لعاب در بدنه های سرامیکی


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

/ 1 نظر / 638 بازدید
محمد مهدی

با عرض سلام لطفا فرمول لعاب ترکدار را بدهید