Nghiên cứu triển khai công nghệ xử lý bề mặt tạo lớp men hệ cobalt chịu axit trên chi tiết thép

Ở nước ta chưa có cơ sở nào sản xuất chính thức về loại men này, vì vậy việc nghiên cứu xây dựng bài phối liệu men dùng để tráng lên nền thép dùng trong môi trường axit ở trong nước, từn

CẤP BỘ NĂM 2011

Đề tài:

NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ XỬ LÝ BỀ MẶT

TẠO LỚP MEN HỆ COBALT CHỊU AXIT TRÊN CHI TIẾT THÉP

Ký hiệu: 01.11.HT/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: Lục Vân Thương

9152

Hà Nội, 12-2011

DANH SÁCH HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU v  

MỞ ĐẦU 1  

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2  

1.1 Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của Đề tài 2  

1.1.1 Tính cấp thiết của Đề tài 2 

1.1.2 Mục tiêu nghiên cứu của Đề tài 2 

1.2 Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu 2  

1.2.1 Đối tượng nghiên cứu 2 

1.2.2 Phạm vi nghiên cứu 2 

1.2.3 Nội dung nghiên cứu 2 

1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 3  

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 3 

1.3.2 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài 11 

1.4 Kết luận chương 1 16  

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT 18  

2.1 Khái niệm về men 18  

2.2 Phân loại men 18  

2.3 Các tính chất của men 23  

2.3.1 Độ nhớt 23 

2.3.2 Sức căng bề mặt 24 

2.3.3 Sự giãn nở của men 25 

2.3.4 Lớp trung gian giữa xương và men, vai trò và sự hình thành lớp này 27 

2.3.5 Độ cứng của men 29 

2.3.6 Tính chất điện của men 31 

2.3.7 Độ bền hoá 33 

3.1 Quy trình chế tạo men 47  

3.1.1 Chuẩn bị nguyên vật liệu 47 

3.1.2 Thiết bị sản xuất men 50 

3.1.2.1 Máy trộn 50 

3.1.2.2 Các bể chứa 50 

3.1.2.3 Máy nghiền thô 51 

3.1.2.4 Lò nung 52 

3.1.2.5 Máy nghiền bi (nghiền tinh) 52 

3.1.2.6 Máy ly tâm 52 

3.1.2.7 Sàng rung 53 

3.1.3 Lựa chọn phương pháp sản xuất men 53 

3.1.4 Tính toán bài men 54 

3.1.5 Phối liệu nguyên liêu tạo men 56 

3.1.6 Chế tạo men 57 

3.2 Quy trình kỹ thuật tráng men lên chi tiết sắt 57  

3.2.1 Chuẩn bị mẫu 57 

3.2.1.1 Gia công mẫu 57 

3.2.1.2 Làm sạch mẫu chi tiết 57 

3.2.2 Tráng men 60 

3.2.2.1 Dụng cụ tráng men 60 

3.2.2.2 Các bước tráng men 60 

3.2.2.3 Kiểm tra và xử lý chi tiết sản phẩm tráng lại 62 

3.2.3 Sấy, nung chi tiết 62 

3.2.3.1 Sấy chi tiết 62 

3.2.3.2 Nung chi tiết 63 

4.1 Chế tạo men phủ chi tiết sắt 67  

4.1.1 Tính toán lựa chọn bài phối trộn men 67 

4.1.2 Chế tạo men 70 

4.2 Thực nghiệm tráng men lên chi tiết 71  

4.2.1 Chuẩn bị 71 

4.2.1.1 Dụng cụ và thiết bị 71 

4.2.1.2 Chuẩn bị men 72 

4.2.1.3 Chuẩn bị chi tiết mẫu 73 

4.2.2 Tráng men lên chi tiết mẫu 77 

4.2.3 Nung chi tiết 78 

4.2.4 Kết quả 79 

4.3 Kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm 80  

4.4 Kết luận chương 4 81  

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83  

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84  

PHỤ LỤC 86  

1) Lục Vân Thương Thạc sỹ Viện Nghiên cứu Cơ khí 2) Ngô Xuân Cường Thạc sỹ Viện Nghiên cứu Cơ khí 3) Phạm Văn Nghi Kỹ sư Nhà máy Z195

4) Hoàng Văn Lợi Cử nhân Viện Nghiên cứu Cơ khí

5) Vũ Thị Mỹ Cử nhân Viện Nghiên cứu Cơ khí

6) Ngô Văn Dũng Kỹ sư Viện Nghiên cứu Cơ khí

7) Nguyễn Đình Sao Kỹ sư Viện Nghiên cứu Cơ khí

8) Phạm Thanh Hoài Kỹ sư Viện Nghiên cứu Cơ khí

9) Đỗ Quang Chiến Kỹ sư Viện Nghiên cứu Cơ khí

DANH SÁCH HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

A Danh sách hình

Hình 1 Ống thép phủ men chịu axit (91T01) 8 

Hình 2 Cút 90 o thép phủ men chịu axit 9 

Hình 3.‘TÊ’ thép phủ men chịu axit 10 

Hình 4 ‘Đột thu’ thép phủ men chịu axit 11 

Hình 5 Khoang lò tráng men gốm cao cấp 12 

Hình 6 Bộ trao đổi nhiệt 14 

Hình 7 a) Bộ khuấy trộn; b) Silo chứa hóa chất 14 

Hình 8 Ống nối khí thải 14 

Hình 9 Lò phản ứng 15 

Hình 10 Biểu đồ phạm vi trạng thái của men 26 

Hình 11 Độ bền chống cào, rạch 30 

Hình 12 Ảnh hưởng của các oxyt thêm vào men chì Bor đến độ bền khi mài 31 

Hình 13 Ảnh hưởng của các phụ gia đối với độ dẫn điện 33 

Hình 14 Phương pháp frit 38 

Hình 15 Ảnh một loại Frit 39 

Hình 16 Một khối men bị chảy lỏng 41 

Hình 17 Minh hoạ cách xác định hiện tượng thấm ướt của men 44 

Hình 18 Bể chứa cánh khuấy 51 

Hình 19 Máy nghiền 51 

Hình 20.a) Lò quay; b) Lò buồng 52 

Hình 21 Máy nghiền bi 52 

Hình 22 Thiết bị sàng 53 

Hình 23 Nguyên liệu thô 71 

Hình 24 Men bán thành phẩm 71 

Hình 25 Men thành phẩm 71 

Hình 26 Pha chế men 72 

Hình 27 Chi tiết mẫu ống nối thẳng 73 

Hình 32 Ngâm trong dung dịch axit 75 

Hình 33 Chi tiết sau khi được tẩy sạch bằng dung dịch axit 76 

Hình 34 Khay dung dịch trung hòa axit 77 

Hình 35 Chi tiết sau khi tráng men 77 

Hình 36 Sấy chi tiết sau khi tráng men 78 

Hình 37 Chi tiết sau khi nung 79 

Hình 38 Sản phẩm chi tiết 80 

Hình 39 Kiểm tra chiều dày lớp tráng men 81 

Hình 40 Kiểm tra độ cứng lớp tráng men 81 

B Danh sách bảng biểu Bảng 1 Thành phần của loại men này dao động trong phạm vi sau: 19 

Bảng 2 Thành phần men dễ chảy 20 

Bảng 3 Thành phần men của sứ xốp nằm trong giới hạn sau: 20 

Bảng 4 Men Bor có giới hạn sau: 21 

Bảng 5 Những men dễ chảy không frit có thành phần sau: 21 

Bảng 6 Men không chì hoặc nghèo chì thường có thành phần sau: 21 

Bảng 7 Thành phần men muối dao động như sau: 22 

Bảng 8 Thành phần hoá học và tỷ lệ 24 

Bảng 9 Hằng số nóng chảy của ôxít hoặc hợp chất dễ nóng chảy 41 

Bảng 10 Hằng số nóng chảy của ôxít hoặc hợp chất khó nóng chảy 42 

Bảng 11 Bảng tra cứu nhiệt độ nóng chảy (°C) của men theo hệ số K 42 

Bảng 12 Số liệu để tính sức căng bề mặt của men ở 900°C 44 

Bảng 13 Bảng tính toán hệ số giãn nở nhiệt của men dùng ở 400 - 500°C 45 

Bảng 14 Bảng trọng lượng mol các nguyên liệu cơ bản thường 54 

Bảng 15 Trọng lượng nguyên tử và trọng lượng mol các ôxyt thường dùng 55 

MỞ ĐẦU

Hàng năm ở nước ta nhu cầu sử dụng các sản phẩm thép tráng men là rất lớn Đặc biệt là những sản phẩm thép tráng men dùng trong môi trường axit đậm đặc và trong môi trường có tính ăn mòn hoá học cao Những sản phẩm này hiện nay chủ yếu là nhập từ nước ngoài

Men dùng để tráng lên thép dùng trong môi trường axit là loại men có tính chịu axit hay còn gọi là men chịu axit Loại men này được phối liệu từ rất nhiều loại hoá chất kết hợp với nhau: Quắc zit, Tràng thạch, Đá vôi, Soda và một số chất khác

Ở nước ta chưa có cơ sở nào sản xuất chính thức về loại men này, vì vậy việc nghiên cứu xây dựng bài phối liệu men dùng để tráng lên nền thép dùng trong môi trường axit ở trong nước, từng bước có khả năng thay thế được các chế phẩm nhập ngoại phục vụ cho các nhu cầu sản xuất trong các cơ

sở sản xuất thuốc nổ, khai khoáng (tuyển khoáng) được đặt ra và đã được tiến hành thực hiện nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm – Viện Nghiên cứu Cơ khí

với đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu triển khai công nghệ xử lý bề mặt tạo

lớp men hệ Cobalt chịu axit trên chi tiết thép”

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của Đề tài

1.1.1 Tính cấp thiết của Đề tài

- Chi tiết thép có lớp men chịu axit được sử dụng nhiều trong các nhà máy hóa chất, vật liệu nổ, ở trong nước Do các chi tiết làm việc trong môi trường axit nên thời gian hay tuổi thọ của chi tiết không được bền, vì vậy nhu cầu sửa chữa thay thế là rất cao

- Hiện nay, tại nhà máy Z195 – Bộ Quốc Phòng chuyển sản xuất thuốc

nổ là đơn vị có nhu cầu sử dụng sửa chữa và thay thế chi tiết thép có lớp men chịu axit Và đây là đơn vị mà đề tài có thể áp dụng thực tế được

1.1.2 Mục tiêu nghiên cứu của Đề tài

Trên cơ sở công nghệ đã được tìm hiểu tại PTN TĐ và với nguyên vật liệu được sử dụng trong nước, nghiên cứu tính toán xác lập các bài phối liệu tối ưu, thiết kế và chế tạo sản phẩm men hoàn chỉnh tương ứng với từng chủng loại chi tiết phục vụ quá trình phủ bề mặt, thiết lập Quy trình công nghệ nâng cao chất lượng lớp tráng men đối với một số chi tiết điển hình

1.2 Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu

1.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là các chi tiết máy làm việc trong môi trường axit H2SO4 đậm đặc

1.2.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu hệ men chịu axit phủ trên nền thép, dùng trong dây chuyền vận chuyển axit

1.2.3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan về công nghệ tạo men trên thế giới và trong nước

- Nghiên cứu đặc tính các loại men Cobalt đối với một số vật liệu chế tạo chi tiết máy thông dụng

- Tính toán lựa chọn các thông số cho quá trình tạo men Cobalt từ các loại vật liệu khác nhau

- Tạo men Cobalt trên một số loại chi tiết thông dụng đang được sử dụng tại Việt nam

- Nghiên cứu thiết lập QTCN cụ thể tạo ra loại men Cobalt thông dụng

1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Ở nước ta, công nghệ men sắt đã được ứng dụng trong một số công ty chuyên sản xuất sản phẩm đồ gia dụng như:

- Công ty Cổ phần Sắt tráng men - Nhôm Hải Phòng là doanh nghiệp hàng đầu trong cả nước về sản xuất các mặt hàng Nhôm, Nhôm lá, Sắt tráng men, Men và inox

- Công ty Cổ phần Kim Khí Thăng Long chuyên sản xuất, kinh doanh các sản phẩm kim khí gia dụng và chi tiết cho các ngành công nghiệp khác từ kim loại tấm lá mỏng bằng công nghệ đột dập Sau

đó sản phẩm được bảo vệ và trang trí bề mặt bằng công nghệ Mạ, Men, Sơn, Ðánh bóng và nhiều công nghệ tiên tiến khác

Hiện nay việc sản xuất men sắt chủ yếu phục vụ cho công nghệ tráng men các đồ gia dụng như bát sắt, ca sắt, khay sắt, chậu sắt, và một số dụng cụ

y tế Tất cả các sản phẩm này có chiều dày rất mỏng, công nghệ thì đã được hoàn thiện từ lâu

Trên phương diện công nghiệp, men được sử dụng thông dụng như là một biện pháp bảo vệ cho các loại vật liệu thép (thép và gang) thường bị hư hỏng nhanh, bị han gỉ và ăn mòn: việc tráng men bảo vệ chúng kịp thời, tránh được chi phí cao cho việc bảo dưỡng và thay thế

Trong những năm gần đây những ứng dụng của men đã phát triển mở rộng đối với cả những sản phẩm có tính chất bề mặt ít bị ăn mòn hơn (nhôm, đồng, inox): nhằm khẳng định giá trị mỹ thuật và giá trị ứng dụng, và ngoài ra cũng là một biện pháp bảo vệ cho những vật liệu này Vì những lý do đó men thủy tinh ngày càng được sử dụng rộng rãi trong gia đình: từ chảo rán đến những dụng cụ nhà bếp, từ đồ vệ sinh đến các thiết bị điện tử và những tấm kết cấu trong xây dựng

Thành phần hóa học của các chủng loại men phụ thuộc vào tính chất của bề mặt cần bao phủ và các đặc điểm cần được tăng cường trong thành phẩm

Nhìn chung tất cả các loại men đều đảm bảo:

- Tính bền vững

+ Đối với lửa

+ Đối với nhiệt độ lạnh (-50°C) và nóng tới (450°C)

+ Đối với việc thay đổi nhiệt độ đột ngột

+ Đối với sự ăn mòn của axít và kiềm ở nhiệt môi trường xung quanh, của việc hòa tan chất hữu cơ và của các tác nhân trong không khí làm xước và

ăn mòn (Thang độ cứng 5.5 - 7.5)

- Vệ sinh và vô hại

+ Bề mặt kín ngăn cản việc vi khuẩn cấy và phát triển cũng như mốc và

+ Có thể tạo mầu sắc đa dạng, có thể làm bóng, mờ

+ Bề mặt nhẵn, đều tuyệt vời

- Bền mầu

+ Mầu sắc tồn tại bền lâu, rực rỡ và sáng chói với thời gian, nhất là dưới hiệu ứng ánh sáng, tia tử ngoại và các tác nhân không khí

- Không gây ô nhiễm đối với môi trường

+ Men là một sản phẩm tự nhiên và thân thiện với môi trường, hoàn toàn có khả năng tái chế

+ Enamel /Men được chế tạo từ thành phần chính là ô xít silicon (SiO2) khoảng (45-55%) và nhiều thành phần khác như: Al2O3 (3-5%), B2O3 (8-14%), Na2O/K2O (15-18%), CaO (5-10%; từ CaFe2), P2O5 (đến 2%), ngoài ra

có thể thêm MnO2 cũng như các o xít khác nhằm tăng độ bám của men vào sắt như: Chrom hoặc Cobalt, TiO2 hoặc ZrO2

Men có thể ở hai dạng, dạng thể bột và dạng thể nước Đối với mỗi một loại men ướt hay men bột chúng cần có những thiết bị và công nghệ phù hợp

để thực hiện việc tráng và nung men cho bình nước nóng

Men sau khi đã được phun vào bình nước nóng sẽ được nung trong nhiệt độ khoảng từ 800 đến 850oC, khi đó các phân tử men tan chảy hòa quyện vào nhau và thẩm thấu đều lên bề mặt thép lõi bình nước nóng

Men có thể bị vỡ, bị bung ra trong quá trình vận chuyển hay sử dụng, ít hay nhiều điều đó còn phụ thuộc vào chất lượng men cũng như công nghệ và quy trình sản xuất

Để có thể tráng men tốt thì cần thiết phải sử dụng loại thép làm lõi phù hợp Sau đây là yêu cầu thép tráng men theo tiêu chuẩn Châu Âu:

- Thành phần hóa học:

EN10025 C [%] Mn [%] P [%] S [%] Si [%]

S235J 0.17 1.40 0.035 0.035 S275J 0.18 1.50 0.035 0.035

- Các tính chất cơ học (theo tiêu chuẩn EN10025):

<3mm

Độ giãn dài A80 [%]

>3mm

S235J 235 360-510 340-470 21 25 S275J 275 430-580 410-560 18 22

- Hiện nay hầu hết các loại men trên thị trường có thêm thành phần Titanium Dioxide (TiO2) để tăng độ bám của men vào sắt và bền vững với các nguyên tố hóa học, tuy nhiên đó là Titanium Dioxide (TiO2) chứ không phải

là kim loại Titanium Titanium Dioxide (TiO2) tồn tại nhiều trong thiên nhiên,

dễ khai thác và giá thành rẻ

Đối với mỗi loại vật liệu khác nhau việc nghiên cứu và thiết lập một quy trình công nghệ tạo men phù hợp đảm bảo chất lượng lớp bề mặt và khả năng làm việc là hết sức cần thiết

Phòng thí nghiệm trọng điểm CN Hàn và XLBM là đơn vị đã bắt đầu nghiên cứu tạo ra loại men với thành phần chủ yếu là Cobalt tráng lên thép cho các thiết bị và dụng cụ làm việc trong môi trường chịu axít phục vụ nhu cầu hiện nay ở trong nước

Dưới đây là một số sản phẩm trong nước đang sử dụng, dùng công nghệ phủ men lên nền thép sử dụng trong môi trường axit với các điều kiện làm việc:

TT Kích thước danh nghĩa φn x t (PN10) Số lượng

Hình 1 Ống thép phủ men chịu axit (91T01)

Hình 2 Cút 90 o thép phủ men chịu axit

Hình 3.‘TÊ’ thép phủ men chịu axit

- Các ‘Đột thu’ thép phủ men chịu axit

Hình 4 ‘Đột thu’ thép phủ men chịu axit 1.3.2 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài

Rất khó xác định chính xác khi nào nghề đồ gốm ra đời, người ta cho rằng nghề gốm bắt đầu tại vùng Trung Đông và Ai Cập khoảng 4500 - 4000 năm TCN Khoảng 4000 - 3000 năm TCN đã hình thành một số trung tâm gốm ở vùng này

Thời Trung Cổ ở Châu Âu đã có những trung tâm rất lớn sản xuất đồ gốm như Faenza ở Ý (từ đó dó danh từ faience hay còn gọi là sành), hay Mallorca là một hòn đảo ở Địa Trung Hải (từ đó có tên mặt hàng majolica, cũng có nghĩa là sành

Ở Châu Âu mãi đến năm 1709, một người Đức là Johann Friedrich Bottger đã sản xuất được đồ sứ giống đồ sứ Trung Quốc Năm 1759 người Anh Josial Wedgwood sản xuất được sành dạng đá (một loại sành có xương mịn, trắng, kết khối tương đối tốt, chất lượng hơn hẳn sành thông thường tuy chưa bằng đồ sứ) Trong ¼ cuối cùng của thế kỷ 18 sành dạng đá đã đẩy lùi mặt hàng majolica Trong thế kỷ 19 ở châu Âu mặt hàng này thay thế cho đồ

sứ đắt tiền

Ngày nay, việc tạo men trên bề mặt của các chi tiết thép, gang hay hợp kim được áp dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp sản suất đồ gia dụng như:

Hãng Samsung đã ứng dụng công nghệ men gốm diệt khuẩn vào việc sản xuất các lò vi sóng nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng lâu bền cũng như an toàn vệ sinh thực phẩm tại mỗi gia đình Lớp men này được sản xuất ở nhiệt

độ cao khoảng 830oC để cho một bề mặt trơn nhẵn và cứng, khó có thể trầy xước bằng các vật nhọn sắc Phủ trên lớp men còn là lớp bảo vệ kháng khuẩn, biến mặt trong khoang lò hoạt động giống như một chất diệt khuẩn và khử mùi hoàn hảo, có thể loại bỏ các mầm bệnh Công nghệ tráng men diệt khuẩn độc đáo này đã giúp Samsung giành được chứng nhận đầu tiên trên thế giới về khả năng tự diệt khuẩn làm sạch từ tổ chức nghiên cứu công nghệ sinh học Hohenstein, Đức Samsung cũng là công ty đầu tiên trên thế giới sử dụng loại vật liệu này vào các lò vi sóng

Hình 5 Khoang lò tráng men gốm cao cấp

Hãng Huper Optik sử dụng công nghệ của Đức để tạo ra loại phim tráng men gốm đầu tiên trên thế giới kiểm soát năng lượng mặt trời Tận dụng

kỹ thuật tiên tiến kết hợp nâng cao phương pháp kiểm soát, các lớp men mịn được lắng đọng trên bề mặt phim trong suốt tạo nên một hàng rào cản nhiệt, ánh sáng chói và tia cực tím hiệu quả Công nghệ duy nhất đã được đăng ký bản quyền của Huper Optik cho phép sản phẩm phim của chúng tôi vượt trội

hơn hẳn các loại phim tráng kim, phim phủ bột và phim phủ màu thông thường đang có mặt trên thị trường

Trên phương diện công nghiệp, men được sử dụng thông dụng như là một biện pháp bảo vệ cho các loại vật liệu thép (thép và gang) thường bị hư hỏng nhanh, bị han gỉ và ăn mòn: việc tráng men bảo vệ chúng kịp thời, tránh được chi phí cao cho việc bảo dưỡng và thay thế

Trong những năm gần đây những ứng dụng của men đã phát triển mở rộng đối với cả những sản phẩm có tính chất bề mặt ít bị ăn mòn hơn (nhôm, đồng, inox): nhằm khẳng định giá trị mỹ thuật và giá trị ứng dụng, và ngoài ra cũng là một biện pháp bảo vệ cho những vật liệu này Vì những lý do đó men phủ lên chi tiết thép ngày càng được sử dụng rộng rãi trong gia đình: từ chảo rán đến những dụng cụ nhà bếp, từ đồ vệ sinh đến các thiết bị điện tử và những tấm kết cấu trong xây dựng, hệ thống trao đổi nhiệt, lò phản ứng và tầu thuyền,

+ Thiết bị tráng men đã được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa học được hơn một thế kỷ và giữ vai trò quan trọng cho sự phát triển của ngành Phạm vi của thiết bị được sử dụng là rất rộng và bao gồm trong các lò phản ứng, xử lý và bồn chứa, cột, bộ lọc, máy sấy, bộ trao đổi nhiệt, ống nước và nhiều hơn nữa

Men được sử dụng rộng rãi cho các Silo và bồn chứa trong ngành công nghiệp: cung cấp tiện ích bảo vệ chống ăn mòn và mài mòn, chống cháy và tấn công bằng axit và các chất gây ô nhiễm môi trường

Hình 6 Bộ trao đổi nhiệt

a) b) Hình 7 a) Bộ khuấy trộn; b) Silo chứa hóa chất

Hình 8 Ống nối khí thải

Hình 9 Lò phản ứng

Công nghệ tạo men trên bề mặt chi tiết máy và các thiết bị, dụng cụ được ứng dụng rộng rãi trên thế giới bằng các công thức pha chế khác nhau

để tạo nên những sản phẩm có màu sắc và tính chất chịu ăn mòn khác nhau

Hiện nay công nghệ tạo men là một trong những công nghệ tiên tiến được phát triển rất mạnh ở các nước công nghiệp phát triển và được đánh giá

là một trong những công nghệ ứng dụng quan trọng, đặc biệt trong lĩnh vực quân sự và hóa chất

1.4 Kết luận chương 1

- Ý nghĩa và tính cấp thiết: Hiện nay việc sản xuất men phủ lên bề mặt chi tiết sắt thép chủ yếu phục vụ cho công nghệ tráng men các đồ gia dụng như bát sắt tráng men, ca sắt tráng men, khay sắt tráng men, chậu sắt tráng men, và một số dụng cụ y tế Tất cả các sản phẩm này có chiều dày rất mỏng (≤ 1mm), công nghệ thì đã được hoàn thiện từ lâu Vì vậy việc nghiên cứu chế tạo loại men phủ và nung thành phẩm chi tiết thép có chiều dày lớn (3-6mm)

và công nghiệp: từ chảo rán đến những dụng cụ nhà bếp, từ đồ vệ sinh đến các thiết bị điện tử và từ những đường ống vận chuyển hóa chất đến những tấm kết cấu trong xây dựng hệ thống trao đổi nhiệt, lò phản ứng và tầu thuyền,

- Mục tiêu, nhiệm vụ của Đề tài: Trên cơ sở công nghệ đã được tìm hiểu tại PTN TĐ và với nguyên vật liệu được sử dụng trong nước, nghiên cứu tính toán xác lập các bài phối liệu tạo men, thiết kế và chế tạo sản phẩm men hoàn chỉnh tương ứng với từng chủng loại chi tiết phục vụ quá trình phủ bề

mặt, thiết lập Quy trình công nghệ nâng cao chất lượng lớp tráng men đối với một số chi tiết điển hình

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT

2.1 Khái niệm về men

Men là một lớp vật liệu dạng thủy tinh chiều dày 0,15 – 1,0 mm phủ lên

bề mặt chi tiết Lớp vật liệu này hình thành trong quá trình nung và có tác dụng làm cho bề mặt sản phẩm trở thành sít đặc, nhẵn, bóng Nhờ vậy, men

có ảnh hưởng rõ rệt đến việc tăng độ bền hoá, bền cơ và bền điện của sản phẩm đồng thời nó còn có ý nghĩa lớn đối với việc trang trí sản phẩm

2.2 Phân loại men

Trước đây men được phân loại theo sản phẩm (ví dụ như: men sành, men sứ, men sắt ) sự phân loại này thực tế không thật hợp là vì men dùng cho sành cũng có thể dùng để tráng lên trên bề mặt sản phẩm sành dạng đá hoặc

sứ Ngày nay men được phân loại theo phạm vi nhiệt độ

2.2.1 Phân loại theo thành phần

a) Men chì:

- Men không chứa Bor

- Men chì đơn giản

- Men chì có chứa Bor

b) Men không chứa chì

- Men chứa Bor

- Men không chứa Bor

- Men kiềm (có hàm lượng kiềm cao)

Men có hàm lượng kiềm thấp (men sứ)

2.2.2 Phân loại theo cách sản xuất men

a) Men sống (thường gọi là men)

b) Men frit

c) Men được tạo thành do các chất bay hơi bám lên bề mặt sản phẩm tạo nên lớp men (chủ yếu là men muối)

d) Men tự tạo (phối liệu trong quá trình nung hình thành trên bề mặt sản phẩm một bề mặt tương đối nhẵn và bóng)

Các loại men sống có thành phần chủ yếu là đất sét và các chất giúp chảy, ngoài ra có thể có các chất mang màu Loại men này có thể là men chứa chì hoặc không chứa chì và thường thuộc nhóm men có hàm lượng kiềm thấp (men sứ)

Men khử và men Luster (Luy-stơ) loại men này có thể sản xuất theo kiểu men sống hoặc men frit Thành phần của nó có thể là tổ hợp của các nhóm, trừ nhóm men không chứa Bor

Men muối là loại men có thành phần thuộc nhóm en có hàm lượng kiềm thấp

2.2.3 Phân loại theo phạm vi nhiệt độ nung

Người ta chia ra hai loại men: men dễ chảy và men khó chảy

a) Men khó chảy

Men này có nhiệt độ nóng chảy cao (1250 - 1450oC), có độ nhớt lớn, thường là men kiềm thổ, men fenpat hoặc men đá vôi Loại men này có chứa hàm lượng SiO2 cao và hàm lượng kiềm thấp Nguyên liệu thường dùng để sản xuất men là qoắc, fenpat, pecmatit, đá vôi, đá phấn, đôlêmit talc, cao lanh, đất sét, Đó là các loại nguyên liệu không tan trong nước, nên phương pháp sản xuất loại men này là cách sản xuất men sống Loại này thường được tráng lên bề mặt chi tiết (sản phẩm) sành sứ mịn, sành dạng đá

Bảng 1 Thành phần của loại men này dao động trong phạm vi sau:

3 SiO2 3,5-4,5 5,0-6,0

Men đất sét thường dùng để tráng lên sản phẩm ống dẫn, sản phẩm bền hoá hoặc bình đựng axit Loại men này mặc dù có nhiệt độ chảy thấp hơn so với những men đã nêu ở phần trên, nhưng vẫn được xếp vào loại men này

b) Men dễ chảy

Men loại này có nhiệt độ nóng chảy thấp (dưới 1250oC) độ nhớt của men khi nóng chảy nhỏ Đây là loại men nghèo SiO2 nhưng giàu kiềm và các oxit loại khác Thường được tráng lên sản phẩm sành dạng đá hoặc hàng đất nung Men loại này có thể là men chì hoặc men không chì Trường hợp người ta đưa vào thành phần men các hợp chất dễ chảy mà khả năng hoà tan của nó trong nước lớn hoặc độc thì phải frit hoá trước Các loại men frit nói chung có nhiệt

độ nóng chảy thấp hơn men sống 60-80oC, nhưng lại có nhược điểm là dễ lắng, vì vậy thường phải đưa thêm vào men 10-20% cao lanh, đất sét chưa nung để chống lắng và triệt tiêu kiềm tự do Ngoài ra, còn có thể thêm axit acetic, HCl loãng hoặc axit oxalate, tốt nhất là cho thêm calxium borat

Bảng 2 Thành phần men dễ chảy

Thành phần men dễ nóng chảy Nguyên tố RO Al2O3 SiO2 B2O3

Nhiệt độ nung 1000-1080oC, RO chủ yếu là PbO và có thêm một lượng nhỏ kiềm và vôi

Bảng 4 Men Bor có giới hạn sau:

Thành phần men Bor

Nguyên tố RO Al2O3 SiO2 B2O3

Tỷ lệ 1,0 0,2-0,4 1,5 0-0,5

Bảng 5 Những men dễ chảy không frit có thành phần sau:

Thành phần men dễ nóng chảy không frit

Nguyên tố K2O Al2O3 SiO2 B2O3 CaO

Tỷ lệ 0,1-0,25 0,1-0,35 0,6-3,0 0,7-0,9 0,7-0,9 Chú ý khi nung men dễ chảy, dễ bay hơi các cấu tử riêng lẻ Càng nhiều SiO2 thì khả năng bay hơi của các chất càng giảm Men có chứa 1-1,5 Silicat chì thì sự bay hơi hầu như không xảy ra B2O3 đưa vào dưới dạng calxiumborat cũng có tác dụng chống bay hơi tốt Khi trong men có chứa hàm lượng CaO cao cũng dễ làm cho kiềm bay hơi vì CaO có hoạt tính cao với SiO2, để tạo thành các silicat canxi cản trở sử tạo thành silicat kiềm, kiềm tự

do dễ dàng bay hơi ở nhiệt độ cao Để tránh hiện tượng này thì hàm lượng kiềm tối đa là 0,25 mol, CaO tối đa là 0,4 mol và hàm lượng SiO2 tối thiểu là 1,7-3 SiO2

Bảng 6 Men không chì hoặc nghèo chì thường có thành phần sau:

Thành phần men không chì

Nguyên tố K2O Al2O3 SiO2 CaO

Tỷ lệ 0,4 0,4 4 0,6

Nhiệt độ của men có thể giảm khi thêm 0,5-1,0 B2O3

Men muối: thường được dùng trong công nghiệp sành dạng đá để tạo các lộ quý, để trang trí sản phẩm, để tăng độ bền hoá cho dụng cụ bền hoá,

bình đựng axit, sứ vệ sinh, ống dẫn, bình đựng rượu,… do men muối là loại men bền axit và là loại men khó chảy

Naumanh và fischer nghiên cứu ảnh hưởng của hơi muối ăn, hơi nước với các cấu tử của xương đã khẳng định rằng: ứng dụng với giai đoạn nung cao lửa nhất (khi sản phẩm bắt đầu kết khối, lúc đó độ hút nước nhỏ hơn 6,5-7%) hơi NaCl tác dụng với hơi nước tạo thành NaOH và HCl tiếp sau đó là phản ứng giữa NaOH với SiO2 và Al2O3 tạo thành men muối theo sơ đồ sau:

2NaOH + SiO2 + H2O = Na2SiO2 + 2HCl

Đây là phản ứng thu nhiệt do vậy cần phải cung cấp nhiệt

Bảng 7 Thành phần men muối dao động như sau:

Theo schuhrecht khi thêm vào xương 1-3% MgO men sẽ bóng hơn, nhưng thêm 3% MgO men trở nên sần mặt

Ứng với cùng một lượng tạp chất sắt phối liệu càng nhiều Al2O3 thì màu càng tối và ngược lại

Đất sét chứa nhiều sắt, đá vôi thì cho ta màu vàng lục

Thêm 3-10% Borax nung trong môi trường khử nhẹ sẽ tăng được độ bóng của men

Để trang trí, người ta có thể dùng các muối khác nhau để tạo men muối khác nhau để có màu như mong muốn

Ví dụ như hỗn hợp NaCl và MnCl2 sẽ cho ta màu đỏ tím đến màu đỏ có màu sắc dễ chịu

Hỗn hợp NaCl và CaCl sẽ cho men có màu hơi vàng và dày Tuy nhiên, sản xuất theo cách này không kinh tế nên ít được dùng

2.3 Các tính chất của men

Bản chất của men là một vật liệu dạng thuỷ tinh nên cũng có các thông

số đặc trưng tương tự thuỷ tinh

2.3.1 Độ nhớt

Men không có điểm nóng chảy xác định mà có sự thay đổi dần từ trạng thái dẻo quánh sang trạng thái chảy lỏng Do vậy, độ nhớt cũng sẽ thay đổi dần theo nhiệt độ, nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm và ngược lại

Độ nhớt của men phụ thuộc vào thành phần hoá học của men Qua thực nghiệm, người ta có thể sơ bộ kết luận rằng các oxyt sau đó tác dụng làm tăng

2.3.2 Sức căng bề mặt

Sức căng bề mặt tác dụng lên ranh giới của pha lỏng theo chiều hướng thu nhỏ mặt pha lỏng Đối với các pha silicat nóng chảy sức căng bề mặt nằm trong khoảng 300 dyn/cm

Dựa vào thành phần hoá học của men, người ta có thể dùng phương pháp cộng tính để tính được sức căng bề mặt

ý nghĩa lớn nếu người ta tráng 2 men cách nhau hoặc chồng lên nhau thì phải tính sức căng bề mặt sao cho 2 men đó phải phù hợp nhau

Nếu không tráng 2 men cách nhau và muốn có ranh giới tiếp xúc sắc nét thì cả 2 men đó phải có sức căng bề mặt bằng nhau

Nếu không, men có sức căng bề mặt lớn hơn sẽ có hại, còn men có sức căng nhỏ hơn sẽ bị men lớn hơn kéo dãn ra

Trường hợp cần trang trí men co người ta có thể dựa vào sức căng bề mặt để điều chỉnh men thích hợp

Sức căng bề mặt của men lớn, khả năng thấm ướt của men với xương kém, thường xảy ra khuyết tật men như phồng, rộp, nứt men, bọt sủi tăm cuốn men ở các sản phẩm (xem thêm phần khuyết tật của men)

Để xác định sức căng bề mặt có thể tính theo Dietzel, hoặc có thể xác định giống như xác định thuỷ tinh bằng phương pháp:

- Trọng lượng giọt theo Appen, cần trọng lượng 1 giọt và xác đinh

- So sánh bề mặt thấm ướt của 1 giọt men với mãu đã biết (phần lớn ép lại từng viên) trên 1 bề mặt phẳng được đo sau khi nóng chảy

- Xác định góc thấm ướt bằng cách đo góc ranh giới trong quá trình nóng chảy bằng kính hiển vi nhiệt độ cao

a) Không thấm ướt

180o b) Thấm ướt tốt

0 < ϕ < 180o c) Thấm ướt hoàn toàn

ϕ = 0 Dựa vào thực nghiệm người ta xác định được sức căng bề mặt của men tăng theo dãy sau:

B2O3, ZnO, CaO, NiO2, V2O5, Al2O3, MgO, SnO2,

Và giảm theo dãy sau:

SrO, BaO, SiO2, TiO2, Na2O, PbO, K2O, Li2O

Men giàu CaO và Br, có tỷ lệ Al2O3 và MgO cao cho ta sức căng bề mặt lớn

Người ta còn có thể điều chỉnh sức căng bề mặt mà không cần thay đổi thành phần hoá học bằng cách thay đổi nhiệt độ nung

2.3.3 Sự giãn nở của men

Sự giãn nở của men được biểu thị bằng sự giãn nở của vật khi nâng lên

1 độ gọi là hệ số giãn nở

Sự chênh lệch hệ số giãn nở của men và mộc trong phạm vi hẹp sẽ không gây khuyết tật vì men có khả năng đàn hồi trong một phạm vi nhất định, trước những ứng lực sinh ra, nên giữ cho men không bị nứt, bị bong Tuy nhiên, nếu ứng lực sinh ra lớn hơn độ bền thì sẽ có hiện tượng nứt men hoặc bong men

Quá trình giãn nở nhiệt của men cũng tương tự như thuỷ tinh, khi làm nguội dưới điểm chuyển hoá men sẽ đóng rắn men phải làm nguội hoàn toàn

và hệ số giãn nở phải tương đương với KL nền

Nếu men (ở nhiệt độ chuyển hoá) khi làm nguội co lại mạnh hơn xương như vậy sẽ hình thành trong sản phẩm ứng suất kéo (hệ số giãn nở của men quá lớn) và sinh ra vết nứt Trường hợp ngược lại sẽ xuất hiện hiện tượng bong men

Phạm vi hệ số dãn nở ảnh hưởng Biểu đồ phạm vi trạng thái của

men trong đường do hệ số dãn nở của men củ đường cong Dilatomet

a) Men có sức kéo lớn b) Men chịu ứng suất bé

Hình 10 Biểu đồ phạm vi trạng thái của men

Chú ý men có hệ số giãn nở lớn: Khi nung giãn nở mạnh khi làm nguội

co nhiều

Hệ số giãn nở nhỏ: Khi nung nở yếu, co lại ít khi làm nguội

Nếu tráng lên sản phẩm mỏng (tấm lát) thì men sẽ làm cho sản phẩm bị biến hình cong tuy theo ứng lực kéo hay nén mà uốn cong lồi hay lõm Thường phương pháp này được dùng để kiểm tra sản phẩm

Hệ số giãn nở men được xác định bằng:

a) Đo bằng Dilattomet

b) Tính toán

Theo kinh nghiệm thì hệ số giãn nở của men tăng theo dãy số sau:

Al2O3, K2O, Na2O, Li2O và giảm theo dãy sau:

CaO, ZnO, MgO, SnO2, B2O3, SiO2

Hệ số giãn nở tăng hạn chế khả năng nứt men Hệ số giãn nở hạn chế hiện tượng bong men

Theo Purdy và Potts thì độ sít đặc của phối liệu tăng sẽ làm giảm hệ số giãn nở

R Riecke đã chứng minh rằng hệ số giãn nở phụ thuộc nhiều vào dạng thù hình của SiO2 cho vào phối liệu

H Kohl chứng minh là Fenpat đưa vào càng nhiều thì sự giãn nở của phối liệu sẽ tăng, nhưng chỉ tăng đến 1180oC, ở nhiệt độ này độ giãn nở nhiệt của phối liệu sẽ giảm

CaCO3 có tác dụng tăng sức giãn nở

Sự giãn nở đột ngột là do sự biến đổi thù hình của Quac gây ra

Về ứng lực giữa xương và men thì Steger cho biết là ứng suất hiện qua nhiều lần nung bị thay đổi, do làm lạnh đột ngột ở vùng trên nhiệt độ thoát ứng lực làm cho sự giãn nở nhiệt của men giảm đi Độ bền kéo của xương cũng có ảnh hưởng Do vậy, sự giãn nở lớn chỉ có thể sinh ra sự nở men lúc làm nguội, còn đối với xương nếu độ bền cơ không đủ có thể bị rã hoàn toàn

2.3.4 Lớp trung gian giữa xương và men, vai trò và sự hình thành lớp này

Tất cả các loại men trong quá trình nung đều có gắn ít hoặc nhiều với xương sản phảm

W.Steger cho rằng khi nung men cần phải tạo ra giữa xương và men một lớp trung gian hay lớp quá độ Lớp này trong một chừng mực nào đó góp phần

điều hoà ứng lực xuất hiện giữa xương và men, có tác dụng giảm bớt ứng lực Lớp trung gian này càng dày thì xương và men càng phù hợp với nhau

Sự hình thành lớp men trung gia phụ thuộc vào thành phần xương và men, nhiệt độ nung, sản phẩm, thời gian lưu mẫu ở nhiệt độ nung cao nhất, độ xốp của xương sản phẩm cũng như độ tan của từng loại oxyt trong men

Để tạo lớp trung gian, người ta thường cho thêm axit Boric vào men làm cho lớp trung gian phát triền rất tốt Vì B2O3 có khả năng hoà tan tốt và

ăn sâu vào xương sản phẩm; chì và kiềm cũng là những chất có khả năng tan mạnh, tuy nhiên do kiềm có hệ số giãn nở lớn nên ít được chú ý

Hầu hết các loại men đều có CaO trong thành phần của men, ở dạng bất

kỳ CaO trong men tan ra thì Canxi ở lớp bề mặt xương (kể cả lỗ xốp) và những phần tử có trong dung dịch nóng chảy của men sẽ tan ra, qua đó lớp trung gian được hình thành và phát triển lên từ cả 2 phía

Tương tự như canxi, SiO2 và các hạt phối liệu khác của men cũng tan ra hoặc giảm bớt, tạo nên liên kết bền vững với men Càng nung ở nhiệt độ cao

và thời gian lưu mãu ở nhiệt độ cao càng lâu thì lớp trung gian được tạo thành càng dày

Trong các nguyên liệu thì CaCO3 là phụ gia tốt nhất vì nó có tác dụng chống nứt men tốt, tạo chất trung gian tốt

Vô-lát-tô-nít (CaO.SiO2) và Dôlômet cũng là những chất có khả năng tạo lớp trung gian tốt Nhưng CaO.SiO2 tránh được sự trao đổi CO2 nên men chảy láng bóng, còn Dolomet có tác dụng kém hơn cả

Phụ gia CaCO3 cho vào xương có tác dụng chống nứt men tốt do

- Tăng hệ số giãn nở cho xương

- Tăng quá trình tạo lớp trung gian

- Cản trở sự trương nở của xương

Ngoài ra còn có tác dụng cho các vết nứt sít đặc trở lại

2.3.5 Độ cứng của men

Đối với men người ta không thể nói 1 cách chung chung về độ cứng của men, bởi vì có 1 số thông số về độ cứng ứng với những phương pháp kiểm tra khác nhau, vì vậy độ cứng của men không thể xem là khái niệm riêng lẻ Trong thực tế để xác định độ cứng của men người ta dùng các phương pháp tương ứng với từng loại men

Đối với sản phẩm sử dụng dân dụng (chén, bát đĩa) gạch men, hoặc vật phẩm kỹ thuật thường người ta xác định độ cứng thông qua độ bền chống lại đường vạch (vết xước) và độ bền lún của sản phẩm Còn sản phẩm là gạch lát nền, ống dẫn, các loại trang trí bên ngoài … thì chủ yếu do độ bền chống bào mòn

Cách xác định

a) Bền chống lại đường vạch (vết xước)

Dùng kim cương hoặc những vật liệu có độ cứng theo thang Mooc Một mặt xác định trọng lượng cần thiết của mũi kim cương để vạch một chiều rộng (hoặc sâu) xác định, mặt khác đối chiếu với vật liệu trong thang Mooc đã xác định trước có vết xước giống như đã tạo ra trên bề mặt men Căn cứ vào

độ xác định độ cứng của men

Theo kinh nghiệm độ cứng của men tăng theo dãy sau:

Mgo, CaO, SnO2, ZnO, Al2O3, TiO2, SiO2 và B2O3 Trong đó B2O3

dưới 12% tăng độ bền chống vết xước B2O3 trên 12% ngược lại sẽ giảm độ bền chống vết xước

Hình 11 Độ bền chống cào, rạch

Ảnh hưởng của các oxyt thêm vào men chì Bor đến độ bền rạch

b) Độ lún

Độ lún được đo bằng lực ấn xuống của 1 hình mén bằng kim cương lên

bề mặt của men và khi rút lên để lại lỗ sâu

c) Độ bền chống bào mòn

Độ bền chống bào mòn được biểu thị bằng độ hao mòn trọng lượng của vật liệu sau khi mài Người ta có thể mài bằng phương pháp như mài, cày bằng cát, bằng SiO2 hoặc Corun v.v Nhưng đến nay chủ yếu vẫn dùng phương pháp Sceet (phương pháp phun cát lên bề mặt sản phẩm ứng với 1 độ cao nhất định và sau 1 thời gian thời gian nhất định)

Độ bền chống bào mòn không những chỉ là biểu tượng cho độ cứng mà còn có liên quan đến tính đàn hồi, độ sít đặc, tính dòn của sản phẩm

Theo Weyl thì PbO tuy giảm độ bền chống vết xước, nhưng lại làm tăng độ bền chống bào mòn

Theo kinh nghiệm độ bền chống bào mòn tăng theo dãy sau:

PbO, Al2O3, SnO2, SrO, MgO, CaO, B2O3, SiO2

Riêng B2O3 có độ bền chống bào mòn cao nhất ứng với hàm lượng

B2O3 = 12%

Men ứng với hình chảy ở SK OI a (1080oC) Độ bào mòn được đo bằng phương pháp Sceet ứng với cùng 1 thiết bị và độ cứng của hạt mài không đổi

Hình 12 Ảnh hưởng của các oxyt thêm vào men chì Bor đến độ bền khi mài

2.3.6 Tính chất điện của men

Nhiệm vụ của men là phải đảm bảo tính cách điện tốt và chống được hiện tượng bong men, nứt men khi các chi tiết sử dụng cách điện làm việc

- Ảnh hưởng của các oxyt có mặt trong pha thuỷ tinh (men) đến độ cách điện như sau:

Theo thứ tự tạo pha thuỷ tinh điện trở của men tăng theo các oxit CaO,

B2O3, PbO, Fe2O3, MgO, ZnO, SiO2

Còn các oxyt sau có tác dụng giảm điện trở: Al2O3, K2O, Na2O Chiều dày của vỏ nước đọng lại trên thuỷ tinh của dãy chất nóng chảy trong hơi nước bão hoà được xác định bởi khả năng dẫn điện của nó Những chất kiềm

tăng đối với các chất tạo pha thuỷ tinh khác cho ta chiều dày tối thiểu ứng với hàm lượng nhất định

Người ta có thể sắp xếp các chất tạo thuỷ tinh theo ảnh hưởng đối với

sự cản trở việc tạo thành một vỏ nước theo thứ tự như sau:

CaO, BaO, B2O3, Al2O3, Fe2O3, MgO, ZnO, PbO, SiO2

Những oxyt này cản trở sự tạo vỏ nước ứng với từng điểm tối ưu của

nó Còn K2O và Na2O thì lại thuận lợi cho việc tạo vỏ nước

Đó là những số liệu đưa ra qua thực nghiệm về sự cách điện Khả năng dẫn điện là do ảnh hưởng chính của kiềm đối với men, hàm lượng kiềm càng cao càng dẫn điện Theo Hinz điều này ứng với sự giao động của các ion kiềm trong màng lưới thuỷ tinh Khi có hàm lượng PbO thì sự giao động của các

có tác dụng làm giảm tác dụng của kiềm Đối với các điện trở tốt nhất là dùng càng ít kiềm càng tốt (tốt nhất là không nên có kiềm) Qua việc loại bỏ kiềm thì đầu tiên sẽ đạt được yêu cầu về cách điện tốt Ví dụ ở 800oC, người ta dùng men sau:

Hình 13 Ảnh hưởng của các phụ gia đối với độ dẫn điện

Phụ gia oxyt theo % trọng lượng thuỷ tinh gốc: Na2O (18%), SiO2

Men phốt phát không có độ bền hoá cao, hàm lượng BPO4 trên 25-30%

có thể bị ăn mòn mạnh (tuỳ theo thành phần của men) sau vài tháng để trong môi trường ẩm thông thường PbO cũng như men B2O3 ít bền hoá, vì vậy người ta ít dùng nếu người ta cần độ bền hoá cao Thay PbO bằng SrO thì bền axit giảm Hàm lượng SiO2 càng cao thì độ bền chống ăn mòn hoá càng cao Hàm lượng Bor càng ít thì độ bền axit càng tăng (chỉ dùng tối đa 10%) nhưng lại rất chóng hỏng Ngay khi dùng B2O3 thay SiO2 để làm thuỷ tinh Kepplor