Những khó khăn trong quá trình gốm sứ trong suốt

Là một vật liệu công nghệ cao, gốm trong suốt có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực quang học, điện tử, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác. Tuy nhiên, có rất nhiều khó khăn trong quá trình chế tạo gốm sứ trong suốt, chủ yếu thể hiện ở các khía cạnh sau:

1. Nấu chảy ở nhiệt độ cao: Việc chế tạo gốm trong suốt đòi hỏi nguyên liệu thô phải được nấu chảy thành pha thủy tinh trong suốt ở nhiệt độ cao, thường cao tới 1700°C hoặc cao hơn. Trong quá trình này, nhiệt độ và thời gian nóng chảy cần phải được kiểm soát để tránh tạo ra tạp chất và kết tinh, đồng thời đảm bảo tính đồng nhất và trong suốt của pha thủy tinh.

2. Loại bỏ bong bóng: Trong quá trình chuẩn bị gốm sứ trong suốt, việc tạo ra bong bóng là một vấn đề phổ biến. Những bong bóng này có thể hình thành các khuyết tật bên trong gốm, ảnh hưởng đến tính chất quang học và độ bền cơ học của nó. Để loại bỏ bong bóng, cần có các quy trình và thiết bị khử khí đặc biệt, chẳng hạn như khử khí chân không, bảo vệ khí trơ, v.v. Trong quy trình chuẩn bị gốm trong suốt, việc loại bỏ bọt khí là một bước quan trọng.

3. Kiểm soát chính xác thành phần: Thành phần của gốm trong suốt có tác động quan trọng đến tính chất quang học và cơ học của nó. Để chế tạo gốm sứ trong suốt chất lượng cao, tỷ lệ thành phần và độ tinh khiết của nguyên liệu thô cần phải được kiểm soát chính xác để đảm bảo chúng luôn nhất quán trong suốt quá trình chuẩn bị.

4. Nhiệt độ thiêu kết: Nhiệt độ thiêu kết của gốm trong suốt rất quan trọng đối với độ đặc và tính chất quang học của nó. Nếu nhiệt độ quá cao, gốm sẽ kết tinh hoặc tạo ra các tạp chất khác. Nếu nhiệt độ quá thấp, quá trình thiêu kết sẽ không hoàn thành hoặc mật độ sẽ không đủ.

5. Độ chính xác về kích thước: Gốm trong suốt cần duy trì độ chính xác về kích thước cao trong quá trình chuẩn bị để đảm bảo các tính chất cơ học và quang học của chúng. Điều này đòi hỏi phải kiểm soát chính xác quá trình chuẩn bị, chẳng hạn như thiết kế và gia công khuôn, áp suất đúc, v.v. Đồng thời, tốc độ co ngót của gốm sứ cần được kiểm soát trong quá trình thiêu kết để đảm bảo độ chính xác về kích thước của sản phẩm cuối cùng.
Kích thước hạt của nguyên liệu thô: Kích thước hạt của nguyên liệu thô cho gốm sứ trong suốt có tác động trực tiếp đến độ chính xác về kích thước của nó. Nếu sự phân bố kích thước hạt của nguyên liệu thô không đồng đều thì kích thước của sản phẩm gốm sứ sẽ không ổn định. Vì vậy, trong quá trình sản xuất, cần lựa chọn nguyên liệu có kích thước hạt đồng đều và kích thước hạt phù hợp và sàng lọc nghiêm ngặt.

Quá trình đúc: Quá trình đúc là mắt xích quan trọng ảnh hưởng đến độ chính xác về kích thước của gốm sứ trong suốt. Các phương pháp đúc khác nhau (chẳng hạn như đúc khuôn, ép đùn, phun vữa, v.v.) có tác động khác nhau đến độ chính xác của kích thước. Khi lựa chọn quy trình đúc, nên lựa chọn hợp lý dựa trên hình dạng sản phẩm, yêu cầu về độ chính xác về kích thước và kích thước lô sản xuất.

Hệ thống nung: Nung là một phần quan trọng trong quá trình sản xuất gốm sứ trong suốt. Một hệ thống nung phù hợp là rất quan trọng để cải thiện độ chính xác về kích thước của gốm trong suốt. Đường cong nhiệt độ, thời gian nung, không khí nung và các yếu tố khác sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác về kích thước của gốm trong suốt. Trong quá trình sản xuất, cần xây dựng hệ thống đốt hợp lý dựa trên tình hình thực tế và quá trình nung phải được giám sát theo thời gian thực để đảm bảo hệ thống đốt hoạt động ổn định.

Thiết bị và dụng cụ: Độ chính xác của thiết bị và dụng cụ sản xuất cũng sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác về kích thước của gốm sứ trong suốt. Ví dụ, độ chính xác của khuôn, dụng cụ cắt, v.v. ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước của sản phẩm gốm sứ.

Kiểm tra và kiểm soát chất lượng: Để đảm bảo độ chính xác về kích thước của gốm sứ trong suốt, cần thiết lập một hệ thống kiểm tra và kiểm soát chất lượng hoàn chỉnh trong quá trình sản xuất.

6. Tốc độ làm nguội: Trong quá trình chuẩn bị gốm trong suốt, tốc độ làm nguội có tác động quan trọng đến cấu trúc bên trong của nó. Làm nguội quá nhanh có thể gây ra ứng suất bên trong hoặc nứt, trong khi làm nguội quá chậm có thể gây ra sự kết tinh hoặc các tạp chất khác.

Có rất nhiều khó khăn trong quá trình chuẩn bị gốm trong suốt và nhiều khía cạnh như nguyên liệu thô, quy trình, thiết bị và môi trường chuẩn bị cần phải được xem xét toàn diện. Chỉ thông qua đổi mới công nghệ liên tục và tích lũy kinh nghiệm thực tế, vật liệu gốm trong suốt chất lượng cao mới có thể được tạo ra.