Xu hướng phát triển của ngành công nghiệp gốm sứ hiện nay

Xu hướng phát triển của ngành công nghiệp gốm sứ hiện nay
Một nhà máy sản xuất gốm sứ theo dây chuyền hiện đại.

Nhiệm vụ chủ yếu của công nghệ sản xuất gốm sứ là bảo đảm cho sản phẩm làm ra đạt những tính chất yêu cầu của vật liệu, bảo toàn hình dạng và sự nguyên vẹn của sản phẩm trong quá trình chế tác và nung luyện. Bài viết này Gomsuu nêu sơ đồ tổng quát về ảnh hưởng của nguyên liệu và các công đoạn công nghệ lên vi cấu trúc và tính chất của sản phẩm gốm sứ.

Việc nghiên cứu có hệ thống trong lĩnh vực gốm sứ bắt đầu từ thế kỷ 19. Bước sang thế kỷ 20 đã có những bước phát triển vượt bậc nhờ ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật, chẳng hạn trong những lĩnh vực sau:

Nghiên cứu ứng dụng và nâng cao tính chất vật liệu gốm sứ truyền thống: làm cho gốm bền hơn dưới tác động của môi trường, bền nhiệt độ cao, bền hóa học và có những tính chất quý khác như chống thấm lỏng và cách khí, cách nhiệt v.v… Cùng với việc mở rộng sử dụng năng lượng điện, vật liệu gốm cũng tìm được ứng dụng trong lĩnh vực kỹ thuật điện nhờ tính cách điện.  Để nâng cao độ bền cơ và độ bền điện của sứ nguwofi ta đã đưa thêm vào phối liệu các nguyên liệu gầy chẳng hạn như thạch anh nghiền mịn, các nguyên liệu silic, mullit hay corumdon.

Nghiên cứu các loại vật liệu gốm sứ mới có tính năng kỹ thuật mới: được bắt đầu đẩy mạnh từ những năm 30 của thế kỷ 20. Có thể nêu lên một số ví dụ cho hướng này như sau:

Gốm oxyt titan dùng làm chất điện môi, và sau đó là một loạt gốm titanat khác với nhiều tính chất điện môi khác nhau đã được nghiên cứu và sản xuất ở quy mô công nghiệp. Việc tiếp tục đẩy mạnh nghiên cứu đã cho hra đời các thế hệ vật liệu gốm oxyt mới có độ bền cơ và độ bền hóa rất cao ngay cả ở nhiệt độ cao. Trong ngành điện tử, các vật liệu gốm trên cơ sở Al2O3, BeO, titanat, ferit, đất hiếm và gốm steatit có ứng dụng rộng rãi.

Phát triển các loại gốm kết cấu, chẳng hạn như gốm SiC tái kết tinh, Si3N4… và các loại gốm khác sử dụng trong điều kiện khắc nghiệt.

Phát triển các loại gốm sứ có khả năng thay thế vật liệu kim loại và polymer dùng trong ngành chế tạo máy, công nghiệp sản xuất ô-tô, hàng không vũ trụ… Chẳng hạn việc phát triển động cơ bằng gốm cho xe hơi. Nhờ được làm bằng gốm, động cơ có thể hoạt động ở nhiệt odoj cao hơn và làm giảm dáng kể tiêu hao nhiên liệu.

Phát triển các vật liệu gốm mới sử dụng vào các mục đích hoàn toàn không truyền thống, như làm chất mang của bộ xúc tác làm sạch khí thải ô-tô, gốm hấp thụ neutron, gốm xử lý chất thải hạt nhân (dùng gốm oxyt cũng như không oxyt).

Nghiên cứu vi cấu trúc của sứ, ảnh hưởng của nguyên liệu và công nghệ lên vi cấu trúc và tính chất của sứ: người ta đã sử dụng những phương pháp và thiết bị thí nghiệm hiện đại nghiên cứu vi cấu trúc vật chất rắn, xác định tính chất vật liệu ròn, sử dụng các phương pháp thống kê, đánh giá kết quả thí nghiệm đáng tin cậy.

Tìm công nghệ sản xuất phù hợp với các nguồn nguyên liệu khác nhau, phù hợp với sự biến đổi chất lượng của nguồn nguyên liệu.

Nghiên cứu tiết kiệm năng lượng và nguyên vật liệu trong sản xuất: cố gắng cải tiến tối ưu công nghệ hiện có, phát triển các bài phối liệu mới tiêu tốn ít năng lượng hơn, số lần nung ít hơn, nhiệt độ nung thấp, thời gian nung ngắn hơn. Muốn vậy, phải nghiên cứu sâu sắc bản chất các quý trình công nghệ, quá trình nung, từ đó đề xuất cải tiến công nghệ làm giảm nhu cầu năng lượng, giảm lượng chất thải ra môi trường, nâng cao tính ổn định của chất lượng sản phẩm.

Kết quả hướng nghiên cứu này là đã tìm ra các bài phối liệu có nhiệt độ nung thấp hơn cho gốm sứ dân dụng, xây dựng và ngay cả gốm kỹ thuật; sử dụng kỹ thuật nung nhanh (như trong sản xuất tấm ốp lát); sử dụng phương pháp ép đẳng tĩnh (để tạo hình các sản phẩm gốm sứ dân dụng có bề mặt phẳng như đĩa, bát v.v…)

Nghiên cứu sử dụng hiệu quả chất thải công nghiệp, và các nguồn nguyên liệu kém chất lượng hơn.

Như vậy, chúng ta thấy rằng kỹ thuật sản xuất gốm sứ hiện đại hoàn toàn không thể tách rời những nghiên cứu cơ bản, kiến thức lý thuyết sẽ được kiểm chứng bằng thực nghiệm, cũng như ngược lại, thực tế sản xuất sẽ cho phép xây dựng nên cơ sở lý thuyết hoàn chỉnh và mang tính hoa học cho ngành công nghệ sản xuất gốm sứ.

Tại các nước công nghiệp phát triển, việc nghiên cứu vật liệu gốm sứ mới trở thành một bộ phận không thể tách rời của việc phát triển công nghệ trong hàng loạt ngành như chế tạo máy, luyện kim, kỹ thuật điện v.v… Họ có ngành công nghiệp gốm sứ tiên tiến, nền công nghiệp hóa chất phát triển mạnh cung cấp đầy đủ các loại nguyên liệu tổng hợp cần thiết, có khá đủ nguồn nguyên liệu chất lượng cao, bảo đảm sản xuất đáp ứng cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu.

Việt Nam là nước đang phát triển, việc định hướng phát triển đúng đắn cho ngành gốm sứ nói riêng cũng như ngành vật liệu nói chung là hết sức quan trọng. Trong nhiều năm qua, chúng ta đã tăng cường tiếp thu công nghệ mới, nhập nhiều dây chuyền sản xuất hiện đại, bên cạnh đó cũng phát triển song song các làng nghề thủ công truyền thống với những sản phẩm độc đáo. Tuy nhiên, việc đầu tư trọng điểm để nghiên cứu đón đầu trong ngành vật liệu nói chung cũng như vật liệu ceramics nói riêng phải được coi trọng, tạo điều kiện cho sự phát triển vượt bậc của nền kinh tế nước ta trong tương lai.

Gomsuu,

Ghi rõ nguồn https://gomsuu.com khi trích dẫn bài viết.

Leave a comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *