Khi nhắc đến đồ gốm sứ, chúng ta có thể nghĩ ngay đến hình ảnh một khối đất sét được đặt trên chiếc bàn xoay và người nghệ nhân sẽ dùng đôi bàn tay tạo hình, trang trí rồi đưa vào lò nung thành thành phẩm. Nhưng trên thực tế, đồ gốm sứ còn có thể sản xuất rất nhiều vật liệu khác nhau và hình dạng của chúng cũng rất phức tạp. Gần đây, các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Bắc Carolina (Hoa Kỳ) đã phát triển một phương pháp tạo hình đồ gốm sứ vừa tiết kiệm được năng lượng sử dụng để sản xuất, vừa giảm được giá thành và cũng rất thân thiện với môi trường.
Theo Viện gốm sứ Hoa Kỳ, gốm sứ có thể được tạo thành từ mọi loại chất vô cơ, không có kim loại rắn, bằng cách nung nóng sau đó làm lạnh ngay. Các chất liệu cấu thành gốm sứ gồm có silicon cacbua, vonfam cacbua, titan cacbua và nhiều chất khác. Bên cạnh đồ gia dụng thì gốm sứ còn được sử dụng làm tấm cách nhiệt, điện, bu gi đánh lửa, pin nhiên liệu, áo giáp chống đạn, tua bin gas...
Có rất nhiều phương pháp tạo hình cho gốm sứ nhưng nhìn chung đều theo xu hướng sử dụng rất nhiều nhiệt. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã tìm ra cách chế tác không dùng đến nhiệt mà thay vào đó là một dòng điện. Họ đã lợi dụng một khiếm khuyết về cấu trúc gọi là biên hạt - nơi những tinh thể với các nguyên tử được sắp xếp thành hàng theo nhiều hướng khác nhau bên trong vật liệu. Các biên hạt này đều mang điện tích. Theo TS Hans Conard: "Nếu chúng tôi đưa một điện trường vào vật liệu, nó sẽ tương tác với điện tích tại biên hạt và khiến các tinh thể trượt đối chiều nhau dọc theo biên. Từ đây, việc thay đổi hình dạng của gốm sứ sẽ trở nên dễ dàng hơn cũng như các ứng lực cần thiết để tạo hình cho sản phẩm sẽ xấp xỉ bằng 0". Trong một số trường hợp, đối với mỗi cm vật liệu chỉ cần một dòng điện có điện thế từ 25 đến 200 V và chúng ta có thể lấy được dòng điện này từ các ổ cắm trên tường thông thường.
Theo nhóm nghiên cứu, nếu quy trình này trở nên phổ biến thì các nhà sản xuất sản phẩm gốm sứ có thể thực hiện dây chuyền sản xuất của mình theo hướng hiệu quả nhất, ít tốn năng lượng, nhiên liệu, chi phí rẻ hơn và ít ô nhiễm môi trường.
Một biên hạt là một bề mặt giữa 2 hạt trong vật liệu đa tinh thể. Các biên hạt sẽ phá vỡ chuyển động sai lệch của hạt tinh thể trong vật liệu. Vì vậy, để vật liệu trở nên cứng hơn thì buộc phải giảm kích thước vi tinh thể. Các biên hạt có xu hướng làm suy giảm tính dẫn điện và nhiệt của vật liệu. Biên hạt có năng lượng mặt phân giới cao nhưng liên kết khá yếu, do đó tính chất này của biên hạt còn được áp dụng trong các vật liệu cứng chống ăn mòn và kết tủa.
(Tinhte)
(Tinhte)
