گیلاس سرخ

صنعت کاشی و سرامیک

سال نو مبارک
نویسنده : مهندس علی محمد آیت اللهی - ساعت ٤:۳۳ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٢/۱/۱

 درود برفرزندان پارس ومیراث داران کورش بزرگ,آغاز سال 7035 آریایی,3751 زرتشتی،2572 هخامنشی و1392خورشیدی مبارک

یادم باشد که زیبایی های کوچک را دوست بدارم حتی اگر در میان زشتی های بزرگ باشند

یادم باشد که دیگران را دوست بدارم آن گونه که هستند ، نه آن گونه که می خواهم باشند

یادم باشد که هرگز خود را از دریچه نگاه دیگران ننگرم

که من اگر خود با خویشتن آشتی نکنم هیچ شخصی نمی تواند مرا با خود آشتی دهد

یادم باشد که خودم با خودم مهربان باشم

چرا که شخصی که با خود مهربان نیست نمی تواند با دیگران مهربان باش


comment نظرات ()
سرامیک
نویسنده : مهندس علی محمد آیت اللهی - ساعت ٤:۳٠ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٢/۱/۱

 

سرامیک

به مواد (معمولاً جامد)ی که بخش عمدهٔ تشکیل دهندهٔ آنها غیرفلزی و غیرآلی باشد، سرامیک گفته می‌شود.

این تعریف نه‌تنها سفالینه‌ها، پرسلان(چینی)، دیرگدازها،محصولات رسی سازه‌ای، ساینده‌ها، سیمان و شیشه را در بر می‌گیرد، بلکه شامل آهنرباهای سرامیکی، لعاب‌ها، فروالکتریک‌ها، شیشه-سرامیک‌ها، سوخت‌های هسته‌ای و ... نیز می‌شود.

تاریخچه

برخی آغاز استفاده و ساخت سرامیک‌ها را در حدود ۷۰۰۰ سال ق.م. می‌دانند [۱] در حالی که برخی دیگر قدمت آن را تا ۱۵۰۰۰ سال ق.م نیز دانسته‌اند.[۲] ولی در کل اکثریت تاریخ‌نگاران بر ۱۰۰۰۰ سال ق.م اتفاق نظر دارند.[۳] (بدیهی است که این تاریخ مربوط به سرامیک‌های سنتی است.)

ریشه لغوی

واژهٔ سرامیک از واژهٔ یونانی کراموس (κεραμικός) گرفته شده‌است که به معنی سفال یا شیء پخته‌شده‌است.

طبقه‌بندی سرامیک‌ها

سرامیک‌ها از لحاظ کاربرد به شکل زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

  • سرامیک‌های سنتی (سیلیکاتی)
  • سرامیک‌های مدرن (مهندسی)
    • سرامیک های اکسیدی
    • سرامیک های غیر اکسیدی

سرامیک‌های اکسیدی را از لحاظ ساختار فیزیکی می‌توان به شکل زیر طبقه‌بندی کرد:

  • سرامیک‌های مدرن مونولیتیک (یکپارچه)
  • سرامیک‌های مدرن کامپوزیتی

انواع سرامیک‌ها:

سرامیک‌های سنتی

این سرامیک‌ها همان سرامیک‌های سیلیکاتی هستند. مثل کاشی، سفال، چینی، شیشه، گچ، سیمان و ...

سرامیک‌های مدرن

این فرآورده‌ها عمدتاً از مواد اولیهٔ خالص و سنتزی ساخته می‌شوند. این نوع سرامیک‌ها اکثراً در ارتباط با صنایع دیگر مطرح شده‌اند.

سرامیک‌های اکسیدی

برخی از پرکاربردترین این نوع سرامیک‌ها عبارت‌اند از:

تیتانیا یا دی اکسید تیتانیوم یکی از اکسیدهای مهم مورد استفاده در صنعت است که در طبیعت به دو صورت آناتاز و روتایل یافت می‌شود

اکسید آلومینیوم یا آلومینا (Al2O3) یکی از مواد سرامیکی مهم است که دارای کاربردهای متنوعی در زمینه‌های مختلف می‌باشد. در میان خواص مختلف و برجسته آلومینا می‌توان به خواص مکانیکی مانند استحکام فشاری بالا و سختی بالای آن اشاره نمود.

 خواص

در جدول زیر به برخی از خواص فیزیکی و مکانیکی آلومینا با درجات خلوص مختلف اشاره شده‌است.

 

برخی ازخواص فیزیکی و مکانیکی آلومینای ٪۸۶ تا ٪۹/۹۹

خواص / خلوص

Saphire

۹۹٪ (تبلور مجدد)

۹۹٫۹٪

۹۷٫۵٪

دانسیته(g.cm-۳)

۳٫۹۸۵

۳٫۹

۳٫۹

۳٫۷۸

استحکام فشاری(MPa)

۲۱۰۰

۲۶۰۰-۲۲۰۰

۲۶۰۰-۲۲۰۰

۲۵۰۰-۱۷۵۰

مدول گسیختگی(MPa)

۲۶۰

 

۴۰۰-۳۲۰

 

سختی ویکرز (kgf.mm-۲)

۳۰۰۰-۲۵۰۰

۱۶۵۰-۱۵۰۰

۱۶۵۰-۱۵۰۰

۱۶۰۰-۱۵۰۰

کاربردها

سختی بالای آلومینا، مقاومت در برابر سایش را موجب می‌گردد. از این رو از آن در موارد مختلفی مانند پوشش‌های مقاوم به فرسایش لوله‌ها و مجراها، پمپ‌ها و شیرآلات، و غلاف‌های هدایت کننده الیاف، سیم‌ها و غیره استفاده می‌گردد.

آلومینا به دلیل سختی زیاد در درجه حرارت‌های بالا به عنوان نوک ابزار برش فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرد (اگرچه در این مورد استفاده از کامپوزیت‌های زمینه آلومینایی حتی با خواص بهتر معمول‌تر است)

آلومینا، پر مصرف‌ترین ساینده مورد استفاده می‌باشد، که عموماً در مورد آلیاژهای آهنی، مواد با قابلیت کشش بالا و چوب به کار می‌رود. همچنین از آلومینا به عنوان ماده آسیاب کننده در محدوده‌ی وسیعی از فرایندهای کاهش اندازه ذرات استفاده می‌شود

زیرکونیا یا اکسید زیرکونیوم (ZrO۲) یکی از اکسیدهای پرکاربرد در صنعت است.

کاربرد

به عنوان مات کننده در تمام درجات حرارتی به کار برده می‌شود. انواع سیلیکات فریت شده آن مانند: سیلیکات کلسیم، زیرکونیوم، منزنیم، سیلیکات، زیرکونیوم و سیلیکات‌های تجارتی مانند: زیرکوپاکس (Zirco pax)، سوپر پاکس (Super pax)، اوپاکس (Opax) و غیره تولید و ساخته می‌شود. این تولیدات از اکسید قلع ارزانتر است و مصرف دو برابر این مواد میزان ماتی دلخواه ایجاد می‌کند.

 

کربنات منیزیم (MAGNESIUM CARBONATE , Mgo . co۲)

ترکیبات اکسید منیزیم به صورت یک ماده دیرگداز در لعابهای با درجه حرارت پایین باعث ایجاد ماتی و کدری بیشتری می‌شود. با اضافه کردن آن به لعابهای با درجه حرارت بالا ، اکسید منیزیم مانند فلاکس عمل کرده و موجب ایجاد سطحی نرم و کِره مانند (لطیف) می‌شود . رنگهای آبی کبالتی در لعابهی منیزیم دار به رنگ بنفش و صورتی تبدیل می‌شود.

. سولفات منیزیم یا نمک اپسم (MAGNESIUM SULFATE ۷H۲o یا EPSOM SALTS , Mgo ,so۳)

از رسوب لعاب در ظرف جلو گیری می‌کند . به مقدار یک قاشق در هزار گرم لعاب معمولاً کافی است.

سرامیک‌های غیراکسیدی

این نوع سرامیک‌ها با توجه به ترکیبشان طبقه‌بندی می‌شوند که برخی از پرکاربردترین آنها در زیر آمده‌اند:

  1. نیتریدها
  • BN
  • TiN
  • Si3N4
  • GaN
  1. کاربیدها
  • SiC
  • TiC
  • WC

و....

صنعت سرامیک

بازار سرامیک‌های پیشرفته در ایالات متحده امریکا در سال ۱۹۹۸ نزدیک به ۷۰۵ میلیون دلار بود که در سال ۲۰۰۳ به ۱۱ بیلیون دلار رسید.

 

خواص برتر سرامیک‌ها نسبت به مواد دیگر

  • دیرگدازی بالا
  • سختی زیاد
  • مقاومت به خوردگی بالا
  • استحکام فشاری بالا

کاربردهای مختلف مواد سرامیکی

در زیر کاربردهای رایج مواد سرامیکی به همراه چندنمونه از مواد رایج در هر کاربرد آورده شده‌است:

  1. الکتریکی و مغناطیسی
  1. سختی بالا
  • ابزار ساینده، ابزار برشی و ابزار سنگ‌زنی (2O3TiN-Al)
  • مقاومت مکانیکی (SiC- Si3N4)
  1. نوری
  • فلورسانس (Y2O3)
  • ترانسلوسانس(نیمه‌شفاف) (SnO2)
  • منحرف کنندهٔ نوری (PLZT)
  • بازتاب نوری (TiN)
  • بازتاب مادون قرمز (SnO2)
  • انتقال دهندهٔ نور (SiO2)
  1. حرارتی
  • پایداری حرارتی (ThO2)
  • عایق حرارتی (CaO.nSiO2)
  • رسانای حرارتی (AlN - C)
  1. شیمیایی و بیوشیمیایی
  • پروتزهای استخوانی P3O12(Al2O3.Ca5(F,Cl))
  • سابستریت (TiO2- SiO2)
  • کاتالیزور (KO2.mnAl2O3)
  1. فناوری هسته‌ای
  • سوخت‌های هسته‌ای سرامیکی
  • مواد کاهش‌دهنده‌ی انرژی نوترون
  • مواد کنترل کننده‌ی فعالیت راکتور

 

آزمون‌های غیرمخرب

آزمونهای غیر مخرب [۱] به مجموعه‌ای از روش‌های ارزیابی و تعیین خواص دستگاه‌ها و قطعات ساخته شده گفته می‌شود که هیچ‌گونه آسیب یا تغییر در سیستم ایجاد نکنند.

 کاربردها

آزمون‌های غیر مخرب دارای ‫کاربرد وسیعی در بسیاری از صنایع هستند. از آن جمله می‌توان موارد زیر را ذکر نمود:

روش‌ها

‫در این بخش متداول‌ترین روش‌های مورد استفاده در آزمون‌های غیرمخرب معرفی می‌شوند.

آزمون بصری و نوری

‫این روش پایه‌ای‌ترین، ابتدایی‌ترین و معمولاً ساده‌ترین روش آزمون کنترل کیفیت و پایش تجهیرات می‌باشد. در این روش مسئول کنترل کیفیت می‌بایست مواردی را بطور بصری چک کند. البته گاهی اوقات از دوربین‌هایی استفاده می‌شود که تصاویر را به رایانه فرستاده و رایانه عیوب را تشخیص می‌دهد.

رادیوگرافی

آزمون ‫رادیوگرافی به استفاده از امواج گاما و ایکس، که قابلیت نفوذ در بسیاری از مواد را دارا می‌باشند، برای بررسی مواد و تشخیص عیوب محصولات گفته می‌شود. در این روش اشعه ایکس و یا رادیواکتیو به سمت قطعه هدایت می‌شود و پس از عبور از قطعه بر روی فیلم منعکس می‌شود. ضخامت و مشخصه‌های داخلی باعث می‌شوند نقاطی در فیلم تاریکتر و یا روشن‌تر دیده شوند.

آزمون ذرات مغناطیسی

‫در این روش ذرات آهن بر روی ماده‌ای با خاصیت آهنربایی ریخته می‌شود و میدان مغناطیسی در آن القا می‌شود. در صورت وجود خراش و یا ترکی بر روی سطح و یا در نزدیکی سطح، در محل عیب قطب‌های مغناطیسی تشکیل می‌شود و یا میدان مغناطیسی در آن ناحیه دچار اعوجاج می‌گردد. این قطب‌های مغناطیسی باعث جذب ذرات آهن می‌شوند. در نتیجه وجود عیب را می‌توان از تجمع ذرات آهن تشخیص داد.

آزمون فراصوت

نوشتار اصلی: آزمون فراصوت

‫در این روش امواج فراصوت با فرکانس بالا و با دامنه کم به داخل قطعه فرستاده می‌شوند. این امواج پس از برخورد به هر گسستگی بازتابیده می‌شوند و قسمتی از این امواج به سمت حسگر رفته و حسگر آن را دریافت می‌کند. از روی دامنه و زمان بازگشت این امواج می‌توان به مشخصه‌های این گسستگی پی برد. از کاربردهای این روش می‌توان به اندازه‌گیری ضخامت و تشخیص عیوب موجود در قطعات نام برد.

آزمون مایعات نافذ

‫در این روش سطح قطعه با مایعی رنگی قابل مشاهده و یا فلورسنت پوشیده می‌شود. پس از مدتی این مایع در درون شکاف‌ها و حفره‌های سطحی قطعه نفوذ می کند. پس از آن مایع از سطح جسم زدوده می‌شود و ماده ظاهر کتتده به روی سطح پاشیده می‌شود. اختلاف روشنایی مایع نافذ و ظاهر کننده باعث می‌شود که عیوب سطحی به راحتی مشاهده شوند.

آزمون الکترومغناطیس

‫در این روش با استفاده از یک میدان مغناطیسی متغیر در یک ماده رسانا جریان الکتریکی گردابی القا می‌شود و این جریان الکتریکی اندازه‌گیری می‌شود. وجود گسستگی‌هایی مانند ترک در ماده باعث ایجاد وقفه در این جریان می‌شود و بدین طریق می‌توان به وجود چنین عیبی پی برد. در ضمن مواد مختلف دارای رسانایی الکتریکی نفوذپذیری متفاوتی هستند. بنابراین می‌توان بعضی از مواد را با این روش رده‌بندی نمود.

آزمون نشتی

‫روش‌های مختلفی برای تشخیص نشتی در مخازن تحت فشار و مانند آن، استفاده می‌شود که مهم‌ترین آنها عبارت‌اند از: گوشی‌های الکتریکی، گیج فشار، گاز و یا مانع نافذ و همینطور تست حباب صابون.

انتشار امواج صوتی

وقتی که ماده‌ای جامد تحت تنش می‌باشد، عیوب موجود در آن باعث ایجاد امواج صوتی با فرکانس بالا می‌گردند. این امواج در ماده منتشر شده و می‌توان توسط حسگرهای خاصی آنها را دریافت کرد و با تجزیه و تحلیل این امواج می‌توان نوع عیب، مکان و شدت آن را تعیین نمود.

 مقایسه روش‌ها

روش

کاربردها

معایب و محدودیت‌ها

مایعات نافذ

  • ‫نیاز به دسترسی به سطح مورد آزمایش
  • ‫عیوب حتماً باید در سطح، شکستگی ایجاد کرده باشند.
  • ‫ممکن است سطح نیاز به تمیزکاری داشته باشد
  • عیوب ترک مانند که بسیار باریک هستند، خصوصاً زمانی که تحت تأثیر نیرویی قرار گیرند که موجب بسته شدن آنها گردد و همچنین عیوب بسیار کم عمق به سختی قابل تشخیص هستند.
  • ‫عمق عیب قابل اندازه‌گیری نیست.

ذرات مغناطیسی

  • ‫مواد دارای خاصیت آهنربایی
  • ‫عیوبی سطحی و عیوب نزدیک به سطح با این روش قابل تشخیص می‌باشند.
  • قابل استفاده برای جوش، لوله، میله‌ها، مواد ریخته‌گری، مواد آهنگری، مواد اکستروژن شده، قطعات موتور، محورها و دنده‌ها
  • تشخیص عیوب تحت تأثیر عواملی مانند شدت میدان و جهت آن می‌باشد.
  • ‫نیاز به سطحی تمیز و نسبتاً هموار
  • ‫نیاز به بست نگهدارنده برای دستگاه ایجاد کننده میدان
  • ‫قطعه مورد آزمایش باید قبل از آزمون غیرآهنربایی شود که انجام این کار برای بعضی از قطعات و مواد دشوار است.
  • ‫عمق عیوب را نمی‌توان اندازه گرفت.

فراصوت

  • مواد فلزی و غیر فلزی و کامپوزیت‌ها
  • ‫عیوب سطحی و غیر سطحی
  • قابل استفاده برای جوش، اتصالات، میله‌ها، مواد ریخته‌گری، مواد آهنگری‫‫، قطعات موتور و هواپیما، اجزای ساختمانی، بتن، و همچنین بصورت گسترده‌ای برای تشخیص عیوب مخازن تحت فشار و لوله‌های انتقال نفت و گاز
  • ‫همچنین برای تعیین ضخامت و خواص مواد
  • ‫برای پایش فرسودگی
  • ‫عموماً تماسی است، گاهی بصورت مستقیم و گاه بواسطه محیط واسط
  • ‫نیاز به حسگرهای متفاوت برای کاربردهای مختلف؛ عموماً به لحاظ بازه فرکانسی
  • ‫حساسیت تابعی از فرکانس مورد استفاده است و بعضی از مواد به خاطر ساختارشان باعث پخش شدن قابل ملاحظه امواج فراصوت می‌گردند. امواج بازگشتی از این گونه امواج عموماً به سختی از نویز قابل تمیز است.
  • اعمال این روش ‫برای قطعات بسیار نازک دشوار است.

رادیوگرافی ‫نوترونی

  • باید ‫قطعه مورد آزمون بین منبع ساطع کننده اشعه و دریافت کننده آن قرار گیرد.
  • ‫اندازه راکتور تولید کننده اشعه بسیار بزرگ است.
  • ‫موازی قرار دادن اجزای آزمایش دشوار می‌باشد.
  • ‫خطرات تشعشع
  • ‫ترک‌ها باید به موازات اشعه‌ها قرار گسرند تا قابل تشخیص باشند.
  • ‫کاهش حساسیت با افزایش ضخامت قطعه

رادیوگرافیاشعه ایکس

  • ‫باید به هر دو وجه قطعه دسترسی داشت.
  • ‫نتایج آزمون تا حد زیادی وابسته به تعیین فاصله کانونی، ولتاژ و زمان قرارگیری در معرض تشعشع است.
  • ‫خطرات تشعشع
  • ‫ترک‌ها باید به موازات اشعه‌ها قرار گسرند تا قابل تشخیص باشند.
  • ‫کاهش حساسیت با افزایش ضخامت قطعه

رادیوگرافی گاما

  • ‫عموماً برای مواد ضخیم و با چگالی بالا استفاده می شود.
  • ‫برای تمامی اشکال و فرمها به کار می‌رود؛ ریخته‌گری، جوش، قطعات الکترونیکی، صنایع هوایی، دریایی و ‫خودروسازی
  • ‫معمولاً در جایی استفاده می‌شود که به علت ضخامت زیاد نمی‌توان از اشعه x استفاده کرد.
  • ‫باید به هر دو وجه قطعه دسترسی داشت.
  • ‫حساسیت این روش به اندازه اشعه x نیست.
  • ‫خطرات تشعشع
  • ‫ترک‌ها باید به موازات اشعه‌ها قرار گسرند تا قابل تشخیص باشند.
  • ‫کاهش حساسیت با افزایش ضخامت قطعه

‫الکترومغناطیس

  • فلزات، آلیاژها و مواد هادی الکتریسیته
  • برای رده‌بندی (Sorting) مواد
  • عیوب سطحی و نزدیک به سطح با این روش قابل تشخیص می‌باشند.
  • قابل استفاده برای لوله، سیم، یاتاقان، ریل، آبکاری غیر فلزی، قطعات هواپیما، دیسک و پره‌های توربین، محور اتومبیل
  • ‫نیاز به حسگرهای متفاوت برای کاربردهای مختلف
  • ‫علی‌رغم آنکه حسگرهای این روش غیر تماسی هستند اما می‌بایست حسگر در مجاورت قطعه در فاصله بسیار نزدیکی از آن قرار گیرد.
  • ‫نفوذ کم (معمولاً حدود ۵ میلی‌متر)

گرانروی

 

در این تصویر گرانروی مایع سبز بیشتر از گرانروی مایع روشن‌رنگ است.

 

 

گرانروی قیر ۱۰۰ میلیارد برابر آب است.

گِرانرَوی ، ویسکوزیته، یا لزجت عبارت است از مقاومت یک مایع در برابر اعمال تنش برشی. در یک سیال جاری (در حال حرکت)، که لایه‌های مختلف آن نسبت به یکدیگر جابجا می‌شوند، به‌مقدار مقاومت لایه‌های سیال در برابر لغزش روی هم گرانروی سیال می‌گویند. هرچه گرانروی مایعی بیشتر باشد، برای ایجاد تغییر شکل یکسان، به تنش برشی بیشتری نیاز است. به‌عنوان مثال گرانروی عسل از گرانروی شیر بسیار بیشتر است.

با افزایش دما لزجت سیالات مایع کاهش می یابدولی در گازها،قضیه برعکس است،البته درصد تغییرات آن برای سیالات مختلف متفاوت است.

انواع گرانروی

گرانروی پویا

گرانروی پویا (ویسکوزیتهٔ دینامیک) را با μ نشان می‌دهیم که به صورت زیر تعریف می‌شود:

.

[ویرایش] گرانروی جنبشی

گرانروی جنبشی (ویسکوزیتهٔ سینماتیک):

.

سقوط در سیال گرانرو

سرعت سقوط در سیال گرانرو از فرمول زیر بدست می آید:

 

که در آن

νs سرعت سقوط یا رسوبگذاری است.

R شعاع جسم درحال سقوط (به شرط کروی بودن جسم)

ρ چگالی جسم

ρL چگالی مایع گرانرو

η ضریب گرانروی[۱]

یکاها

مقادیر

گازها

گاز

C

[K]

T0

[K]

μ0

[10-6 Pa s]

هوا

120

291.15

18.27

نیتروژن

111

300.55

17.81

اکسیژن

127

292.25

20.18

کربن دی‌اکسید

240

293.15

14.8

کربن مونوکسید

118

288.15

17.2

هیدروژن

72

293.85

8.76

آمونیاک

370

293.15

9.82

گوگرد دی‌اکسید

416

293.65

12.54

هلیم

79.4 [۲]

273

19 [۳]

همچنین بنگرید [۱].

 

گرانروی آب

 

 

نمودار تابعیت گرانروی آب به دما

دما

[°C]

گرانروی

[Pa·s]

10

1.308 × 10−3

20

1.003 × 10−3

30

7.978 × 10−4

40

6.531 × 10−4

50

5.471 × 10−4

60

4.668 × 10−4

70

4.044 × 10−4

80

3.550 × 10−4

90

3.150 × 10−4

100

2.822 × 10−4

مایعات دیگر در دمای ۲۵ درجه سلسیوس

 

گرانروی[Pa·s]

گرانروی

[cP]

استون[۴]

3.06 × 10−4

0.306

بنزن[۴]

6.04 × 10−4

0.604

خون

3 to 4 × 10−3[۵]

1,37[۶]

castor oil[۴]

0.985

985

corn syrup[۴]

1.3806

1380.6

ethanol[۴]

1.074 × 10−3

1.074

ethylene glycol

1.61 × 10−2

16.1

گلیسرول

1.5

1500

HFO-380

2.022

2022

جیوه[۴]

1.526 × 10−3

1.526

متانول[۴]

5.44 × 10−4

0.544

نیتروبنزن[۴]

1.863 × 10−3

1.863

نیتروژن مایع @ 77K

1.58 × 10−4

0.158

propanol[۴]

1.945 × 10−3

1.945

روغن زیتون

.081

81

قیر

2.3 × 108

2.3 × 1011

سولفوریک اسید[۴]

2.42 × 10−2

24.2

آب

8.94 × 10−4

0.894

 

 

 

منابع

  1. موریس داماس. «مبانی تمدن صنعتی». تاریخ صنعت و اختراع. ترجمهٔ عبدالله ارگانی. ۱۳۶۲.
  2. P. Rado, An introduction to the technology of pottery, Pergamon Press, 1988
  3. یوسف مجیدزاده. «سفال برای باستان شناسان». ماهنامه فروهر. ۱۳۶۲. ۲،

  • Chiang, Y., Brinie, D.P., Kingery, W.D., Physical Ceramics, John wiley and sons, 1997.
  • Kingery W.D., Bowen, H.K., Uhlmann, D.R., Introduction to ceramics, John wiley and sons, 1976.
  • Yanagida, H., Koumoto, K., Miyayama, M., Yamada, H., The chemistry of ceramics, John Wiley and sons, 1996.

 

 


comment نظرات ()
رنگدانه های سرامیکی
نویسنده : مهندس علی محمد آیت اللهی - ساعت ٤:٢۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٢/۱/۱

 

 

رنگینه های زیر نما که با نام Translucent Pigments نیز نامیده می شوند شامل انواع رنگینه هایی است که به علت امکان عبور نور از میان آن ها شفاف و زیر نما هستند.پوشش هایی که با استفاده از این رنگینه ها تولید می شوند نیز می توانند نور را کاملاً عبور داده و زیر نما باشند.عامل موثر در شفاف بودن این رنگینه ها ظریف و نازک بودن ذرات آن در محدوده 15-2 نانو متر است و چنانچه اختلاف بین ضریب شکست رنگینه و محمل پوشش کم باشد، پوشش تولید شده نیز شفاف به نظر می رسد.....

رنگینه های شفاف

 

رنگینه های زیر نما که با نام Translucent Pigments نیز نامیده می شوند شامل انواع رنگینه هایی است که به علت امکان عبور نور از میان آن ها شفاف و زیر نما هستند.پوشش هایی که با استفاده از این رنگینه ها تولید می شوند نیز می توانند نور را کاملاً عبور داده و زیر نما باشند.عامل موثر در شفاف بودن این رنگینه ها ظریف و نازک بودن ذرات آن در محدوده 15-2 نانو متر است و چنانچه اختلاف بین ضریب شکست رنگینه و محمل پوشش کم باشد، پوشش تولید شده نیز شفاف به نظر می رسد.

رنگینه های شفاف
رنگینه های زیر نما که با نام Translucent Pigments نیز نامیده می شوند شامل انواع رنگینه هایی است که به علت امکان عبور نور از میان آن ها شفاف و زیر نما هستند. پوشش هایی که با استفاده از این رنگینه ها تولید می شوند نیز می توانند نور را کاملاً عبور داده و زیر نما باشند.عامل موثر در شفاف بودن این رنگینه ها ظریف و نازک بودن ذرات آن در محدوده 15-2 نانو متر است و چنانچه اختلاف بین ضریب شکست رنگینه و محمل پوشش کم باشد، پوشش تولید شده نیز شفاف به نظر می رسد. شفافیت رنگینه ها را می توان بر اساس آزمون DIN 55988 اندازه گیری نمود. یکی از نکاتی که در مراحل تولید و ساخت رنگینه های شفاف باید مورد توجه قرار دادجلوگیری از تجمع ذرات آن است.به این منظور در حین جداساری رنگینه ها از محلول نهایی از مواد افزودنی ضد تجمع یا لخته شدن ذرات مانند نمک های سدیم،اسیدهای چرب یا اکلیل آمین هااستفاده می گردد.رنگینه های شفاف غالباً دارای سطح ویژه حدود 100 متر مربع در گرم هستند و در رزین و محمل به سختی پراکنده می شوند. انواع رنگینه های شفافی که در حال حاضر در صنایع مختلف مصرف می گردد شامل اکسید های آهن، رنگینه های کبالتی، دی اکسید تیتان و اکسید روی می باشد.

اکسید های شفاف آهن
انواع اکسید های آهن شفاف شامل اکسیدهای زرد،قرمز، نارنجی و قهوه ای است.اکسیدهای آهن شفاف زرد رنگ،دارای ساختمان ژئوتیت هستند و با حرارت دیدن به اکسید آهن شفاف با ساختمان هماتیت تبدیل می شوند. چنانچه عملیات حرارت دهی به اکسید آهن زرد شفاف به تدریج صورت گیرد،ابتدا رنگ دانه نارنجی تولید شده و با افزایش حرارت نوع قرمز تولید می گردد.اکسید آهن نارنجی شفاف را می توان از اختلاط دو نوع قرمز و زرد نیز تولید نمود.اکسیدهای شفاف آهن به علت قابلیت جذب زیاد اشعه UV ، مقاومت نوری خوبی دارند و در صنایع رنگ و پلاستیک استفاده می شوند.این رنگینه ها در رنگ های متالیک کاربرد دارند و در تماس با رنگدانه آلومینیوم فلزی سازگاری مطلوبی از خود نشان می دهند.
1-اکسید آهن زرد شفاف این رنگینه بوسیله شیوه رسوب دهی Fe(OH)2 ویا کربنات فرو از محلول نمک آهن دو ظرفیتی بوسیله قلیا تولید می گردد و سپس به FeO(OH)که محصول نهایی است تبدیل می گردد.مرحله اکسیداسیون با استفاده از اکسیژنی انجام می گیرد که به درون راکتور واکنش تزریق می شود. عواملی که در فرایند تولید رنگینه شفاف آهن باید کنترل شوند عبارتند از:
- رقت زیاد محصول در حین رسوب گیری
- دمای پایین فرایند اکسیداسیون-کمتر از 25 درجه سانتیگراد
- زمان کوتاه فرایند اکسیداسیون-کمتر از 5 ساعت
اکسیداسیون رنگینه می تواند در محیط اسیدی و قلیایی صورت گیرد.از بین فرایندهای صنعتی تولید رنگینه شفاف زرد آهن، بهترین نتیجه در شیوه ای به دست آمده است که از محلول سولفات فرو هفت 6 درصد وزنی شروع شده است و به وسیله کربنات سدیم 85% به میزان 10% وزنی محلول،عملیات رسوب گیری انجام گرفته است. بعد از رسوب گیری باید حدود یک روز به محلول رنگینه فرصت داده شود و پس از آن صاف شده و خشک و آسیاب گردد.ذرات رنگینه شفاف آهن زرد،سوزنی شکل با طول 100-50 نانومتر و عرض 20-10نانومتر و ضخامت 5-2 نانومتر است.

2-اکسید آهن قرمز شفاف
این رنگینه شفاف از حرارت دادن رنگینه زرد آهن در یک کوره دوار و در دمای 500-400 درجه سانتیگراد تولید می گردد.راه دیگر تولید رنگینه اکسید آهن شفاف از طریق رسوب گیری مستقیم است.در این شیوه محلول نمک فرو در دمای 30 درجه سانتیگراد به رسوب Fe(OH)2و یاFe2O3 تبدیل شده و سپس اکسیداسیون بوسیله تزریق هوا و در مجاورت مواد کمکی مانند کلرورهای منیزیم،کلسیم و یا آلومینیوم صورت می گیرد.
اکسید آهن شفاف قرمز به شیوه دیگری نیز می تواند تولید شود وآن حرارت دادن محلول پنتا کربونیل آهن در حضور هوای اضافه و در دمای 800-580 درجه سانتیگراد می باشد.رنگینه اکسید آهن شفاف، سوزنی شکل و بصورت مخلوطی از فام ها قرمز و نارنجی است و طول ذرات حدود 10 نانومتر می باشد.
3-اکسیدآهن قهوه ای شفاف
اکسید آهن قهوه ای شفاف دارای ترکیب FeO,Fe2O3 می باشد و با روش رسوب گیری از محلول نمک آهن دو ظرفیتی بوسیله قلیای رقیق مانند سود یا کربنات سدیم تولید می شود.رسوب ایجاد شده شامل Fe(OH)2T، کربنات و اکسی هیدرات است که سپس به وسیله هوا اکسید می شود.
رنگینه آبی آهن شفاف رنگینه آبی آهن با نام میلوری نیز شناخته می شودنوعی از رنگینه آبی آهن که ذراتی کوچکتر از 20 نانومتر دارد و سطح رویه 100 متر مربع بر گرم، از انواع معمولی این رنگینه شفاف تر است. رنگینه آبی آهن شفاف به همان شیوه ای تولید می گردد که نوع معمولی آن ساخته می شود ولی تفاوت در رقت بسیار زیاد محلول در حین فرایند می باشد .آبی آهن شفاف در ساخت مرکب های چاپ مانند گراوور مصرف می گردد.
آبی کبالتی شفاف
این رنگینه به وسیله عملیات رسوب دهی هیدروکسید و یا کربنات کبالت و آلومینیوم از محلول نمک های مربوطه با استفاده از قلیا تولید می گردد. هیدروکسید یا کربنات ایجاد شده صاف شده و شستشو و خشک می گردد و سپس در دمای 1000 درجه سانتی گراد کلسینه می شود. باید توجه داشت که حین رسوب دهی رنگینه در راکتور ، محلول بسیار رقیق باشد و همچنین مواد قلیایی در راکتور توزیع یکنواختی داشته باشد. رنگینه آبی کبالت در مقابل نور و شرایط جوی بسیار مقاوم است و در ساخت رنگ های متالیک مصرف می شود.
سبز کبالتی شفاف
این رنگینه به روشی مشابه شیوه تولید آبی کبالتی شفاف تولید می گردد.از این رنگینه به عنوان فیلتر به عنوان لوله های اشعه کاتدی استفاده می شود.
دی اکسید تیتان شفاف
نوعی از دی اکسید تیتان که اندازه ذرات آن 30-10 نانومتر می باشد می تواند شفاف تر از TiO2 معمولی باشد.دی اکسید تیتان یا میکرو کریستال اولین بار در سال 1978 به مرحله تولید صنعتی رسید.
TiO2 میکرو کریستال کمتر به عنوان رنگینه سفید مصرف می گردد و به علت قدرت فوق العاده جذب اشعه UV، بیشتر به عنوان ماده افزودنی غیر سمی جاذب UV در ساخت مواد زیر مورد استفاده قرار می گیرد:
-در مواد آرایشی به ویژه کرم های ضد آفتاب
-در رنگ های خودرو به ویژه در تماس با رنگدانه آلومینیوم فلزی
-در لاک های شفاف و ورنی چوب
-در ساخت لاستیک سیلیکونی به عنوان پایدار کننده حرارتی دی اکسید تیتان روتایل میکرو کریستال که با توجه به نوع ماده اولیه از روش های مختلفی تولید می گردد.
مراحل تولید شامل رسوب دهی، خنثی سازی، صاف کردن، شستشو و خشک کردن و مرحله نهایی میکرونیزه کردن است.هر چه ذرات دی اکسید تیتان ریز تر شود،فعالیت نوری بیشتری نشان می دهد.
برای کاهش این فعالیت و همچنین بهبود مقاومت ذرات درشرایط جوی دی اکسید تیتان پوشش داده می شود.این پوشش ترکیبی از اکسیدهای معدنی مانند مانند اکسیدهای سیلیس، آلومینیوم، زیرکونیم و آهن است.Tio2 میکرونیزه قبل از خشک شدن نهایی به وسیله این مواد پوشش داده می شود.
دی اکسید تیتان آناتاز به وسیله هیدرولیز کلروتیتان در حرارت کمتر از 700 درجه سانتیگراد حاصل می شود.
اکسید روی شفاف
یکی از روش های صنعتی تولید اکسید روی شفاف استفاده از محلول سولفات روی-کلروروی به نسبت 1به2 می باشد.در راکتور واکنش به محلول های فوق سود و کربنات سدیم و آب تزریق می شود که منجر به تولید رسوب کربنات بازی روی می شود.رسوب چندین بار شسته می شود و بعد به شیوه پاشش خشک می شود.
اکسید روی شفاف به عنوان ماده محافظت در مقابل اشعه UV در تولید مواد آرایشی و رنگ ماربرد دارد.

 


comment نظرات ()
لعاب در بدنه های سرامیکی
نویسنده : مهندس علی محمد آیت اللهی - ساعت ٤:٢٦ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٢/۱/۱


لعاب در بدنه های سرامیکی

 

تعریف لعاب

لعاب قشرنازک شیشه ای یا شیشه مانند است که (در فرآیند لعابکاری) بر سطوح بعضی اجسام سرامیکی پوشش داده می شود. ماده ی تشکیل دهنده ی لعاب را که پودر بسیار نرمی است به وسیله ای روی جسم مورد نظر لعابکاری می کنند و سپس می پزند. لعاب، تمام سطح جسم سرامیکی را کاملاً به صورت یک پوشش نازک  می پوشاند. لعاب همیشه در دمای کمتری نسبت به بدنه های سرامیک،به حالت خمیری و مذاب در می آید،یعنی نقطه خمیری پایین تری دارد.

اهداف لعابکاری

به طورکلی بدنه های سرامیکی دارای تخلخل هستند. این بدنه ها در مقابل عوامل شیمیایی و تخریبی محیطی مقاومت کمتری دارند. و رفته رفته براساس وجود این عوامل تخریب می شوند از این رو وجود لعاب مناسب بر روی بدنه می تواند سرامیک را در مقابل عوامل شیمیایی و مکانیکی حفظ کرده و از خوردگی جلوگیری کند.                      
لعابکاری جسم سرامیک موجب تراکم،سختی، صیقلی شدن و رنگی شدن آن         می شود. ضمناً با متراکم شدن بدنه، امکان نفوذ مایعات و گازها به داخل بافت بدنه کم می شود و بنابراین بدنه تخریب نمی گردد.

 

تقسیم بندی لعابها

لعاب ها را براساس عوامل و ویژگی های متنوعی تقسیم بندی می کنند.که بنابر هدف انتخاب کننده نوع تقسیم بندی نیز می تواند متفاوت باشد. درحین انتخاب لعاب باید به این مسئله دقت کرد که بین ضریب انبساط بدنه و لعاب تناسب برقرار باشد. ضمناً ضریب انبساط بدنه از ضریب انبساط لعاب بیشتر باشد.

تقسیم بندی لعاب ها براساس ترکیب شیمیایی

الف) لعاب های سربی

1)  لعاب بدون بور
2) لعاب سربی ساده
3) لعاب سربی مخلوط 
4) لعاب محتوی برات

ب) لعاب های بدون سرب

الف) لعابهای براتی
ب) لعابهای بدون بور
ب. 1. لعاب با مقدار قلیایی بالا (لعابهای قلیایی)
ب. 2. لعاب با مقدار کمی قلیایی (لعابهای پرسلان)

تقسیم بندی لعاب ها براساس مقاومت در برابر عوامل شیمیایی

الف) لعاب های ضداسید
الف. 1. لعاب ضداسید معمولی
الف.2. لعاب ضداسید متوسط
الف.3. لعاب ضداسید ویژه (این نوع لعاب برای بدنه های پرسلانی و بدنه های منیریتی کاربرد دارد)
ب) لعاب های ضد بازی
ج) لعاب های مقاوم در برابر ترکیب شدن (لعاب های ترکیب ناپذیر)

تقسیم بندی لعاب ها براساس درجه حرارت

در این تقسیم بندی دمای ذوب مورد توجه است که از این روی این تقسیم بندی لعاب ها را به گروه های زیر تقسیم کرده است
الف) لعاب های معرق که دمای ذوبی در محدوده ی 780-880 درجه سانتیگراد دارند.
ب) لعاب های ترانسپارنت با محدوده ی ذوبی 980-1100 درجه سانتیگراد
ج) لعاب های اپک با دمای ذوب بین 1050-1150 درجه سانتیگراد
د) لعابهای مات با دمای ذوب بین 1050 تا 1200 درجه سانتیگراد
ع) لعاب های پرسلانی با دمای ذوب 1150 تا 1250 درجه سانتیگراد

تقسیم بندی لعاب ها براساس شفافیت و صیقلی بودن

خاصیت ترانسپارنتی

این خاصیت هنگامی به وجود می آید که نور به راحتی از جسم عبور کند. درمواد ترانسپارنت ضریب شکست خیلی پایین است. این خاصیت یکی از ویژگی های مهم و ذاتی مواد سرامیکی است.
لعاب های ترانسپارنت لعاب هایی هستند که نور براحتی از آنها عبور می کند. این لعاب ها برای بدنه های 100 درصد سفید و بدون رنگ مفید است زیرا کلیه ی عیوب بدنه از روی سطح لعاب نمایان است. امروزه استفاده از لعاب های ترانسپارنت در کشورهای پیشرفته فراموش شده است.

لعاب های اپک

لعاب هایی هستند که بر روی قطعات سرامیک زده می شوند. که این لعاب ها به خاطر کریستالیزه شدنشان، دارای پوشانندگی مناسب و ضریب شکست بالا هستند.

لعاب های مات

این گروه از لعاب ها دارای مقاوت بالایی در برابر عوامل شیمیایی هستند. سختی این لعاب ها نیز بالاست. در ترکیب این لعاب ها اکسید زیرکونیوم (zro2) و اکسید آلومینیوم استفاده می شود. البته اکسید روی نیز در حدود 1 تا 2 درصد به آنها اضافه می شود.

لعاب های پرسلان

لعاب های مورد استفاده در صنعت پرسلان (چینی آلات) به گونه ای طراحی می گردند که تحمل حرارتی بالایی نداشته باشند. این نوع لعاب ها بیشتر از ترکیبات اکسید آلومینیوم، سیلیکات زیرکونیوم، تالک و فلوسپات های پتاسیک ساخته شده اند البته در ساخت آنها از رس های دانه ریز کروی (مانند بال کلی) نیز استفاده می شود. این گونه لعاب ها به خاطر مقاومت به سایش بالا،مقاومت به ضربه بالا و استحکام بالای خود به لعاب های سالورسالت معروفند.

لعاب های معرق

این نوع لعاب ها دارای سختی کم، نرمی زیاد و مقاومت به خوردگی و انحلال بالا دارند.

لعاب های اِنگوب

این نوع لعاب ها بر روی بدنه هایی که رنگی هستند پوشانده شده که بعد از آن یک لعاب دیگر بر روی این لعاب اضافه می گردد. به این نوع لعاب ها، زیرلعاب (engube) نیز می گویند. این نوع لعاب حد وسطی میان بدنه و لعاب اصلی است و عیوب بدنه را اصلاح می کند.

تقسیم بندی لعاب ها براساس روش های تولید

الف) لعاب های خام
ب) لعاب های فریتی
ج) لعاب های تبخیری

لعاب های خام

با توجه به اسم این لعاب ها مشخص می گردد که این گونه لعاب ها خام اعمال می گردند در واقع ترکیبات اصلی این لعاب ها که شامل مواد اصلی و فرعی می گردد با آب مخلوط شده و با اضافه کردن الکترولیت آسیاب می شوند. پس از معین نمودن و تنظیم نمودن عوامل مؤثر لعاب (مانند دانسیته، رئوپوکسی، دیلاتنسی، رسیت و...)، لعاب از آسیاب خارج شده و پس از 48 ساعت ماندگاری در حوضچه ها استفاده می شود.
مهمترین الکترولیت های مورد استفاده در صنعت لعاب سازی عبارتند از:
الف) تری پلی فسفات سدیم (t.p.p.Na)
ب) متاسلولز کربوکسید (C.M.C)
ج) تروکالین
انتخاب نوع الکترولیت با توجه به وضعیت لعاب، قیمت الکترولیت و وضعیت بازار فروش الکترولیت صورت می گیرد

 (لعاب های فریت شده (فریتی

برای بهبود خواص لعاب ها آنها را پیش از اعمال بر بدنه فراوری می کنند به این لعاب فراوری شده لعاب فریتی یا فریت شده می گویند برای فریت کردن لعاب، مواد اولیه ی مناسب (با توجه به فرمول لعاب) خردایش می گردند و در کوره ای دوار ذوب و زنیتر می شوند مذاب حاصله از یکی از سمت های کوره ی دوار بداخل یک حوضچه ی آب ریخته می شود. این عمل باعث سدشدن سریع لعاب می گردد. لعاب حاصله خاصیت پلاستیسیته ی خود را از دست داده است و برای مهیا نمودن دوغاب لعاب از فریت اولیه باید فریت ها را با 8 تا 10 درصد کائولن و مقداری الکترولیت بداخل آسیاب بریزیم. و پس از خردایش مراحل شبیه به لعاب های خام می گردد.

 

لعاب های تبخیری

روش تولید این لعاب به گونه ای است که لعاب در یک محفظه (کوره) تبخیر می گردد. و به خاطر رسیدن به حالت اشباع بر روی سطوح مورد نظر رسوب می کند. این نوع روش اعمال لعاب و همچنین فرمول بندی در صنعت تولید سرامیک رنگین با پخت فشرده (سفالی فشرده) مصرف دارد و گاهی نیز برای قطعات سرامیکی مورد مصرف در صنعت شیمی به عنوان ظروف نگهداری اسید و و قلیایی ها،لوله های کانال فاضلاب، ظروف نگهداری اسید، شراب و سایر مواد الکلی به کار گرفته می شود زیرا این لعاب ها در مقابل بسیاری از اسیدها و عوامل محیطی کاملاً مقاوم و پایدار هستند. صنعت کاربرد این نوع لعاب ها بسیار قدیمی و امروزه نیز دارای اهمیت هستند. همانگونه که گفته شد این لعاب ها مانند سایر انواع لعاب به صورت دوغاب اعمال نمی گردد بلکه قبل از پخت بر روی اجسام لایه نشانی می گردد.

روش های اعمال لعاب

الف) روش اسپری کردن
ب) روش دیسکی
ج) روش بل
د) روش واتر فال (آبشاری)
ع) روش غوطه وری

روش اسپری کردن

دراین روش لعاب با استفاده از یک نازل بر روی قطعه اسپری می گردد. این روش بسیار حساس بوده و حتی یک فشار هوای محیط نیز می تواند پروسه ی اسپری کردن را مختل کند. عوامل مؤثر بر این روش عبارتند از:
الف) خواص دوغاب (لعاب) مانند دانسیته، رسیت، ویسکوزیته و یکنواختی
ب) قطر نازل دستگاه اسپری
ج) فشاراعمالی بر دوغاب
ع) فاصله ی پیسولت با سطح قطعه
برای جلوگیری از تأثیرات مخرب محیطی بر روی عمل اسپری دوغاب معمولاً بخش لعاب زنی از بخش های دیگر ایزوله می گردد. و عمل لعاب زنی در داخل کابین های مخصوصی انجام می شود.

 

 

روش دیسکی

در روش دیسکی یک بخش متحرک دیسکی مانند وجود دارد که قطعه از زیر آن حرکت می کند لعاب از سوراخ های تعبیه شده بر روی دیسک به روی قطعه قرار می گیرد.

روش بل

این روش بیشتر در بدنه های پرمساحت کاربرد دارد. لعاب های اعمالی به این روش معمولاً ویسکوزیته و دانسیته ی بالایی دارند. سطح لعاب تولیدی با این روش صیقلی است.

 (روش واترفال (آبشاری

این روش در لعاب های با ویسکوزیته و دانسیته ی پایین کاربرد دارد. در این روش دوغاب از یک ظرف خارج شده و به صورت آبشاری بر روی قطعه می ریزد. این روش برای قطعات با مساحت کم و مسطح مناسب است.

روش غوطه وری

برای لعاب زنی قطعات پیچیده از این روش بهره می گیرند. بیسکویت تولیدی وارد حوضچه ای از دوغاب شده و لعاب را به خود جذب می کند. وان حمام و سرویس های بهداشتی به این روش لعاب زنی می شوند.

 

 

 

عیوب بوجود آمده در لعاب ها

عیوب لعاب،خود را یا فوراً پس از پخت یا ابتدا پس از گذشت مدت زمانی که از کوره خارج گردیده است ظاهر می کند. در حالت دوم،اغلب نقایصی هستند که بر اثرتغیییراتی مانند انبساط که توسط جذب آب بدنه به مرور زمان حاصل می شود، یا تغییراتی دیگر مانند تبدیلات ملکولی و شیشه زدایی و... که آنها هم همچنین به مدت زمان زیادی احتیاج دارند.
یکی از مسائل مهم درلعاب،دمای تنش زدایی آن است. این دمایی است که در آن درجه شیشه ی تنش دار را با حرارت دادن مجدد (عملیات حرارتی) تنش زدایی و خنثی می کنند. در شیشه ها می توان تنش تشکیل شده را با حرارت دادن مجدد تنش زدایی کرد درحالی که این امکان برای مواد سرامیکی و لعاب ها وجود ندارد، ولی می توان طبق برنامه ای تنظیم شده از قبل درحین سرد کردن مواد سرامیکی این محدوده ی حرارت بحرانی را که لعاب منجمد و به بدنه متصل می شود تحت کنترل درآورد. در این محدوده حرارتی است که امکان به وجود آمدن تنش در لعاب و در نتیجه ترک می باشد.
سازگاری ضریب انبساط حرارتی لعاب و بدنه نیز در پیدایش نقوص و ترک ها مؤثرند. در واقع ترک ها هنگامی بوجود می آیند که یا اختلاف ضریب انبساط ها زیاد باشد و یا ضریب انبساط لعاب بزرگتر از ضریب انبساط حرارتی بدنه باشد. بر مبنای مباحث گفته شده مسأله ی ضریب انبساط حرارتی بدنه و لعاب یکی از مسائل مهم در لعاب کاری است.
یکی دیگر از مسائل مهم درجه ی نرمی ذرات لعاب است. در واقع کوارتز موجود در لعاب باید قبل از مخلوط شدن با سایر عناصرلعاب خوب سایش یابد و سپس با سایر عناصر لعاب نیز سائیده شود. در برخی موارد ترک هایی در لعاب پدید آمده که با سایش بیشترلعاب برطرف گشته است.
بنابرمطالبی که دربالا گفتیم می فهمیم که در صورتی که سایش کوارتز بیشترشود،ترک خوردگی لعاب کمتر می شود. با افزایش دمای پخت لعاب،ترک خوردگی کمتر می شود. البته می توان با سایش بیشتر کوارتز موجود در بدنه به مدت 40 تا 50 ساعت،دمای پخت لعاب را کاهش داد.
آسیاب نکردن مواد و یا کم بودن زمان آسیاب کردن مواد (چه در بدنه و چه در لعاب) موجب ایجاد عیوب در لعاب می گردد. ضمناً وجود مواد آلی در لعاب، وجود پیریت و سولفاتهای محلول موجب عیوب لعاب می گردد.
درزیر برخی از عیوب بوجود آمده در لعاب بیان شده است:

ایجاد سوراخ های سوزنی شکل

این سوراخ ها،حفره های مدوری هستد که از داخل بدنه شروع شده و به طرف بالا حرکت می کنند. این سوراخ ها بسیار ریز هستند. این سوراخ های لعاب را نیز تحت تأثیر قرار داده و در سطح لعاب ظاهر می شوند.
این عیب به خاطر وجود هوا در بدنه و یا دوغاب، وجود مواد آلی دربدنه و یا وجود مواد تولید کننده ی گاز مانند سولفاتها بوجود می آید.

شره کردن لعاب

لعاب های رقیق و آنهایی که به آسانی ذوب می شوند معمولاً باعث بوجود آمدن عیب شره کردن می شوند. برای جلوگیری از عمل شره کردن باید خصوصیات لعاب را تغییر داد. یعنی ویژگی های دوغاب را بهبود دهیم تا این عیب برطرف گردد.

جدایش لعاب

اغلب مشاهده می شود که در لعاب های سفید لکه های کوچکی بوجود می آید که حالت تیره ای دارند و در میان لعاب خودنمایی می کنند. این عیب به خاطر تشکیل جدایش در دوغاب پدید آمده است. این عیب با افزوده مقداری الکترولیت به لعاب برطرف می شود.

عدم یکنواختی لعاب

به وجود آمدن عیوبی همچون جمع شدگی، پوسته شدن و لوله شدن لعاب می تواند دلایل مختلفی داشته باشند. لعابکاری بر روی بدنه های با پخت اولیه با لعابی که بیش از حد خاصیت پلاستیکی دارد و یا لعابی که زیاده از حد پودر شده باشد این نقوص را ایجاد می کند.
سایش مناسب و یا افزایش درصد کمی بایندر به لعاب می تواند این عیب را برطرف کند. به طورکلی این عیب در اثر عدم چسبیدن مناسب لعاب و بدنه حاصل شده است که با اعمال تدابیربالا می توان این عیوب را بر طرف کرد.

ایجاد ترک و پریدگی

ترک بوجود آمده در لعاب را می توان با افزودن 3 الی 15 درصد از موادی همچون کربنات کلسیم، ولاستونیت، کربنات منیزیم،دولومیت، اکسیدروی، کوارتز یا کائولن برطرف کرد.

تبخیر و ماتی لعاب

دلیل اصلی این عیوب اغلب تولید گازهای گوگرد دار است که به ویژه خیلی به آسانی و به صورت پوشش یا قشر نازکی از سولفات تشکیل می شود. و بر روی سطح لعاب می نشیند. از جمله دلایل دیگر ماتی لعاب تغییر ضخامت لعاب در مکان های مختلف است که به خاطر بدی لعاب کاری و یا پیچیدگی شکل قطعه بوجود می آید.

 

مواد اولیه مورد استفاده در صنعت لعاب

یکی ازمسائل مهم در زمینه ی ساخت و فرمول بندی لعاب، توجه به مواد اولیه ی مورد مصرف در این صنعت است. علاوه بر شناخت این مواد باید تأثیرات آنها برخواص دوغاب و لعاب حاصله سنجیده شود. شناخت تأثیرات متقابل اکسیدها و مواد اولیه نیزجزء لاینفک لعاب سازی است. افزایش درصد ناچیزی از یک اکسید می تواند ایجاد عیوب مختلفی در لعاب حاصله کند که این عیوب باعث افت کیفیت محصول تولید و کاهش ارزش افزوده ی محصول می گردد. مثلاً استفاده از اکسید سدیم و اکسید کلسیم در لعاب اگر چه باعث زود ذوب شدن لعاب می گردد ولی از سوی دیگر به خاطر ضریب انبساط حرارتی زیاد این اکسیدها موجب ایجاد تر و پریدگی در لعاب می شوند. دراین میان اکسید سدیم اثرات نامطلوب بیشتری نسبت به اکسید کلسیم ایجاد می کند. افزودن بیش از حد کلسیم کربنات نیز باعث افزایش میل تبلور لعاب شده که این امرموجب ماتی لعاب می شود مقدار مجاز کلسیم کربنات بین 0.3 تا 0.35 مول می باشد. از سوی دیگر اضافه نمودن برخی از اکسیدها موجب بهبود خواص و کاهش عیوب لعاب می گردد مثلاً اضافه کردن درصد کمی اکسید استرانسیوم به لعاب باعث کاهش تولید حفره های سوزنی شکل و حالت پوسته تخم مرغی می شود. برای ایجاد خواص منحصر به فرد در لعاب نیز می توان از مواد خاص و با درصد بالا استفاده کرد مثلاً افزودن تالک به لعاب باعث افزایش مقاومت آن نسبت به خوردگی می شود. و یا افزودن اکسید آلومینیوم موجب افزایش نقطه ذوب لعاب می گردد. الومین (اکسید آلومینیوم) در کائولن و یاخاک رس چرب وجود دارد. و علاوه بر افزایش نقطه ذوب سبب شناوری بهتر مواد موجود در دوغاب می شود. در زیر مهم ترین اکسیدهای مصرفی در صنعت لعاب سازی را معرفی می کنیم.

 

اکسید فسفر (p2 o5)

این اکسید، روان کننده ای شدید است و مقدار کم آن در لعاب گرانروی را کاهش می دهد. این ماده به همراه اکسیدهای قلیایی و اکسید آلومینیوم تولید شیشه می کند. و یک ماده ی شبکه ساز محسوب می شود. برای ایجاد حالت کدری در لعاب می توان از این اکسید استفاده کرد.
یکی دیگر از ترکیبات فسفر که در صنعت لعاب کاربرد پیدا کرده است فسفات بور است. فرمول این ماده BPD4 می باشد و مصرف آن به طور روز افزون افزایش یافته است.

اکسید بور (B2 O3)

اکسید بور یک عامل شیشه ساز است. اکسید بور با تشکیل یک لایه ی میانی بین بدنه و لعاب، چسبندگی بدنه و لعاب را افزایش می دهد. این ماده به دلیل داشتن ضریب انبساط حرارتی پایین احتمال تشکیل ترک در لعاب را کاهش می دهد. همچنین استحکام مکانیکی و سختی را افزایش می دهد. مصرف اکسید بور (برات) تا مقدار 10 درصد (زیر 10 درصد) تنش های سطحی را کاهش می دهد.
اکسید بور به شکل های مختلفی به لعاب اضافه می گردد. مثلاً کربنات برات (cao. B2 D3)، برات روی (zno. 2B2O3)، فریت بور (از ذوب کردن برات و اسید بروریک و کوارتز حاصل می شود)

اکسید سیلیس (sio2)

این اکسید یک شبکه ساز است. اکسید سیلیسم مصرفی در صنعت سرامیک (لعاب سازی) باید خلوصی بالا داشته باشد و دارای ناخالصی آهن نباشد زیرا وجود آهن وضعیت رنگ لعاب را تحت تأثیر قرار می دهد. این اکسید به همراه سایر مواد مانند ولاستونیت،تالک، کائولن، فلوسپار نیز وجود دارد.

اکسید منیزیم (MgD)

این اکسید نیتریک اکسید شبکه ساز است. اضافه نمودن درصد کمی از این اکسید به لعاب باعث افزایش درخشندگی لعاب می گردد. درصد اکسید منیزیم نباید از 0.1 مول بالاتر رود زیرا باعث می شود لعاب به کندی ذوب شود. در صورتی که در بدنه ی سرامیک آهن وجود داشته باشد نباید در لعاب اکسید منیزیم بریزیم زیرا موجب کدر و چرک شدن رنگ لعاب می گردد.

اکسید روی (zno)

این اکسید یک اکسید شبکه ساز و تا حدودی دگرگون ساز است. اکسید روی خواص کشسانی لعاب را افزایش داده و دارای ضریب انبساط حرارتی کمی است. از این اکسید غالباً به عنوان ماده ی مات کننده در لعاب استفاده می شود.

اکسید زیرکن (zr o2)

این اکسید یک اکسید شبکه ساز است. این اکسید مقاومت شیمیایی لعاب را افزایش می دهد. یعنی آن را در مقابل عوامل بازی و اسیدی پایدار می کند. اکسید زیرکونیوم اثر کدرکنندگی خوبی دارد ولی به سختی ذوب شده و عیب پوسته تخم مرغی ایجاد می کند.

 

 

 

اکسید تیتانیوم (Ti o2)

این اکسید یک اکسید دگرگون ساز است. این اکسید بدلیل ضریب شکست نور بسیار بالا، قادر است حالت تیره کنندگی خوبی ایجاد کند. این اکسید تقلیل دهنده ی ترک در لعاب است و همزمان با آن مقاومت شیمیایی را نیز بهبود می دهد.

اکسید قلع (sn o2)

این ماده یک اکسید دگرگون ساز است. بهترین ماده ی کدرکننده ی لعاب،اکسید قلع است. این اکسید با لعاب با ترکیبات مناسب و همچنین با افزودن مواد دیگری، مانند اکسید تیتانیم و...، اثر کدرکنندگی مناسبتری نشان می دهد. اکسید قلع خاصیت الاستیکی لعاب را افزوده و مانع از تولید ترک های موئین می شود.

اکسید آلومینیوم

این اکسید در مواقعی شبکه ساز و در مواقع دیگر دگرگون ساز است. این اکسید جزء مواد نسوز است. یک از عامل های مهم در لعاب، داشتن شیب ذوبی زیاد است که با افزودن این اکسید این شیب پدید می آید و گسترده تر می شود.

اکسید باریم (BaD)

در صورتی که پخت لعاب در یک محیط اکسیدی انجام شود، این ماده را می توان به جای اکسید سرب (pbo) به کار برد. مقادیر کم این اکسید موجب براقیت لعاب می شوند و آن را بهبود می دهند ولی اگر درصد این اکسید زیاد شد اثر مات کنندگی دارد. این اکسید ماده ای سمی است و لعابهای حاوی این اکسید نیز سمی اند.
اگر چه این اکسید مشکلاتی برای لعاب در حین پخت ایجاد می کند ولی درهرصورت لعاب را سخت کرده و پایداری شیمیایی آن را تغییر می دهد.

اکسید استرانسیوم (sro)

این ماده به صورت کربنات مصرف می شود. و به صورت پودری سفید رنگ است. اضافه کردن مقادیر کم این ماده نیز خاصیت زود ذوبی ایجاد می کند. این ماده لعاب را از خطر بوجود آمدن حفره های سوزنی شکل حفظ می کند ولی احتمال بوجود آمدن ترک در این نوع لعاب ها افزایش می یابد.

اکسید کلسیم

انی ماده نیز اغلب به صورت کربنات مصرف می شود. این ماده مانند قلیایی ها اثر شبکه سازی دارد. و پایداری لعاب در برابر اسید را افزایش می دهد. افزودن این ماده باعث افزایش سختی لعاب نیز می گردد.

اکسید لیتیم (li2 o)

اکسید لیتیم به طور روزافزون در صنعت سرامیک مورد مصرف قرار داده شده است. درخشندگی لعاب های لیتیمی با افزایش مقدار آن نسبت به لعابهای بدون آن بیشتر است. علاوه بر کانی های طبیعی مانند لپیدولیت، پتالیت و اسپدومن تولید مصنوعی ترکیبات لیتیم دار نیز صورت می گیرد از جمله مهمترین ترکیبات لیتیم دار مورد مصرف در صنعت سرامیک که به صورت مصنوعی سنتز می شوند می توان به ترکیبات زیر اشاره کرد.
آلومینات لیتیم (LiAlo2)، لیتیم فلئورید (LiF)، کربنات لیتیم (Li2 co3)، کوبالتیت لیتیم (LicoO)، سیلیکات لیتیم (Li2 Sio3)، تیتانات لیتیم (Li2 Tio3)، سیلیکات زیرکونیوم لیتیم (2Lio2. zro. sio2)

 

 

اکسید سرب (pbo)

اکسید سرب از گروه اکسیدهای قلیایی است. این ماده به وفور در صنعت سرامیک مورد استفاده قرار می گیرد. این اکسید باعث حلالیت بهتر اکسیدهای رنگی می گردد. اما به خاطر اینکه اکثر اکسیدهای سرب سمی هستند سعی می شود حتی الامکان از اکسید سرب (pbo) استفاده نشود. و بیشتر از فریت شده ی آن استفاده می شود. ترکیبات سرب دار فریت شده سمی نبوده و یا سمیت آنها کمتر است. ولی همواره خطر تبخیرسرب موجود در لعاب وجود دارد. استفاده از ترکیبات سرب مانند اکسید سرب (pbo)، سرنج (pb3o4) و کربنات (pbco3) باعث بهبود خواص کشسانی لعاب شده و لعاب را نرم و انعطاف پذیر می کند.

 

قواعد کلی برای تهیه ی فریت:

برای تهیه لعاب اغلب مقداری فریت مورد استفاده است. مواد لعاب را موقعی فریت      می کنند که خواسته باشند مواد حل شونده در آب را بر سیلیکاتهای غیرمحلول تبدیل یا مواد سمی را به مواد غیرسمی تبدیل کنند. در موقع محاسبه مواد خام جهت تهیه ی فریت باید حتماً مقدار آب متبلور را در نظر گرفته و حساب کرد.

کربنات سدیم کلسینه شده، به ویژه در محیط مرطوب، مقدار زیادی آب به خود جذب و تشکیل هیدرات می دهد، بنابراین توصیه می شود از ذخیره و انبارکردن مقدار زیاد این مواد صرفنظر کرد یا بهتر است کربنات سدیم متبلور( )که پایداری نسبتاً بیشتری دارد مورد استفاده قرار گیرد(این مطلب در مورد بوراکس نیز صدق می کند)

تمام فریت ها باید محتوی کوارتز باشند و نسبت مقدار بازها بر کوارتز، از حداقل یک به یک و حداکثر از 1 بر 3 تجاوز نکند.

به فریت های قلیایی باید بر هر یک مول قلیایی حداقل 5/2 مول کوارتز اضافه شود، در غیر این صورت پس از فریت شدن مقداری از قلیایی به شدت در آب حل می شوند.      به منظور ممانعت کامل از حلالیت قلیایی ها نباید بیش از نصف مقدار مواد بازی، از قلیایی تشکیل شده باشد.

در سمت بازها به جز مواد قلیایی باید اغلب مقداری اکسید کلسیم و اکسید سرب وجود داشته باشد که در موقع فریت کردن سیلیکاتهایی غیر محلول تشکیل شود.

در فریتهای که غیر از مواد pbo،  و اسیدبوریک مواد دیگری مانند  وجود دارد، می توان نسبت   به  را از 1 به 5/1-1 تغییر داد. در موقع فریت کردن مواد محتوی اسیدبوریک باید حتماً مقدارفراریت اسیدبوریک توسط بخار آب تشکیل شده را در نظر گرفت.

برای تولید فریتهای قلیایی خاکی جهت کارهای مخصوص می توان در طرف بازها در فرمول زگر غیر ازمواد قلیایی مقداری اکسید کلسیم اضافه کرد. این اکسید بر رنگ فریت تاثیر نمی گذارد ولی اثرات مناسبی بر روی لعاب دارد.

اضافه کردن مقدار کمی  تا اندازه ای که رنگ را تغییر ندهد مفید است به منظور  اجتناب و پیشگیری از تبخیر بیش از حد سرب در فریت سیلیکات سرب خالص توصیه   می شود به مقدار بسیار کمی   به مواد لعاب اضافه کرد.

با مواد مانند قلیایی ها، zno و همچنین  و به اندازه  کافی از  و  و بدون استفاده از وجود pbo، فریت پایه خوبی برای لعاب فوق را بدست آورده اند.

که با اضافه کردن سیلیکات زیرکون بر آن تولید رنگ سفید مطلوبی می کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

انواع لعاب ها :

 

1)لعابهای پوششی :

اینگونه لعابها یک حالت تیره و کدر کتتده دارند وچون سطح بدنه را طوری می پوشانند که رنگ بدنه دیگر قابل مشاهده و رویت نیست لذا آنها را به عنوان لعابهای پوششی می نامند .

این حالت کدری لعاب بر اثر تابش و شکست نور در نتیجه برخورد آن با ذرات بسیا ریز و پراکنده موجود در لعاب به وجود می آید

 

2)لعاب های مات :

اینگونه لعاب ها به سطح بدنه های سرامیکی حالت ماتی می بخشند .

لعاب مات معمولا مکانیسم لعاب پوششی را دارد یعنی بدنه را طوری می پوشانند که از رنگ قطعه چیزی دیگر دیده نمی شود وارزش بدنه را بدین ترتیب افزایش می دهد.با استفاده از لعابهای مات می توان خاک های رس بسیار ارزان قیمتی را که سفید پخت نیستند برای تهیه وتولید مواد بدنه ها به مقدار زیادی مصرف کرد .

 

3) لعاب های  نفوذی :

درصنعت سرامیک نرم در بسیاری موارد برای دکور وتزئینات بدنه سرامیکی از لعابهای نفوذی استفاده می شود . اینگونه لعاب ها همانطور که از نام انها مشخص است در هنگام پخت به علت رقیق بودن وآسان ذوب شوندگی شان در لعاب همجوار خود نفدذ می کنند .

اغلب دراین حالت ابتدا قطعات سرامیکی را با یک نوع لعاب سخت ذوب شونده غلیظ به عنوان لعاب پایه لعابکاری وسپس با لعاب نفوذی آن را تزئین ونقاشی کرد وآن را می پزند .

 

4)لعاب های ترک دار :

نوعی لعاب هستند که در سطح آنها پس از پخت مقدار معینی ترک به وجود می آید برای این منظور مواد تشکیل دهنده بدنه باید فاقد آهک بوده وهمچنین مقدار کوارتز محتوی آن کم باشد .

از این جهت دراین گونه لعاب ها باید ضریب انبساط حرارتی را افزایش دادوای زمانی اتفاق می افتد که مقدار مواد Na2O ،  K2Oرا بالا برده وهمزمان با آن مقدار کوارتز کاهش داده شود .

 

5)لعاب های بلوری :

اغلب لعاب های ذوب شده در سطح قطعه حتی اگر هم به کندی سرد شده باشد هیچگونه عمل تبلوری انجام نمی دهد .وآن بصورت آمورف شیشه ای منجمد می شود .در لعابهای معمولی گرانروی و در نتیجه اصطکاک داخلی به قدری زیاد است که برای یونها مزاحمت ایجاد می شود و نمی توانند به راحتی متبلور شوند . از این جهت برای تشکیل بلور باید گرانروی تا جای امکان پائین باشد .

 

6)لعابهای پوسته ای یا لعابهای لکه ای :

لعابهای پوسته ای لعابهایی هستند که به صورت پوسته یا لکه های مجزا در زمینه لعاب ظاهر      می شوند .

روشهای گوناگونی وجود دارد که بتوان چنین لعابهایی تهیه کرد . ساده ترین روش آن اضافه کردن مقداری اکسیدسخت ذوب شونده به لعاب صاف پخت است که این اکسید در مذاب لعاب به صورت شناورومعلق باقی ماندهوپس از انجماد پوسته ای به نظر می رسد.

البته می توان این لعاب صاف را توسط اکسیدهای رنگ کننده رنگ کرد.

 

 

7)لعابهای انقباضی :

این نوع لعابها نیز به عنوان لعابهای پوسته ماری یا لعابهای رگی شکل معروف اند.

اینگونه لعابها در حین ذوب شدن برروی بدنه سرامیکی به شدت جمع می شود به طوریکه در اثر این انقباض شکلهایی مشابه شبکه رگها یا پوست مار حاصل می شود ، در حالیکه قشر لعاب زیری یا بدنه سرامیکی کاملا ظاهر می شود .این لعاب ها بیشتر برای تزئینات و دکوراسیون ، در صنعت لعاب به کار برده می شوند .

 

 

8)لعابهای احیایی :

لعابهای احیایی اغلب لعابهی رنگی هستند که بر اثر واکنش احیایی ، در اکسید رنگ کننده آن تعویض ظرفیت انجام می شود وتغییر رنگ می دهد که این واکنش در محیط پخت اکسیدی صورت نمی گیرد .

تقسیم بندی لعابهای احیایی طبق زیر است :

7       لعابهای لوستر ( زرین فام)

8       لعابهای سلادون

9       لعابهای قرمز چینی

10 لعابهای ویژه احیایی دیگر

 

 

 

 

 

 

تاثیرات اکسیدها بر روی لعاب

 

اکسید کبات( )

اکسید کبالت ماده ی بسیار سختی است و به سادگی قابل آسیاب کردن است به همین جهت استفاده از کربنات کبالت مناسبتر است. همچنین به آسانی در لعاب  حل می شود. با افزایش تدریجی مقدار ترکیبات در لعاب، رنگهای آبی کمرنگ تا آبی تیره به وجود می آید. معمولا اغلب رنگهای آبی مختلف از مخلوط ترکیبات کبالت با  است و حتی مقداری zno همراه دارد. در اینجا اکسید آلومنیوم به عنوان رقیق کننده ی رنگ آبی موثر است.

 

اکسید مس( Cuo)

مخلوطی از این اکسید و لعاب سربی نسبت به ترکیب شیمیایی لعاب، می توان انواع رنگهای سبز را به وجود آورد. رنگ آبی مخصوص، معروف به آبی ایرانی را می توان فقط توسط مخلوطی از این اکسید و لعاب قلیایی قوی بدون سرب تولید کرد.

اگر به یک لعاب مسی سبز رنگ مقداری اسید بوریک اضافه کنند، رنگ این لعاب فیروزه ای می شود و با اضافه کردن 8 الی 10 درصد قلع به همین لعاب، شدت رنگ فیروزه ای بیشتر می شود. با جانشین کردن مواد بازی دیگر(به ویژه قلیایی ها) بجای pbo به لعاب، رنگ لعاب به سوی آبی سبز رنگ تمایل پیدا می کند و بارسیدن لعاب به حد قلیایی کامل رنگ آن تماماً آبی می گردد.

 

اکسید کروم( )

اکسید کروم لعاب را معمولاً به رنگ سبز در می آورد و حتی در دماهای زیاد این رنگ پایدار است با افزایش اکسید روی در این نوع لعابها اثر رنگبری داشته و رنگ سبز را به رنگ خاکستری مایل به سبز چرک تاپ و نهایتاً به قهوه ای تغییر می دهد. بنابراین برای تولید رنگهای کرومی سبز، مواد لعاب باید فاقد اکسید روی باشند.

اکسید کروم در لعابهای قلیایی رنگ سبز می دهد، این اکسید لعابهایی قلیایی بوراتی را همچنین به رنگ سبز سطح لکه ای شکل به وجود می آورد.

اکسید آهن(Feo سیاه رنگ،  قرمز رنگ،  سیاه رنگ)

اکسید آهن لعابها را در محیط پخت اکسیدی به ترتیب به رنگ زرد و سپس به رنگ قرمز قهوه ای و رنگ قرمز شرابی و نهایتاً به رنگ قهوه ای تغییر می دهد. همین اکسید در محیط پخت احیائی رنگهای دیگری مانند خاکستری مایل به آبی تا خاکستری تیره به وجود می آورد. با اشباع شدن اکسید آهن در لعاب بر خلاف منگنز و ترکیبات آن در سطح آن حالت فلزی ظاهر نمی شود. ولی فقط سطح لعاب مات است.

 

 

اکسید منگنز( )

این ماده  دارای رنگ قهوه ای تیره،تا سیاه است و بر اثر دما اکسیژن خود را آزاد می کند و در محیط اکسیدی بر و  و  بالاخره به   Mno تبدیل می شود بنابراین با اضافه کردن  بر لعاب و نسبت به ترکیب شیمیایی و همچنین محیط کروی، تشکیل حبابهای هوا را می دهد.

ترکیبات منگنز برای تولید رنگهای قهوه ای، بنفش و سیاه در لعابها مورد مصرف دارد. جدیداً نیز برای رنگ صورتی جهت تولید پرسلان های صورتی رنگ از منگنز استفاده  می شود.

رنگدانه های سرامیکی دمای کاربردشان در لعاب 150تا c200 پایین تر از دمای سنتر آنهاست. اگر می خواهیم رنگدانه ها را در لعاب در c1200 استفاده کنیم باید در دمای 1350 تا c 1400 پخت نماییم.

انگوب: پوششی است که بر روی سطح بدنه می تواند اعمال شود بدین معنا که در تمامی محصولات سرامیکی لزوماً از انگوب استفاده نمی کنند.

هدف از اعمال انگوب رسیدن به سه موضوع اساسی است:

1-پوشاندن رنگ بدنه

2-کاهش بروز عیب pinhol و خانواده آن

3- بهبود تطابق ضریب انبساط حرارتی لعاب و بدنه

 

هدف کلی آزمایشات انجام شده:

1-شناسایی اکسیدهای رنگی و رنگهای حاصل از آن در مواجهه با اکسیدهای رنگی دیگر و رنگهای حاصل از ترکیب یک اکسید یا ترکیب دو یا چند اکسید در لعاب اپک و ترانس

2-آشنایی با طرز تهیه فریت و چگونگی ذوب و تبدیل آنها و طرز بکارگیری فریتها در لعابها و رنگ بعد از پخت آنها

3- آشنایی با طرز تهیه رنگدانه های سرامیکی و شکل های بکارگیری این مواد در لعاب

4-طرز تهیه انگوب و نحوه ی پوشاندن رنگ بدنه

5-نحوه ی لعاب زنی بر روی بدنه های سرامیکی

6- تاثیر اکسیدهای مختلف در اپک کنندگی

7- و ...

 

 

وسایل موردنیاز در کارگاه لعاب و دکور:

1-هاون چینی

2-ترازو با دقت  gr01/0

3-آب فشان

4- پلاک های خود ساخته از جنس کائولین نرم کوپان

5-پلاک های تهیه شده از گرانول کاشی کف

6- اکسیدهای رنگی موردنیاز

7-اتیلن گلیکول

8-آب گرم

9-CMC

10- و . . .

 

لعاب های اپک : (لعابهای پوششی، لعاب های تیره یا غبارآلود کننده)

این گونه لعابها یک حالت تیره و کدرکننده دارند و چون سطح بدنه را طوری می پوشانند که رنگ بدنه دیگر قابل مشاهده و رویت نیست لذا آنها را به عنوان لعابهای پوششی      می نامند.

این حالت کدری لعاب در اثر تابش و شکست نور در نتیجه ی برخورد آن با ذرات بسیار ریز و پراکنده ی موجود در لعاب به وجود می آید.

به طور کلی 4 امکان برای به وجود آوردن این حالت یا فار پوششی (کدری) لعاب وجود دارد:

2       ساده ترین روش، اضافه کردن مقداری مواد بسیار ریز (زیر 2 میکرون) بر لعاب های شفاف  است که در حین پخت حل نشده یا به مقدار جزئی حل می شود در این روش اکسید قلع بهترین ماده ی پوششی و عمل کدر کنندگی لعاب را انجام می دهد.

3       امکان دیگر به وجود آوردن حالت پوششی لعاب، عمل تبلور و تشکیل بلورهای کوچک در حین انجماد است. برای مثال سیلیکات زیرکن به فرمول  را در دمای بالا با مواد روان کننده ای ذوب و دفعتاً سرد کرده که این حالت یک فریت شیشه ای به وجود می آید. ابتدا این فریت در حین پخت لعاب بر روی بدنه عمل تبلور و تشکیل بلورهای  بسیار کوچکی می دهد که آنها سبب حالت     تیره گی با پوششی لعاب می گردد.

4       امکان بعدی تیره کردن لعاب، به وجود آوردن دو فاز مایع غیرمخلوط شونده است مانند حالت کدرکنندگی اکسید بور مصروف بر پوشش بوری

5       پوشش دادن لعاب با ترکیب دو و یا سه روش فوق بطور توام.

کدر یا تیره کردن لعاب توسط  به وجود آوردن لعابهای هوا به طوریکه شکست نور متفاوتی به وجود آید، این یکی دیگر از روشهایی که تاکنون در عمل مورد استفاده نداشته است. مواد اصلی تیره کننده ی لعاب بطوری که لعاب پوششی به وجود آیند عبارتند از:

 

 

اکسید کلسیم و اکسید روی ترکیب با اکسیدبور( )

هرچه مقدار اختلاف عدد ضریب انکسار نور بین فاز مایع و فاز تشکیل دهنده ذرات کوچک بیشتر حالت پوششی لعاب نیز افزایش می یابد.

در زیر ضریب انکسار چند ماده ی کدرکننده ی لعاب آورده می شود:

اکسیدها معمولاً دارای ضریب انکسار بزرگتری نسبت به شیشه(50/1 الی 55/1) هستند.

غیر از ضریب انکسار زیاد این مواد، حلالیت بسیار کم و کوچک بودن ذرات این اکسیدها حالت پوششی را بر مراتب مناسبتر می کند.

برای مثال اکسید تیتان بزرگترین ضریب انکسار را دارد و در روان کننده های مختلف به ویژه قلیایی ها تا حدی حل می شود و عمل تیره کنندگی نسبتاً کمتری نشان می دهد.

بنابراین حلالیت لعاب اثر زیادی بر مقدار یا درجه ی کدر شدن لعاب دارد. با توجه به اینکه نوع مواد تیره کننده نیز موثر است.

آزمایش شماره یک و نتیجه: شناسایی اکسیدهای رنگی

1-طرز زدن لعاب بر روی پلاک

2- ابتدا اکسیدهای رنگی را طبق نسبتهای داده شده توزین کرده سپس به مقدار مشخص لعاب اپک و همچنین لعاب ترانس بر آنها اضافه می کنم.

3- به صورت ترساب آنها را ساییده البته باید توجه داشته باشیم که از مقدار زیادی آب استفاده نکنیم که فقط بدنه ما را خیس کند.

4- سطح پلاک با سمباده صاف کرده و با یک دستمال  نم دار گرد و غبار روی آن را پاک می کنیم.

5- و سطح پلاک را داخل لعاب فرو برده تا لعاب جذب بدنه گردد به طوریکه ضخامت لعاب 20/1-10/1 ضخامت بدنه گردد.

6- دور پلاک را برای اینکه لعاب در کوره پس از ذوب شره نکند با یک تیغ تمیز        می کنیم و برای پخت در کوره قرار می دهیم. و پس از خروج از کوره پلاک ها را با توجه به ترکیب آنها با هم مقایسه می کنیم.

 

نتیجه گیری:

لعاب اپک با 6 درصد اکسید رنگی               لعاب ترانس با یک درصد اکسید رنگی

کبالت= بنفش مایل به خاکستری                                  -

منگنز=                             -                                               -

آهن= سبزی روشن                                          سبز کمی روشن تر از اپک لعاب

نیکل= طوسی تیره سطح لعاب                             -

کروم= سبز تیره با سطح لعابی به صورت پوست تخم مرغی

مس= سفید استخوانی البته کامل ذوب نشده

خطا:

1-در توضیح باید عارض شویم که تعدادی از پلاک ها موجود نمی باشد

2- خطا در توزین

3- در هنگام پلاک زدن  سری اول به دلیل بی تجربگی لعاب نگرفتگی سطح پلاک را داشتیم.

شرح و نتیجه گیری آزمایش شماره 2: شناسایی اکسیدهای رنگی به صورت دوتایی

 شرح مطابق آزمایش شماره یک با این تفاوت که این آزمایش دو اکسیدی است و از هر کدام از کسیدها به میزان 01520/0 با لعاب ترانس مخلوط می کنیم.

نتیجه گیری:

1-آهن – کبالت= طوسی کمرنگ با نقطه های آبی سطح لعاب ناصاف حالت جمع شدگی هم دارد.

2- آهن نیکل=   کرم مایل به قهوه ای باعیوبBubbl Pinhol جمع شدگی لعاب

3-آهن- کروم=   سبز لجنی- سطح لعاب جمع شده است.

4- آهن –مس=   سرمه ای عیب جمع شدگی در وسط لعاب

5-آهن منگنز=     شیری با سطح خال خال

 

6- کبالت- نیکل=   سبز آبی

7- کبالت کروم=   آبی سبز با خال خال طوسی

8- کبالت- مس=   بنفش روشن با عیب pinholl

9- کبالت- منگنز=  آبی تیره متمایل به بنفش خال خال بنفش روشن

10- نیکل- کروم=   سبز سدری جمع شدگی لعاب

11- نیکل- مس=    قهوه ای با  توده ی آبی روشن سطح لعاب ناصاف

12- نیکل – منگنز=  نخودی

13- کروم مس=      سبز پررنگ با توده های سبز کم رنگ

14-کروم منگنز=    سبز کم رنگ با رگه های سبز پررنگ توده ی قهوه ای pinholl

15-مس منگنز=     نقره آبی

شرح و نتیجه گیری آزمایش شماره 3: فریت سازی و تهیه لعابهای فریتی

 

                               

 

 

 

 

 

                               

 

ترکیب فریتها به شرح زیر می باشد:

فریت  شماره 3( )

---------------

 

فریت  شماره 3( )

30% 

6/23% 

5/32%   اسید بوریک

9/13% 

150 cr

 

------------------

 

------------------

 

-----------------

18% 

34% 

24% 

12% Fk=

7% L=

5% C=

150 cr

 

 

طرز تهیه فریت های بالا:

2       فرمولاسیون بالا را هر یک به صورت جداگانه  توزین کرده و به صورت       خشک ساب، سابیده به طوری که زیر هاون وجود ذرات احساس نشود.

3       مواد مخلوط شده را در داخل بوته دیرگداز ریخته و در کوره های فریتی در دمای 800 تا900 ذوب کرده و بلافاصله مذاب بدست آمده را در آب می ریزیم(باید توجه داشته باشیم که مذاب را به صورت گلوله در داخل آب سرد نریزیم که وسط آن سریعاً سرد نشود)

4       فریت بدست آمده پس از سرد شدن به صورت پودر بدست آورده به طوریکه از الک مش 325 عبور کند

5       فریت های بدست آمده را طبق فرمول های داده شده(که در صفحات بعد می آید به صورت ترساب طبق آزمایشات قبل لعاب تهیه کرده و بر روی پلاک اعمال         می کنیم.

 

 

ش 30

ش 14

شماره 16

شماره 20

شماره 3

شماره 3

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ش 66

ش 32

ش 62

     

 

نتیجه گیری:

لعاب شماره 2=    شیری متمایل به زرد، سطح لعاب ناصاف

لعاب شماره 3=   شیری متمایل به زرد، به نظر ما وجود 10 درصد  به عنوان عامل اپک کنندگی  زرد این ها را افزایش داده است. فلدسپات پتاسیک به عنوان عامل گداز آور ویسکوزیته مذاب لعاب را کاهش داده بنابراین سطح لعاب شماره 3 صاف تر از سطح لعاب شماره 2 می باشد.

لعاب شماره 20=  رنگ طلایی تیره به دلیل وجود آهن و مس رنگ این بلاک زرد    لعاب شماره 16=   مشکی با ته نمای سفید به دلیل اضافه شدن کبالت به ترکیب و افزایش میزان مس رنگ این لعاب تیره شده است.

لعاب شماره 14=   رنگ مشکی باته نمای قهوه ای. به دلیل اضافه شدن مقداری منگنز     ته نمای قهوه ای گرفته است.

لعاب شماره 30=    رنگ عدسی روشن. تا حدی در کناره ها ترک مشاهده شده

لعاب شماره 62=  رنگ زیتونی تیره(خردلی تیره) که تغییر رنگ با اضافه کردن  ایجاد شده

لعاب شماره 32= قهوه ای با توده های سبز – ترکدار. مس دلیل تغییر رنگ و حذف منگنز

لعاب شماره 106= قهوه ای روشن- سطح ترک دار-  دلیل تغییر رنگ

 

آزمایش شماره 4= ساخت انگوب

1-لعاب ترانس موجود در کارگاه رابرداشته

2- از لعاب ترانس به عنوان اینکه دارای خواص لعاب باشد و از کائولین زنوز سوپر دارای خواص بدنه استفاده می کنیم(انگوب)

این دو را با نسبتهای داده شده مخلوط کرده و به روشهای قبل بر روی پلاکها همانند لعاب انگوب را اعمال می کنیم.(پلاکها باید با گرانول کاشی زده شود تا رنگ بدنه تیره باشد و خاصیت انگوب مشخص گردد)

شرح و نتیجه گیری آزمایش شماره 5

 ساخت رنگینه و اعمال آن به صورت زیرلعابی، درون لعابی، رولعابی

1       مواد اولیه را باتوجه به فرمولاسیون رنگینه موردنظر توزین کرده طبق دستورالعمل خاص که ترساب یاخشک ساب یا خاص آنها را ساییده تا زیرهاون دیگر حس نشود . پس در کوره در دماهای مورد نظر پخت کرده(برای پخت رنگینه ها را در داخل بوته می ریزیم).

2       درون لعابی= لعاب ترانس را برداشته و یک درصد از هر رنگینه به طور جداگانه با 5گرم لعاب ترانس مخلوط کرده و طبق دستورالعمل آنها را می سابیم و همانند روش لعاب زنی بر روی پلاکها اعمال می کنیم.

3       زیرلعابی: مقداری رنگدانه را در آب حل کرده و می سابیم تا کاملاً حل شود بعد با قلمو بر روی سطح پلاک به صورت قشری نازک به طوریکه در هنگام لعاب زدن مشکلی ایجاد نشود و لعاب تیز جذب بدنه نشود.

4       رو لعابی: بر روی یک کاشی از پیش لعاب خورده، رنگینه ها را در داخل محلول اتیلن گلیکول حل کرده و با قلمو بر روی کاشی یک خط  می اندازیم سپس داخل خشک کن قرار می دهیم تا شره نکند و با رنگینه های دیگر مخلوط نشود و سپس برای پخت داخل کوره می گذاریم.

 

 

آزمایش شماره 6: باید جایی فریت شماره 3 به جای ترکیب لعاب فریتی 1 و 2

شرح آزمایش:

شرح آزمایش  همانندشرح آزمایش شماره 3 با همان ترکیبات با این تفاوت که به جای فریت 1 و 2 از فریت 3 استفاده می کنیم.

نتیجه:

پلاک در دسترس نبود یا گم شده  یا به سرعت رفته؟!!

آزمایش شماره 7: تهیه ی لعاب های اپک با نسبت های متفاوت اکسیدها.

شرح آزمایش:

1- ترکیبات را با نسبت ها یا درصدهای موردنظر با cr5  لعاب ترانس مخلوط کرده( از هراکسید) و طبق روشها لعاب زنی=== بر روی پلاک ها لعاب مورد نظر را اعمال می نماییم.

نتیجه گیری:

  حاله ای از رنگ بدنه را پوشانده است.

 در آن عیب جمع شدگی ایجاد شده رنگ لعاب شیری شده است.

 حاله ای از رنگ بدنه را پوشانده است.

 رنگ بدنه را به طور کامل پوشانده است.

 رنگ بدنه را پوشانده و لکه های طوسی که رنگ در سطح لعاب مشاهده شده pinholl مشاهده شود.

 به دلیل کشش سطحی بالای آن جمع شدگی در سطح لعاب تا حدی رنگ بدنه را پوشانده است.

 رنگ بدنه را پوشانده است.

 تا حدی رنگ بدنه را پوشانده است( در صورت حاله)

 رنگ بدنه را کاملاً پوشانده است.

 پوشانده اما کمی از رنگ بدنه مشخص است.

زنور 10%  رنگ بدنه را نپوشانده

زنور 5%

 کمی رنگ بدنه را پوشانده است

 رنگ بدنه را نیز پوشانده

 رنگ بدنه را پوشانده است.

 خیلی کم رنگ بدنه را پوشانده است.

 


comment نظرات ()
پرسلان ها
نویسنده : مهندس علی محمد آیت اللهی - ساعت ٤:٢۳ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٢/۱/۱

پرسلان ها


واژه ی پرسلان به محدوده ی وسیعی از محصولات سرامیک گفته می شود که دمای پخت بالایی دارند. علت پخت پرسلان ها در دمای بالا این است که می خواهیم ماهیت زجاجی ( شیشه ای ) در پرسلان پدید آید. و همچنین خواصی چون پشت نمایی ( translucence ) و تخلخل کم را بدست آوریم.
از میان همه ی محوصلات پرسلانی، محصولات آشناتر عبارتند از:
1) چینی آلات غذاخوری
2) پرسلان های تزئینی (شکل 1)
3) دندانهای مصنوعی پرسلان dental crowns
4) عایق های الکتریکی electrical insulators
5) چینی آلات بهداشتی
معمولاً پرسلان های سفید و غیر سفید به دو صورت لعاب دار و بدون لعاب تولید می شوند. هنگامی که بیسکویت (بدنه) در دمای بالایی پخته می شود، و تخلخل آن به صفر می رسد، دیگر نیازی به لعاب کاری نبوده و نوع بدون لعاب پرسلان ها تولید می شود.
اگر چه واژه ی پرسلان و چینی معمولاً معادل تصور می شود ولی این دو واژه یکی نیستند. این دو نوع سرامیک در دو خاصیت یکسانند یکی آنکه هر دو حالت زجاجی (vitreous) دارند و تخلخل بسیار پایینی دارند و دیگری اینکه هر دو این سرامیک ها را می توان با و یا بدون لعاب تولید و استفاده کرد. به هر حال چینی یک پرسلان است که جزء پرسلان های نرم طبقه بندی می گردد. این پرسلان دارای بدنه ای نازک می باشد و نرم است به صورتی که به راحتی آن را می توان با یک سوهان برید. در حالی که پرسلان ها را اینگونه نمی توان برید. این امر به خاطر این است که پرسلان های واقعی در دمای بالاتری نسبت به چینی ها پخت می شوند. در واقع پرسلان های واقعی در دمای 1454 درجه سلسیوس پخت می شوند، در حالی که چینی ها در دمای 1204 درجه سلسیوس. همانگونه که گفتیم پرسلان ها سخت تر هستند از این رو پرسلان ها را در کاربردهای صنعتی و پزشکی استفاده می کنند در حالی که کاربرد چینی آلات تنها در بخش های خانگی و استفاده های تزئینی است. علاوه بر این، در حالی که پرسلان ها همواره دارای پشت نمایی (translucent) هستند. ولی ظروف چینی غیرشفاف (opaque) هستند.

تاریخچه


امروزه ما حضور چینی آلات را در بسیاری از جاها احساس می کنیم این بدنه های سرامیکی که طنین خاصی در هنگام ضربه زدن به آنها ایجاد می شود، در همه ی جاهای زندگی روزمره دیده می شوند. در وسایل غذاخوری (table wares)،؛ لوله های فاضلاب و حتی کاشی های سفینه فضایی، پرسلان ها وجود دارد. با گذشت زمان این مسئله فراموش شده است که برای روزگاری دراز، پرسلان یک ماده ی کمیاب بوده است. و وسایل پرسلانی به عنوان یک گنجینه تلقی می شده است. در آن زمان پرسلان تنها در کشورهای آسیایی تولید می شد.
توسعه ی پرسلان در کشور چین در سال 600 میلادی اتفاق اتفاد. این شاهکار حرفه ای، نتیجه ای از ترکیب قابلیت پخت کوره ها در دمای بالا (1250 تا 1400 درجه سلسیوس) با کشف خاک کائولن (نوعی ماده ی رسی) و سنگ پرسلانی (porcelain stone) بود. در قرن سیزدهم با مخلوط شدن سنگ و خاک رس، دوام قطعات پرسلانی تولیدی و نرمی آنها بیشتر شد. و با این مسئله تولید پرسلان به مرحله ای بالاتر صعود کرد. کِندی (kendi) یا رگ آبی (water vessel) یکی از پرسلان های اولیه است که در سونگ جنوبی وجود دارد و جزء پرسلان های سلسله ی کوئینگ بای (dynasty qingbai) بوده است. این پرسلان از سنگ چینی و رس ساخته شده است.
با یک نوآوری در جینگزن (jingdenzhen) و تولید مخلوطی از کائولن با سنگ پرسلانی به همراه کوارتز و میکا، قطعات سرامیکی پدید آمد، که یک پرسلان واقعی تولید کرد و بواسطه ی همین امر جینگزن را به پایتخت پرسلان دنیا تبدیل کرد. محصولات تولید شده در جینگزن خواصی چون سختی (hardness)، نفوذ ناپذیری (impermeability)، سفیدی (whiteness)، پشت نمایی (translu cence) و زیبایی لعاب را با هم دارند. پرسلان های تولیدی در کشور چین دارای نقش کلیدی در جهان است. زیرا این کشور تولید کننده ی عمده ی این محصولات در جهان است. و به همین خاطر می تواند بر کیفیت این محصول تأثیر داشته باشد.
پرسلان نیز مانند ابریشم و ادویه جات دارای داستانی پیچیده است. این ماده باید مسیر طولانی جاده ی ابریشم را می پیمود تا به اروپا برسد. پرسلان مانند یک گنجینه مورد احترام بود و به عنوان یک هدیه ی گران بها برای ملکه تلقی می شد. بسیاری در آن زمان معتقد بودند که پرسلان جسمی جادویی است. البته این اعتقاد نیز وجود داشته که اگر پرسلان در معرض سَم قرار گیرد رنگ خود را از دست می دهد و می شکند. هنگامی که در سال 1499 واسکوداگاما (Vascoda Gama) یک سیاح پرتقالی از سفر خود بازگشت نمونه هایی از پرسلان با خود به همراه داشت در واقع او در سفر خود یک راه آبی جدید کشف کرده بود که موجب بیشتر شدن رونق تجارت می شد. تجارت دریایی یک تجارت ایمن بود و مشکلات و خطرات سفرهای زمینی را نداشت. (پرسلان یک جسم شکننده است و حمل آن با وسایل حمل و نقل زمینی در گذشته مشکل بود). با گسترش راه های دریایی و پیشرفت تکنولوژی دریانوردی در قرن 17 اُم کشتی های جدید توانستند مقدار بیشتری پرسلن را به اروپا برسانند.
پرسلان های لعاب دار درخشان در ابتدای قرن 17 اُم بوسیله ی ژاپن تولید شد و پس از آن اجسام پرسلانی آبی، سفید و تولیدات شب نما بوسیله ی کشور چین وارد بازار شد. این مسائل باعث شد تا تاجرهای اروپایی علاقه مند به واردات این محصولات بشوند. در خانه ی اشراف و تاجران پرسلان اتاقی بود که از کف تا سقف آن پر بود از پرسلان های زیبا و این مسئله در بین بسیاری از اشراف مرسوم شده بود. بشقاب های پرسلانی آبی ـ سفید با نقوش اژدهای خشمگین یکی از پرسلان هایی بود که در این اتاق ها یافت می شود. به اتاق های مخصوص پرسلان، اتاق پرسلان گفته می شد.
اتاق پرسلان به حدی مورد توجه قرار گرفت که گروهی از پادشاهان مانند آگوستوس استرونگ (Augustus the Strong) منتخب نژاد ساکسون ها و پادشاه لهستانی کاخ خود را با پرسلان تزئین کرد. این پادشاه لهستانی کلکسیونی از پرسلان داشت که بیش از 20/000 قطعه پرسلان از کشورهای چین و ژاپن در آن قرار داشت. به خاطر مسائل اقتصادی و سیاسی ورود پرسلان ها از چین و ژاپن، اروپایی ها بر آن شدند که بودجه ی تحقیقاتی برای تولید داخلی پرسلان تصویب کنند. با همکاری گروهی از محققین مانند Ehrenfried walther و Johann Friedrich Bottger یک فرمول برای تولید پرسلان در اروپا ابداع شد. این پرسلان ابتدایی که از مرمر سفید ساخته می شد. امروزه با نام Bottger porcelain معروفند. سرانجام، فرمولاسیون پرسلان واقعی پیدا شد این فرمولاسیون امروزه نیز استفاده می شود و پرسلان های ساخته شده از آن به نام پرسلان های سخت (hard-paste porcelain) معروفند. این پرسلان ها مخلوطی از کائولن و یک سنگ پرسلانی فلدسپاتیک هستند. در دهه ی دوم قرن 18 اُم، هزار سال پس از آنکه پرسلان ها اولین بدنه ی پرسلانی سفید، نازک و ترانسپارنت را ساختند، اروپایی ها اولین کارخانه ی تولید پرسلان های واقعی را در میسن آلمان (Meisen - Germany) افتتاح کردند. پرسلان تولید توسط این کارخانه به طلای سفید (white gold) معروف است.
عصر پرسلان در اروپا در قرن هجدهم با دیدار پادشاهان، ملکه ها و نمایندگان از کارخانه ی تولید پرسلان در آلمان شروع شد. که حس وطن خواهی، موجب افزایش تقاضای خرید از این کارخانه را به همراه داشت. اگرچه اگوستوس استرانگ با اعمال تدابیری توانست راز ساختن پرسلان را مدتی مخفی کند. ولی با ازدواج دختر بزرگ آگوستوس با پادشاه ناپولی (بخشی از ایتالیای کنونی) یک کارخانه ی تولید پرسلان در سال 1743 در ناپولی ساخته شد که بعدها صنعت پرسلان در کل اروپا گسترش یافت. این گسترش به حدی است که امروزه روش های تولید علمی پرسلان بر طبق روش های اروپایی تعریف می گردد.

انواع پرسلان ها

1)  پرسلان های سخت (hard-paste porcelain)

این پرسلان ها محصول کارخانه ی میسن (Meissen Factory) بودند. در واقع کارخانه ی میسن در ابتدای قرن 18 اُم از این پرسلان ها تولید می کرد. این پرسلان ها دارای فرمولاسیون زیر هستند. در واقع در این پرسلان ها از کائولن، کوارتز و سنگ مرمر سفید استفاده می شود. خمیر تولیدی از مواد اولیه در دمای حدود 1350 درجه ی سانتیگراد پخت می شود و حاصل این کار تولید پرسلانی است که سختی و استحکام بالایی دارد. بعدها ترکیب پرسلان های سخت تولیدی در شرکت میسن تغییر کرد و سنگ مرمر سفید با فلدسپات جایگزین شد. فلدسپات های موادی گداز آورند و موجب کاهش دمای پخت می شوند. از این رو این جایگزینی موجب کاهش دمای مورد نیاز پخت می شود. کائولن، فلوسپار، کوارتز (و یا دیگر فرم های سیلیس) اجزای اصلی این پرسلان های سخت تولید در اروپا به شمار می رود.

2)  پرسلان های نرم (soft paste porcelain)

اطلاعات تاریخی مربوط به این پرسلان ها به دوره ای باز می گردد که کوزه گران اروپایی در پی پیداکردن راه کاری برای تولید پرسلانی شبیه به پرسلان های تولیدی در شرق بودند.
آنها با مخلوط کردن و آسیاب کردن خاک چینی (chinaclay)، شیشه یا خمیر شیشه (Frit)، تالک و آهک موفق به تولید پرسلان نرم شدند. البته این پرسلان امروزه دارای اجزای دیگری نیز هست به خاطر نداشتن استحکام مناسب و دفرمه شدن قطعات پرسلانی تولید این فرمولاسیون و همچنین تغییر شکل آنها در کوره، تولید پرسلان ها با این فرمول صرفه ی اقتصادی نداشت.
فرمول پرسلانهای نرم بعدها اصلاح شد و این فرمول جدید بر پایه ی کائولن، کوارتز، فلوسپات، نفلین سیانین و دیگر سنگ های فلوسپاتیک پایه گذاری شد. این فرمول از لحاظ مباحث فنی فوق العاده بود و استفاده از آن رونق گرفت.

3)  پرسلان های استخوانی (Bone china porcelain)

این پرسلان ابتدا در کشور انگلستان تولید شد. در واقع تولید این پرسلان به خاطر مسائل رقابتی با پرسلان های وارداتی به کشور انگلستان بود ولی بعدها این چینی به طور گسترده در تمام جهان تولید شد.
انگلیسی ها با مخلوط کردن خاکستر استخوان حیوانات با خاک رس، فلوسپار و کوارتز پرسلان های استخوانی را تولید کردند. اگرچه دمای پخت پرسلان های استخوانی از دمای پخت پرسلان های واقعی کمتر است ولی خاکستر استخوان باعث می شود این پرسلان پشت نمایی خوبی داشته باشد. به دلیل آنکه پرسلان های استخوانی نسبت به پرسلان های واقعی آسان تر تولید می شوند. و مقاومت آنها در مقابل لب پرشدن بیشتر است. و همچنین این پرسلان ها محکم ترند، این نوع پرسلان متداولترین نوع پرسلان مصرفی در ایالات متحده ی آمریکا و انگلیس است. البته مصرف کنندگان اروپایی بیشتر علاقه مند به استفاده از پرسلان های واقعی اند.

مواد خام

مواد اولیه اصلی برای تهیه ی پرسلان ها خاک های رسی، فلدسپار یا فلینت و سیلیس هستند. همه ی این اجزا در ابعاد بسیار ریز هستند. برای تولید انواع مختلف پرسلان، استاد کاران این رشته مواد خام را با هم مخلوط می کنند تا خواص متنوعی بدست آورند. در واقع خواص حاصله به دو نوع تقسیم می شود. یکی خواصی که موجب بدست آمدن یک بیسکویت (بدنه خام) مناسب شود و دیگری خواصی که باعث بدست آمدن یک بدنه ی مناسب پس از پخت می شود.
اگر چه ترکیب خاک های رسی با توجه به مکان استخراجشان متنوع است، برای تولید پرسلان، مواد اولیه ی خام مانند خاک رس، فلدسپار و سیلیس ابتدا خردایش می یابند. آسیاب ها و سنگ شکن های مورد استفاده در این صنعت عبارتند از:
1) سنگ شکن های فکی (Jaw crushers)
2) آسیاب های چکشی (hammer mills)
3) آسیاب های گلوله ای (ball mills)
پس از آنکه مواد خردایش و اندازه ی دانه های آنها به یک سایز مشخص رسید، مخلوط مواد اولیه به یکی از چهار فرآیند شکل دهی زیر فرستاده می شود:
1) شکل دهی پلاستیک نرم (Soft plastic forming)
2) شکل دهی پلاستیک سخت (Stiff plastic forming)
3) شکل دهی بوسیله ی پرس (Pressing)
4) ریخته گری دوغابی (Casting)
انتخاب روش شکل دهی به نوع محصول تولید بستگی دارد. پس از شکل دهی، قطعه وارد مرحله ی پخت بیسکویت می شود. در مرحله ی پخت بیسکویت قطعه زینترینگ کامل نمی شود تنها به حالتی در می آید که بتوان بر روی آن لعاب اعمال کنیم. پرسلان ها ترکیبی از شیشه ی با تخلخل پایین و خاک رس هستند. در واقع این ترکیب این خاصیت را ایجاد می کند که پرسلان بتواند در شرایط پخت دفرمه نشود. همچنین استفاده از رس این فایده را دارد که شکل دهی نمونه آسان می شود. خاک های رسی اصلی که برای تولید پرسلان استفاده می شوند عبارتند از خاک چینی و بال کِلی. این خاک ها اکثراً از کائولینیت) یک آلومینوسیلیکات هیدراته) تشکیل شده اند.
فلدسپار و فیلینت مورد استفاده در بدنه ها و مخلوط های پرسلانی به عنوان فلاکس عمل می کنند. (فلدسپار یک مینرال است که عمدتاً از آلومینوسیلیکات درست شده است) (فلینت یک نوع کوارتز است که بسیار سخت است). فلاکس ها باعث کاهش دمای تشکیل فاز شیشه ای مایع می شوند. در واقع فلاکس ها دمای ذوب فاز شیشه ای را به بین 1000 تا 1300 درجه سلسیوس کاهش داده و باعث می شوند تا فاز شیشه ای مایع تشکیل گردد و دانه های جامد بدنه را به یکدیگر بچسباند.
سیلیس ترکیبی از اکسیژن و سیلسیم است. اکسیژن و سیلیس دو عنصر فراوان پوسته ی زمین محسوب می شوند. شیشه (سیلیس) به حالت های مختلف در طبیعت یافت می شود. مثلاً کوارتز نوعی سیلیس است که دارای ساختار کریستالی است. سیلیس آمورف که حالتی اپک دارد در عرف با نام شیشه شناخته می شود. حالت ناخالص سیلیس سنگ ریزه های ماسه ای است که در سطح زمین پراکنده اند. سیلیکا (سیلیس) معمولی ترین پر کننده ای است که در بدنه های سرامیک از آن استفاده می شود. این ماده باعث ایجاد سهولت در شکل دهی و پخت قطعه می گردد. و همچنین خواص قطعه ی تولیدی را نیز بهبود می دهد.
پرسلان ها همچنین دارای مقادیر آلومینا و تالک نیز می باشند. آلومینا ترکیبی از اکسیژن و آلومینیوم است.



 


comment نظرات ()
کائولن
نویسنده : مهندس علی محمد آیت اللهی - ساعت ٤:۱٥ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٢/۱/۱

 واژه کائولن از سلسله جبال بلند کائولینگ به معنی قله مرتفع در ناحیه جیان کسی در کشور چین گرفته شده است که از خاک چینی سفید رنگ تشکیل شده است. تاریخچه:

در اواسط دوران تانگ، قبل از میلاد مسیح، صنعتگران چینی قدمهای نخستین را در تصفیه و پاک نمودن مواد اولیه جهت تولید کالاهایی برتر و عاری از نقص برداشته بودند. این تحولات ابتدا منجر به ساخت برخی ظروف سفالین با سنگ‌نما به رنگ سفید شد که در تهیه آنها از خاک کائولن استفاده می‌گردید. آمیختن فلاسپاتها با کائولن منجر به تهیه ظروف مزبور گردید. که نوع بدنه آنها از استحکام، سفیدی متمایل به زرد و شفافیت متوسطی برخوردار بوده است.

بعلت استقبال فراوان از این ظروف، عرضه آنها در بازارهای جهانی افزایش پیدا کرد. اولین کارخانجات صنعتی ظروف پرسیلن یا چینی در چینگ ـ ته ـ چن تأسیس شد که صدها سال در این زمینه فعالیت می‌کردند. یکی از کشفیات قابل توجهی که در آن زمان حاصل گردید و بعدها مورد تقلید و دوباره سازی سایر صنعتگران قرار گرفت. استفاده از کبالت بخاطر رنگ آبی حاصل از آن در ترسیم نقوش بر روی ظروف مزبور بود. کبالت قبلاً بوسیله ایرانیان بر روی ظروف سفالین مورد استفاده قرار گرفته و از طریق آنها نیز به صنعتگران چین منتقل شده بود. بطور کلی تمام مراحل ساخت، اصول اولیه و فرمول چگونگی تهیه چینی آلات همیشه نزد چینیان مخفی نگهداشته می‌شد و آنها همواره این اسرار را بصورت گنجی پاسداری می‌کردند.

کشور ژاپن را نیز از دیر زمان می‌توان جزء یکی از اولین و بزرگترین تولید کنندگان کالاهای پرسیلن

(چینی‌آلات) محسوب نمود. محصولات این کشور همیشه به تعداد فراوان و با مرغوبیتی متوسط در سطح جهان عرضه می‌شده است. فرآورده‌های ژاپن اغلب از نقوش و فرمهای تقلیدی برخوردار بودند و گرچه از جهات تکنیکی در سطح عالی قرار داشتند ولی به لحاظ عدم ابتکار تولیدات نامحدود، محصولات چینی این کشور به لحاظ اهمیت در دوره دوم جهانی قرار دارد.

در چین سفرهای مارکوپلوو دیگران قطعاتی از چینی‌های ساخت وارد اروپا گردید. در آن زمان اروپائیان ظروفی خشن و ابتدائی تولید می‌کردند که پس از مشاهده قطعات چینی کوشش فراوانی در ساختن ظروف چینی بکار بردند. صنعتگران اروپائی با اضافه کردن گرد شیشه به خاکهای سفید رنگ سعی نمودند که محصولات چینی مشابه محصولات کشور چین را تولید نمایند ولی این کشف تا سال 1709 که مقارن با شروع تحولات صنعتی در اروپا می‌باشد، بوقوع نپیوست.

در آن زمان یعنی اواخر قرن 18 میلادی سفالگران با تجربه پی می‌بردند که تمام رازها در ترکیب کائولن، سیلیس و فلدسپات نهفته است و گفته می‌شود که این کشف برای اولین بار توسط بانگر که شاگرد یک دوافروش آلمانی بود انجام گرفته است، ولی امروزه این کشف را به گرافونت شرینهاس نسبت می‌دهند. در برخی نوشته‌ها به چگونگی روش ساخت چینی و ورود آن بصورت مخفیانه به اروپا توسط میسیونرهای مذهبی اروپائی اشاره شده است. این کشف به سرعت در تمام اروپا اشاعه پیدا کرد و کارخانجات چینی سازی در سرتاسر این قاره احداث گردید.

در انگلستان خاک سفیدی که از منطقه کورنوال استخراج می‌شود پرسیلن ادت به معنی خاک چینی می‌نامند. در طی سالهای اخیر همراه با گسترش دانش و کشف خواص گوناگون کائولن، این ماده جایگاه خاصی در صنعت کسب کرده و امروزه بعنوان ماده اولیه اصلی یا جنبی و کاتالیزور در بسیاری از صنایع استفاده می‌گردد.

کائولن در ایران نیز از دیر باز مورد توجه بوده و آثار حفریات قدیمی از قبیل تونل و گودالهای متعدد، حکایت بر شناخت آن نزد پیشینیان ایران زمین دارد. تاریخ معدنکاری بر روی کائولن در ایران به درستی معلوم نیست. در قرن نهم این اشیاء در بین ایرانیان بسیار رایج بوده و سفالگران سلاجقه و صفویه سعی فراوان در بازسازی آنها کردند. در عصر صفویان تعدادی از صنعتگران چینی نیز جهت تعلیم و آموزش به ایران آمدند ولی از این آموزش نتایج مطلوبی حاصل نشد. بجز آنکه ایرانیان بشدت تحت تأثیر نقوش و رنگهای هنرمندان چینی قرار گرفتند. از آن به بعد بتدریج پی به اهمیت و خواص کائولن بردند و در صنایع مختلف از آن استفاده کردند.

مشخصات کائولن:

کائولن یک اصطلاح اقتصادی است که برای کانسارهای رسی تقریباً سفید به کار می رود و از نظر صنعتی به رسی هایی که دارای مقدار قابل توجهی کائولینیت باشند،اطلاق می‌شود.

این کانسارها اغلب شامل کانی کائولینیت و یا فرآورده های بدست آمده از آن می باشند. در گذشته اصطلاح خاک چینی به عنوان مترادف کائولن استفاده می شد. نام کائولن از کلمه کائولینگ چینی به معنای تپه سفید مشتق شده است که از آن خاک کائولن استخراج می شده است.

کائولن از مجموعة کانیهای رسی بوده و فرمول شیمیایی آن H4Al2Si2O9 می باشد.کانی های کائولن شامل کائولینیت، دیکیت، ناکریت و هالوزیت می باشد. فراوان ترین کانی این گروه کائولینیت می باشد. همه این کانی ها جزء کانی های آلومینو- سیلیکات می باشند که در سیستم مونوکلینیک و یا تری کلینیک متبلور می شوند. از مهم ترین خصوصیات کانی شناسی رس های کائولن نرمی و عدم سایندگی آنها می باشد. سختی کائولن در مقیاس موهر در حدود 2-5/2 می باشد. این نرمی در کاربردهای صنعتی آن یک مزیت محسوب می شود.

رس های کائولن اکثراً از آلتراسیون کانی های آلومینیوم سیلیکات در نواحی گرم و مرطوب بوجود می آیند. فلدسپات ها از جمله کانی های عمومی منشاء پیدایش آنها می باشد. پلاژیوکلاز فلدسپارها (سدیم یا پتاسیم) معمولاً در ابتدا کائولینه می شوند. فلدسپارهای پتاسیک به کندی آلتره شده و تولید کائولن های مخلوط با سریسیت دانه ریز، ایلیت یا هیدروموسکویت می کند.

کائولن یا خاک چینی به رنگ سفید بیشترین کاربرد را در تولید چینی و سرامیک دارد.

آمریکا، روسیه، جمهوری چک و برزیل بزرگ ترین تولید کنندگان کائولن می باشند.

به طور خلاصه خصوصیات مهم کائولن، که مصارف متعدد آن را سبب شده است می توان به صورت زیر نام برد:

1. از نظر شیمیایی در گستره وسیعی از تغییرات PH بدون تغییر می ماند.

2. داشتن رنگ سفید که آن را به صورت ماده رنگی قابل استفاده می سازد.

3. دارا بودن خاصیت پوششی بسیار خوب

4. نرمی و غیر سایشی بودن آن

5. قابلیت اندک هدایت جریان الکتریسیته و گرما

6. قیمت ارزان

 

کانی های کائولن:

• کائولینیت Kaolinit :

کائولن با نام کانی شناسی کائولینیت با فرمول شیمیایی (OH)8 (Si4O10) Al4 در سیستم تری کلینیک و سختی حدود 5/2-1، دارای 5/39 درصد Al2O3،5/46 درصد SiO2 و 14 درصد آب بوده و وزن مخصوص 6/2 – 1/2 گرم بر سانتی مترمکعبو نقطه ذوب آن °C 1785 است. رنگ آن سفید مایل به زرد و گاهی هم کمی سبز یا آبی رنگ بوده وطعم خاک دارد و به صورت مرطوب، بوی شدید خاک می دهد. این کانی اغلب دارای پلاستیسیته بوده و عملاً در آب، اسیدهای سرد و رقیق، اسید کلریدریک و اسید سولفوریک گرم و غلیظ و ئیدروکسیدهای قلیایی نامحلول حل می شود.

اغلب ذخایر کائولینی در اثر هوازدگی و تجزیه سنگهای ولکانیکی حاوی سیلکات آلومینیوم بوجود می آیند. سنگهای گرانیتی، گنایس ها، کوارتز، پورفیری ها و همچنین رسوبات حاوی فلدسپات ها، میکا و زئولیت جهت ایجاد کائولینیت مناسب می باشند که در اثر هوازدگی و تجزیه شیمیائی مواد قلیائی و مقداری از SO2 خارج شده و کوارتز و سایر کانی های همراه بصورت ترکیب باقی می مانند.

کائولن ممکن است نتیجه آلتراسیون هیدروترمال باشد. در این صورت، محلول هیدروترمال سردتر از 300 درجه سانتی گراد در داخل سنگهای با فلدسپات بالا، سبب شستن یونهای Ca++,K+, Na+ و سایر کاتیون ها و رسوب آنها با H+ بیشتر می شود. اغلب این گونه ذخایر در ارتباط با سیستم متئوریک هیدروترمال، که حرارت از سنگهای ولکانیکی مشتق می شود، می باشند.

ذخایر بزرگی از کائولینیت در منطقه CORNWALL انگلستان در خارجی ترین قسمت های سیستم هیدروترمالی، مرتبط با باتولیت های گرانیتی وجود دارند که به عمق چندین کیلومتر تشکیل شده اند.

کائولینیت در مقایسه با ناکریت- دیکیت از نظم کمتری برخوردار است و به همین دلیل اندازه بلور و ذرات اندازه بلور و ذرات هالوزیت در مقایسه با بقیه کوچکتر است. کائولینیت در زون های هوازده و آلتراسیون سنگ های آذرین و دگرگونی به ویژه فلدسپارها تشکیل می شود.

 

• رس توپی:

رس توپی یک نوع سنگ رسوبی است که حاوی کائولینیت و مقدار جزئی ایلیت، کلریت، کوارتز و مونتموریونیت است. ذرات کائولینیت در رس توپی در مقایسه با سایر منابع رس دار کوچکتر است. مقدار کائولینیت رس توپی 20 تا 95 درصد، کوارتز آن 10 تا 70 درصد و ایلیت و کلریت آن 5 تا 45 درصد است. مواد آلی، مونتموریونیت، ترکیبات اهن، اکسید تیتان و نمک های محلول از جمله ناخالصی های رس توپی هستند. رس توپی بیشتر همراه با لایه های زغال دار است و از آن جا که ذرات ریز کانی های رسی را به همراه دارد، خاصیت شکل پذیری آن بسیار خوب است. رنگ رس توپی قهوه ای مایل به سیاه است و مصارف آن عبارتند از : سرامیکهای بهداشتی، چینی های الکتریکی، انواع کاشی ها، ظروف غذاخوری، صنایع دستی و دیرگدازها.

• هالوزیت:

هالوزیت نوعی کائولین است که به دو حالت آب دار و بدون آب یافت می شود و ترکیب نوع آب دار آن مشابه بقیه است و تنها دو مولکول اضافی آب دارد (2SiO2.Al2O3.4H2O ).

تشخیص هالوزیت به کمک پراش اشعه ایکس امکان پذیر است. هالوزیت بیشتر در زون های آلتراسیون و بندرت در زون های هوازده ساپرولیت یافت می گردد. عمده مصارف آن در تهیه سیمان پورتلند و تهیه نسوزها و سرامیک است.

• دیکیت:

دیکیت نوعی کائولین است که در سیستم مونوکلینیک متبلور می شود و عمدتاً در زون های آلتراسیون تشکیل می شود.

• ناکریت :

ناکریت نوعی کائولین است که در سیستم مونوکلینیک متبلور می شود. نحوه قرار گیری ورقه های کائولینیت در ناکریت منظم است و بر همین اساس بلورهای آنها بزرگترند و به سمت هالوزیت کاملاً بی نظم است (ناکریت- دیکیت- کائولینیت- هالوزیت). ناکریت کمیاب بوده و در زون های آلتراسیون تشکیل می شود.

• خاک رس آتشخوار :

بیشتر خاک رس آتشخوار از کائولینیت تشکیل گردیده، کائولین در آن به خوبی متبلور می شد و نظم مطلوبی در شبکه آن وجود دارد. خاک رس آتشخوار، علاوه بر کائولین حاوی اکسید و هیدروکسیدهای آلومینیوم نیز هست. هر نوع خاکی که دمای بیش از 1500 درجه سانتی گراد را تحمل کند و میزان AL2O3 موجود در آن قابل توجه باشد، به خاک رس آتشخوار معروف است. خاک رس آتشخوار به انواع شکل پذیر، نیمه شکل پذیر و بی شکل تقسیم می گردد. خاک رس آتشخوار، بیشتر در افقهای پایین لایه های زغال دار پیدا می شود.

مصرف عمده این خاک در تهیه آجرهای آتشخوار است که به شاموت معروفند. دیگر مصارف آن در ساخت قطعات کوره ها، دیگهای گرمابی و کاشی های نسوز است.

مسیر این صفحه

Top of Form

فلدسپاتها مهمترین کانیهای سنگی آذرین محسوب می‌شوند. فلدسپاتها به سه گروه کلسیت ، پتاسیک و سدیک تقسیم‌بندی می‌شوند. آنورتیت به فرمول شیمیایی (CaAl2Si2O8) فلدسپات نوع کلسیت استو آلبیت به فرمول شیمیایی (NaAlSi3O8) فلدسپات نوع سدیک و پتاسیم فلدسپات به فرمول شیمیایی (KAlSi3O8) فلدسپات نوع پتاسیک آن است.

چند ریختیهای پتاسیم فلدسپات عبارتند از : سانیدین ، ارتوکلاز ، سیکروکلین و آدولاریا. آنوتیت و آلبیت به این امتیاز که می‌توانند جانشین شوند و در ساختمان کانی پلاژیوکلاز شرکت می‌کنند، میان فلدسپات سدیم (آلبیت) و فلدسپات پتاسیم ، جانشینی محدرودی وجود دارد و فلدسپاتهای این سری به انواع آلکانی فلدسپاتها شهرت دارند.

   
   

اختار فلدسپاتها

ساختار فلدسپات همانند ساختار چند ریختیهای گوناگون SiO4 و همچنین AlO4 تشکیل شده است. ساختار فلدسپاتها را می‌توان حالت پرشده ساختارهای SiO2 از راه ورود AL به شبکه چهاروجهی و همزمان با آن جایگزینی Na+ (یا K+ یا Ca2+) در حفره‌های موجود فرض کرد. هنگامی که فقط یک Si4+ بوسیله Al3+ جانشین می‌شود، ساختار می‌تواند با ورود یک K+ یا یک Na+ خنثی شود.

به همین ترتیب وقتی Si4+ توسط Al3+ جانشین می‌شود، بار الکترواستاتیکی شبکه می‌تواند توسط یک کاتیون دوظرفیتی مانند Ca2+ موازنه شود. اینکه یک فلدسپات دمای بالای اولیه خاصی ، ساختار دمای بالای (بی‌نظم) خود را حفظ کرده یا (در اثر سرد شدن) به ساختار دمای پایینتر (منظم‌تر) تبدیل می‌شود، تا حد زیادی تحت تاثیر آهنگ سرد شدن فرآیند است. میکروکلین در واقع مشخصه سنگهای عمیق و پگماتیتها ، ارتوکلاز مشخصه سنگهای نفوذی شکل‌یافته در دماهای حد واسط و سانیدین مشخصه گدازه‌ای خروجی دما بالاست. ساختار عمومی اعضا سری پلاژیوکلاز بسیار شبیه میکروکلین است

ترکیب فلدسپاتها

سری فلدسپاتهای قلیایی (NaAlSi3O8 تا KAlSi3O8) محلول جامد کاملی را فقط در دماهای بالا نشان می‌دهند. برای مثال اعضای سری سانیدین- آلبیت دمابالا ، در دماهای زیاد پایدار است، اما در دماهای پایین دو فاز مجزای آلبیت دماپایین و میکروکلین پایدار می‌شوند. تنها محلول بسیار محدودی بین KAlSi3O2 (میکروکلین) و CaAl2Si2O8 (آنورتیت) وجود دارد. با این حالب یک محلول جامد اساسا کامل در دمای بالا در سری پلاژیوکلاز (NaAlSi3O8 تا CaAl2Si2O8)وجود دارد.

فلدسپاتهای پتاسیم

میکروکلین

دارای فرمول شیمیایی KAlSi3O8 می‌باشد. میکروکلین یکی از سازنده‌های مهم در سنگهای آذرینی مانند گرانیتها و سینیتها که به کندی و در عمق زیاد سرد شده‌اند، می‌باشد. در سنگهای رسوبی در آرکوز و کنگلومرا و در سنگهای دگرگونی در گناسیها یافت می‌شود.

ارتوکلاز

دارای فرمول شیمیایی KAlSi3O8 می‌باشد. یکی از سازنده‌های اصلی در گرانیتها ، گرانودیوریتها و سینیتهایی است که در عمق متوسط و نسبتا سریع سرد شده‌اند. در گرانیتها و سینیتهایی که کندتر سرد شده‌اند، میکروکلین فلدسپات پتاسیم شاخص است.

   
   

سانیدین

دارای فرمول شیمیایی K,Na)AlSi3O8) می‌باشد. محلول جامد کاملی در دمای بالا بین سانیدینو آلبیت دمابالا وجود دارد. به صورت متوکرسیت در سنگهای آذرین بیرونی مانند ریولیتها و تراکیتها یافت می‌شود. سانیدین مشخصه سنگهایی است که در هنگام فوران ، دمای بالایی داشته و به سرعت سرد شده‌اند. بسیاری از سانیدین‌ها نهان پرتیتی هستند.

فلدسپاتهای پلاژیوکلاز

فلدسپاتهای پلاژیوکلاز در دماهای بالا، سری محلول جامد اساس کاملی از آلبیت (Ab)خالص ، Na AlSi3O8 ، تا آنورتیت (An) خالص ، CaAl2Si2O8 ، تشکیل می‌دهند. فلدسپاتهای پلاژیوکلاز به عنوان کانیهای سنگ ساز ، نسبت به فلدسپاتهای پتاسیم توزیع گسترده‌ای داشته و فراوانتر هستند و در سنگهای آذرین ، دگرگونی و کمتر از آنها در سنگهای رسوبی یافت می‌شوند.

موارد مصرف فلدسپاتها

  • آلکانی فلدسپاتها مصارف صنعتی فراوانی دارند، ولی کاربرد صنعتی پلاژیوکلازها اندک است. آلکانی فلدسپاتها همراه با گرانیتها ، آپلیتها ، آراسکیتها و رگه‌های کوارتز فلدسپات پیدا می‌شوند. آلکانی فلدسپاتها از پگماتیتها به روش نمک جوری جدا می‌شوند. در حالی که تهیه آنها از گرانیتها، آپلیتها و الاسکیتها به روش فلوتاسیون انجام می‌گیرد. میکاوتورمالین از جمله کانیهای مزاحم آنها به حساب می‌آیند.
  • از فلدسپات سدیک به سبب این که دمای ذوب پایین ( cْ 115 ) چسبندگی مکم و سایر موارد در تهیه انواع لباسها و شیشه استفاده می‌کنند، حال آنکه فلدسپات پتاسیک در اکثر موارد به عنوان کمک ذوب و ماده اصلی سازنده ساخته‌های سرامیکی کاربرد دارد. از آن جا که میزان مصرف فلدسپات پتاسیک در سطح بالاتری قرار دارد، ارزش اقتصادی آن نیز از فلدسپات سدیک بیشتر است.
  • در حدود 65 درصد از آلکالی فلدسپاتها در صنایع شیشه سازی ، 30 درصد در صنایع سرامیک و 5 درصد دیگر به عنوان پرکننده و دیگر موارد به مصرف می‌رسد. در صنایع شیشه سازی از فلدسپات برای تامین آلومینیوم و سدیم مورد نیاز شیشه استفاده می‌شود. در ساخت انواع محصولات سرامیکی از آلکانی فلدسپات بهره می‌برند
  •  فلدسپات بطور عمده در صنایع شیشه، سرامیک، لعاب ، پرکننده ها ، ساینده ها و الکترودهای جوشکاری به مصرف می رسد. در سال 1998 بیش از 84 درصد از مصرف جهانی فلدسپات در صنایع شیشه و سرامیک بوده است.(شکل30).

  • میزان مصرف فلدسپات و نفلین سینیت در جهان در سال 1998

  • میزان مصرف فلدسپات در صنایع شیشه در حدود 8 تا 18 درصد، در ظروف سرامیکی 17 تا 20 در صد ، در کاشی دیوار در حدود صفر تا 11 درصد برآورد می شود.
    در ایران نیز مهمترین مصرف کنندگان فلدسپات صنایع کاشی، سرامیک ، چینیهای بهداشتی ، پشم شیشه و لعاب به شمار می روند که بیشترین سهم مربوط به صنایع شیشه و سرامیک است تا 90 درصد از فلدسپات مصرفی کشور را به خود اختصاص می دهد.
    مهم ترین کشورهای تولید کننه فلدسپات چین ، ایتالیا، ژاپن ، ترکیه و آمریکا هستند که بالغ بر 62 درصد از تولید جهانی را شامل می شوند. میزان تولید جهانی در سال 1998 بالغ بر 6/11 میلیون تن برآورد می شود که در حدود 6/3 درصد افزایش نسبت به سال قبل از آن نشان می دهد. علاوه بر این مقادیر متنابهی نفلین سینیت نیز تولید می شود که در سال 97 به یک میلیون تن رسیده است.
    میزان مصرف جهانی فلدسپات و نفلین سینیت در سال 1998 در حدود 53/13 میلیون تن بر آورد شده است. در حدود نیمی از مصرف جهانی مربوط به اروپا می باشد.
    روند تولید و تقاضای جهانی فلدسپات با توجه به مصرف عمده آن در صنایع شیشه، کاشی و سرامیک متأثر از روند بازار این محصولات بوده که آن نیز به نوبه خود تابع رشد اقتصادی کشورهای اصلی مصرف کننده و اقتصاد جهانی است. در طی سالهای اخیر کشور چین میزان تولید سرامیک را برای بهبود کیفیت محصولات کاهش داده که احتمالا باعث کاهش تقاضای مواد خام مورد مصرف خواهد شد. به دلیل بازیابی ظروف شیشه ای غیر قابل مصرف،میزان تقاضای فلدسپات از تولیداین ظروف درسالهای گذشته کاهش یافته و با توجه به روند رو به رشد بازیافت و توسعه مسائل زیست محیطی ، این رون ادامه خواهد یافت. از طرف دیگر اگرچه رقابت شدیدی بین ظروف پلاستیکی ، کاغذی و فلزی با ظروف شیشه ای وجود دارد اما با توجه به مزیت زیست محیطی ظروف شیشه ای ، تا حدی فلدسپات بازار خود را به دست خواهد آورد. صنایع تولید سرامیک در کشورهای خاور دور رو به توسعه بوده و میزان تقاضا رو به افزایش می باشد. تقاضا برای فلدسپات برای این محصولات احتمالا درسالهای آتی نسبت به تقاضا برای فلدسپات در صنایع شیشه برتری خواهد یافت. علیرغم رشد کافی صنعت سرامیک در اروپا ، احتمالا رشد تقاضا برای فلدسپات در ایتالیا و اسپانیا برای تولید کاشی کف و دیوار افزایش خواهد یافت.
    عمده فلدسپات مصرفی کشورهای مصرف کننده از منابع داخلی تأمین شده و میزان واردات جهانی بخش کوچکی از مصرف جهانی را شامل می شود. مهمترین وارد کنندگان فلدسپات کشورهای ایتالیا،تایوان ، مالزی واندونزی می باشند.درسال 1998 میزان واردات فلدسپات این کشورها بالغ بر 2/2 میلیون تن برآورد شده است.
    ایتالیا بیشترین سهم را از بازار واردات جهانی داشته و علیرغم میزان تولید بالای فلدسپات ، رشد فزاینده ای نیز در واردات آن داشته است، به طوریکه در سال 1998 در حدود 42 درصد رشد واردات نسبت به سال قبل از آن نشان می دهد. مالزی نیز روند مشابهی داشته و رشد 28 درصدی درسال 98 داشته است.
    میزان واردات جهانی فلدسپات ونفلین سینیت درسال 98 در حدود 2/3 میلیون تن برآورد شده که در حدود 23 درصد از مصرف جهانی را تامین می کند.
    شکل 31 سهم مناطق مختلف جهان را از واردات جهان را از واردات جهانی فلدسپات و نفلین سینیت در سال 1998 نشان میدهد. ملاحظه می شود که در حدود 76 درصد واردات جهانی متعلق به اروپا می باشد.

  • سهم مناطق مختلف جهان از واردات جهانی فلدسپات و نفلین سینیت در سال 2000

  • میزان مصرف ظاهری فلدسپات ایران درسال 1378 بیش از 147 هزار تن برآورد می شود که در حدود 4 درصد کمتر از سال قبل از آن می باشد(شکل32). روند کلی مصرف ظاهری روبه رشد بوده و بیانگر افزایش تدریجی میزان تقاضا برای فلدسپات در داخل کشور است. البته در طی سالهای 76 الی 78 کاهش مختصری قابل مشاهده می باشد که احتمالا به علت عدم توفیق در صادرات محصولات مصرف کننده فلدسپات می باشد.

  • میزان مصرف ظاهری فلدسپات در طی سالهای 1369 الی 1378

  • با توجه به افزایش رشد اقتصادی درسالهای پس از جنگ ، تعدد طرحهای در دست اجرا و مجوزهای صادره برای تولید محصولات مصرف کننده فلدسپات و همچنین گرایش کلی برای بهبود کیفیت محصولات جهت صادرات به نظر می رسد که میزان فلدسپات مصرفی در آینده افزایش قابل توجهی می یابد.
    براساس آمار وزارت صنایع و معادن در سال 80 ، در حدود 145 طرح کوچک و بزرگ در زمینه کاشی و سرامیک ، ظروف چینی و پشم شیشه در دست اجرا بوده که مبین افزایش تقاضا در سالهای آتی خواهد بود. به طورکلی ، صنایع شیشه و سرامیک کنترل کننده اصلی تقاضای داخلی برای فلدسپات بوده و با توجه به فراوانی ذخایر فلدسپات کشور، میزان تولید فلدسپات بیش از میزان تقاضا بوده و مقادیر معنتابهی نیز صادر می شود.
    بر اساس بررسی انجام شده ، بیشترین تقاضا در آینده برای فلدسپات مربوط به تولید کاشی سرامیکی کف خواهد بود . پس از آن صنایع تولید کاشی دیواری،ظروف چینی ، ظروف شیشه ای و چینی بهداشتی بیشترین تقاضا را به خود اختصاص خواهد داد.
    در صورت به تولید رسیدن کلیه طرحهای دردست اجرا ، میزان فلدسپات کشور درصنایع تولید سرامیک کف به بیش از 10 برابر میزان مصرف در سال 1379 خواهد رسید. بر اساس همین جدول ، میزان تقاضا برای فلدسپات در صورت فعال شدن مدار تولید مجموعه طرحهای در دست اقدام ، به بیش از 450 هزار تن خواهد رسید.
    میزان صادرات جهانی فلدسپات و نفلین سینیت در سال 1998 بالغ بر 2/3 میلیون تن برآورد شده است. با توجه به تولید جهانی در این سال در حدود 24 درصد تولید جهانی وارد بازار صادرات می شود. شکل 33 روند تغییر صادرات جهانی را نشان می دهد.

  • میزان صادرات فلدسپات در جهان در طی سالهای 1994 الی 1997

  • کشورهای صادرکننده اصلی فلدسپات عبارتند از ترکیه ، چین ،تایلند و فرانسه. ترکیه به تنهایی 47 درصد از صادرات جهانی فلدسپات را در اختیار دارد. شکل 34 روند تغییرات فلدسپات این کشورهارا نشان می دهد.

  • میزان صادرات فلدسپات توسط کشورهای چین، ترکیه، تایلند، فرانسه

  • صادرات ترکیه در سالهای اخیر رشد زیادی داشته به طوریکه درسال 97 حدود 23 درصد رشد نسبت به سال قبل از آن نشان میدهد.رشد سریع صادرات این کشور به علت افزایش صادرات این کشور به ایتالیا می باشد. فرانسه نیز دارای روند رشد متنابهی در صادرات فلدسپات خود بوده ولی کشورهای چین و تایلند دچار افت صادرات شده اند.
    در طی سالهای اخیر میزان صادرات فلدسپات ایران رشد فزاینده این داشته و در سال 79 به بیش از 43 هزار تن رسیده است.عمده ترین کشورهای وارد کننده فلدسپات ایران در این سال ، کشورهای اکراین با 46 درصد و امارات متحده عربی با 31 درصد می باشند.
    باتوجه به روند رو به رشد مصرف داخلی فلدسپات و در صورت عدم افزایش تولید، صادرات آتی فلدسپات ایران دچار افت شدید خواهد شد.
    در طی دهه گذشته در طول سالهای 72 تا 1376 میزان محدودی فلدسپات وارد کشور شده ولی در حال حاضر تولید داخلی بیش از میزان تقاضا بوده و مقادیر معتنابهی نیز صادر می شود.
    سرمایه گذاری لازم برای راه اندازی یک معدن فلدسپات در سه بخش اکتشاف ذخایر فلدسپات ، طراحی و تجهیز معدن و فرآوری کانسنگ فلدسپات قابل تقسیم می باشد. برآورد هزینه برای یک معدن فرضی بسیار مشکل و یا غیر ممکن است. علاوه بر این برآورد هزینه ای قابل اعتماد ، مستلزم اعتبار و دوره زمانی کافی بوده که د رقالب طرح جاری نمی گنجد.
    با عنایت به قرائن موجود و بهره گیری ازمدلهای اقتصادی سنجی برآورد هزینه ، میزان هزینه سرمایه گذاری به صورت تقریبی ارزیابی شده تا نهایتا حدود سرمایه لازم به دست آید.
    میزان سرمایه گذاری تقریبی برای راه اندازی یک معدن فلدسپات در جدول 81 آورده شده است.
    به این ترتیب جمع هزینه سرمایه گذاری لازم برای اکتشاف، استخراج و فرآوری ذخایر یک معدن فلدسپات بالغ بر 26000 میلیون ریان برآورد می شود. همانطور که ذکر شد می بایست با احتیاط با این ارقام برخورد نمود زیرا تخمینها بسیار تقریبی بوده و عرف یک برآورد سرانگشتی هزینه ها دریک شرایط کلی می باشد. از طرف دیگر با توجه به نقش این تخمینها در قسمتهای بعدی مطالعات یعنی تعیین برتری نسبی مواد معدنی مورد مطالعه، خطاها به طور نسبی سرشکن خواهد شد.

  • هزینه های سرمایه گذاری تقریبی برای راه اندازی یک معدن فلدسپات (میلیون ریال)

   بال‌کلی (خاک نسوز ویژه)
  
   نام بال‌کلی (Ball Clay) از انگلستان می‌آید و به رس خاکستری رسوبی کائولینیتی با پلاستیسیته بالا و دانه‌ریزی گفته می‌شود که در اثر حرارت به‌رنگ سفید تا نزدیک به سفید درمی‌آید.
  
   کائولینیت کانی اصلی بال‌کلی است که نزدیک به 70% آن را تشکیل می‌دهد، کوارتز (در بعضی از ذخایر به حدود 5% و در برخی به 30% می‌رسد)، ایلیت، میکا و مواد کربن‌دار مثل لیگنیت نیز در آن یافت می‌شود. کانی ایلیت در این رس‌ها پلاستیسیته را افزایش می‌دهد ولی سیلیس و سایر کانی‌ها در این میان نقشی در پلاستیسیته ندارند، مگر اینکه بسیار ریز باشند، مواد آلی در افزایش پلاستیسیته اثری مهم دارند، به ‌طوریکه بال‌کلی‌‌های سیاه، به‌سبب دارا بودن مقدار فراوانی مواد آلی پلاستیسیته فوق‌العاده خوبی دارند.
  
   بال‌کلی در حالت خام به رنگ‌های مختلف است که از آن جمله آبی (به‌علت شکست نور توسط بلور‌های بسیار ریز) سیاه (به‌علت مواد آلی) یا رنگ عاج (به‌علت اکسید آهن) را می‌توان برشمرد. بال‌کلی با کائولن تفاوت‌های چندی دارد، به‌طور مثال کائولن سفیدتر از بال‌کلی و دارای پلاستیسیته کمتری است ولی نسبت سیلیس به آلومین در کائولن بیشتر است. با این همه تشخیص این دو از هم چندان ساده نیست.
  
   بال‌کلی‌ها معمولاً بسیار دانه‌ریز بوده و عموماً در استاندارد‌های پلاستیکی قرار می‌گیرند. در بیشتر بال‌کلی‌ها اندازه نزدیک به 20% از دانه‌‌ها کمتر از 5/0 میکرون و 80 درصد کمتر از یک میکرون است. تشخیص بال‌کلی بر پایه روش‌های آماده‌سازی (خام‌ـ باریک‌ بریده شده، شناوری در هوا، شستشو با آب، یا به‌صورت محلول رقیق) و آزمایش‌های فیزیکی و شیمیایی همانند با آزمایش‌های کائولن استوار گردیده است.
  
   بال‌کلی‌ها به‌علت بالا بودن پایداریشان در حالت خام از اهمیت خاصی برخوردارند و امروزه افزودن مقداری بال‌کلی به خاک چینی در چینی‌سازی برای افزایش پایداری خام چینی‌آلات معمول شده است. مقاومت بالای حالت خام بال‌کلی به‌علت وجود مقدار فراوان ذرات و مواد آلی در آنها است. اثر مواد آلی بیشتر تعیین‌کننده است به ‌طوریکه افزودن 1/0 (یک‌دهم) درصد اسید هومیک به خاک چینی مقاومت آن را 1/0 (یک‌دهم) افزایش می‌دهد. مصارف بال‌کلی اساساً در لوازم بهداشتی و ساختمانی است
  

 

 


comment نظرات ()
کارهایی که درکنترل کیفیت انجام می شود :
نویسنده : مهندس علی محمد آیت اللهی - ساعت ٩:٠۱ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/۳/۱٠

کارهایی که درکنترل کیفیت انجام می شود :

رطوبت :

تجهیزات مورد استفاده :

ترازو با دقت 1/ 0 گرم – خشک کن با دمای5 ±110سانتیگراد  -  بشر برای دوغاب  - دستگاه رطوبت سنج –

سه روش برای محاسبه رطوبت وجود دارد :

روش اول :

مقدار مشخصی از ماده مورد نظر (گرانول – دوغاب – بیسکویت – خاک )را با ترازو و با دقت 1/0گرم وزن نمایید سپس نمونه وزن شده را در دستگاه خشک کن قرار داده تا 5 ±110سانتیگراد  حرارت دهید بعد از خشک شدن کامل یعنی در فاصله زمانی یک ساعت اندازه رطوبت بیش از 0/1تغییرات نداشته باشد نمونه را از خشک کن خارج نموده و با ترازو وزن نماید .سپس رطوبت را از فرمول زیر بدست می آوریم:                                                

100× (وزن خشک وزن اولیه)   = درصد رطوبت

                                                               وزن اولیه

 

روش دوم :مقدار 3تا4گرم از نمونه را در دستگاه رطوبت سنج قرار داده و دستگاه را روشن کنید . پس از 15 تا 10دقیقه که اعداد ثابت شدند درصد رطوبت را از زوی دستگاه می خوانیم .

روش سوم : برای تعیین رطوبت گرانول و خاک

مقداری از گرانول نمونه را در ترازو دستگاه اسپیدی ریخته تا دو خط نشانه مقابل یکدیگر قرار بگیرند . گرانول وزن شده را داخل کپسول اسپیدی ریخته و یک عدد آمپول کاربید کلسیم داخل کپسول می اندازیم سپس درب کپسول را بسته و آن را کان دهید تا گلوله فلزی داخل کپسول ،آمپول را بشکند . حال اسپیدی را به صورت افقی گرفته و بلافاصله عدد مانوتررا بخوانید .

تذکر : عملیات تعیین رطوبت باید بر روی نمونه ها بلافاصله پس از جدا شدن از فرایند تولید صورت گیرد زیرا نمونه ها در شرایط محیطی کارخانه و آزمایشگاه باعث تغییر میزان رطوبت می شود .

دانستیته :

تجهیزات مورد استفاده : استوانه مدرج تا cc 200- بشر cc300- پیکنومتر – ترازوی دیجیتال با دقت 1/0گرم

آزمونه مورد نیاز :نمونه از بدنه دوغاب یا لعاب

دو روش وجود دارد :

روش اول : ابتدا مقداری نمونه از دوغاب بدنه یا لعاب را برداشته و در بشر می ریزیم سپس استوانه مدرج خالی را با ترازوی دیجیتال وزن کرده مقدار c°100از دوغاب را در آن بریزید بعد استوانه مدرج حاوی cc100دوغاب را با ترازو وزن کرده و وزن cc100دوغاب را از تفاضل وزن استوانه مدرج حاوی cc100دوغاب و استوانه مدرج خالی بدست آورید بعد دانستیته دوغاب را از فرمول زیر محاسبه کنید :

 

 وزن cc100دوغاب بر حسب گرم    = دانستیته

cm²)                                                                 /         100(gr

 

روش دوم :پیکنومتر را از دوغاب پر نموده به طوری که پس از بسته شدن درآن دوغاب اضافی خارج شود بعد پیکنومتر را تمییز نموده . چون وزن پیکنومتر ثابت است عدد حاصل از توزین را منهای وزن پیکنومتر نموده عدد حاصل میزان دانتیته دوغاب مورد نظر است .

ویسکوزیته :

تجهیزات مورد استفاده : بشر- ویسکوزیمتر ریزشی با نازل شماره 4و 8 – استوانه مدرج – کرنومتر

آزمونه ها :نمونه از دوغاب بدنه – لعاب یا رنگ

ابتدا مقدار cc100آب را در وییکوزیمتر ریخته و زمان تخلیه آب از ویسکوزیمتر را با کرنومتر اندازه گیری نموده (از ویسکوزیمتر ریزشی با نازل شماره 8 برای بررسی

دوغاب بدنه و رنگ و با نازل شماره 4 برای بررسی لعاب استفاده می شود )بعد مقدار cc100از دوغاب را در ویسکوزیمتر ریزشی با شماره 8 برای دوغاب بدنه و رنگ و نازل شماره 4 برای دوغاب لعاب ریخته شده و زمان تخلیه از ویکوزیمتر فوق با کرنو متر اندازه گیری می شود .

ویسکوزیته می تواند بسته به تعریف واحد های تجربی برحسب ثانیه ویا ENGLERباشد در صورتیکه واحد ثانیه مبنای محاسبات باشد در آنصورت عدد خوانده شده از کرنومتر نمایانگر ویسکوزیته خواهد بود و اگر ENGLER مد نظر باشد آن را از فرمول زیر بدست می آوریم :

زمان خروج100 CC دوغاب از ویسکوزیمتر با نازل 4یا 8   =ویسکوزیته E

                زمان خروج CC100آب از ویسکوزیمتر با نازل 4 یا8

 

زبره :

تجهیزات مورد نیاز :بشر CC100- خشک کن با دمای 5 ±110سانتیگراد  - ترازو دیجیتال با دت 1/0گرم – پیکنومتر CC100- الک با شماره مش مشخص – کاسه یا بشر

آزمونه :نمونه دوغاب بدنه یا لعاب یا رنگ

ابتدا یک پیکنومتر از دوغاب مورد نظر را برداشته و آن را از الک شماره230 برای دوغاب بدنه و الک 325برای لعاب و انگوب و رنگ عبور دهید . برای سهولت کار می توانید الک را زیر شیر آب گرفته با فشار ملایم بگیرید تا با فشار آب دوغاب از الک عبور کند . مواد باقیمانده روی الک را در کاسه فلزی ریخته و در خشک کن قرار دهید تا خشک شود . زبره خشک شده را با ترازوی دیجیتال با دقت 1/0گرم وزن نموده و درصد زبره را از فرمول زیر محاسبه می کنیم :

100×وزن خشک مواد باقیمانده روی الک       =درصد زبره

              (درصد رطوبت دوغاب – 100)×دانستیته دوغاب

 

پرت حرارتی :LOI

از نمونه مورد اندازه گیری (نمونه از خاک یا نمونه از گرانول پرس شده ) مقداری پودر تهیه کرده و از الک با مش 80 عبور دهید . پس از اطمینان از خنک شدن پودر تهیه شده را وزن نماییدWnf)) سپس نمونه داخل کوره قرار داده قرار داده به دمایc º 1050برسانید و در این دما یک ساعت نگه دارید و پس از سرد شدن آن را وزن کنید     (Wf) واختلاف وزن طبق فرمول زیر نشان دهندۀ میزان پرت حرارتی می باشد:

Wf – Wnf)×100) = LOI%

Wf                

 

 

انقباض :(بیسکویت )

آزمونه : بیسکویت خام آزمایشی یا تولیدی می باشد

پس از پرس تعداد مورد نظر بیسکویت خام را برداشته ابعاد آن را با کولیس با دقت اندازه         یک صدم می گیریم (Lnf) بعد از خشک شدن نمونه ها در خشک کن ابعاد آن ها را مجدد اندازه گیری می کنیم (Ld) و از فرمول زیر درصد انقباض

 

خشک را محاسبه کنید . نمونه ها را در کوره قرار داده تا پخته شوند و پس از پخت ابعاد نمونه ها را اندازه گیری (Lf)

و طبق فرمول زیر درصد انقباض کل (Sd) و نانقباض پخت نسبت به خشک را محاسبه کنید .

Ld – Lf)×100  )   = S(f – d)%

Ld                                                             

 

Lnf – Ld)×100)  =%S(d)

Lnf                                                                                                          

 

مقاومت خمشی :

آزمونه های مورد استفاده : نمونه آزمایشی یا تولیدی شامل نمونه خشک شده و نمونه خام کویتی پس ازپرس ،بیسکویت پخته شده و کاشی پخته شده لعابدار می باشد . اندازه گیری مقاومت مکانیکی به روش بارگذاری سه محوری انجام می شود . بیسکویت را روی تکیه گاه قرار دهید و بعد فاصله تکیه گاه ها را اندازه بگیرید((L و برای محاسبۀ فاکتور نیرو دستگاه مقاومت سنج را روشن نموده تا شاخک آن با

فشار آزمونه را بشکند و مقدار نیروی وارده بر حسب (Kg F) را از روی نمایشگر دستگاه بخوانید سپس ضخامت آزمونه را در ضلعی که شکست واقع شده با کولیس با دقت mm01/0اندازه بگیرید(a)

سپس طول نمونه را در ضلعی که شکست واقع شده با کولیس اندازه بگیرید (b)  بعد از فرمول زیر مقدار مقاومت را بدست آورید :

  3F × L  =R

B×A²                                                                                          2          

 

جذب آب :

نونه های مورد نیاز بیسکویت های پخته شده آزمایشی یا تولیدی و یا کاشی های لعاب خورده آزمایشی و تولیدی می باشد . پس از اطمینان از خشک بودن نمونه ها را تک تک وزن  (Wd) نمایید. نمونه ها در داخل ظرف پر از آب بطور قائم به گونه ای قرار دهید تا هیچگونه تماسی با هم نداشته باشند . میزان آب باید طوری باشد که حداقل پنج سانتی متر بالاتر از سطح نمونه ها باشد بعد نمونه ها را به مدت دو ساعت در آب جوش قرار دهید و سپس حرارت دهی را قطع کنید در حالی که کاشی ها غو طه ور هستند حدود چهار ساعت بگذارید تا خنک شوند سپس نمو نه ها را ار آب خارج نموده و با یک اسفنج یا پارچه آب سطحی آن را بگیرید و با دقت 1/0گرم تک تک نمو نه ها را وزن(Ww) نماید. در انتها با استفاده از فرمول زیر  میزان جذب آب را محاسبه نمایید:

Ww  -   Wd)×100)     = A%

 Wd                         

 

 

تطبیق :

در شرکت کاشی الوند مسائل مهم و یا مسائلی که در حد خود دارای اهمیت هستند  طی جلساتی که شامل مدیران بخشهای مختلف مربوط است بر گزار می گردد و در طی این جلسات مسائل مطرح می شود و به مباحثه گذاشته شده و گروه سعی دریافتن نتایج مطلوب است اما مشکل اساسی که این گروه با آن مواجه است در ابتدا این است که تصمیمات اتخاذ شده در طی این جلسات هیچگونه قدرت اجرائی نخواهد داشت و فقط در صورتی می توانند به اجراء درآیند که پذیرش گروه مدیریتی بالا سازمان که در مکان دیگری هستند نیز جلب شود این مشکل باعث شده است که در بسیاری از مواردی غالباْ مسئولان هر بخش در ارائه راه حلها به دنبال توسعه بخش خود و یا حتی مبرا ساختن خود از این فرآیند تصمیم گیری است زیرا که آنها این جلسات را جلسات زائد دانسته فقط به دنبال هدفهای غیر جمعی هستند. مشکل دیگری که در این زمینه می توان مطرح کرد که تخصصها و توانمندیهای این مدیران در برخی موارد اصلاْ مرتبط با بخش نبوده و در موردی فقط بسنده به دانش تجربی و سابقه شغلی ملاک تعیین منصب قرار گرفته است و شاید این افراد برای زمینه هایی که تجربه نکرده اند و زمینه های آموزشی نیز ندارند . صلاحیت و شایستگی حضور در این مقام را و در جایی دیگر حضور در این جلسات را ندارند .

 

 

 


comment نظرات ()
 
نویسنده : مهندس علی محمد آیت اللهی - ساعت ٩:٠٠ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/۳/۱٠

در طراحی فرمولاسیون بدنه کاشی پرسلانی باید عوامل متعددی را در نظر داشت:

1- استحکام خام: طبق اظهار مهندسان و تکنسینهای شرکت SACMI بالاتر از ۶Kg/cm2 باشد.

2- استحکام خشک: طبق اظهار مهندسان و تکنسینهای شرکت SACMI بالاتر از ۳۰Kg/cm2 باشد. برای این منظور:

الف) حتی الامکان از بنتونیتها نباید استفاده شود یا درصد آن باید به زیر 5 درصد (منظور بنتونیت خالص) کاهش داده شود. بنتونیتها این معایب را در بدنه کاشی پرسلانی به وجود می آورند:

الف-1- میزان انقباض در هنگام خشک شدن و در نتیجه احتمال ترک خوردن بدنه را افزایش میدهند.

الف-2- بنتونیتها نفوذپذیری بدنه در مقابل نمکهای محلول (soluble salts) را کاهش میدهند. اعمال نمکهای محلول یکی از روشهای جالب دکوراسیون و ایجاد طرح در بدنه های پرسلانی است و در پستهای آتی به آن اشاره خواهد شد.

الف-3- به دلیل حضور اکسیدهای رنگی کننده مانند Fe2O3 باعث تیره شدن رنگ بدنه میشوند.

ب) از رسهای پلاستیک با پایه میکا و مسکویت استفاده شود (به کائولنهای اسمی ایرانی در پاراگرافهای بعدی مراجعه نمائید).

پ) میزان استفاده از مواد پلاستیک را به مقداری که مقادیر حدی استحکامهای خام و خشک تامین شوند، کاهش دهید (به اضافه 20-10 درصد برای اطمینان بیشتر به خصوص در مورد استحکام خشک؛ یعنی به جای حدهای 6-30 به 6/6-33 یا 6/6-36 برسید). شایان ذکر است که بالا بردن استحکام خام «معمولا» دشوارتر از افزایش استحکام خشک است.

* تذکر: با توجه به تجربیات به دست آمده در طراحی فرمولهای بدنه کاشی پرسلانی، مقادیر بیشتر از 5 و بیشتر از ۲۵Kg/cm2 نیز (به ترتیب برای استحکام خام و استحکام خشک بدنه) میتوانند مورد قبول باشند. هر چند که بهتر است برای بدنه های پرسلان لعابدار و برای تحمل چاپهای متعدد اعمال شده بر آن، همان گستره بالاتر از ۳۰Kg/cm2 در نظر گرفته شود.

3- انبساط پس از پرس: برای جلوگیری از بروز یا تشدید عیوبی مانند لب پریدگی و کنده شدن لبه ها و گوشه های کاشی، بهتر است علاوه بر بالابردن استحکام خام بدنه (که در این مورد بسیار کارساز است) با انتخاب مواد اولیه مناسب از بالا رفتن بیش از اندازه درصد انبساط پس از پرس ممانعت کرد. کائولنهای با درصد بالای کوارتز و بعضی از فلداسپاتها درصد انبساط پس از پرس را افزایش میدهند.

عامل اصلی به وجود آورنده انبساط پس از پرس، فشار هوای حبس شده بین گرانولهاست. در مرحله اول پرس، خروج کامل هوای موجود در لابلای گرانولها ممکن نیست و این هوا به مانند گرانولها تحت فشار قرار گرفته و فشرده میشود (مشابه هوای فشرده شده در کمپرسورها). با برداشته شدن فشار، این هوای فشرده شده سعی دارد تا از داخل بدنه فرار کند. در هنگام خروج، اگر مقاومت قطعه خام شکل گرفته کمتر از نیروی هوای خروجی باشد، قطعه ترک خواهد خورد یا متلاشی خواهد شد. اگر قطعه خام این نیرو را تاب بیاورد، ابعادی بزرگتر از ابعاد قالب پرس خواهد داشت که از آن به انبساط پس از پرس تعبیر میشود.

از دید بیشتر مهندسان، انبساط پس از پرس پائین معیاری از چسبندگی خوب ذرات به یکدیگر است. در هر صورت بهتر است این مشخصه به هیچ وجه از 8/0 درصد بیشتر نشود (حد متداول 7/0-55/0 درصد است).

4- جذب آب: در بدنه های کاشی پرسلانی لعابدار کمتر از 5/0 درصد و در بدنه های پرسلان تکنیکال و نمک محلول دو بازه کمتر از 3/0 درصد و یا کمتر از 1/0 درصد متداولند. بدیهی است که برای رسیدن به مقادیر کمتر جذب آب یا باید درصد فلداسپاتها را در فرمولاسیون بدنه افزایش داد، یا از فلداسپاتهای مرغوبتر (با درصدهای بالاتر اکسیدهای قلیائی Na2O و K2O) استفاده کرد یا دمای پخت را افزایش داد.

طبق مقاله ها و نوشته های منتشر شده از سوی شرکت SACMI، در صورتی که مقدار اکسیدهای MgO و CaO زیاد نباشد، بهتر است مقادیر Na2O و K2O به ترتیب 5/4 و 7/1 درصد (با نسبت Na2O به K2O برابر با 65/2) باشند. در واقع، با توجه به خاکهای ایرانی میتوان با نسبتهای 00/1 تا 00/2 (بیشتر 6/1-2/1) نیز به مقصود رسید.

شایان ذکر است که مقادیر Na2O و K2O را باید از تمام خاکها و مواد اولیه مصرفی محاسبه و جمع کرد نه فقط از فداسپاتها.

اولین قدمها در طراحی یک بدنه پرسلانی خوب، به دست آوردن مجموع کافی Na2O+K2O و نسبت بهینه Na2O به K2O با توجه به دیگر اکسیدهای موجود در ترکیب بدنه است. معمولا درصد بالای فلداسپات ترجیح داده میشود اما باید توجه داشت که هر چند بالا بردن میزان فلداسپاتها میتواند مزایائی چون کاهش دمای پخت بدنه، رسیدن به جذب آب نزدیک به صفر، بهبود درجه صیقلی بودن سطح پس از پولیش (بالا رفتن میزان جلا) و بهبود توسعه رنگ در بدنه های کاشی پرسلانی رنگی در هنگام پخت را به همراه داشته باشد اما باعث افزایش تردی بدنه، کاهش ثبات ابعادی در هنگام پخت، کاهش بازه دمائی پخت در کوره، کاهش مقاومت در برابر عوامل شیمیائی (به خصوص اسیدها) و کاهش استحکام پخت (در صورت استفاده بیش از حد از فلداسپات) خواهد شد.

مفید خواهد بود که نگاه یا مروری دوباره بر مبحث یوتکتیک (Eutectic) داشته باشید.

 


comment نظرات ()
← صفحه بعد