3. Kết quả và thảo luận

    Tỷ trọng của mẫu giảm dần theo sự tăng M sau khi thiêu kết ở các nhiệt độ khác nhau. Tuy nhiên, khi nhiệt độ thiêu kết (T) tăng thì tỷ trọng của mẫu cũng tăng nhưng không nhiều như trình bày ở hình 2. Tỷ trọng của mẫu sử dụng chất dính thủy tinh lỏng có M = 4 và T = 950°C là 2.28 g/cm3.

Hình 2

Hình 2. Tỷ trọng của mẫu phụ thuộc vào M và nhiệt độ thiêu kết

    Kết quả phân tích tỷ trọng là cơ sở để xác định độ xốp của mẫu. Trong nghiên cứu này, độ xốp của mẫu được tính theo tỷ trọng. Hình 3 trình bày ảnh hưởng của M và T tới độ xốp của mẫu. Độ xốp của mẫu tăng dần theo sự tăng của M, tuy nhiên lại giảm dần khi tăng T, bởi vì tỷ trọng của mẫu cũng tăng khi nhiệt độ thiêu kết. Độ xốp của mẫu ảnh hưởng rất lớn tới độ thông khí của khuôn, độ xốp cao thì khả năng thoát khí trong khuôn cao nhưng lại làm giảm độ bền của khuôn gốm. Độ xốp đạt cao nhất khi M = 5 và T = 850°C là 45.1%. Ngược lại, độ co thể tích của mẫu giảm dần theo sự tăng M và sự giảm T như trình bày ở hình 4.

Hình 3

Hình 3: Độ xốp của mẫu phụ thuộc vào M và nhiệt độ thiêu kết

Hình 4

Hình 4: ảnh hưởng của M và nhiệt độ thiêu kết tới độ co của mẫu

    Hình 5 trình bảy giản đồ nhiễu xạ của mẫu sau đóng rắn và sau nung ở nhiệt độ khác nhau (850, 900, 950 và 1000°C). Thấy rằng không có sự tạo thành pha mới khi thay đổi nhiệt độ nung mà chỉ có sự chuyển biến thù hình của cát thạch anh. ở mẫu chưa nung cát thạch anh (SiO2) tồn tại ở dạng Quartz thấp. Nó chuyển thành các dạng alpha ở nhiệt độ nung 850°C, dạng quartz ở 900°C và cuối cùng tồn tại ở dạng quartz thấp alpha ở nhiệt độ 950°C và 1000°C.

Hình 5

Hình 5: Giản đồ nhiễu xạ rơn ghen của mẫu phụ thuộc vào nhiệt độ nung: sau đóng rắn (a), nung ở 850°C (b), ở 900°C (c), ở 950°C (d) và ở 1000°C (e)

    Ảnh hưởng của M và T tới độ bền nén của mẫu xem ở hình 6 và tới độ bền uốn của mẫu-ở hình 7. Kết quả phân tích cho thấy, độ bền nén và uốn giảm đáng kể khi tăng M và giảm T. ở M càng nhỏ thì ảnh hưởng của T tới độ bền nén và uốn lớn hơn ở mô-đun cao. Hơn nữa, ở mô-đun bằng 5 thì độ bền nén và uốn giảm không đáng kể khi giảm T. Với M = 4 và T = 950°C, giá trị độ bền nén và uốn lần lượt là 14.92 MPa và 8.24 MPa.

Hình 6

Hình 6. ảnh hưởng của môđun thủy tinh lỏng và nhiệt độ thiêu kết tới giới hạn bền nén của mẫu

Hình 7

Hình 7. ảnh hưởng của môđun thủy tinh lỏng và nhiệt độ thiêu kết tới giới hạn bền uốn của mẫu

    Hình 8 trình bày tổ chức tế vi của mẫu có môđun bằng 4, nung ở nhiệt độ 850°C (hình 8a) và ở 1000°C (hình 8b). ở 850°C, lỗ xốp nhiều và to được quan sát khá rõ (các mũi tên). Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng cao đến 1000°C thì số lượng và kích thước lỗ xốp đã giảm đi như ở hình 8b. Kết quả cho thấy nhiệt độ thiêu kết tăng sẽ làm giảm độ thông khí (giảm độ xốp), tăng độ bền cho mẫu.

Hình 8

Hình 8. ảnh hiển vi quang học của mẫu nung ở nhiệt độ 850oC (a) và 1000oC (b)

4. Kết luận

    Trong khoảng thay đổi của M từ 3 đến 5 và nhiệt độ thiêu kết từ 850 đến 1000°C thấy rằng khi tăng M thì độ bền và tỷ trọng của khuôn giảm, độ xốp của nó tăng. Ngược lại, khi tăng nhiệt độ thiêu kết, độ bền và tỷ trọng của khuôn tăng, độ xốp của nó giảm. Để bảo đảm độ bền và độ xốp của khuôn hợp lý nhất nên chọn M = 4 và T = 950°C. Khi đó tính chất của khuôn gốm đạt tương đương với các loại khuôn gốm sử dụng các chất dính cao cấp khác như colloidal silica hay ethylsilicate.

Tài liệu trích dẫn

  1. H. Saridikmen, N. Kuskonmaz, Ceramics International, 31, 2005, P.873–878
  2. S. Jones, C. Yuan, Journal of Materials Processing Technology 135, 2003, P.258–265
  3. Horacio E. Bergna, Wilmington, Del., United States Patent No. 197747
  4. F. Jorge Lino, T. Pereira Duarte, Journal of Materials Processing Technology, 142, 2003, P.628–633
  5. C. Yuan, S. Jones, Journal of the European Ceramic Society, 23, 2003, P. 399–407

Bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

4 × one =