گیلاس سرخ

صنعت کاشی و سرامیک

پرسلان ها
نویسنده : 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 ()