâ Cô sôû lyù thuyeát cuûa quaù trình nung Cheá ñoä nung. Hieän töôïng vaø caùc giai ñoaïn keát khoái khi nung ñaát seùt. Caùc phöông phaùp taïo hình trong coâng ngheä goám söù. Caùc phöông phaùp taïo hình Taïo hình deûo: Taïo hình baèng phöông phaùp ñoå roùt: Choïn phöông phaùp taïo hình Chöông 4 THÖÏC NGHIEÄM Noäi dung nghieân cöùu. Caùc phöông phaùp ñaùnh giaù saûn phaåm. Ñaùnh giaù maøu saéc cuûa saûn phaåm döïa treân ñoä cheânh maøu Ñaùnh giaù tính chaát cuûa saûn phaåm döïa treân möùc ñoä keát khoái Nguyeân lieäu. Fe2O3 (saét oxit) Tính chaát lyù hoùa cuûa Fe2O3: Phöông phaùp ñieàu cheá Fe2O3: Caùc hôïp chaát khaùc cuûa saét: MnO2 (mangan IV oxit) Tính chaát lyù hoùa cuûa MnO2: Caùc hôïp chaát khaùc cuûa Mangan: Phöông phaùp ñieàu cheá MnO2: Tieán haønh thí nghieäm. Möùc ñoä keát khoái cuûa saûn phaåm khi thay ñoåi haøm löôïng phoái lieäu ôû caùc cheá ñoä nung khaùc nhau Söï bieán ñoåi ñoä huùt nöôùc, khoái löôïng rieâng theå tích, khoái löôïng rieâng bieåu kieán ôû caùc cheá ñoä nung: Söï thay ñoåi maät ñoä thöïc cuûa maãu ôû caùc cheá ñoä nung khaùc nhau: Söï thay ñoåi ñoä co cuûa maãu ôû caùc cheá ñoä nung khaùc nhau: Söï thay ñoåi maøu saéc khi thay ñoåi haøm löôïng phoái lieäu ôû caùc cheá ñoä nung khaùc nhau Yeâu caàu kyõ thuaät saûn xuaát goám thoâ KEÁT LUAÄN TAØI LIEÄU THAM KHAÛO PHUÏ LUÏC CHÖÔNG 1 ÑAËT VAÁN ÑEÀ Ñoà goám laø moät loaïi ñoà duøng raát phoå bieán vaø gaàn guõi trong ñôøi soáng cuûa nhaân daân ta. ÔÛ moïi thôøi ñaïi, moïi gia ñình noù luoân luoân coù maët vaø phuïc vuï ñaéc löïc cho cuoäc soáng, töø nhöõng vaät duïng cho vieäc aên, uoáng, chöùa ñöïng, ñeán nhöõng saûn phaåm phuïc vuï cho ñôøi soáng tinh thaàn nhö töôïng trang trí, loï hoa, phuø ñieâu, tranh goám; phuïc vuï tín ngöôõng nhö lö höông, chaân ñeøn… vaø cho caû nhöõng coâng trình kieán truùc cuûa daân toäc nhö gaïch chaïm ñaép noåi, gaïch thuûng, ngoùi…Ngay baây giôø vaø caû sau naøy, duø coù nhieàu chaát lieäu khaùc xuaát hieän thì vò trí cuûa ñoà goám trong ñôøi soáng cuõng khoâng bò thay theá hay suy giaûm. Ñoà goám khoâng nhöõng laø ñoà duøng maø coøn laø caùc hieän vaät ghi nhaän cuoäc soáng, tö duy linh caûm, naêng khieáu thaåm myõ cuõng nhö söï phaùt trieån kyõ thuaät saûn xuaát vaø söï phaùt trieån cuûa xaõ hoäi. Ôû nhöõng thôøi kyø khaùc nhau, ngheä thuaät ñoà goám ñeàu mang nhöõng daáu aán cuûa thôøi ñaïi, tao neân nhöõng ñaëc ñieåm ngheä thuaät goám rieâng, phong phuù, ñaäm ñaø baûn saéc daân toäc. Caùc nghieân cöùu khaûo coå cho thaáy, vieäc saûn xuaát ra caùc saûn phaåm goám söù ñaõ xuaát hieän raát laâu ôû nöôùc ta. Noùi moät caùch khaùc, coâng ngheä goám söù laø moät trong nhöõng ngaønh coå truyeàn cuûa nöôùc ta. Thôøi thöôïng coå oâng cha ta cuõng ñaõ saûn xuaát ñöôïc ñoà goám, caùc di vaät lòch söû baèng goám cuûa neàn vaên hoaù thôøi Huøng vöông phaùt hieän ñöôïc ôû nhieàu ñòa ñieåm khaûo coå ôû khaép moïi mieàn treân ñaát nöôùc ta chöùng minh raèng thôøi kyø ñoù toå tieân ta ñaõ coù neàn vaên minh khaù röïc rôõ. Ñaëc bieät caùc saûn phaåm goám thôøi Lyù – Traàn vôùi caùc hoaï tieát trang trí kieåu hoa vaên vaø nhieàu maøu saéc mang tính daân toäc raát ñoäc ñaùo. Sau naøy, khi tieáp xuùc vôùi neàn vaên hoùa khoa hoïc kyõ thuaät tieân tieán phöông Taây, khaùi nieäm “goám söù” (ceramic) ñaõ ñöôïc môû roäng hôn. Ngoaøi nhöõng saûn phaåm ñöôïc saûn xuaát töø ñaát seùt, cao lanh, caùc loaïi saûn phaåm khaùc khoâng thuoäc silicat cuõng ñöôïc xem nhö laø saûn phaåm cuûa coâng ngheä ceramic nhö titanat, pherit, cerment…Töø ñoù, ñaõ hình thaønh neân caùc ngaønh saûn xuaát khaùc nhau, laøm ra nhöõng saûn phaåm phuïc vuï cho caùc lónh vöïc khaùc nhau cuûa ñôøi soáng con ngöôøi. Tuy nhieân, trong phaïm vi luaän vaên naøy, chæ xin ñöôïc ñeà caäp ñeán moät phaàn nhoû, ñoù laø caùc saûn phaåm goám thoâ khoâng traùng men, laø nhöõng saûn phaåm coù maët töø buoåi sô khai cuûa coâng ngheä goám söù, nhöng vaãn coù söùc haáp daãn cho ñeán ngaøy nay. Cuøng vôùi söï ñi leân cuûa ñaát nöôùc, söï phaùt trieån cuûa kinh teá – xaõ hoäi, nhu caàu cuûa con ngöôøi cuõng ngaøy caøng taêng cao. Ñoøi hoûi cuûa con ngöôøi ngaøy nay khoâng coøn laø aên no – maëc aám nöõa, maø phaûi laø aên ngon – maët ñeïp. Caùc saûn phaåm ngoaøi coâng duïng, tính naêng caàn phaûi coù, coøn phaûi ñaùp öùng thaåm myõ cuûa ngöôøi mua. Do ñoù caùc ngheä nhaân trong ngaønh goám söù ngaøy caøng phaûi nghieân cöùu nhieàu hôn ñeå trau chuoát cho saûn phaåm cuûa mình, caùc saûn phaåm goám vì theá maø muoân hình muoân veû, ña daïng caû trong hình daùng, maøu saéc laãn phong caùch. Caùc saûn phaåm saønh, söù traùng men luoân noåi baät vì saéc maøu phong phuù, daùng veû caàu kyø quyù phaùi. Beân caïnh ñoù, caùc saûn phaåm goám thoâ chæ giöõ vò trí khieâm toán vôùi veû moäc maïc, thoâ raùp voán coù. Nhöng taâm lyù ngöôøi Vieät Nam noùi rieâng vaø ngöôøi AÙ Ñoâng noùi chung laø luoân höôùng veà nguoàn coäi, chính caùi veû giaûn dò cuûa goám thoâ ñaõ nhaéc ngöôøi ta nhôù ñeán nhöõng ang, chum, vaïi, ñeán bôø ao, saân ñình thuôû naøo, vaø vì theá goám thoâ vaãn giöõ ñöôïc veû ñoäc ñaùo cuûa rieâng mình trong maét ngöôøi mua, nhaát laø caùc loaïi goám thoâ coù toâng maøu saãm giaû coå mang moät phong caùch raát rieâng. Ngaøy nay ngöôøi tieâu duøng raát chuoäng nhöõng saûn phaåm goám thoâ tuy ít trang trí nhöng laïi coù veû ñeïp thuaàn tuyù cuûa ngheä thuaät ñieâu khaéc, caùi ñeïp cuûa hình khoái. Vì theá, vieäc nghieân cöùu saûn xuaát ra caùc saûn phaåm goám thoâ khoâng traùng men ñang raát ñöôïc quan taâm, maø vieäc tröôùc heát laø phaûi tìm ra nguoàn nguyeân lieäu. Muoán saûn phaåm coù maøu saéc aán töôïng thì nguyeân lieäu ñaát seùt phaûi laø loaïi ñaát seùt maøu. Ñaát seùt coù maøu ñen töï nhieân laø loaïi ñaát seùt hieám, tröõ löôïng khoâng cao. Thay vaøo ñoù, coù theå troän theâm boät maøu vaøo ñaát seùt thöôøng ñeå ñaït ñöôïc maøu saéc mong muoán vaø ñoàng thôøi coù theå khoáng cheá ñöôïc maøu saéc theo yù muoán trong ñieàu kieän saûn xuaát coâng nghieäp. Do vaäy vieäc saûn xuaát ñaát seùt maøu ñeå thu ñöôïc ñaát seùt coù maøu naâu saãm (gan gaø) baèng caùch troän theâm caùc oxit kim loaïi vaøo ñaát seùt duøng ñeå saûn xuaát caùc saûn phaåm goám thoâ khoâng traùng men. Ñoù laø muïc ñích nghieân cöùu chính cuûa luaän vaên naøy. CHÖÔNG 2 CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT VEÀ MAØU SAÉC NGUOÀN GOÁC VAØ BAÛN CHAÁT CUÛA MAØU SAÉC. Nguoàn goác: Töø trong boùng toái boãng hieän ra nhöõng hình veõ kyø laï,tröôùc caùi nhìn söõng soát cuûa ñoaøn ngöôøi du lòch. Ñoù laø hình nhöõng con boø röøng duõng maõnh, nhöõng con höu nhanh nheïn vaø nhöõng con ñama maûnh khaûnh ñöôïc veõ leân vaùch hang. Ñieàu ngaïc nhieân hôn caû laø nhöõng hình veõ naøy laø nhöõng hình veõ maøu. Ñaây laø böùc tranh maøu coå nhaát thôøi kyø tieàn söû. Maëc duø soá maøu raát haïn cheá, boät maøu ôû ñaây laø than, phaán, ñaát seùt maøu vaø moät soá “ñaát maøu” khaùc, nhöng böùc veõ ñoái vôùi chuùng ta coù moät taàm quan troïng, noù chöùng toû caùi thieân höôùng ngaøn ñôøi, baát di baát dòch cuûa con ngöôøi laø moâ taû theá giôùi trong maøu saéc. Caùch ñaây 4000 naêm ngöôøi Ai Caäp ñaõ tìm ra ñöôïc ít nhaát laø boán maøu ñoû: ocrô nung, thaàn sa vaø hai thuoác nhuoäm ñoû höõu cô laø ñoû chaøm vaø ñoû tía. Nghieân cöùu caùc di tích coå, ngöôøi ta thaáy raèng ngoaøi thuoác nhuoäm ñoû, ngöôøi Ai Caäp coøn bieát thuoác nhuoäm maøu xanh chaøm vaø xanh luïc. Hoï coi ñoù laø söï troän laãn cuûa aùnh saùng vaø boùng toái. ÔÛ Nga, nhöõng nhaø cheùp söû, caùc hoïa só vaø nhöõng ngöôøi cheùp caùc baûn vieát tay, töø theá kyû 11 ñaõ coù moät boä maøu phong phuù ñeå toâ maøu caùc chöõ hoa, caùc tieát ñaàu chöông nhöng hoï vaãn khoâng giaûi thích ñöôïc nguoàn goác cuûa maøu saéc. Ñeán theá kyû 16 ngöôøi ta ñaõ phaùt hieän ra raèng maøu saéc ñi lieàn vôùi aùnh saùng, khoâng coù aùnh saùng thì khoâng coù maøu saéc. Ngöôøi thöïc söï khaùm phaù ra bí maät cuûa maøu saéc laø nhaø khoa hoïc Anh Newton vaøo nöõa cuoái theá kyû 17. Thay cho nhöõng truyeàn thuyeát tröøu töôïng tröôùc ñoù, oâng ñaõ ñöa ra moät giaû thieát döïa vaøo quan saùt vaø thí nghieäm. Theo oâng, maøu saéc laø moät hieän töôïng toång hôïp lieân quan ñeán aùnh saùng. Aùnh saùng, vaät theå vaø thò giaùc laø nguoàn goác cuûa maøu saéc. Maøu saéc maø chuùng ta caûm nhaän ñöôïc laø keát quaû cuûa caùc quaù trình sau: Quaù trình töông taùc giöõa caùc dao ñoäng ñieän töø taïo ra tia saùng vôùi caùc phaàn töû cuûa chaát. Quaù trình haáp thu coù choïn loïc cuûa soùng aùnh saùng, do ñaëc ñieåm veà caáu truùc phaân töû quyeát ñònh. Quaù trình taùc ñoäng cuûa caùc tia saùng ñöôïc phaûn chieáu hay ñi xuyeân qua chaát leân voõng maïc hay leân moät duïng cuï quang hoïc coù khaû naêng phaân bieät maøu saéc. Baûn chaát cuûa maøu saéc: Maøu saéc bao goàm: Saéc thaùi maøu (ñôn maøu): laø caùc maøu ñaëc tröng nhö xanh, ñoû, tím, vaøng… Toâng maøu: chæ sö bieán ñoåi trong phaïm vi moät ñôn maøu, thí duï, xanh goàm: luïc (laù caây non hay maøu noõn chuoái), xanh ngaøn (laù caây giaø)… Cöôøng ñoä maøu: laø khaû naêng phaùt maøu hay söï thuaàn khieát cuûa ñôn maøu. Lyù thuyeát chaát maøu chæ ra raèng maøu saéc maø maét ta phaân bieät ñöôïc laø do vaät chaát haáp thuï aùnh saùng moät caùch choïn loïc. Sôû dó vaät chaát haáp thuï aùnh saùng coù choïn loïc laø do caáu truùc hình hoïc cuûa baûn thaân noù quyeát ñònh töùc laø do caùc daïng lieân keát hoùa hoïc cuûa caùc vaät chaát, caùc nguyeân toá quyeát ñònh. Trong thöïc teá, moät vaät duø coù maøu saéc noåi baät, chuùng ta cuõng khoâng caûm nhaän ñöôïc neáu khoâng coù aùnh saùng, “khoâng coù aùnh saùng thì moïi vaät ñeàu toái ñen”. Do vaäy, maøu saéc, aùnh saùng vaø thò giaùc ñi lieàn vôùi nhau. Aùnh saùng nhìn thaáy ñöôïc bao goàm moät daõy caùc tia saùng coù böôùc soùng töø 380 – 760 µm. Nhöõng tia saùng khoâng troâng thaáy coù böôùc soùng ngaén hôn 380 µm goïi laø tia töû ngoaïi vaø coù böôùc soùng daøi hôn 760 µm ñöôïc goïi laø tia hoàng ngoaïi. Moãi tia saùng coù moät böôùc soùng xaùc ñònh naèm trong phoå aùnh saùng thaáy ñöôïc cho ta moät maøu ñôn saéc. Aùnh saùng traéng laø toå hôïp cuûa baûy maøu: ñoû, da cam, vaøng, luïc, lam, chaøm, tím ñöôïc saép xeáp theo thöù töï giaûm daàn böôùc soùng. Maøu cuûa chaát ñöôïc chuùng ta thu nhaän laø maøu phuï vôùi maøu maø chaát ñaõ haáp thu. Moái quan heä giöõa böôùc soùng aùnh saùng bò haáp thu vaø maøu saéc cuûa vaät theå: Böôùc soùng cuûa vaïch haáp thu (µm) Naêng löôïng (KJ/mol) Maøu cuûa aùnh saùng haáp thu Maøu cuûa vaät theå 400 – 435 435 – 480 480 – 490 490 – 500 500 – 560 560 – 580 580 – 595 595 – 605 605 – 750 299 – 274 274 – 247 249 – 244 244 – 238 238 – 214 214 – 206 206 – 200 200 – 198 198 – 75 Tím Lam Lam – luïc nhaït Luïc – lam nhaït Luïc Luïc – vaøng Vaøng Da cam Ñoû Luïc – vaøng Vaøng Da cam Ñoû Ñoû tía Tím Lam Lam – luïc nhaït Luïc – lam nhaït Söï haáp thuï choïn loïc aùnh saùng cuûa vaät theå coù maøu: Vaät theå phaùt ra maøu saéc khi haáp thuï hay phaùt xaï nhöõng tia saùng coù böôùc soùng khaùc nhau. Döïa vaøo caáu truùc nguyeân töû, phaân töû maø ngöôøi ta giaûi thích ñöôïc söï taïo maøu cuûa vaät chaát. Caáu taïo nguyeân töû goàm coù hai phaàn chính: Haït nhaân: tích ñieän döông, taäp trung phaàn lôùn khoái löôïng cuûa nguyeân töû, goàm coù hai loaïi haït: proton tích ñieän döông vaø nôtron khoâng tích ñieän. Electron: caùc haït ñieän tích aâm chuyeån ñoäng xung quang haït nhaân taïo neân vuøng khoâng gian bao quang haït nhaân nhö moät ñaùm maây electron (orbitan nguyeân töû) trong ñoù xaùc xuaát coù maët electron laø lôùn nhaát (90%). Ñieän tích döông cuûa haït nhaân baèng trò soá electron chuyeån ñoäng xung quanh haït nhaân. Caùc electron ñöôïc phaân boá treân moät daõy caùc möùc naêng löôïng xaùc ñònh. Ñoä linh ñoäng cuûa caùc electron, khaû naêng di chuyeån töø möùc naêng löôïng naøy sang möùc naêng löôïng khaùc, töø nguyeân töû naøy sang nguyeân töû khaùc cuûa chuùng, taát caû nhöõng yeáu toá ñoù quyeát ñònh khaû naêng xuaát hieän maøu saéc cuûa vaät theå. Khi naêng löôïng cuûa aùnh saùng truyeàn ñeán nguyeân töû hay phaân töû vaät chaát, caùc electron seõ bò kích thích vaø chuyeån töø traïng thaùi coù möùc naêng löôïng thaáp E1 (traïng thaùi cô baûn) leân traïng thaùi coù möùc naêng löôïng cao hôn moät naêng löôïng E2 (traïng thaùi bò kích thích) do haáp thuï E = E2 – E1. nhöng electron toàn taïi ôû traïng thaùi naøy khoâng laâu (khoaûng 10-8 ñeán 10-10 giaây) sao ñoù electron seõ phaùt ra naêng löôïng E ñaõ haáp thuï vaø trôû veà traïng thaùi ban ñaàu. Vieäc thu vaø phaùt naêng löôïng E coù lieân quan ñeán vieäc thu vaø phaùt caùc löôïng töû aùnh saùng sang naêng löôïng hv (E = E2 – E1= hv=hc/l) vaø lieân quan ñeán baûn chaát soùng haït cuûa vaät theå. Moãi böôùc soùng öùng vôùi moät naêng löôïng xaùc ñònh. Böôùc soùng caøng ngaén thì khi va chaïm, naêng löôïng truyeàn cho caùc electron caøng lôùn. Chieàu daøi böôùc soùng: Vôùi : h – haèng soá Plaêng; h = 6,625.10-34J.s c – vaän toác aùnh saùng; c = 3.108 m/s Theo coâng thöùc treân, öùng vôùi moãi bieán ñoåi naêng löôïng cuûa caùc electron (hay laø moãi söï di chuyeån cuûa chuùng töø nhöõng traïng thaùi naêng löôïng khaùc nhau) seõ coù moät böôùc soùng hay taàn soá xaùc ñònh. Do ñoù, moãi böôùc chuyeån electron seõ ñöôïc phaûn aùnh treân phoå döôùi daïng moät vaïch. Nhö vaäy treân cô sôû baûng tuaàn hoaøn Mendeleev, veà nguyeân taéc ta coù theå döï ñoaùn söï coù maøu ôû moät hôïp chaát naøo ñoù. Tuy nhieân, treân thöïc teá söï töông taùc qua laïi giöõa caùc cation – anion, traïng thaùi toàn taïi cuõng nhö caáu truùc tinh theå cuûa chaát coù aûnh höôûng ñeán maøu thaäm chí laøm thay ñoåi hoaøn toaøn ñieàu kieän xuaát hieän maøu. Coù nhöõng ñieåm khaùc nhau veà nguyeân taéc giöõa cô cheá xuaát hieän maøu ôû caùc kim loaïi, ôû caùc hôïp chaát voâ cô vaø trong caùc phaân töû höõu cô. Maëc duø trong taát caû caùc tröôøng hôïp, maøu phaùt sinh laø do töông taùc cuûa caùc löôïng töû aùnh saùng vôùi electron trong caùc phaân töû cuûa chaát, nhöng vì traïng thaùi cuûa electron trong kim loaïi vaø trong phi kim, trong caùc hôïp chaát höõu cô vaø voâ cô laø khaùc nhau neân cô cheá xuaát hieän maøu laø cuõng khoâng nhö nhau. Ñoái vôùi maøu cuûa kim loaïi thì ñieàu quan troïng laø tính ñoàng ñeàu cuûa maïng löôùi tinh theå vaø khaû naêng chuyeån ñoäng töông ñoái töï do cuûa electron trong toaøn boä khoái kim loaïi. Maøu cuûa ña soá caùc chaát voâ cô ñöôïc quyeát ñònh bôûi caùc böôùc chuyeån electron vaø do ñoù bôûi söï chuyeån ñieän tích töø nguyeân töû cuûa nguyeân toá naøy sang nguyeân töû cuûa nguyeân toá khaùc. Ñoùng vai troø cô baûn, quyeát ñònh trong tröôøng hôïp naøy laø traïng thaùi hoùa trò cuûa caùc nguyeân toá, laø lôùp voû electron ngoaøi cuøng cuûa noù. Trong phaân töû cuûa nhöõng chaát coù maøu, möùc naêng löôïng cuûa caùc electron phaân boá khaù gaàn nhau. Neáu E lôùn phaûi duøng nhöõng löôïng töû khaùc chöùa nhieàu naêng löôïng hôn, ví duï caùc löôïng töû töû ngoaïi chaúng haïn. Soá electron trong nguyeân töû caøng nhieàu, thì caùc möùc naêng löôïng caøng sít nhau. Nhaát laø ñoái vôùi caùc nguyeân töû coù quyõ ñaïo khoâng chöùa electron (orbitan troáng), vieäc chuyeån electron töø traïng thaùi naøy sang traïng thaùi khaùc caàn nhöõng naêng löôïng beù, öùng vôùi caùc tia saùng cuûa phaàn phoå troâng thaáy (caùc möùc electron gaàn nhau thì seõ taïo ñieàu kieän cho maøu xuaát hieän hay maøu saâu hôn). Söï khaùc nhau veà naêng löôïng cuûa caùc orbitan naøy quyeát ñònh maøu cuûa caùc hôïp chaát chöùa caùc ion töông öùng. CAÙC YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN MAØU SAÉC VAÄT THEÅ. Traïng thaùi toàn taïi cuûa vaät chaát: Traïng thaùi toàn taïi coù aûnh höôûng ñaùng keå ñeán maøu cuûa chaát vì traïng thaùi toàn taïi laøm thay ñoåi khoaûng caùch giöõa caùc ion, nguyeân töû vaø haït nhaân daãn ñeán söï thay ñoåi theá chuyeån ñieän tích. Oû traïng thaùi khí, khoaûng caùch giöõa caùc haït lôùn, löïc töông taùc giöõa chuùng beù. Do ñoù, tính chaát chuû yeáu cuûa chaát ñöôïc xaùc ñònh bôûi tính chaát cuûa caùc haït rieâng reõ. Phoå haáp thuï cuûa caùc chaát khí chæ goàm moät soá daõy vaïch. Ñieàu ñoù coù nghóa: trong toaøn boä doøng aùnh saùng traéng chuùng chæ choïn moät soá photon coù naêng löôïng vöøa ñuùng baèng ñoä cheânh leäch naêng löôïng giöõa traïng thaùi cô baûn vaø traïng thaùi kích thích cuûa electron. Ôû traïng thaùi loûng, caùc haït cuûa chaát naèm caùch nhau nhöõng khoaûng caùch baèng kích thöôùc cuûa chuùng, löïc töông taùc giöõa caùc haït laø ñaùng keå. Caùc haït cuûa chaát thoáng nhaát thaønh moät taäp hôïp lôùn, phaân boá töông hoã theo moät traät töï nhaát ñònh. Ñoä beàn cuûa caùc lieân keát giöõa caùc taäp hôïp haït trong chaát loûng khoâng lôùn, vì vaäy ôû traïng thaùi loûng chaát coù khaû naêng thay hình ñoåi daïng. Tính chaát cuûa chaát ôû traïng thaùi naøy ñöôïc quyeát ñònh bôûi tính chaát cuûa caùc haït, taäp hôïp haït vaø töông taùc giöõa chuùng. Ôû traïng thaùi raén, trong chaát coù söï phaân boá traät töï cuûa caùc haït. Söï töông taùc maïnh cuûa caùc haït naèm gaán nhau laøm xuaát hieän nhieàu möùc naêng löôïng môùi daãn ñeán taêng khaû naêng chuyeån electron. Chính vì vaäy ôû traïng thaùi loûng vaø traïng thaùi raén phoå haáp thuï trôû neân daøy ñaëc, goàm moät soá lôùn nhöõng daûi roäng keùo daøi vaøi chuïc nm vaø choàng leân nhau. Vò trí cuûa caùc daûi haáp thuï maïnh nhaát seõ quyeát ñònh maøu cuûa chaát. Ñoái vôùi caùc hôïp chaát cuûa nguyeân toá d, söï chuyeån traïng thaùi töø khí sang loûng, töø loûng sang raén coù taùc ñoäng raát maïnh ñeán söï xuaát hieän maøu cuûa chaát. Söï phaân cöïc phaân töû: Trong caùc tinh theå chaát raén, nguyeân töû hay ion chòu taùc ñoäng cuûa moät soá nguyeân töû hay ion naèm gaàn noù nhaát. Caùc nguyeân töû vaø ion trong maïng löôùi tinh theå lieân tuïc gaây ra nhöõng dao ñoäng laøm thay ñoåi khoaûng caùch giöõa caùc haït keà nhau, gaây ra söï töông taùc khi maïnh khi yeáu. Neáu taùc ñoäng cuûa nhöõng haït ôû gaàn ñeán nguyeân töû hay ion laøm phaù vôõ söï phaân boá ñieän tích döông aâm trong ñoù thì trong phaân töû seõ xuaát hieän hai cöïc, nghóa laø xaûy ra söï phaân cöïc phaân töû. Neáu aûnh höôûng cuûa caùc ion coù cöïc ñuû lôùn thì nguyeân töû hay ion ôû caïnh baét ñaàu bò bieán daïng nghóa laø söï phaân boá maät ñoä electron xung quanh haït nhaân luoân luoân khoâng ñoàng ñeàu. Söï phaân cöïc sinh ra nhöõng löïc huùt phuï coù aûnh höôûng ñeán töông taùc cuûa caùc nguyeân töû trong maïng löôùi tinh theå vaø laøm thay ñoåi traïng thaùi electron, laøm cho chuùng coù khaû naêng tieáp nhaän löôïng töû aùnh saùng troâng thaáy. Neáu dao ñoäng caùc haït ñuû lôùn hay ñöôïc taêng cöôøng baèng caùch ñun noùng thì söï bieán daïng phaùt sinh laøm taêng söùc huùt caùc electron vaø caùc dao ñoäng coù tính qui luaät bò phaù vôõ. Ñieàu naøy laøm thay ñoåi caáu truùc tinh theå, daãn ñeán söï thay ñoåi maøu cuûa chaát. Trang thaùi oxi hoùa cuûa caùc ion kim loaïi trong hôïp chaát maøu voâ cô: Maøu cuûa ña soá caùc hôïp chaát voâ cô ñöôïc quyeát ñònh bôûi traïng thaùi oxi hoùa cuûa caùc ion trong hôïp chaát. Moãi möùc oxi hoùa coù theå öùng vôùi moät maøu rieâng vaø moät tính chaát rieâng. Caùc ion Mn2+ khoâng coù maøu trong dung dòch nöôùc, möùc oxi hoùa Mn4+ töông öùng vôùi tinh theå MnO2 maøu ñen, trong khi ñoù Mn6+ trong thaønh phaàn MnO2- coù maøu luïc. Anion MnO4- vôùi möùc oxi hoùa cao nhaát cuûa Mn laø +7 coù maøu tím. Sôû dó coù söï khaùc nhau veà maøu saéc nhö vaäy laø do söï bieán ñoåi tính chaát cuûa ion Mn. Möùc oxi hoùa caøng cao, taùc duïng phaân cöïc cuûa Mn caøng lôùn. Vôùi ion Croâm cuõng xaûy ra hieän töôïng töông töï, töø Cr2+ ñeán Cr6+ laø moät daõy maøu lieân tuïc: lam, luïc, vaøng… Söï bieán ñoåi maøu cuûa hôïp chaát voâ cô theo möùc oxi hoùa cuõng laø thuoäc tính cuûa caùc nguyeân toá phi kim. Chaúng haïn nhö nhöõng hôïp chaát Vanadi ôû möùc oxi hoùa V1- coù maøu xaùm, V3+ coù maøu ñen, V5+ coù maøu vaøng cam. Toùm laïi, ñoái vôùi caùc chaát maøu voâ cô thì caùc yeáu toá sau ñaây coù yù nghóa quyeát ñònh vôùi söï xuaát hieän maøu. Trong phaân töû, caùc möùc naêng löôïng electron phaûi gaàn nhau vaø coù quyõ ñaïo troáng. Trong phaân töû phaûi coù söï phaân cöïc maïnh, töùc laø coù maët anion hoaëc cation coù khaû naêng phaân cöïc lôùn. MAØU CUÛA CAÙC HÔÏP CHAÁT SAÉT. Maøu cuûa caùc ion saét ñöôïc söû duïng ngaøy caøng roäng raõi do tính khoâng ñoäc, beàn hoùa, söï ña daïng veà maøu saéc töø maøu vaøng, cam, ñoû, naâu ñeán maøu ñen vaø giaù thaønh thaáp. Oxít saét töï nhieân vaø toång hôïp bao goàm nhöõng hôïp chaát coù caáu truùc tinh theå nhö sau: Hôïp chaát Teân khoaùng Caáu truùc Maøu saéc α-FeOOH goethite Diasporre Thay ñoåi theo söï taêng kích thöôùc haït töø vaøng – xanh ñeán vaøng – naâu γ-FeOOH Lepidocrocite boehmite Thay ñoåi theo chieàu taêng kích thöôùc haït töø vaøng ñeán cam α-FeOOH hematie corund Thay ñoåi theo chieàu taêng kích thöôùc haït töø ñoû ñeán tím ñaäm γ-Fe2O3 Maghemite spinel Maøu naâu Fe3O4 Maghemite spinel Maøu ñen PHÖÔNG PHAÙP SO MAØU. Phöông phaùp so maøu theå hieän maøu veà soá löôïng gaén vôùi ba ñaëc tröng khaùch quan cuûa maøu: toâng maøu, ñoä choùi, ñoä thuaàn khieát. Cô sôû cuûa phöông phaùp so maøu laø cô cheá ba thaønh phaàn maøu töùc laø moãi maøu laø toång hôïp cuûa ba kích thích maøu cô baûn theå hieän baèng ba soá ño (toaï ñoä maøu). Caùc ñaëc tröng cuûa maøu lieân heä vôùi nhau qua toä ñoä maøu. Trong phöông phaùp naøy, ñeå xaùc ñònh toaï ñoä maøu caàn nhöõng thieát bò phöùc taïp laø so maøu keá. Phöông phaùp naøy cho pheùp theå hieän maøu cuûa baát kyø böùc xaï naøo khoâng phuï thuoäc vaøo nguoàn goác. Hôn nöõa, theo phöông phaùp naøy maøu ñöôïc tính toaùn chính xaùc vaø coù theå döïa vaøo nhöõng soá lieäu naøy ñeå taùi taïo maøu treân thöïc teá. Nhöõng nguyeân lyù cuûa pheùp so maøu: Trong phöông phaùp so maøu, ngöôøi ta choïn boä maøu cô baûn laø: Maøu ñoû (red): lR = 700 nm, ñoä choùi BR = 683 nit Maøu luïc (green): lG = 546 nm, ñoä choùi BG = 3135 nit Maøu xanh tím (blue): lB = 435,8 nm, ñoä choùi BB = 41 nit Toïa ñoä maøu: laø soá löôïng ba maøu cô baûn maø khi hoãn hôïp chuùng seõ phuïc cheá ñöôïc maøu caàn xem xeùt trong heä thoáng maøu nhaát ñònh. Moät maøu A coù toïa ñoä maøu (r,g,b) seõ ñöôïc bieåu dieãn nhö sau: A=r.R+g.G+b.B ñaây chính laø phöông trình maøu cuûa A. Töø phöông trình maøu naøy coù theå xaùc ñònh ñöôïc vò trí cuûa maøu A trong heä toïa ñoä maøu cuõng nhö taùi taïo maøu A baèng caùch keát hôïp ba maøu cô baûn. Coù nhieàu heä toïa ñoä maøu söû duïng vôùi nhöõng öu ñieåm vaø nhöôïc ñieåm rieâng. Ñeå xaùc ñònh ñoä cheânh maøu (söï khaùc bieät giöõa maøu cuûa maãu vaø maøu chuaån), ngöôøi ta thieát laäp “khoâng gian maøu tuyeät ñoái” döïa treân ñoä saùng, ñoä maøu vaø ñoä baõo hoaø. Caùc maøu ñöôïc bieåu dieãn trong khoâng gian ba chieàu, khoaûng caùch giöõa 2 maøu trong khoâng gian töông öùng vôùi söï khaùc nhau veà maøu. CHÖÔNG 3 GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ CAÙC SAÛN PHAÅM GOÁM SÖÙ KHAÙI NIEÄM VAØ PHAÂN LOAÏI CAÙC LOAÏI GOÁM SÖÙ. Goám söù ( Ceramic ) laø caùc vaät lieäu raén phi kim voâ cô vôùi caáu truùc dò theå, thaønh phaàn khoaùng vaø hoùa khaùc nhau, ñöôïc saûn xuaát treân cô sôû nguyeân lieäu daïng boät mòn, taïo hình, saáy roái ñem nung ñeán keát khoái ôû nhieät ñoä cao. Khaùi nieäm goám söù caàn ñöôïc hieåu theo nghóa roäng, bao goàm moät lôùp raát lôùn caùc saûn phaåm coâng ngheä ñöôïc öùng duïng trong caùc lónh vöïc heát söùc khaùc nhau. Ñaëc tröng cô baûn cuûa quaù trình coâng ngheä ceramic laø quaù trình nhieät ñoä cao. Nhôø nhieät ñoä cao, caùc quaù trình phaûn öùng pha raén vaø keát khoái (coù theå coù pha loûng vôùi ñoä nhôùt cao) xaûy ra trong phoái nhieân lieäu, taïo neân saûn phaåm ñoä beàn cô vaø caùc tính chaát caàn thieát khaùc. Vaät lieäu goám söù coù theå ñöôïc phaân loaïi khaùc nhau, tuyø thuoäc vaøo quan ñieåm xem xeùt vaán ñeà. Nhöõng phöông phaùp phaân loaïi chuû yeáu laø: Theo thaønh phaàn hoùa vaø thaønh phaàn pha: vaät lieäu heä Al2O3 – SiO2, heä MgO - SiO2, heä Al2O3 – SiO2 – CaO, thuûy tinh… Theo ñoä xoáp cuûa vaät lieäu: vaät lieäu xoáp, sít ñaëc, keát khoái… Theo caáu truùc haït vaät lieäu: goám thoâ, goám mòn… Theo coâng duïng cuûa vaät lieäu: goám xaây döïng, goám myõ thuaät, goám kyõ thuaät… Theo truyeàn thoáng hình thaønh; ñaát nung, saønh söù, baùn söù, fajans… Theo thaønh phaàn khoaùng chính trong saûn phaåm: goám mulít, goám corund… Ñeå hieåu roõ baûn chaát vaät lieäu vaø nhöõng bieán ñoåi trong ñoù, xem xeùt caùc vaät lieäu ceramic theo thaønh phaàn hoùa hoïc vaø thaønh phaàn pha cuûa chuùng laø thuaän lôïi nhaát. CAÙC NGUYEÂN LIEÄU DUØNG TRONG NGAØNH GOÁM. Nguyeân lieäu ñoùng vai troø haøng ñaàu trong coâng ngheä ceramic. Thaønh phaàn khoaùng, thaønh phaàn hoùa cuûa nguyeân lieäu, phaân boá côõ haït vaø traïng thaùi hoaït hoaù beà maët laø nhöõng yeáu toá quan troïng coù taùc ñoäng ñeán quaù trình coâng ngheä vaø tính chaát saûn phaåm. Nguyeân lieäu phaûi coù phaân boá haït, thaønh phaàn khoaùng, hoùa oån ñònh, phuø hôïp vôùi quaù trình taïo hình, saáy vaø nung tieáp theo, taïo neân saûn phaåm coù thaønh phaàn pha vaø chaát löôïng caàn thieát. Trong coâng ngheä vaät lieäu cuõng nhö coâng ngheä ceramic, ngoaøi caùc tính chaát phuï thuoäc baûn chaát hoùa hoïc (thaønh phaàn hoùa, thaønh phaàn khoaùng) caùc nguyeân lieäu coøn ñöôïc phaân loaïi theo vai troø cuûa noù trong quaù trình taïo hình. Goàm caùc nhoùm sau: Nguyeân lieäu deûo: Nhoùm nguyeân lieäu deûo: vôùi nguyeân lieäu ñieån hình laø nhoùm ñaát seùt, maø tính deûo coù ñöôïc nhôø nhöõng khoaùng coù khaû naêng taïo deûo (chuû yeáu laø montmorilonhit, halloysit). Vôùi caùc vaät lieäu maø thaønh phaàn khoâng chöùa Al2O3 hoaëc SiO2, khoâng theå duøng ñaát seùt laøm chaát taïo deûo, ngöôøi ta duøng caùc hôïp chaát höõu cô (hoà tinh boät, parafin, CMC, PVA…) laøm chaát taïo deûo; hoaëc duøng caùc phöông phaùp taïo hình khaùc. Tính chaát kyõ thuaät: Thaønh phaàn haït: Nhieàu tính chaát kyõ thuaät cuûa ñaát seùt vaø cao lanh phuï thuoäc vaøo kích thöôùc, hình daïng vaø tæ leä caùc côõ haït. Nhìn chung kích thöôùc caùc haït ñaát seùt vaø cao lanh naèm trong giôùi haïn phaân taùn keo (60µm).Kích thöôùc caùc loaïi taïp chaát nhö thaïch anh, tröôøng thaïch, mica thöôøng khaù hôn. Thaønh phaàn vaø kích thöôùc haït coù taùc duïng raát lôùn ñeán khaû naêng haáp thuï trao ñoåi ion, tính deûo, ñoä co khi saáy, cöôøng ñoä cuõng nhö dieãn bieán tính chaát cuûa khoaùng ñoù theo nhieät ñoä nung. Khaû naêng tröông nôû theå tính vaø haáp thuï trao ñoåi ion: Nhieàu tính chaát cuûa cao lanh chuû yeáu laø do caáu truùc tinh theå cuûa noù quyeát ñònh. Caáu truùc cuûa caùc ñôn khoaùng raát khaùc nhau: caùc khoaùng hoï caolinit goàm hai lôùp; coøn caùc khoaùng thuoäc hoï monmorilonit goàm ba lôùp; caáu truùc caùc khoaùng hoï chlorit laïi laø boán lôùp ( hai lôùp töù dieän vaø hai lôùp baùt dieän ). Söï khaùc nhau veà caáu truùc cuûa caùc ñôn khoaùng daãn ñeán löïc lieän keát giöõa caùc nguyeân toá nhaát laø moái lieân keát giöõa Al-OH hoaëc lieân keát O-H ôû caùc ñôn khoaùng seõ khaùc nhau. Ñieàu naøy ñöôïc chöùng minh roû nhaát laø khi nghieân cöùu söï thay ñoåi caáu truùc luùc ñoát noùng baèng phöông phaùp phaân tích nhieät vi sai (DTA). Caolinit (hai lôùp silica) maát nöôùc hoùa hoïc trong khoaûng 550 – 6000C, mommorilonit vôùi caáu truùc ba lôùp laïi maát nöôùc lieân keát hoùa hoïc ôû nhieät ñoä cao hôn, khoaûng 650 – 7000C. Trong thieân nhieân, caáu truùc cuûa caùc silicat raát phöùc taïp, do coù söï thay theá ñoàng hình cuûa caùc cation trong caùc lôùp (trong caùc lôùp töù dieän Si4+, coù khi ñöôïc thay theá bôûi Al3+ hay Fe3+, trong lôùp baùt dieän ngoaøi caùc cation hoaù trò 3 cuûa Al3+, coù theå coù Mg2+ hay Fe2+). Söï thay theá naøy ñaõ laøm thay ñoåi löïc lieân keát giöõa caùc nguyeân toá (cation vaø anion), daãn ñeán söï thay ñoåi tæ leä giöõa chuùng neân ñieän tích cuûa caùc cation trung taâm trong töøng lôùp vaø giöõa caùc lôùp bò thay ñoåi, ñoù chính laø nguyeân nhaân gaây neân söï khaùc nhau veà khaû naêng haáp thuï trao ñoåi, ñoää tröông nôû theå tích cuûa caùc ñôn khoaùng. Caùc silicat ba lôùp coù ñaïi löôïng haáp thuï trao ñoåi vaø khaû naêng tröông nôû theå tích raát lôùn. Ñieàu naøy ñöôïc giaûi thích laø do söï thay theá ñoàng hình xaûy ra ñoàng thôøi caû trong lôùp töù dieän vaø baùt dieän gaây neân söï tích ñieän khaùc nhau giöõa caùc lôùp (do coù söï phaân boá caùc cation, hoaù trò khaùc nhö trong cuøng moät lôùp hoaëc giöõa caùc lôùp). Ngoaøi ra noù coøn ñöôïc giaûi thích bôûi kieåu caáu truùc daïng vi vaåy (döôùi kính hieån vi ñieän töû caùc vi vaåy ñoù choàng khít leân nhau taïo ra nhöõng ñaùm maây hình vaåy caù). Caáu truùc tinh theå kieåu naøy taïo ñieàu kieän cho caùc phaân töû nöôùc deã baùm chaéc vaøo khoaûng khoâng gian giöõa caùc lôùp laøm tröông nôû theå tích cuûa noù leân ñeán 16 laàn so vôùi theå tích luùc ñaàu khan nöôùc. ÔÛ silicat hai lôùp (caolinit) thì vò trí deå xaûy ra söï trao ñoåi cation laø beà maët cô sôû chöùa SiO2 beân ngoaøi cuûa caùc caïnh tinh theå, ñaëc bieät laø khi coù söï thay theá ñoàng hình cuûa Si4+ baèng Al3+. Ngoaøi ra caùc nhoùm hydroxyt ôû caùc beà maët cuûa khoái laêng truï cuõng deã trao ñoåi vôùi caùc cation khaùc. Ôû caùc khoaùng naøy, khaû naêng trao ñoåi cation chuû yeáu phuï thuoäc vaøo chieàu daøy (ñöôøng kính) cuûa caùc tinh theå. Ngöôïc laïi, ôû caùc silicat ba lôùp, quaù trình trao ñoåi cation laïi coù theå xaûy ra treân toaøn maïng, do ñoù dung löôïng trao ñoåi ôû silicat ba lôùp laø raát lôùn. + Ñaëc tính cuûa ñaát seùt vaø cao lanh khi coù nöôùc: Saûn phaåm goám söù saûn xuaát töø cao lanh vaø ñaát seùt coù theå taïo hình baèng nhieàu phöông phaùp khaùc nhau, ñoù laø nhôø ñaëc tính cuûa noù khi troän vôùi nöôùc. Cao lanh vaø ñaát seùt laø toå hôïp nhieàu haït mòn vôùi kích thöôùc haït raát khaùc nhau, beà maët rieâng cuûa chuùng lôùn, heä thoáng oáng mao quaûn trong chuùng vöøa lôùn vöøa phöùc taïp, do ñoù chuùng coù khaû naêng töï huùt aåm khi ñeå trong khoâng khí (nöôùc lyù hoïc chöùa trong ñaát seùt vaø cao lanh nguyeân khai coù khi lôùn hôn 20%). Khi troän theâm nöôùc vaøo ñaát seùt hay cao lanh, tuyø thuoäc haøm löôïng nöôùc theâm vaøo maø tính chaát cuûa hoãn hôïp seõ raát khaùc nhau (ít deûo, raát deûo, chaûy deûo vaø chaûy thaûnh doøng lieân tuïc). Ñaëc tính ñoù goïi laø ñoä deûo. Ñoä deûo cuûa hoãn hôïp laø do aûnh höôûng cuûa nhieàu quaù trình hoùa lyù phöùc taïp döôùi taùc duïng cuûa nhieàu yeáu toá khaùc nhau xaûy ra ñoàng thôøi, tuy nhieân chuùng coù theå thöøa nhaän tính deûo do caùc hieän töôïng chính sau ñaây gaây neân: Hieän töôïng tröôït leân nhau cuûa caùc haït seùt coù hình daïng vaø kích thöôùc khaùc nhau. Khaû naêng tröôïc leân nhau caøng deã daøng khi caùc haït seùt haáp thuï ñuû nöôùc vaø caùc cation haáp thuï trao ñoåi (ion laï). Hieän töôïng dính keát caùc haït seùt laïi vôùi nhau thaønh moät khoái. Hieän töôïng naøy caøng maõnh lieät khi caùc haït seùt haáp thuï caùc cation hay anion trao ñoåi, ñaëc bieät laø tröôøng hôïp löôïng nöôùc vöøa ñuû ñeå thöïc hieän quaù trình hydrat hoaù hoaøn toaøn. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán ñoä deûo: Ñoä lôùn vaø ñaëc bieät laø hình daïng caùc haït seùt: ñaát seùt caøng mòn, ñoä deûo caøng cao, haït seùt daïng sôïi hay daïng oáng hoaëc daïng vi vaåy nhieàu goùc caïnh cuõng coù ñoä deûo lôùn. Caáu truùc cuûa khoaùng seùt, ñaëc bieät laø yeáu toá ñieän tích cuûa ion trung taâm vaø khaû naêng thay theá ñoàng hình cuûa caùc cation trong caùc lôùp cuõng laø caùc yeáu toá cô baûn quyeát ñònh tính deûo. Ñaây laø yeáu toá aûnh höôûng quyeát ñinh ñeán khaû naêng haáp thuï trao ñoåi, aûnh höôûng ñeán chieàu daøy maøng nöôùc hyñrat hoùa (maøng nöôùc naøy coù tính chaát ñaëc bieät laø tyû troïng cao töø 1,2 – 1,4). Chính maøng nöôùc naøy taïo cho caùc haït seùt vöøa coù khaû naêng tröôït leân nhau vöøa dính keát caùc haït seùt laïi vôùi nhau thaønh moät khoái. Trong thieân nhieân, ñaát seùt luoân laø caùc hoãn hôïp coù chöùa caùc cation hoaù trò I vaø hoaù trò II hay hoùa trò III. Ñieàu ñoù coù lieân quan ñeán löïc huùt tónh ñieän giöõa caùc yeáu toá (giöõa caùc cation vaø anion), trong heä goàm caû cation hoaù trò I vaø II ñeàu ñoøi hoûi ñieän tích aâm, do ñoù gaây neân hieäu öùng ñieän giöõa caùc phaàn tích ñieän traùi daáu mang tính daây chuyeàn, töùc laø vöøa gaây neân löïc huùt vaø löïc ñaåy tónh ñieän. Chính löïc naøy laø löïc laøm dính keát caùc haït seùt vôùi nhau (cuõng chính laø löïc lieân keát). Löïc lieân keát naøy phuï thuoäc raát nhieàu vaøo haøm löôïng nöôùc (khi löôïng nöôùc taêng, löïc lieân keát taêng öùng vôùi moät giôùi haïn naøo ñoù, khi löôïng nöôùc taêng hôn löôïng nöôùc giôùi haïn thì löïc lieân keát giaûm, hoãn hôïp baét ñaàu coù hieän töôïng chaûy). Ñoái vôùi coâng nghieäp goám söù, tính deûo cuûa ñaát seùt vaø cao lanh laø raát quan troïng. Nhôø tính deûo maø phoái lieäu goám söù coù theå taïo hình deûo caùc loaïi saûn phaåm nhö xaây treân maùy (cheùn, dóa…), in trong khuoân, vuoát (chum vaïi …) hay eùp deûo (eùp gaïch baèng maùy eùp lentoâ…). Ngöôïc laïi, khi löôïng nöôùc ñuû lôùn thì hoà cao lanh, ñaát seùt laïi chaûy thaønh doøng lieân tuïc, cho pheùp ta taïo hình caùc loaïi saûn phaåm roãng, hình daïng phöùc taïp baèng phöông phaùp ñoå roùt hoà trong khuoân thaïch cao. Vôùi phöông phaùp ñoå roùt thì ñoä nhôùt cuûa huyeàn phuø laø voâ cuøng quan troïng. Yeâu caàu cuûa hoà laø löôïng aåm nhoû nhaát, ñoàng thôøi ñoä nhôùt cuõng phaûi cöïc tieåu ñeå roùt deã daøng vaø naêng suaát cao. Khi taïo hình deûo thì giôùi haïn chaûy vaø ñoå aåm taïo hình thích hôïp laø caùc chæ tieâu quan troïng nhaát, trong kyõ thuaät saáy thì ñoä co saáy, ñoä nhaïy khi saáy, cöôøng ñoä moäc laïi laø caùc chæ tieâu caàn quan taâm – ñaây laø caùc tính chaát lieân quan maät thieát ñeán ñoä deûo. Cöôøng ñoä moäc: Ñoä beàn cuûa moäc ôû traïng thaùi saáy khoâ cuõng nhö cöôøng ñoä keùo deûo laø nhöõng chæ tieâu kyõ thuaät raát quan troïng vaø bieåu thò giaùn tieáp ñaëc tính deûo cuûa nguyeân phoái lieäu. Cöôøng ñoä keùo deûo lôùn töùc laø löïc lieân keát lôùn (ñaëc tính coù theå coi laø giôùi haïn chaûy lôùn), ñieàu ñoù cuõng coù nghóa laø nguyeân lieäu hay phoái lieäu coù ñoä deûo cao, vaø nhö vaäy cöôøng ñoä moäc cuõng seõ cao. Cöôøng ñoä moäc cuõng lieân quan ñeán hieân töôïng nöùt, vôõ khi saáy, vaän chuyeån, söûa chöõa vaø traùng men. Cöôøng ñoä moäc khi saáy khoâ laø ñoä beàn uoán cuûa moäc ôû traïng thaùi ñoù. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán cöôøng ñoä moäc: Tyû leä thaønh phaàn phoái lieäu ñaëc bieät laø löôïng nguyeân lieäu deûo. Loaïi ñaát seùt hay cao lanh (loaïi khoaùng). Thaønh phaàn haït cuûa nguyeân lieäu gaày. Phöông phaùp gia coâng vaø chuaån bò phoái lieäu (keå caû khaâu uû). Phöông phaùp taïo hình : cuøng loaïi nguyeân lieäu, phöông phaùp taïo hình ñaït ñöôïc ñoä ñoàng nhaát toát thì cöôøng ñoä moäc seõ cao. Traïng thaùi saáy (phuï thuoäc vaøo ñoä aåm coøn laïi). Trong saûn xuaát, loaïi haøng mòn (saønh baùn söù vaø söù), baùn thaønh phaåm ñoøi hoûi phaûi coù ñoä beàn moäc ñuû lôùn ñeå traùnh caùc daïng pheá phaåm ôû caùc khaâu thöôøng yeâu caàu φuoán>10Kg/cm2. Cöôøng ñoä moäc cuûa cao lanh noùi chung beù (töø 5-10kg/cm2). Ñaát seùt coù cöôøng ñoä moäc cao hôn nhieàu: seùt bentonit coù khi ñaït ñeán 60kg/cm2 hay hôn nöõa, ñaát seùt traéng Truùc Thoân ñaït cöôøng ñoä moäc töø 20-30kg/cm2. Söï bieán ñoåi cuûa ñaát seùt khi nung: Ñaát seùt laø nguyeân lieäu chính cuûa raát nhieàu saûn phaåm goám söù. Vieäc naém giöõ quaù trình bieán ñoåi hoùa lyù khi nung ñaát seùt luoân ñoùng vai troø quan troïng ñeå giaûi thích vaø ñöa ra cheá ñoä nhieät thích hôïp khi nung caùc saûn phaåm goám söù coù chöùa ñaát seùt trong thaønh phaàn nguyeân lieäu. Phöông phaùp thöôøng duøng nhaát laø phaân tích nhieät vi sai (DTA). Ñaây laø phöông phaùp phaân tích döïa treân nguyeân taéc ño söï cheânh leäch nhieät ñoä khi nung giöõa maãu caàn nghieân cöùu vaø maãu chuaån ñöôïc nung trong cuøng moät ñieàu kieän. Cheânh leäch nhieät ñoä naøy ñöôïc ghi laïi treân ñöôøng cong T = f(T). Treân ñöôøng cong thu ñöôïc caùc hieäu öùng thu nhieät toaû nhieät öùng vôùi nhöõng nhieät ñoä xaûy ra caùc hieäu öùng ñoù, so saùnh vôùi nhöõng hieäu öùng chuaån maø ta ñaõ bieát tröôùc, coù theå bieát ñöôïc nhöõng quaù trình xaûy ra trong maãu caàn nghieân cöùu. Ñeå ñaùnh giaù caùc hieäu öùng nhieät chính xaùc hôn, caàn phaûi keát hôïp phaân tích ñoàng thôøi moät soá quaù trình khaùc nhö ñöôøng cong phaân tích nhieät vi sai (DTA), phaân tích troïng löôïng vi sai (GTA), ñoä co (L). Ví duï vôùi khoaùng caolinit 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Ñ oä co dl DTA GTA Hình 2.1: Ñöôøng cong phaân tích nhieät DTA Treân hình, hieäu öùng nhieät thöù nhaát (thu nhieät) ôû khoaûng 5500C treân ñöôøng cong DTA töông öùng vôùi söï maát nöôùc lieân keát, ñoàng thôøi caolinit chuyeån thaønh daïng meta caolinit vôùi caáu truùc tinh theå khoâng roõ raøng. Söï maát nöôùc ñöôïc khaúng ñònh roõ hôn nhôø söï theå hieän toån thaát naêng löôïng treân ñöôøng cong GTA (toån thaát troïng löôïng). Hieäu öùng nhieät thöù hai (toûa nhieät) ôû khoaûng 9500C töông öùng vôùi quaù trình phaân huûy meâta caolinit hoaëc caùc oxyt hoaëc mulit nguyeân sinh 2Al2O3.3SiO2. Töø 1100-12000C söï taïo mulit khaù roõ raøng cuøng vôùi söï taïo cristobalit (SiO2), quaù trình naøy töông öùng vôùi hieäu öùng nhieät thöù ba (toûa nhieät) treân ñöôøng cong DTA. Söï co cuûa vaät theå ñöôïc theå hieän treân ñöôøng cong L. Quaù trình co cuûa vaät lieäu khi nung (moät daáu hieäu ñeå nhaän bieát söï keát khoái) coù theå xaûy ra khi coù phaûn öùng hoùa hoïc (caùc hieäu öùng nhieät treân ñöôøng cong DTA) cuõng nhö khoâng coù phaûn öùng (khoâng coù hieäu öùng nhieät treân ñöôøng cong DTA). Quaù trình coù theå ñöôïc moâ taû baèng sô ñoà phaûn öùng sau: 500-6000C Al2O3.2SiO2.2H2O Al2O3.2SiO2 + 2H2O 925-10250C 2(Al2O3.3SiO2) 2Al2O3.3SiO2 + SiO2 >10000C >12500C 3(2Al2O3.3SiO2) 3(2Al2O3.3SiO2) + 5SiO2 SiO2* (voâ ñònh hình) SiO2 (cristobalit) Toàn taïi nhöõng quan ñieåm khaùc nhau khi giaûi thích daõy bieán ñoåi naøy. Traïng thaùi giaû beàn cuûa caolinit coù theå chöùa nöôùc, khoaùng daïng spinel coù theå coù heä soá tyû löôïng khaùc, vaø nhö vaäy ít nhieàu aûnh höôûng ñeán söï taïo thaønh mulit. Trong nhieàu taøi lieäu khaùc, ta coù theå gaëp nhöõng quan ñieåm cho raèng, sau khi maát nöôùc caáu truùc, khoaùng caolinit maát nöôùc phaân huyû thaønh caùc oxit töï do SiO2 vaø Al2O3 coù ñoä phaân taùn vaø hoaït tính raát cao. Do haàu heát caùc khoaùng coù trong ñaát seùt khi maát nöôùc coù nhöõng bieán ñoåi vì nhieät töông töï nhö caolinit treân caùc ñöôøng cong nhö hình ñaëc tröng cho quaù trình bieán ñoåi vì nhieät cuûa haàu heát caùc loaïi khoaùng ñaát seùt, chæ sai leäch chuùt ít veà nhieät ñoä vaø möùc ñoä xaûy ra caùc hieäu öùng nhieät, chöù khoâng phaûi ñaát seùt chæ coù khoaùng caolinit. Nhoùm nguyeân lieäu gaày: Nhoùm nguyeân lieäu khoâng deûo (hoaëc gaày): nhoùm nguyeân lieäu naøy khoâng coù tính deûo, ñöôïc ñöa vaøo laøm taêng ñoä beàn cô cuûa moäc thoâ, giaûm ñoä co saáy khi nung. Nguyeân lieäu gaày ñieån hình laø caùt quaéc, corund, ñaát seùt nung keát khoái (sammoát), maûnh goám cuøng loaïi… Chaát chaûy: thuoäc veà nhoùm nguyeân lieäu gaày, tuy nhieân vai troø chính cuûa nhoùm vaät lieäu naøy laø taïo pha loûng khi nung, giuùp taêng nhanh quaù trình phaûn öùng vaø keát khoái. Ñieån hình cho nhoùm naøy laø caùc loaïi traøng thaïch kieàm vaø kieàm thoå, sau ñoù laø nhoùm nguyeân lieäu cung caáp:PbO, B2O3…vaø caùc oâxit kieàm: R2O (R: Na+, K+, Li+). Nguyeân lieäu gaøy thöôøng ñöôïc söû duïng nhaát laø nguyeân lieäu cung caáp SiO2, bao goàm caùt, ñaù thaïch anh, quaëng quaéczit… Caùt laø nguyeân lieäu chính cung caáp SiO2 (thöôøng haøm löôïng SiO2 95-99,5%). Caùt coù theå laãn raát nhieàu taïp chaát, deã thaáy nhaát laø Fe2O3 laøm cho caùt bò nhuoäm maøu. Trong caùt, SiO2 ôû daïng thuø hình beàn ôû nhieät ñoä thaáp. Nguyeân lieäu laøm khuoân: Tuyeät ñaïi ña soá saûn phaåm goám söù ñaëc bieät laø caùc daïng saûn phaåm goám mòn duø taïo hình deûo hay ñoå roùt ñeàu phaûi duøng khuoân thaïch cao. Trong thieân nhieân thaïch cao toàn taïi döôùi daïng canxi ñihyñrat sulfat. Ñeå saûn xuaát khuoân ngöôøi ta söû duïng daïng thaïch cao chöùa 0,5 phaân töû nöôùc. Caùc chaát chaûy: Traøng thaïch: Traøng thaïch laø hôïp chaát cuûa caùc silicat – alumin khoâng chöùa nöôùc, trong thaønh phaàn coøn coù Na2O (traøng thaïch Natri hoaëc albit), K2O (traøng thaïch Kali hoaëc orthoclaz), vaø CaO (traøng thaïch Canxi hoaëc anortit). Hoaït thaïch: Hoaït thaïch laø caùc silicat-magieâ ngaäm nöôùc coù caáu truùc lôùp. Quan troïng nhaát laø hoaït thaïch magieâ coù caáu truùc lôùp ngaäm nöôùc töông töï caùc khoaùng ñaát seùt, do ñoù coù tính deûo. Coâng thöùc hoùa hoïc cuûa hoaït thaïch Mg3(Si2O5)2(OH)2 hoaëc 3MgO.4SiO2.H2O. Caáu truùc cuûa hoaït thaïch khoâng cho pheùp caùc nguyeân toá khaùc laãn vaøo trong caáu truùc.Maät ñoä hoaït thaïch 2,6 – 2,8 g/cm3. Caùc loaïi nguyeân lieäu khaùc: Ngoaøi caùc nguyeân lieäu treân, coâng ngheä goám söù coøn söû duïng moät soá nguyeân lieäu khaùc nhö: ñaù voâi (CaCO3), ñoâloâmit (CaCO3.MgCO3), caùc loaïi hôïp chaát chöùa BaO, TiO2, ZrO2, Al2O3… Khi saûn xuaát chaát maøu vaø men maøu thöôøng duøng caùc oxít mang maøu nhö Cr2O3, CoO, MnO2… vaø caùc dung dòch muoái coù maøu nhö MnCl2, Co(NO3)2, NiCl2… hay moät soá kim loaïi quyù nhö Au, Pt, Ag… SAÛN PHAÅM GOÁM THOÂ. Caùc saûn phaåm goám thoâ: Goám thoâ coøn goïi laø goám xaây döïng, phaàn lôùn caùc loaïi saûn phaåm nhoùm naøy duøng laøm vaät lieäu xaây döïng vaø goám caùc loaïi nhö sau: Vaät lieäu xaây: caùc loaïi gaïch (ñaëc, roãng, khoái…) caùc loaïi laøm coát lieäu nheï cho beâ toâng (keramit, agloporit…); Vaät lieäu lôïp: caùc loaïi ngoùi ; Vaät lieäu trang trí: gaïch klinke, taám laùt dieän, taám khaûm; Caùc loaïi vaät lieäu khaùc: oáng daãn nöôùc, thoaùt nöôùc… Trong goám thoâ ngoaøi caùc vaät lieäu duøng trong xaây döïng coøn coù moät soá maët haøng daân duïng khaùc nhö ñoà ñaát nung, saøng thoâ daân duïng (chum, vaïi…) vaø vaät lieäu chòu axit. Maøu goám thoâ: Ñoà goám truyeàn thoáng ñöôïc xem nhö caùc saûn phaåm ñaát nung, xöông coù maøu saãm. Teân fajans xuaát phaùt töø thaønh phoá Faenza (Ytalia), töø theá kyû XVI noåi tieáng vôùi saûn phaåm töø ñaát seùt coù laãn caùt (hoaëc ñaù voâi), xöông xoáp töông ñoái traéng hoaëc coù maøu ñoàng ñeàu, men traéng chöùa chì. Malorka cuõng laø teân moät saûn phaåm goám nung hai laàn noåi tieáng nhaäp caûng töø Malorka (Taây Ban Nha). Fajans ngaøy nay coù thaønh phaàn vaø tính chaát raát khaùc nhau, tuyø vaøo nguyeân lieäu ñoùng vai troø chính trong phoái lieäu, coù theå phaân bieät moät soá loaïi nhö sau: Fajans ñaát seùt: 80-85% ñaát seùt deûo vaø 15-20% caùt quaéc Fajans voâi:30-40% ñaát seùt, 30-50% caùt, 10-15% CaCO3 Fajans cöùng hay fajans traøng thaïch (khoaûng 4-5% traøng thaïch trong phoái lieäu) laø loaïi phoå bieán nhaát. Moät soá saûn phaåm goám söù veä sinh vaø gaïch oáp laùt thuoäc veà loaïi naøy. Baùn söù khaùc vôùi Fajans cöùng ôû ñoä beàn cô lôùn hôn nhieàu (beàn uoán 380-450 kG/cm2) vaø ñoä huùt nöôùc ít hôn (3-5%). Haøm löôïng traøng thaïch trong baùn söù khoaûng 10% trôû leân. Nhieät ñoä nung khoaûng 1200-12500C. Cô sôû lyù thuyeát cuûa quaù trình nung: Nung laø khaâu quan troïng trong kyõ thuaät saûn xuaát goám vì noù aûnh höôûng quyeát ñònh ñeán chaát löôïng vaø giaù thaønh. Nung laø toaøn boä quaù trình gia nhieät saûn phaåm goám vôùi cheá ñoä thích hôïp: töø nhieät ñoä thöôøng cho ñeán nhieät ñoä cao nhaát vaø sau ñoù laøm nguoäi trong moâi tröôøng nung caàn thieát. Nhôø ñoù, vaät lieäu trôû neân raén chaéc, khoâng bò bieán daïng vaø coù nhöõng tính chaát caàn thieát khaùc phuø hôïp yeâu caàn söû duïng. Caùc beán ñoåi hoùa lyù quan troïng nhaát xaûy ra khi nung chuû yeáu ôû traïng thaùi raén (coù theå coù pha loûng), ñoàng thôøi xaûy ra keát khoái. Thaønh phaàn pha tröôùc vaø sau khi nung coù theå thay ñoåi moät phaàn hoaëc thay ñoåi hoaøn toaøn, neáu xaûy ra caùc phaûn öùng hoùa hoïc ñoàng thôøi quaù trình keát khoái (ôû traïng thaùi raén hoaëc coù pha loûng); cuõng coù theå thaønh phaàn pha khoâng thay ñoåi, vaät lieäu raén chaéc nhôø quaù trình keát khoái thuaàn tuyù. Cheá ñoä nung: Bao goàm caùc khaùi nieäm veà nhieät ñoä nung, toác ñoä nung, thôøi gian nung vaø moâi tröôøng nung. Nhieät ñoä nung: Nhieät ñoä nung laø nhieät cao nhaát caàn thieát cho quaù trình phaûn öùng vaø keát khoái ñaït möùc caàn thieát maø saûn phaåm khoâng bò bieán daïng. Vôùi caùc quaù trình nhieät ñoä cao, danh töø nung ñöôïc hieåu nhö nhuõng quaù trình gia nhieät maø caùc bieán ñoåi chuû yeáu xaûy ra ôû pha raén; quaù trình bieán ñoåi chuû yeáu ôû pha loûng thöôøng ñöôïc goïi laø naáu. Nhieät ñoä cuûa caùc loø nung saûn phaåm goám thöôøng trong khoaûng: 950 – 11500C : nung caùc saûn phaåm goám thoâ nhö gaïch, ngoùi, xaây döïng, moät soá loaïi goám veä sinh, gaïch oáp laùt… 1200 – 12500C : nung saûn phaåm baùn söù, söù daân duïng. 1280 – 13500C : nung caùc saûn phaåm söù meàm, sammoát… 1400 – 14500C : nung caùc saûn phaåm söù cöùng, söù ñieän, söù kyõ thuaät cao caáp… 1500 – 17000C : nhieät ñoä töông ñoái cao, yeâu caàu loø coù keát caáu rieâng. Thöôøng nung caùc loaïi goám töø oxit tinh khieát nhö corund, zircon, vaät lieäu chòu löûa cao caáp… Thôøi gian nung: Thôøi gian nung (chu kyø nung) laø toaøn boä thôøi gian caàn thieát cuûa moät chu trình rieâng, keå töø luùc baét ñaàu naâng nhieät ñoä cho tôùi khi laáy ñöôïc thaønh phaåm. Thôøi gian nung raát khaùc nhau, töø moät vaøi giôø tôùi haøng chuïc giôø, thaäm chí nhieàu ngaøy. Xeùt veà hieäu quaû kinh teá, ñeå tieát kieäm naêng löôïng, taêng naêng suaát, chu kyø nung caøng ngaén caøng toát. Tuy nhieân, do caùc ñieàu kieän kyõ thuaät khaùc (thôøi gian bieán ñoåi hoùa lyù caàn thieát trong phoái lieäu, ñoä beàn cô cuûa vaät nung, ñoä beàn cuûa loø nung, keát caáu loø…), khoâng theå nung quaù nhanh ñöôïc. Trong kyõ thuaät nung, phaûi tính tôùi toác ñoä taêng hoaëc giaûm nhieät ñoä (nghóa laø möùc thay ñoåi nhieät ñoä trong moät ñôn vò thôøi gian) moät caùch thích hôïp. Moâi tröôøng nung: Tuyø yeâu caàu kyõ thuaät cuï theå, moâi tröôøng khí trong loø caàn duy trì ôû cheá ñoä oxi hoùa (dö khoâng khí), moâi tröôøng khöû (thieáu khoâng khí), hoaëc trung tính (chaùy vöøa heát). Ngoaøi ra, coøn coù theå coù nhöõng yeâu caàu ñaëc bieät khaùc nhö nung trong moâi tröôøng khí nitô, nung chaân khoâng, hoaëc khí trô… Cheá ñoä nung bao goàm caùc quaù trình: Naâng nhieät ñoä vôùi toác ñoä caàn thieát. Thôøi gian löu ñuû lôùn ôû nhieät ñoä cao. Quaù trình giaûm nhieät ñoä vôùi toác ñoä caàn thieát. Trong taát caû caùc giai ñoaïn keå treân luoân phaûi chuù yù tôùi moâi tröôøng nung phuø hôïp theo yeâu caàu cuûa töøng loaïi saûn phaåm (chuû yeáu laø aûnh höôûng ñeán maøu saéc). Hieän töông vaø caùc giai ñoaïn keát khoái khi nung ñaát seùt: Saûn phaåm goám chæ nung ñeán keát khoái, quaù trình nung laø khoâng thuaän nghòch vaø haàu nhö khoâng ñaït ñöôïc söï caân baèng pha. Nguyeân lieäu cuõng nhö phoái lieäu khi nung noùng seõ keát khoái. Hieän töôïng keát khoái laù quaù trình sít ñaëc vaø raén chaéc laïi cuûa caùc phaàn töû phaân taùn ôû nhieät ñoä cao. Keát khoái theå hieän bôûi söï taêng ñoä beàn cô, giaûm theå tích, co ruùt vaø taêng troïng löôïng rieâng. Quaù trình keát khoái thöôøng ñöôïc ñaùnh giaù baèng caùch ño ñoä beàn cô (neùn, keùo, uoán, va ñaäp…), ñoä co, troïng löôïng rieâng hoaëc moät soá tính chaát vaät lyù khaùc. Quaù trình keát khoái ñöôïc hieåu ôû ñaây laø quaù trình vaät lyù, khoâng tôùi phaûn öùng hoùa hoïc. Thöïc teá, keát khoái coù theå coù maët pha loûng hoaëc chæ xaûy ra ôû pha raén. Pha loûng caøng nhieàu thì hieän töông keát khoái caøng xaûy ra maõnh lieät. Quaù trình keát khoái laøm giaûm beà maët beân trong beân ngoaøi hay ôû choå tieáp xuùc vôùi nhau cuûa caùc phaàn töû vaät chaát do xuaát hieän hay phaùt trieån moái lieân keát giöõa caùc haït do söï bieán maát cuûa loã xoáp trong vaät lieäu ñeå hình thaønh moät khoái vaät theå vôùi theå tích beù nhaát. Quaù trình giaûm beà maët ngoaøi xaûy ra ñoàng thôøi vôùi söï xuaát hieän hay taêng cöôøng caùc caàu noái giöõa caùc haït vaät theå döôùi taùc duïng cuûa aùp suaát hay nhieät ñoä. Caùc daáu hieäu ñaëc tröng beân ngoaøi ñeå nhaän bieát cuûa hieän töôïng keát khoái laø: Giaûm theå tích: coù theå coi ñoä co theå tích hay chieàu daøi laø haøm soá cuûa caùc yeáu toá gaây taùc duïng Saûn phaåm raén chaéc laïi: taêng ñoä beàn cô, trong ñoù coù moñun ñaøn hoài laø moät trong caùc thoâng soá ñaëc tröng nhaát. Hieän töôïng keát khoái pha raén chæ xaûy ra luùc nung caùc loaïi goám söù ñi töø oxit tinh khieát, thí duï, Al2O3, ZrO2…Ñaïi boä phaän saûn phaåm goám söù luùc nung thöôøng coù maët pha loûng. Ñoái vôùi heä keát khoái coù maët pha loûng ñieàu ñaëc bieät quan troïng ñeå saûn phaåm ñaït ñoä sít ñaëc cao nhaát laø pha loûng phaûi coù khaû naêng thaám öôùt hoaøn toaøn pha raén.Khi pha raén ñöôïc thaám öôùt raát toát coù nghóa laø pha loûng coù ñoä nhôùt beù, khaû naêng xaâm nhaäp vaøo ranh giôùi caùc haït raén toát. Cuõng caàn noùi theâm laø löôïng pha loûng caøng nhieàu thì khaû naêng thaám öôùt caøng toát, song yeâu caàu pha loûng trong quaù trình nung khoâng thoaùt “moà hoâi”. Quaù trình keát khoái khi coù maët pha loûng, noùi chung, tieán haønh nhanh vaø maõnh lieät hôn nhieàu so vôùi quaù trình keát khoái chæ coù pha raén. Giai ñoaïn ñaàu cuûa quaù trình naøy laø söï phaân boá laïi caùc haït khi xuaát hieän löôïng pha loûng ñaàu tieân chính laø quaù trình thieát laäp laïi traät töï môùi cuûa vaät lieäu, öùng vôùi giai ñoaïn chaûy nhôùt. Quaù trình tieáp theo laø caùc haït raén bò hoaø tan vaøo loûng vaø töø trong pha loûng taùch ra pha môùi ôû caùc thaønh loã, vöøa coù taùc duïng haøn loã vöøa laøm cho caùc haït lôùn leân. Quaù trình keát khoái seõ caøng taêng neáu thaønh phaàn pha loûng ñaàu tieân t öông töï nhö thaønh phaàn cuûa vaät lieäu keát khoái. Giai ñoaïn ba laø quaù trình keát thuùc keát khoái, luùc naøy pha raén taùi keát tinh vôùi söï taêng ñoä sít ñaëc raát maïnh. Ôû ñaây vai troø cuûa ñoä nhôùt, khaû naêng thaám öôùt vaø söùc caêng beà maët cuûa pha loûng raát lôùn, vì caùc tính chaát aáy thay ñoåi raát maïnh theo nhieät ñoä vaø thôøi gian.Cuõng ôû giai ñoaïn naøy trong saûn phaåm nung thöôøng toàn taïi pha khí, chuùng taïo ra loã xoáp kín. Maët khaùc hình daïng vaø kích thöôùc caùc haït raén raát khaùc nhau, baûn chaát hoaù hoïc cuûa noù raát khaùc nhau (heä nhieàu caáu töû), döôùi taùc duïng cuûa löïc taïo hình ban ñaàu, chuùng ñaõ ñöôïc saép xeáp theo kieåu caøi raêng löôïc, khi keát khoái duø coù söï saép xeáp laïi caùc haït vaät chaát, duø coù söï hoaø tan caùc haït raén trong pha loûng cuõng khoâng loaïi tröø noù maø chæ daãn tôùi söï taêng cöôøng theâm kieåu saép xeáp caøi raêng löôïc ñoù keå caû vieäc phaân boá pha loûng. Ñieàu heát söùc quan troïng vaø laø ñieàu chuùng ta mong muoán laø sau khi nung, caáu truùc cuûa saûn phaåm ñaït ñöôïc söï ñoàng ñeàu veà caùch phaân boá ñoù cuøng vôùi söï xuaát hieän caùc keõ nöùt ly ty treân beà maët caùc haït raén coù yù nghóa raát lôùn – aûnh höôûng maïnh ñeán tính chaát cuûa saûn phaåm nhaát laø ñoä beàn cô hoïc, ñoä beàn nhieät vaø tính naêng veà ñieän. Raát nhieàu yeáu toá aûnh höôûng tôùi quaù trình keát khoái nhö thaønh phaàn hoùa, thaønh phaàn khoaùng, traïng thaùi beà maët rieâng, ñieàu kieän gia coâng taïo hình, ñieàu kieän nung… trong ñoù yeáu toá ñieàu kieän nung laø quan troïng hôn caû. Nhieät ñoä nung cuoái cuøng coù aûnh höôûng raát quyeát ñònh chaát löôïng cuûa saûn phaåm nung cho neân vieäc xaùc ñònh nhieät ñoä nung hôïp lyù laø ñieàu heát söùc quan troïng. Ñeå xaùc ñònh nhieät ñoä nung hôïp lyù cho moät loaïi saûn phaåm phaûi bieát ñöôïc chính xaùc khoaûng keát khoái giöõa chuùng. Khoaûng keát khoái laø hieäu soá nhieät ñoä giöõa nhieät ñoä keát thuùc quaù trình vaø nhieät ñoä baét ñaàu keát khoái (xaùc ñònh ñöôïc baèng caùch theo doõi caùc tính chaát cuûa maãu nung theo nhieät ñoä). Nhieät ñoä baét ñaàu keát khoái laø nhieät ñoä öùng vôùi noù caùc tính chaát baét ñaàu thay ñoåi ñoät ngoät. Nhieät ñoä keát thuùc quaù trình keát khoái laø nhieät ñoä maø ôû ñoù coù caùc tính chaát cuûa saûn phaåm nung ñaït ñöôïc giaù trò cöïc ñaïi hay cöïc tieåu. Trong kyû thuaät nung khoaûng keát khoái coù yù nghóa ñaëc bieät. Khoaûng keát khoái roäng (ñoái vôùi caolanh vaø ñaát seùt coù theå haøng traêm ñoä) thí quaù trình nung caøng deå daøng, ngöôïc laïi, khoaûng keát khoái heïp seõ raát khoù nung. Do vaäy, phaân bieät roõ cô cheá quaù trình keát khoái coù yù nghóa lôùn vôùi quaù trình coâng ngheä goám söù, nhaát laø vôùi nhöõng quaù trình taïo neân nhöõng vaät lieäu môùi. Nhôø ñoù, coù theå choïn phuï gia khoaùng hoùa thích hôïp ñeå taïo saûn phaåm coù maøu saéc vaø tieâu chuaån kyõ thuaät nhö mong muoán. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP TAÏO HÌNH TRONG COÂNG NGHEÄ GOÁM SÖÙ. Saûn phaåm goám söù coù phaïm vi öùng duïng raát roäng. Trong caùc laûnh vöïc khaùc nhau, do muïc ñích yeâu caàu khaùc nhau neân hình daïng vaø kích thöôùc cuûa saûn phaåm goám söù cuõng raát khaùc nhau. Hình daïng vaø kích thöôùc cuûa caùc saûn phaåm goám söù chaúng nhöõng quyeát ñònh bôûi nhieäm vuï, chöùc naêng cuûa noù maø coøn phuï thuoäc vaøo tính chaát kyõ thuaät cuûa nguyeân phoái lieäu vaø thò hieáu ngöôøi duøng. Muïc ñích cuûa khaâu taïo hình cuõng nhö yeâu caàu cô baûn cuûa noù laø thoaû maõn caùc chæ tieâu veà kích thöôùc hình daïng hình hoïc, ñoä ñoàng nhaát cuûa baùn thaønh phaåm vaø saûn phaåm. Muoán ñaït ñöôïc ñieàu ñoù caàn hieåu bieát ñaày ñuû veà lyù thuyeát taïo hình, ñoàng thôøi caàn nghieân cöùu, cheá taïo ñöôïc caùc loaïi maùy taïo hình chuyeân duøng, thích hôïp cho moãi loaïi saûn phaåm. Theo möùc ñoä ñoàng nhaát (veà thaønh phaàn, ñoä aåm, möïc ñoä vaø caáu truùc) do caùc phöông phaùp taïo hình khaùc nhau ñaït ñöôïc thì coù theå xeáp theo thöù töï sau: Ñoå roùt saûn phaåm roång. Ñoå roùt saûn phaåm ñaëc (hoà ñaày). Xaây treân maùy. Eùp baùn khoâ. Eùp deûo. Neän ñaäp thuû coâng. Caùc phöông phaùp taïo hình: Taïo hình deûo Phöông phaùp taïo hình deûo bao goàm : vuoát boä treân beä quay, gaén raùp trong khuoân thaïch cao (chum, vaïi…), xaây döïng maùy baøn tua dao baûn hay ñaàn neùn, eùp deûo baèng caùc loaïi maùy eùp: eùp ngoùi vaø gaïch baèng maùy eùp ngoùi hay maùy eùp lentoâ. Cô sôû cuûa phöông phaùp naøy laø döïa vaøo tính deûo cuûa nguyeân phoái lieäu. Trong hoãn hôïp chöùa ñaát seùt, tuyø haøm löôïng nöôùc maø ñaëc tính cuûa hoãn hôïp ñaát seùt raát khaùc nhau. Ñoái vôùi phoái lieäu deûo, neáu löôïng nöôùc vöøa ñuû ñeå caùc haït seùt hyñrat hoùa hoaøn toaøn thì hoãn hôïp seõ coù ñoä deûo cöïc ñaïi – maøng nöôùc haáp phuï moûng bao quanh caùc haït seùt ñoù ñoùng vai troø boâi trôn, quyeát ñònh ñoä linh ñoäng vaø aûnh höôûng ñeán löïc van der Waals, hieän töôïng ñoùng saùnh, khaû naêng keo tuï cuûa hoãn hôïp. Caùc hieän töôïng naøy coù vai troø tích cöïc ñoái vôùi phoái lieäu ôû traïng thaùi deûo vì ñaëc ñieåm cuûa loaïi caáu truùc keo tuï laø coù bieán daïng ñaøn hoài chaäm raát lôùn, vaät lieäu coù khaû naêng töï buø tröø cho öùng suaát noäi xuaát hieän trong vaät theå do ñoù phoái lieäu ít bò ñöùt, vôõ khi taïo hình. Ñeå ñaùnh giaù tính chaát cuûa nguyeân phoái lieäu, ngöôøi ta thöôøng xaùc ñònh chæ soá deûo (hay giôùi haïn deûo) theo nhieàu phöông phaùp, coøn ñoä beà deûo thöôøng ñöôïc xaùc ñònh thoâng qua ñoä beàn keùo deûo ôû traïng thaùi laøm vieäc theo phöông phaùp thöôøng. Taïo hình baèng phöông phaùp ñoå roùt: Söï hình thaønh lôùp moäc: Khi ñoå roùt hoà vaøo khuoân thaïch cao, do thaïch cao coù khaû naêng huùt nöôùc neân hoà chuyeån ñoäng veà höôùng thaønh khuoân vaø baùm vaøo khuoân taïo thaønh lôùp moûng ñeàu ñaën vaø sít ñaëc. Theo thôøi gian chieàu daøy lôùp moäc taêng daàn. Trong saûn xuaát, ñeå coù ñöôïc chieàu daøy lôùp moäc theo yù muoán caàn laøm thí nghieäm ñeå xaùc ñònh thôøi gian caàn thieát ñeå löu hoà trong khuoân. Chaát löôïng khuoân vaø ñaëc tính kyõ thuaät cuûa hoà quyeát ñònh thôøi gian ñoå roùt. Phöông phaùp naøy coù öu ñieåm laø taïo hình ñöôïc caùc loaïi saûn phaåm coù hình daùng phöùc taïp, maät ñoä ñeàu. Tuy nhieân, phöông phaùp naøy ñoøi hoûi dieän tích saûn xuaát lôùn ngay caû trong tröôøng hôïp saûn xuaát ñaõ ñöôïc cô giôùi hoùa. Caùc phöông phaùp ñoå roùt: Coù hai phöông phaùp ñoå roùt: phöông phaùp roùt hoà thöøa vaø phöông phaùp roùt hoà ñaày. Choïn phöông phaùp naøo laø do hình daùng cuûa saûn phaåm quyeát ñònh, phöông phaùp roùt hoà ñaày ñoøi hoûi hai khuoân vaø do khaû naêng huùt nöôùc trong hoà theo hai phía neân naêng suaát cao. Caùc bieän phaùp taêng naêng suaát ñoå roùt laø cô giôùi hoaù, ñoå roùt döôùi aùp suaát huùt chaân khoâng hoà. Neáu giöõ nhieät ñoä hoà ñeán nhieät ñoä thích hôïp, khaû naêng ñoå roùt seõ taêng (nhieät ñoä thích hôïp khoâng quaù 400C). Caùc yeâu caàu cô baûn cuûa hoà ñoå roùt: Saûn phaåm taïo hình baèng phöông phaùp ñoå roùt muoán ñaûm baûo chaát löôïng, ít pheá phaåm thì hoà ñoå roùt phaûi ñaït ñöôïc caùc yeâu caàu sau: Löôïng nöôùc ít nhaát ñeå giaûm thôøi gian ñoå roùt vaø thôøi gian saáy. Ñoä linh ñoäng cuûa hoà toát (coù nghóa laø ñoä nhôùt beù) ñeå ñaûm baûo vaän chuyeån trong ñöôøng oáng vaø ñoå roùt deã. Hoà phaûi beàn: khoâng coù hieän töôïng laéng, khoâng keo tuï, khoâng ñoùng saùnh, ñoä nhôùt hoà phaûi oån ñònh. Toác ñoä baùm khuoân lôùn. Löôïng chaát ñieän giaûi beù nhaát (choïn ñuùng chaát ñieän giaûi, haøm löôïng hôïp lyù). Khaû naêng thoaùt khuoân deã, ít khuyeát taät nhö roã maët… Chaát löôïng saûn phaåm chaúng nhöõng phuï thuoäc vaøo ñaëc tính cuûa hoà maø coøn phuï thuoäc raát nhieàu vaøo chaát löôïng khuoân thaïch cao, do ñoù thaïch cao laøm khuoân phaûi ñaûm baûo chaát löôïng, ñoä mòn cao, ñuùng nhieät ñoä (1800C), pha cheá löôïng nöôùc hôïp lyù. Caàn khuaáy kyõ nhaèm ñaûm baûo cöôøng ñoä cuûa khuoân thaïch cao ñaït yeâu caàu, beà maët khuoân boùng loaùng. Khuoân ñem ñoå roùt phaûi coù ñoä aåm ñeàu vöøa phaûi. Ñeå hoà ñaït ñöôïc caùc chæ tieâu treân caàn naém vöõng cô sôû hoaù lyù cuûa hoà khi duøng phöông phaùp pha loaõng hoà ñoå roùt chöùa ñaát seùt vaø cao lanh. Choïn phöông phaùp taïo hình: Moãi phöông phaùp taïo hình ñoøi hoûi moät soá ñieàu kieän kyõ thuaät nhaát ñònh. Ñeå thoûa maûn ñöôïc caùc yeâu caàu cô baûn cuûa kyõ thuaät taïo hình ñieàu quan troïng nhaát laø choïn ñuùng phöông phaùp taïo hình toái öu cho moät loaïi saûn phaåm cuï theå. Cô sôû ñeå choïn phöông phaùp taïo hình bao goàm nhieàu yeáu toá, song toång quaùt laø caùc yeáu toá sau: Hình daïng vaø tính chaát ñaëc tröng cuûa caùc loaïi saûn phaåm. Tính chaát kyõ thuaät cuûa phoái lieäu. Naêng suaát vaø giaù thaønh. Caùc loaïi saûn phaåm roãng, thaønh moûng ñeàu, hình daïng khoâng phöùc taïp laém nhö loï hoa, aám traø… neân choïn phöông phaùp hoà ñoå roùt thöøa. Saûn phaåm roãng vaø ñaëc, hình daùng beân ngoaøi phöùc taïp nhö töôïng, thaân caùc chi tieát cuûa maùy bôm chòu axit…neân choïn phöông phaùp roùt hoà ñaày. Caùc loaïi saûn phaåm thaønh moûng, hình daïng ñôn giaûn troøn xoay, phaúng, neân choïn phöông phaùp xaây treân maùy baøn tua trong khuoân thaïch cao. Caùc loaïi saûn phaåm hình daùng khaù phöùc taïp coù loã theo phöông phaùp naøo ñoù hoaëc coù ren neân choïn phöông phaùp deûo hay neän deûo baèng dao daây hay baûn. Caên cöù vaøo hình daïng saûn phaåm ñeå choïn phöông phaùp taïo hình laø chöa ñuû, ñieàu quan troïng laø phaûi caên cöù vaøo caû ñaëc tính kyõ thuaät cuûa phoái lieäu môùi choïn ñuùng ñöôïc phöông phaùp toái öu: Phoái lieäu coù ñoä deûo cao: xaây treân maùy, eùp hay tieän deûo. Phoái lieäu deûo vöøa: eùp deûo, ñoå roùt. Phoái lieäu keùm deûo nhöng ñoä ñoàng nhaát cao: eùp baùn khoâ caùc loaïi saûn phaåm coù hình daùng khaù phöùc taïp. Phoái lieäu raát keùm deûo: eùp baùn khoâ, neän ñaäp thuû coâng caùc saûn phaåm hình daùng ñôn giaûn. Khi phoái lieäu coù theå thoûa maõn ñöôïc nhieàu phöông phaùp taïo hình thì choïn phöông phaùp naøo coù naêng suaát cao nhaát neáu hình daùng saûn phaåm cho pheùp. Ñeå taïo hình ñaït naêng suaát cao, pheá lieäu ít, chaát löôïng saûn phaåm cao, caàn chuû ñoäng vieäc löïa choïn nguyeân lieäu, tính toaùn pheá lieäu, choïn phöông phaùp chuaån bò phoái lieäu toái öu, ñeå tính kyõ thuaät cuûa phoái lieäu thoûa maõn ñaày ñuû yeâu caàu, thích hôïp vôùi phöông phaùp taïo hình ñaõ choïn nhaèm ñaït ñöôïc chaát löôïng saûn phaåm cao nhaát. Nhieàu loaïi saûn phaåm ñoøi hoûi chaúng nhöõng coù hình daùng caàn thieát maø coøn ñoøi hoûi ñoä chính xaùc veà kích thöôùc raát cao nhö coù loaïi söù kyõ thuaät, vì vaäy caàn quan taâm ñaày ñuû ñeán ñoä co saáy vaø co nung cuûa phoái lieäu, chuû ñoäng ñieàu chænh ñöôïc ñoä co mong muoán khi tính phoái lieäu cuõng nhö khi thieát keá khuoân saûn xuaát theo phöông phaùp taïo hình. CHÖÔNG 4 THÖÏC NGHIEÄM NOÄI DUNG NGHIEÂN CÖÙU. Nghieân cöùu söï thay ñoåi maøu saéc cuûa xöông goám khi troän caùc oxit taïo maøu khaùc vaøo ñaát seùt. Taïo caùc daõy maøu trong ñoù thay ñoåi haøm löôïng caùc chaát taïo maøu, cheá ñoä nung (nhieät ñoä). Yeâu caàu ñaët ra laø laø saûn phaåm coù maøu toái saãm (gan gaø), söû duïng ít nhaát löôïng oxit gaây maøu nhö Fe2O3, MnO2. Tieán haønh nghieân cöùu theo caùc noäi dung sau: Khuaáy ñaát seùt vôùi nöôùc, sau ñoù phoái troän nguyeân lieäu theo caùc tæ leä khaùc nhau, taïo hình maãu thaønh caùc khoái baèng phöông phaùp hoà ñoå roùt. Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä nung ñeán maøu saéc vaø möùc ñoä keát khoái cuûa saûn phaåm. Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa phoái lieäu ñeán maøu saéc vaø möùc ñoä keát khoái cuûa saûn phaåm. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑAÙNH GIAÙ SAÛN PHAÅM. Ñaùnh giaù maøu saéc cuûa saûn phaåm döïa treân ñoä cheânh maøu: Ñeå xaùc ñònh ñöôïc giaù trò tuyeät ñoái cuûa ñoä cheânh maøu, ngöôøi ta seõ söû duïng ba truïc ñöôïc kyù hieäu laàn löôït laø a* (ñoû – xanh döông), b* (vaøng – xanh), L* (ñoä saùng). Ñoä cheânh maøu ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: Ñoä cheânh maøu theo töøng thaønh phaàn giöõa maøu caàn xaùc ñònh vaø maøu chuaån laø: a* = aT* - aR* ; b* = bT* - bR* ; L* = LT* - LR* Ñoä cheânh maøu: E*ab = Ñoä cheânh maøu ñöôïc chia laøm ba thaønh phaàn: ñoä saùng, ñoä baõo hoøa vaø ñoä maøu. Ñoä cheânh veà ñoä saùng: L* = LT* - LR* Ñoä cheânh veà ñoä baõo hoøa: Cab = Ñoä cheânh veà maøu saéc: H = Ñaùnh giaù tính chaát cuûa saûn phaåm döïa treân möùc ñoä keát khoái: Khaùi nieäm vaø muïc ñích: Quaù trình keát khoái trong thöïc teá coù yù nghóa raát lôùn. Noäi dung cô baûn cuûa khaùi nieän naøy laø söï bieán ñoåi ôû nhieät ñoä cao cuûa vaät lieäu, töø khoái caùc daïng haït rôøi taïo thaønh vaät theå raén chaéc. Nhö treân ñaõ noùi, ñeå xaùc ñònh ñuùng nhieät ñoä nung hôïp lyù cho moät loaïi saûn phaåm phaûi bieát ñöôïc chính xaùc khoaûng keát khoái giöõa chuùng. Khoaûng keát khoái laø hieäu soá nhieät ñoä giöõa nhieät ñoä keát thuùc quaù trình vaø nhieät ñoä baét ñaàu keát khoái (xaùc ñònh ñöôïc baèng caùch theo doõi caùc tính chaát cuùa maãu nung theo nhieät ñoä). Nhieät ñoä baét ñaàu keát khoái laø nhieät ñoä öùng vôùi noù caùc tính chaát baét ñaàu thay ñoåi ñoät ngoät. Nhieät ñoä keát thuùc quaù trình keát khoái laø nhieät ñoä maø ôû ñoù coù caùc tính chaát cuûa saûn phaåm nung ñaït ñöôïc giaù trò cöïc ñaïi hay cöïc tieåu. Trong quaù trình nung, trong vaät lieäu xaûy ra moät loaït caùc bieán ñoåi hoùa lyù. Ñeå ñaùnh giaù möùc keát khoái, coù theå duøng moät soá thoâng soá vaät lyù nhö ñoä huùt nöôùc, ñoä xoáp thöïc, ñoä xoáp bieåu kieán, maät ñoä bieåu kieán… ngoaøi ra cuõng coù theå laø ñoä co, ñoä beàn cô, ñoä chòu maøi moøn… caùc chæ soá treân laø moät trong nhöõng chæ soá naøy ñeå xaùc ñònh cheá ñoä nung phuø hôïp. Ñoái vôùi heä söù, baùn söù thoâng thöôøng thì saûn phaåm ñöôïc coi laø keát khoái toát khi ñoä xoáp ñoä huùt nöôùc nhoû. Caùc thoâng soá vaät lyù cuûa vaät lieäu: Ñoä huùt nöôùc: laø tæ leä giöõa khoái löôïng nöôùc ngaám ñaày maãu thöû vaø khoái löôïng maãu khoâ, ño baèng %. Xaùc ñònh ñoä huùt nöôùc cuûa saûn phaåm ñöôïc nung ôû töøng nhieät ñoä khaùc nhau, xaây döïng ñoà thò ñoä huùt nöôùc – Tnung. Ñöôøng cong naøy cuõng theå hieän aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä ñeán möùc ñoä keát khoái cuûa saûn phaåm. Khoái löôïng rieâng theå tích – maät ñoä bieåu kieán – maät ñoä thöïc: Neáu theå tích vaät raén laø V, ta coù theå vieát: V = Vr + Vlx = Vr + Vk + Vbk (cm3) Vôùi Vr : phaàn theå tích thöïc söï cuûa vaät raén (cm3) Vlx : phaàn theå tích loã xoáp (cm3) bao goàm phaàn loã xoáp kín Vk vaø loã xoáp hôû Vbk Maät ñoä (r): khoái löôïng rieâng thöïc laø tyû soá giöõa khoái löôïng vaø theå tích thöïc cuûa pha raén, khoâng keå theå tích loã xoáp. r = (g/cm3) Maät ñoä bieåu kieán (rbk): tyû soá giöõa khoái löôïng cuûa vaät theå raén vôùi phaàn theå tích khoâng coù caùc loã xoáp hôû (bieåu kieán). rbk = (g/cm3) Khoái löôïng theå tích: tyû soá giöõa khoái löôïng cuûa vaät theå raén vôùi toaøn boä theå tích cuûa noù (keå caû caùc loã xoáp). r’ = (g/cm3) Caùch tieán haønh: + Sau khi saáy maãu, laøm nguoäi trong bình huùt aåm ñeán nhieät ñoä phoøng roài caân ngay khoái löôïng maãu (m1). + Cho maãu ngaäm ñaày nöôùc baèng phöông phaùp ñun soâi trong 3 giôø, möïc nöôùc luoân ngaäp khoûi maãu. + Khi maãu ñun xong laøm nguoäi töï nhieân trong bình khoaûng 24h, sau ñoù caân maãu trong khoâng khí (m2) vaø trong nöôùc (m3). Caân maãu trong khoâng khí: laáy maãu ra khoûi bình, duøng khaên öôùt thaém nheï nöôùc coøn ñoïng ôû maët ngoaøi maãu thöû vaø caân nhanh, boû ngay maãu vaøo bình nöôùc ñeå tieáp tuïc caân thuyû tónh. Caân thuûy tónh (caân maãu trong nöôùc): treo vaøo caân moät mieáng löôùi thöa coù daây treo thaät maõnh duøng ñeå ñaët maãu trong chaát loûng (mieáng löôùi naøy ñeå ngaäp trong bình ñöïng nöôùc). Ñoä huùt nöôùc: W = % Khoái löôïng rieâng theå tích: r’ = (g/cm3) Maät ñoä bieåu kieán: rbk = (g/cm3) Trong ñoùù: m1: khoái löôïng maãu khoâ m2: khoái löôïng maãu ngaám ñaày nöôùc m3: khoái löôïng maãu caân trong nöôùc Maät ñoä thöïc cuûa saûn phaåm: Baûn chaát cuûa phöông phaùp laø xaùc ñònh phaàn theå tích khoâng coù loã xoáp cuûa vaät lieäu, vì vaäy caàn phaûi nghieàn mòn maãu tröôùc khi ño (maãu boät loïc saøng 0,063 mm). Maãu boät ñöôïc cho vaøo piknomet ñeå xaùc ñònh theå tích. Chaát loûng duøng trong duïng cuï piknomet khoâng ñöôïc coù phaûn öùng vôùi maãu boät caàn ño (thöôøng duøng nöôùc caát, xylen, toluen…). Ghi nhieät ñoä thí nghieäm, ñeå xaùc ñònh rk cuûa nöôùc ôû nhieät ñoä naøy. Saáy maãu vaø duïng cuï piknomet tôùi khoâ. Caân xaùc ñònh m1 (g) boät maãu khoâ vaøo piknomet. Ñoå chaát loûng ñaõ bieát tröôùc maät ñoä rl (nöôùc caát) vaøo, laéc ñuûi khí, coù theå ñun soâi caùch thuyû baèng dung dòch muoái baûo hoaø). Cho theâm nöôùc caát vaøo tôùi ñònh möùc. Caân xaùc ñònh m2. Ñoå chaát loûng vaø maãu ra, röõa saïch piknomet, saáy khoâ. Maät ñoä thöïc cuûa maãu ñöôïc tính theo coâng thöùc: r = (g/cm3) Neáu chaát loûng khoâng phaûi nöôùc thì khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng ñoù coù theå tính nhö sau: Caân piknomet saáy khoâ, laáy m0 (g) Caân piknomet vôùi chaát loûng duøng ñeå ño, laáy m4 (g) = (g/cm3) Vôùi rn laø khoái löông rieâng cuûa nöôùc caát (g/cm3) Ñoä co saáy – ñoä co nung cuûa saûn phaåm: Khaùi nieäm: ñoä co cuûa nguyeân lieäu hay phoái lieäu goám söù laø sö thay ñoåi kích thöôùc cuûa caùc maãu khi saáy hoaëc nung, ñöôïc bieåu thò baèng phaàn traêm chieàu daøi cuûa maãu bò co laïi khi saáy khoâ (ñoä co khi saáy) hoaëc trong quaù trình nung. Muïc ñích: Ñaùnh giaù nhöõng dieãn bieán coù theå xaûy ra cuûa phoái lieäu trong quaù trình saáy vaø nung ñeå ñeà phoøng caùc khuyeát taät coù lieân quan ñeán hieän töôïng co. Xaùc nhieät ñoä keát khoái vaø nhieät ñoä baét ñaàu bieán daïng cuûa nguyeân lieäu. Xaùc ñònh kích thöôùc moäc vöøa taïo hình, khuoân taïo hình… ñeå saûn phaåm sau khi nung ñuùng kích thöôùc tieâu chuaån. Kieåm tra ñeå ñieàu chænh moät soá thoâng soá nhö thaønh phaàn phoái lieäu, ñoä aåm, thaønh phaàn haït cuûa nguyeân lieäu vaø phoái lieäu. Tieán haønh: Taïo maãu coù hình khoái hoäp ñôn giaûn.Caùc maãu vöøa taïo hình xong ñaët leân treân taám phaúng, ghi kyù hieäu maãu. Duøng thöôùc keû 2 ñöôøng cheùo leân maët maãu roài duøng 2 muõi nhoïn cuûa thöôùc keïp ghi caùc daáu coù khoaûng caùch 20mm treân moãi ñöôøng cheùo. Chieàu saâu cuûa daáu aán vaøo khoaûng 0,5mm, traùnh laøm bieán daïng caùc maãu. Saáy khoâ ñeán troïng löôïng khoâng ñoåi ôû nhieät ñoä 1100C, xaùc ñònh ñoä aåm. Duøng thöôùc keïp ño laïi khoaûng caùch giöõa töøng caëp daáu. Loaïi boû caùc maãu bò bieán daïng nhö cong, veânh. Ñoä co saáy tính theo coâng thöùc: αS = Trong ñoù: lo: khoaûng caùch ban ñaàu giöõa caùc daáu treân maãu môùi taïo hình (mm) l1: khoaûng caùch caùc maãu sau khi saáy (mm) Nung caùc maãu treân tôùi nhieät ñoä caàn thöû, löu ôû nhieät ñoä nung ít nhaát 30 phuùt. Taét loø ñeå nguoäi ñeán nhieät ñoä phoøng. Ño laïi khoaûng caùch l2 giöõa caùc caëp daáu treân caùc ñöôøng cheùo. Ñoä co nung ñöôïc tính theo coâng thöùc: αn = Ñoä co toaøn phaàn: Ñoä beàn cô cuûa saûn phaåm: Ñoä beàn cô thöôøng coù tính chaát quyeát ñònh tôùi vieäc öùng duïng caùc vaät lieäu silicat trong thöïc teá. Caùc vaät lieäu silicat khi chòu taùc ñoäng cô hoïc ôû nhieät ñoä thöôøng theå hieän tính gioøn, deã gaõy vôõ. Coù theå noùi, caùc vaät lieäu silicat khoâng coù bieán daïng ñaøn hoài. Theo ñònh luaät Hook δ = E.ε δ: löïc taùc duïng, δ = (N/m2) E: modul ñaøn hoài Young khi keùo (Pa) ε: bieán daïng töông ñoái, ε = S: dieän tích thieát dieän trung bình (m2) l: bieán ñoåi kích thöôùc daøi khi coù löïc taùc duïng l: kích thöôùc ban ñaàu cuûa vaät lieäu Khi vöôït qua giôùi haïn beàn εp naøo ñoù, trong vaät lieäu xuaát hieän veát nöùt vaø vaät lieäu bò phaù uyû: Trong ñoù: F: löïc phaù huyû vaät lieäu (N) S: dieän tích thieát dieän trung bình taïi nôi maãu bò phaù huûy (m2) Ñoä beàn uoán: Ñoä beàn uoán laø tyû soá momemt uoán vôùi modul beàn uoán. Maãu ño ñöôïc ñaët treân hai giaù ñôõ, löïc taùc duïng taïi moät ñieåm (theo phöông phaùp ba ñieåm) hoaëc löïc taùc duïng taïi hai ñieåm khaùc nhau (phöông phaùp boán ñieåm). Ghi nhaän löc phaù huûy maãu vaø tính ñoä beàn uoán theo coâng thöùc sau: Ñoái vôùi maãu coù thieát dieän hình chöõ nhaät: Phöông phaùp ba ñieåm: Ru = (Pa) Phöông phaùp boán ñieåm: Ru = (Pa) Trong ñoù: b: chieàu roäng maãu theo phöông vuoâng goùc vôùi phöông taùc duïng löïc (m) c: chieàu cao maãu theo phöông taùc duïng löïc (m) Ñoái vôùi maãu coù thieát dieän hình troøn, ñöôøng kính d (m): Phöông phaùp ba ñieåm: Ru = (Pa) Phöông phaùp boán ñieåm: Ru = (Pa) Vôùi: l1: khoaûng caùch töø phöông truïc ñôõ vôùi phöông löïc (m). NGUYEÂN LIEÄU. Nguyeân lieäu chính laø ñaát seùt Khaùnh Bình, phoái troän theâm caùc oxít taïo maøu. Baûng 4.1: Thaønh phaàn hoùa cuûa ñaát seùt Khaùnh Bình: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO K2O Na2O 69,64 14,99 6,67 0,00 1,6 0,14 Caùc oxít taïo maøu laø saét oxít vaø mangan dioxit. Fe2O3 (saét oxit) : Tính chaát lyù hoùa cuûa Fe2O3: Boät Fe2O3 coù maøu naâu ñoû voâ ñònh hình, coù maøu saéc oùng aùnh hay môø, troïng löôïng rieâng 5,04 – 5,27. Fe2O3 khoâng tan trong nöôùc (hyñroxit coù theå taïo keo), coù tính löôõng tính nhöng tính bazô troäi hôn (khoù tan trong axit, tan deã nhaát vôùi moät löôïng nhieàu gaáp möôøi saùu laàn trong hoãn hôïp ñun noùng goàm taùm phaàn H2SO4 vaø ba phaàn nöôùc. Coù giaù thaønh reû. M = 159,70; d = 5,04 – 5,27 Phöông phaùp ñieàu cheá Fe2O3: Ñieàu cheá töø Fe(NO3)3.9H2O: Ñun noùng Fe(NO3)3.9H2O trong cheùn söù lôùn treân beáp ñieän (trong tuû huùt) 4Fe(NO3)3 = 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2 Muoái noùng chaûy töø töø taïo neân chaát loûng maøu naâu. Chaát loûng naøy baét ñaàu soâi ôû 1210C. Chaát loûng ñaëc daàn vaø caàn phaûi khuaáy luoân ñeå traùnh baén teù ra ngoaøi. Baét ñaàu 1300 trôû leân, duøng thìa söù thöôøng xuyeân khuaáy chaát loûng, chaát loûng ñaëc laïi taïo thaønh boät nhaõo (neáu khoâng khuaáy thì chaát loûng baát thình lình ñoâng thaønh khoái raén). Ôû 1320 boät nhaõo vôõ ngay thaønh boät vaø giaûi phoùng hôi HNO3. Tieáp tuïc troän vaø ñun noùng cho ñeán khi khoâ hoaøn toaøn. Nghieàn khoái khoâ thaønh boät, ñoã vaøo cheùn vaø nung trong loø ñieän ôû 600 – 7000. Thu ñöôïc Fe2O3. Ñieàu cheá töø muoái Mo: FeSO4 + H2C2O4 = FeC2O4 + H2SO4 2 FeC2O4 = Fe2O3 + 3CO + CO2 Laáy dung dòch muoái Mo noùng vöøa khuaáy maïnh vöøa roùt vaøo dung dòch H2C2O4.2H2O noùng. Taùch keát tuûa FeC2O4 ra, röõa nöôùc noùng ñeán khi heát SO42- trong nöôùc röõa, saáy khoâ, nung noùng töøng löôïng nhoû trong baùt söù ôû 400 – 5000 vaø duøng ñuõa thuûy tinh troän khi nung. Thu ñöôïc Fe2O3. Caùc hôïp chaát khaùc cuûa saét: Hôïp chaát Fe (+2): Traïng thaùi oxy hoùa +2 gaëp trong nhieàu hôïp chaát ñôn giaûn. FeO coù maøu ñen, Fe(OH)2 maøu traéng ñeàu khoâng tan trong nöôùc vaø kieàm, nhöng deã tan trong axit, chöùng toû chuùng coù tính bazô. Caùc muoái cuûa Fe2+ vôùi axit maïnh haàu heát deã tan trong nöôùc, nhöng vôùi caùc axit yeáu ñeàu khoù tan, nhaát laø caùc muoái cacbonat, photphat…caùc muoái hyñrat cuûa Fe2+ coù maøu xanh. Caùc hôïp chaát Fe (+2) coù tính khöû, chuùng deã bò oxi khoâng khí, caùc chaát coù tính oxi hoùa maïnh nhö HNO3, Cl2,…oxi hoùa chuyeån thaønh Fe(+3). FeO + O2 = Fe2O3 Caùc hôïp chaát Fe (+2) coù tính bazô troäi hôn neân phöùc cation beàn hôn, ñaëc tröng hôn phöùc anion. Chaúng haïn phöùc cation aquô {Fe(H2O)6}2+ laø phöùc ñaëc tröng beàn, deã taïo thaønh cuûa Fe(+2): khi hoøa tan caùc hôïp chaát Fe(+2) trong nöôùc hay trong axit loaõng seõ thu ñöôïc dung dòch chöùa ion phöùc {Fe(H2O)6}2+ maøu xanh nhaït. Hôïp chaát Fe(+3): Traïng thaùi oxy hoùa (+3) cuûa Fe theå hieän trong nhieàu hôïp chaát ñôn giaûn cuõng nhö trong phöùc chaát. Caùc oxit Fe2O3 (ñoû naâu), Fe(OH)3 (naâu ñoû) ñeàu khoâng tan trong nöôùc, coù tính löôõng tính, nhöng tính bazô troäi hôn. Vì vaäy chuùng deã tan trong axit cho phöùc cation aquô {Fe(H2O)6}3+ (khoâng maøu), vaø töø dung dòch nöôùc keát tinh döôùi daïng tinh theå hyñrat, nhöng khoù tan trong kieàm. Caùc muoái Fe(+3) hoaøn toaøn beàn trong khoâng khí. Tuy nhieân khi gaëp nhöõng chaát coù tính khöû chuùng theå hieän laø nhöõng chaát oxi hoùa: khaû naêng oxi hoùa maïnh khi noàng ñoä ion H+ caøng cao. Vì vaäy nhöõng chaát khöû maïnh nhö H2S, SO2, KI…deã daøng khöû caùc muoái Fe3+ thaønh muoái Fe2+, ví duï: 2FeCl3 + 2KI = 2FeCl2 + 2KCl + I2 Trong caùc muoái Fe3+ thì FeCl3.6H2O laø muoái quan troïng nhaát, noù ñöôïc duøng laøm thuoác caàm maøu khi nhuoäm, thuoác caàm maùu trong y hoïc, chaát oxi hoùa nheï trong kyõ thuaät khaéc ñoàng. Hôïp chaát Fe(+6): Ngöôøi ta ñieàu cheá ñöôïc hôïp chaát Fe (6+) döôùi daïng muoái ferat FeO4-2 theo phaûn öùng. Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH = 2K2FeO4 + 3KNO3 + 2H2O Muoái ferat ôû daïng tinh theå coù maøu ñoû, coù caáu truùc, tính tan gioáng CrO42-, SO42-. Dung dòch muoái ferat coù maøu ñoû saãm vaø khoâng beàn, bò phaân huyû daàn. MnO2 (mangan IV oxit): Tính chaát lyù hoùa cuûa MnO2: Ñen vôùi saéc naâu, tinh theå hay voâ ñònh hình, phaân huyû khi ñun noùng. Khoâng phaûn öùng vôùi nöôùc. keát tuûa MnO2 töø dung dòch. Tan trong axit ñaëc. Theå hieän tính oxi hoaù – khöû. Laø hôïp chaát phoå bieán nhaát cuûa mangan trong thieân nhieân (khoaùng vaät pirolusit). Coù giaù thaønh reû so vôùi caùc oxít khaùc (7000ñ/1kg). M = 86,94; d = 5,026 MnO2.nH2O = MnO2 + nH2O (200 – 2500C) 4MnO2 = 2Mn2O3 + O2 (530 – 5830C) Phöông phaùp ñieàu cheá MnO2: Ñun Mn(NO3)2.6H2O trong cheùn söù ñeán 1600. Thu ñöôïc moät khoái boät maøu ñen. Khi ñaõ nguoäi, thaám HNO3 vaøo saûn phaåm taïo ra theå chaùo loûng vaø laïi ñun ñeán 1600. Sau khi nguoäi, loïc, huùt khoái chaát raén treân pheãu ñaùy thuûy tinh xoáp, röõa hai laàn vôùi HNO3 vaø laïi ñun laàn nöõa vôùi HNO3. Ñun, loïc, huùt, röõa töø ba boán laàn vôùi HNO3 thì thu ñöôïc MnO2. Caùc hôïp chaát khaùc cuûa Mangan: Hôïp chaát Mn (+2): Caùc muoái Mn2+ ña soá deã tan trong nöôùc taïo phöùc canion aquô maøu hoàng {Mn(H2O)6}+2 vaø caùc tinh theå hyñrat khi keát tinh töø dung dòch nöôùc cuõng coù maøu saéc. Caùc hôïp chaát ñôn giaûn Mn (+2) coù tính bazô troäi hôn tính axit. Ví duï, MnO maøu luïc xaùm thu ñöïôc khi duøng H2 khöû MnO2 hoaëc nhieät phaân muoái Mn2+. Caùc hôïp chaát Mn (2+) theå hieän tính khöû khi gaëp chaát oxi hoùa. Ví duï trong moâi tröôøng kieàm Mn(OH)2 deã bò oxi khoâng khí oxi hoaù thaønh Mn(OH)4 maøu naâu: 2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O = 2Mn(OH)4 Hôïp chaát Mn (+4): Ñoái vôùi hôïp chaát Mn (+4) thì oxit, hyñroxit beàn, coøn caùc muoái laïi keùm beàn. Chaúng haïn nhö Mn(OH)4 ( maøu naâu saãm), MnO2 (maøu naâu ñen) laø nhöõng chaát raát beàn, khoâng tan trong nöôùc vaø trong nhieàu axit khi khoâng ñoát noùng. Caùc muoái Mn4+ keùm beàn neân khi cho oxit hoaëc hyñroxit Mn (+4) taùc duïng vôùi axit thöôøng thu ñöôïc muoái Mn2+. Do tính khoâng beàn cuûa caùc muoái Mn4+ maø caùc hôïp chaát Mn (+4) coù tính oxi hoùa maïnh, ví duï noù oxi hoùa ñöôïc HCl taïo thaønh Cl2. MnO2 ñöôïc duøng laøm chaát oxi hoùa maïnh, reû tieàn trong phoøng thí nghieäm. Tuy nhieân khi taùc duïng vôùi caùc chaát oxi hoùa maïnh hôn thì chuùng laïi theå hieän tính khöû . 2MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl + 3H2O Hôïp chaát Mn (6+): Caùc muoái manganat MnO42- thöôøng coù maøu luïc saãm. Muoái MnO42- khoâng beàn, deã bò phaân huûy trong dung dòch nöôùc. 3K2MnO4 +2H2O = 2KMnO4 + MnO2 +CO2 Do keùm beàn neân MnO42- coù tính oxi hoùa maïnh, deã bò khöû thaønh MnO2 trong moâi tröôøng kieàm vaø thaønh muoái Mn2+ trong moâi tröôøng axit. Tuy nhieân khi gaëp chaát oxi hoùa maïnh MnO42- bò oxi hoùa ñeán MnO4- : 2K2MnO4 +Cl2 = KMnO4 + 2KCl Hôïp chaát Mn (+7): Mn2O7 laø chaát loûng nhôøn maøu luïc saãm, khoâng beàn deã bò phaân huûy noå cho MnO2 vaø O2: 2KMnO4 +H2SO4 = Mn2O7 + K2SO4 + H2O Caùc muoái MnO4- laø nhöõng hôïp chaát beàn, bò phaân huûy khi ñun noùng ôû 2000C. 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 KMnO4 daïng tinh theå coù maøu tím saãm, ít tan trong nöôùc, bò phaân huûy töï khöû – töï oxi hoùa khi ñoát noùng. TIEÁN HAØNH THÍ NGHIEÄM. Taïo maãu chæ vôùi ñaát seùt (khoâng theâm phoái lieäu khaùc) nung leân ôû nhieät ñoä 1100 – 1150 – 12000C thì saûn phaåm coù maøu töø ñoû ñeán naâu. Do ñoù caàn keát hôïp theâm caùc oxít gaây maøu khaùc ñeå saûn phaåm coù toâng maøu naâu saãm (gan gaø). Caùc oxít taïo maøu naâu saãm thöôøng ñöôïc söû duïng laø: coban oxit (CoO), crom oxit (Cr2O3), mangan ñi oxit (Mn2O), ñoàng oxít (CuO), saét oxit (F2O3)… Töø nhaän ñònh treân, toâi söû duïng theâm hai loaïi oxit gaây maøu laø saét oxit vaø mangan ñioxit troän theâm vaøo phoái lieäu nhaèm laøm taêng ñoä saâu cuûa saûn phaåm. Caùc oxit phoái lieäu coù theå döôùi daïng raén hoaëc döôùi daïng ion trong dung dòch. Caùc muoái thöôøng söû duïng laø caùc muoái nitrat hoaëc clorua, do deå phaân huûy ôû nhieät ñoä cao. Nhöng thöïc teá, khi troän theâm phoái lieäu döôùi daïng ion trong dung dòch thì saûn phaåm thu ñöôïc coù maøu saéc khoâng ñoàng ñeàu. Maøu saéc cuûa saûn phaåm chæ theå hieän treân beà maët, coøn beân trong vaãn laø maøu ñaát seùt bình thöôøng khi nung, beà maët saûn phaåm saàn suøi khoâng laùng. Khi ñöa vaøo phoái lieäu döôùi daïng ion dung dòch muoái neân trong quaù trình saáy, caùc ion naøy seõ theo nöôùc khuyeách taùn ra beà maët qua caùc loã mao quaûn. Ñieàu naøy daãn ñeán söï phaân boá khoâng ñeàu cuûa haøm löôïng chaát maøu ôû beân trong vaø treân beà maët saûn phaåm cuõng nhö giöõa caùc vuøng treân beà maët saûn phaåm. Do vaây, khi theâm phoái lieäu caùc caáu töû gaây maøu nhö Fe, Mn vôùi haøm löôïng nhoû döôùi daïng dung dòch hoaø tan vôùi muïc ñích phaân boá ñeàu caùc caáu töû treân. Tuy nhieân, sau khi nung thaáy maøu phaân boá khoâng ñoàng ñeàu, tính chaát cuûa saûn phaåm bò aûnh höôûng. Vì theá, toâi söû duïng caùc oxit gaây maøu ôû daïng raén (Mn2O, Fe2O3), ñeå thu ñöôïc saûn phaåm coù maøu saéc mong muoán vaø caùc tính chaát kyõ thuaät thích hôïp. Taïo caùc maãu coù söï thay ñoåi haøm löôïng caùc chaát gaây maøu nhö sau: Noàng ñoä Fe2O3 taêng töø 1 – 8% Noàng ñoä MnO2 taêng töø 1 – 3% Kyù hieäu maãu: ví duï maãu 1.5 thì phoái lieäu theâm vaøo chöùa 1g MnO2, 5g Fe2O3. Tieán haønh nung caùc maãu ôû caùc nhieät ñoä khaùc nhau töø 9000C, 11000C ñeán 12000C, ñaùnh giaù keát quaû döïa treân maøu saéc vaø möùc ñoä keát khoái cuûa saûn phaåm. Möùc ñoä keát khoái cuûa saûn phaåm khi thay ñoåi haøm löôïng phoái lieäu ôû caùc cheá ñoä nung khaùc nhau: Söï bieán ñoåi ñoä huùt nöôùc, khoái löôïng rieâng theå tích, khoái löôïng rieâng bieåu kieán ôû caùc cheá nung: Baûng 4.2 Ñoä huùt nöôùc – khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán ôû cheá ñoä nung 9000C. Maãu m1 m2 m3 W ρ’ ρbk 1.1 8.96 10.64 5.62 18.75 1.78 2.68 1.2 11.34 13.49 7.08 18.95 1.76 2.66 1.3 11.44 13.59 7.19 18.79 1.78 2.69 1.4 9.49 11.32 5.97 19.28 1.77 2.69 1.5 9.71 11.58 6.13 19.25 1.78 2.71 1.6 10.54 12.59 6.68 19.44 1.78 2.73 1.7 10.07 12.04 6.37 19.56 1.77 2.72 1.8 11.45 13.7 7.25 19.65 1.77 2.72 2.1 11.37 13.53 7.1 18.99 1.76 2.66 2.2 10.36 12.35 6.49 19.20 1.76 2.67 2.3 10.92 13.04 6.83 19.41 1.75 2.66 2.4 12.23 14.63 6.7 19.62 1.54 2.21 2.5 10.73 12.82 6.76 19.47 1.77 2.70 2.6 10.53 12.59 6.64 19.56 1.76 2.70 2.7 12.78 15.4 8.07 20.50 1.74 2.71 2.8 11.59 13.88 7.34 19.75 1.77 2.72 3.1 11.1 13.13 6.94 18.28 1.79 2.66 3.2 11.8 13.97 7.41 18.38 1.79 2.68 3.3 9.54 11.28 6.02 18.23 1.81 2.71 3.4 11.9 14.11 7.51 18.57 1.83 2.71 3.5 11.2 13.28 7.08 18.57 1.84 2.71 3.6 10.28 12.25 6.51 19.13 1.79 2.72 3.7 11.22 13.38 7.11 19.25 1.78 2.73 3.8 11.49 13.69 7.29 19.14 1.79 2.73 Bieåu dieãn keát quaû ño treân ñoà thò: Khoái löôïng rieâng bieåu kieán (ρbk) Khoái löôïng rieâng theå tích (ρ) Ñoä huùt nöôùc (W) 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 2.7 2.9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 18.6 18.8 19 19.2 19.4 19.6 19.8 W (%) g/cm3 Fe2O3 (g) Hình 4.1: Ñoà thò ñoä huùt nöôùc - khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 1g MnO2 ôû nhieät ñoä 9000 Ñoä huùt nöôùc (W) Khoái löôïng rieâng bieåu kieán Khoái löôïng rieâng theå tích 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 18.8 19 19.2 19.4 19.6 19.8 20 20.2 20.4 20.6 W (%) g/cm3 Saét oxit (g) Hình 4.2: Ñoà thò ñoä huùt nöôùc - khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 2g MnO2 ôû nhieät ñoä 9000C Khoái löôïng rieâng bieåu kieán Khoái löông rieâng theå tích Ñoä huùt nöôùc 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 2.7 2.9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 18 18.2 18.4 18.6 18.8 19 19.2 19.4 W(%) Saét oxit (g) g/cm3 Hình 4.3: Ñoà thò ñoä huùt nöôùc - khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 3g MnO2 ôû nhieät ñoä 9000C Baûng 4.3: Ñoä huùt nöôùc – khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán ôû cheá ñoä nung 11000C. Maãu m1 m2 m3 W ρ’ ρbk 1.1 11.36 12.35 6.86 8.71 1.98 2.52 1.2 12.05 12.84 7.2 6.55 1.97 2.48 1.3 10.24 10.76 6.07 5.07 2.42 2.45 1.4 12.27 12.5 7.29 1.87 2.32 2.46 1.5 12.11 12.6 7.19 4.04 2.19 2.46 1.6 12.54 13.1 7.43 4.46 2.00 2.45 1.7 10.66 11.22 6.38 5.25 2.20 2.49 1.8 12.4 13.33 7.51 7.50 2.13 2.53 2.1 11.19 12.27 6.8 9.65 2.04 2.54 2.2 10.93 12.1 6.67 10.71 2.01 2.56 2.3 10.8 11.72 6.54 8.51 2.08 2.53 2.4 11.63 12.5 7.02 7.48 2.12 2.52 2.5 11.74 12.62 7.11 7.49 2.13 2.53 2.6 10.25 10.98 6.16 7.12 2.12 2.50 2.7 11.86 12.69 7.17 6.99 2.14 2.52 2.8 12.2 13.05 7.4 6.96 2.15 2.54 3.1 10.36 11.01 6.18 6.27 2.14 2.47 3.2 12.68 13.57 7.6 7.01 2.12 2.49 3.3 10.91 11.7 6.58 7.24 2.13 2.51 3.4 11.16 12.08 6.78 8.24 2.10 2.54 3.5 11.38 13.4 7.2 17.7 1.83 2.72 3.6 12.13 13.5 7.57 11.27 2.04 2.66 3.7 11.88 13.41 7.42 12.82 1.98 2.66 3.8 11.36 13.14 7.23 15.66 1.92 2.75 Bieåu dieãn keát quaû ño treân ñoà thò: Ñoä huùt nöôùc (W) Khoái löôïng rieâng theå tích Khoái löôïng rieâng bieåu kieán 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 g/cm3 W(%) Saét oxit (g) Hình 4.4: Ñoà thò ñoä huùt nöôùc - khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 1g MnO2 ôû nhieät ñoä 11000C Ñoä huùt nöôùc Khoái löôïng rieâng bieåu kieán Khoái löôïng rieâng theå tích 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6 7 8 9 10 11 g/cm3 W(%) Fe2O3 (g) Hình 4.5: Ñoà thò ñoä huùt nöôùc - khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 2g MnO2 ôû nhieät ñoä 11000C Ñoä huùt nöôùc Khoái löôïng rieâng bieåu kieán Khoái löôïng rieâng theå tích 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4 6 8 10 12 14 16 18 20 g/cm3 W(%) Fe2O3 (g) Hình 4.6: Ñoà thò ñoä huùt nöôùc - khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 3g MnO2 ôû nhieät ñoä 11000C Baûng 4.4 Ñoä huùt nöôùc – khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán ôû cheá ñoä nung 11500C. Maãu m1 m2 m3 W Ρ’ ρbk 1.1 10.39 10.87 6.13 4.61 2.19 2.43 1.2 11.75 12.14 6.89 3.31 2.23 2.41 1.3 12.62 12.97 7.37 2.77 2.25 2.41 1.4 12.74 13.14 7.47 3.13 2.24 2.41 1.5 11.37 11.73 6.72 3.16 2.26 2.44 1.6 13.76 14.16 8.07 2.90 2.25 2.41 1.7 11.26 11.59 6.66 2.93 2.28 2.44 1.8 12.5 12.86 7.36 2.88 2.27 2.43 2.1 12.39 12.7 7.23 2.50 2.26 2.40 2.2 10.53 10.82 6.14 2.75 2.25 2.39 2.3 10.35 10.63 6.05 2.70 2.25 2.40 2.4 11.99 12.32 7 2.75 2.25 2.40 2.5 11.35 11.65 6.67 2.64 2.27 2.42 2.6 11.76 12.08 6.94 2.72 2.28 2.43 2.7 10 10.32 6.07 3.2 2.35 2.54 2.8 12.36 12.72 7.33 2.91 2.29 2.45 3.1 12.26 12.62 7.17 2.93 2.24 2.40 3.2 13.09 13.44 7.64 2.67 2.25 2.40 3.3 9.83 10.09 5.78 2.64 2.28 2.42 3.4 10.7 11.04 6.3 3.17 2.25 2.43 3.5 10.87 11.19 6.44 2.94 2.28 2.45 3.6 10.87 11.27 6.44 3.67 2.25 2.45 3.7 11.17 11.56 6.65 3.49 2.27 2.47 3.8 9.9 10.34 6 4.44 2.28 2.53 Bieåu dieãn keát quaû ño treân ñoà thò:Ñoä huùt nöôùc Khoái löôïng rieâng bieåu kieán Khoài löôïng rieâng theå tích 2.15 2.2 2.25 2.3 2.35 2.4 2.45 2.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 2.3 2.6 2.9 3.2 3.5 3.8 4.1 4.4 4.7 5 g/cm3 W(%) Fe2O3 (g) Hình 4.7: Ñoà thò ñoä huùt nöôùc - khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 1g MnO2 ôû nhieät ñoä 11500C Ñoä huùt nöôùc Khoái löôïng rieâng bieåu kieán Khoái löôïng rieâng theå tích 2.2 2.25 2.3 2.35 2.4 2.45 2.5 2.55 2.6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 2.3 2.6 2.9 3.2 3.5 g/cm3 W(%) Fe2O3 (g) Hình 4.8: Ñoà thò ñoä huùt nöôùc - khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 2g MnO2 ôû nhieät ñoä 11500C Ñoä huùt nöôùc Khoái löôïng rieâng theå tích Khoái löôïng rieâng bieåu kieán 2.2 2.25 2.3 2.35 2.4 2.45 2.5 2.55 2.6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 2.3 2.6 2.9 3.2 3.5 3.8 4.1 4.4 4.7 g/cm3 W(%) Fe2O3 (g) Hình 4.9: Ñoà thò ñoä huùt nöôùc - khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 3g MnO2 ôû nhieät ñoä 11500C Baûng 4.5: Ñoä huùt nöôùc – khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán ôû cheá ñoä nung 12000C. Maãu m1 m2 m3 W ρ’ ρbk 1.1 11.25 11.48 6.54 2.04 2.27 2.38 1.2 10.51 10.74 6.11 2.18 2.26 2.38 1.3 11.55 11.77 6.72 1.90 2.28 2.39 1.4 10.39 10.62 6.07 2.21 2.28 2.40 1.5 9.64 9.88 5.68 2.48 2.29 2.43 1.6 10.35 10.55 6.07 1.93 2.31 2.41 1.7 11.6 11.79 6.8 1.63 2.32 2.41 1.8 10.95 11.18 6.42 2.10 2.30 2.4 2.1 11.65 11.88 6.69 1.97 2.24 2.34 2.2 11.51 11.74 6.6 1.99 2.23 2.34 2.3 11.81 12.03 6.8 1.86 2.25 2.35 2.4 11.36 11.58 6.57 1.93 2.26 2.37 2.5 11.17 11.39 6.48 1.96 2.27 2.38 2.6 11.52 11.79 6.67 2.34 2.25 2.37 2.7 12.06 12.37 6.93 2.57 2.21 2.35 2.8 11.52 11.74 6.7 1.90 2.28 2.39 3.1 11.01 11.24 6.29 2.08 2.22 2.33 3.2 11.95 12.29 6.87 2.84 2.20 2.35 3.3 11.81 12.04 6.75 1.94 2.23 2.33 3.4 11.59 11.8 6.7 1.81 2.27 2.37 3.5 10.87 11.07 6.34 1.83 2.29 2.39 3.6 10.03 10.21 5.88 1.79 2.31 2.41 3.7 11.83 12.05 6.95 1.85 2.31 2.4 3.8 10.44 10.63 6.2 1.81 2.35 2.46 Bieåu dieãn keát quaû ño treân ñoà thò: Ñoä huùt nöôùc Khoái löôïng rieâng theå tích Khoái löôïng rieâng bieåu kieán 2.26 2.28 2.3 2.32 2.34 2.36 2.38 2.4 2.42 2.44 2.46 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 g/cm3 W(%) Fe2O3(g) Hình 4.10: Ñoà thò ñoä huùt nöôùc - khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 1g MnO2 ôû nhieät ñoä 12000C Ñoä huùt nöôcù Khoái löôïng rieâng bieåu kieán Khoái löôïng rieâng theå tích 2.2 2.22 2.24 2.26 2.28 2.3 2.32 2.34 2.36 2.38 2.4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 g/cm3 W(%) Fe2O3 (g) Hình 4.11: Ñoà thò ñoä huùt nöôùc - khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 2g MnO2 ôû nhieät ñoä 12000C W(%) g/cm3 3 2.5 Khoái löôïng rieâng bieåu kieán 2.7 2.45 2.4 2.4 2.35 Ñoä huùt nöôùc 2.1 2.3 2.25 Khoái löôïng rieâng theå tích 1.8 2.2 Fe2O3 (g) 1.5 2.15 10 8 6 4 2 0 Hình 4.12: Ñoà thò ñoä huùt nöôùc - khoái löôïng rieâng theå tích – khoái löôïng rieâng bieåu kieán phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 3g MnO2 ôû nhieät ñoä 12000C Nhaän xeùt vaø giaûi thích keát quaû: ÔÛ nhieät ñoä 9000C, ñoä huùt nöôùc cuûa caùc maãu raát cao so vôùi caùc maãu nung ôû nhieät ñoä cao hôn, vaø khoái löôïng rieäng theå tích cuõng nhoû hôn so vôùi caùc maãu nung ôû nhieät ñoä cao hôn. Do ôû nhieät ñoä naøy, caùc maãu chöa keát khoái toát, trong maãu coøn nhieàu loã xoáp neân ñoä huùt nöôùc cao vaø khoái löôïng rieâng theå tích nhoû. Taêng nhieät ñoä nung leân 1100 – 1150 – 12000C thì ñoä huùt nöôùc giaûm nhanh, coøn khi thay ñoåi haøm löôïng phoái lieäu saét oxit, mangan oxit thì ñoä huùt nöôùc thay ñoåi khoâng theo qui luaät tuyeán tính cuøng vôùi nhieät ñoä. Trong ñaát seùt coù chöùa caùc khoaùng deã chaûy, nhö Na2O… (baûng 4.1), khi nung ôû nhieät ñoä cao(1100 – 1150 – 1200) thì pha loûng caøng nhieàu laøm cho möùc ñoä keát khoái cuûa maãu cao hôn vì theá ñoä huùt nöôùc giaûm. Nhöng neáu nhieät ñoä taêng cao hôn khoaûng nhieät ñoä naøy thì pha loûng nhieàu gaây neân söï soâi trong maãu, caùc boït khí thoaùt ngoaøi taïo ra caùc loã xoáp roãng laøm cho ñoä huùt nöôùc cuûa maãu taêng leân. Khi taêng haøm löôïng phoái lieäu (saét oxit, mangan oxit) thì khoái löôïng rieâng theå tích, maät ñoä bieåu kieán khoâng thay ñoåi nhieàu. Khoái löôïng rieâng theå tích cuûa caùc maãu oån ñònh trong khoaûng 2 - 2.4 g/cm3, maät ñoä bieåu kieán cuûa caùc maãu cuõng trong khoaûng 2.4 – 2.7 g/cm3 (tröø caùc maãu ôû nhieät ñoä 900C) chöùng toû möùc ñoä keát khoái cuûa caùc maãu khaù toát. Söï thay ñoåi maät ñoä thöïc cuûa maãu ôû caùc cheá ñoä nung khaùc nhau: Baûng 4.6: maät ñoä thöïc cuûa maåu chöùa 1 -3g MnO2 ôû cheá ñoä nung 9000C Maãu ρ Maãu ρ Maãu ρ 1.1 2.04 2.1 2.38 3.1 1.63 1.2 2.32 2.2 2.32 3.2 1.56 1.3 2.17 2.3 2.17 3.3 1.72 1.4 2.22 2.4 2.08 3.4 1.66 1.5 2.32 2.5 2.43 3.5 1.53 1.6 2.12 2.6 2.38 3.6 1.61 1.7 2.27 2.7 1.56 3.7 1.58 1.8 2.43 2.8 1.66 3.8 1.61 Bieåu dieãn keát quaû ño treân ñoà thò: Maãu chöùa 1g MnO2 Maãu chöùa 3g MnO2 Maãu chöùa 2g MnO2 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Fe2O3 (g) ρ Hình 4.13: Ñoà thò maät ñoä thöïc phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít ôû nhieät ñoä 9000C Baûng 4.7: maät ñoä thöïc cuûa maåu chöùa 1 -3g MnO2 ôû cheá ñoä nung 11000C Maãu ρ Maãu ρ Maãu ρ 1.1 1.25 2.1 1.61 3.1 1.58 1.2 1.61 2.2 1.63 3.2 1.38 1.3 1.29 2.3 1.58 3.3 2.12 1.4 1.50 2.4 1.41 3.4 2.12 1.5 1.04 2.5 1.37 3.5 2.17 1.6 0.71 2.6 1.27 3.6 2.63 1.7 1.32 2.7 1.58 3.7 2.5 1.8 1.48 2.8 1.36 3.8 2.08 Bieåu dieãn keát quaû ño treân ñoà thò: Maãu chöùa 1g MnO2 Maãu chöùa 2g MnO2 Maãu chöùa 3g MnO2 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ρ Fe2O3 (g) Hình 4.14: Ñoà thò maät ñoä thöïc phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít ôû nhieät ñoä 11000C Baûng 4.8: maät ñoä thöïc cuûa maåu chöùa 1 -3g MnO2 ôû cheá ñoä nung 11500C Maãu ρ Maãu ρ Maãu ρ 1.1 1.25 2.1 1.68 3.1 1.58 1.2 1.61 2.2 1.63 3.2 1.38 1.3 1.29 2.3 1.58 3.3 2.12 1.4 1.50 2.4 1.41 3.4 2.12 1.5 1.04 2.5 1.37 3.5 2.17 1.6 0.71 2.6 1.27 3.6 2.63 1.7 1.32 2.7 1.58 3.7 2.5 1.8 1.48 2.8 1.36 3.8 2.08 Bieåu dieãn keát quaû ño treân ñoà thò: Maãu chöùa 1g MnO2 Maãu chöùa 2g MnO2 Maãu chöùa 3g MnO2 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ρ Fe2O3 (g) Hình 4.15: Ñoà thò maät ñoä thöïc phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít ôû nhieät ñoä 11500C Baûng 4.9: maät ñoä thöïc cuûa maåu chöùa 1 -3g MnO2 ôû cheá ñoä nung 12000C Maãu ρ Maãu ρ Maãu ρ 1.1 2.22 2.1 1.81 3.1 1.47 1.2 2.38 2.2 1.33 3.2 1.69 1.3 2 2.3 1.14 3.3 1.66 1.4 2.5 2.4 1.38 3.4 1.92 1.5 1.72 2.5 1.31 3.5 1.40 1.6 1.28 2.6 1.61 3.6 1.53 1.7 1.53 2.7 1.63 3.7 1.51 1.8 1.40 2.8 1.47 3.8 1.56 Bieåu dieãn keát quaû ño treân ñoà thò: Maãu chöùa 1g MnO2 Maãu chöùa 2g MnO2 Maãu chöùa 3g MnO2 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ρ Fe2O3 (g) Hình 4.16: Ñoà thò maät ñoä thöïc phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít ôû nhieät ñoä 12000C Söï thay ñoåi ñoä co cuûa maãu ôû caùc cheá ñoä nung khaùc nhau: Baûng 4.10: Ñoä co saáy – ñoä co nung – ñoä co toaøn phaàn ôû nhieät ñoä nung 9000C Maãu l0 l1 l2 αs αn αtp 1.1 20 18.06 18.02 9.7 0.221 9.9 1.2 20 18.15 18.06 9.25 0.495 9.7 1.3 20 18.09 17.99 9.55 0.552 10.05 1.4 20 17.95 17.71 10.25 1.337 11.45 1.5 20 17.66 17.5 11.7 0.906 12.5 1.6 20 17.86 17.76 10.7 0.559 11.2 1.7 20 17.63 17.58 11.85 0.283 12.1 1.8 20 17.69 17.59 11.55 0.565 12.05 2.1 20 17.87 17.74 10.65 0.727 11.3 2.2 20 17.8 17.72 11 0.449 11.4 2.3 20 17.74 17.67 11.3 0.394 11.65 2.4 20 18.01 17.94 9.95 0.388 10.3 2.5 20 17.59 17.54 12.05 0.284 12.3 2.6 20 17.88 17.78 10.6 0.559 11.1 2.7 20 17.92 17.82 10.4 0.558 10.9 2.8 20 17.96 17.91 10.2 0.27 10.45 3.1 20 17.73 17.67 11.35 0.338 11.65 3.2 20 18.04 17.98 9.8 0.332 10.1 3.3 20 17.48 17.3 12.6 1.029 13.5 3.4 20 17.71 17.61 11.45 0.564 11.95 3.5 20 17.72 17.65 11.4 0.395 11.75 3.6 20 17.69 17.66 11.55 0.169 11.7 3.7 20 17.73 17.67 11.35 0.338 11.65 3.8 20 17.57 17.52 12.15 0.284 12.4 Bieåu dieãn keát quaû ño treân ñoà thò: Ñoä co nung: y = 0.0111x + 0.5651 Ñoä co saáy: y = 0.3673x + 8.9161 Ñoä co toaøn phaàn: y = 0.3756x + 9.4286 0 2 4 6 8 10 12 14 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 α Fe2O3 (g) Hình 4.17: Ñoà thò ñoä co saáy – ñoä co nung – ñoä co toaøn phaàn phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 1g MnO2 ôû nhieät ñoä 9000C Ñoä co nung: y = -0.0263x + 0.5735 Ñoä co saáy: y = -0.0732x + 11.098 Ñoä co toaøn phaàn: y = -0.0964x + 11.609 0 2 4 6 8 10 12 14 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 α Fe2O3 (g) Hình 4.18: Ñoà thò ñoä co saáy – ñoä co nung – ñoä co toaøn phaàn phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 2g MnO2 ôû nhieät ñoä 9000C Ñoä co nung: y = -0.0369x + 0.5976 Ñoä co saáy: y = 0.1208x + 10.913 Ñoä co toaøn phaàn: y = 0.0881x + 11.441 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 α Fe2O3 (g) Hình 4.19: Ñoà thò ñoä co saáy – ñoä co nung – ñoä co toaøn phaàn phuï thuoäc haøm löôïng saét oxít vôùi 3g MnO2 ôû nhieät ñoä 9000C Baûng 4.11: Ñoä co saáy – ñoä co nung – ñoä co toaøn phaàn ôû nhieät ñoä nung 11000C Maãu l0 l1 l2 αs αn αtp 1.1 20 18.09 17.07 9.55 5.638 14.65 1.2 20 18.07 16.95 9.65 6.198 15.25 1.3 20 18.05 16.82 9.75 6.81 15.9 1.4 20 17.95 16.61 10.25 7.465 16.95 1.5 20 17.81 16.49 10.95 7.411 17.55 1.6 20 17.62 16.4 11.9 6.923 18 1.7 20 17.63 16.6 11.85 5.842 17 1.8 20 17.65 16.52 11.75 6.402 17.4 2.1 20 17.72 16.76 11.4 5.417 16.2 2.2 20 17.65 16.79 11.75 4.872 16.05 2.3 20 17.69 16.45 11.55 7.009 17.75 2.