تکنولوژی سرامیک

 

صنعت سرامیک سازی صنعتی است که در آن از ترکیبات معدنی وخاک استفاده گسترده ای به عمل آمده است . لذا سرامیک را امروزه اینطور تعریف مکنند : محصولاتی که از یک ماده ویا مخلوطی از مواد معدنی وغیر فلزی هستند که به وسیله عملیات حرارتی ساخته میشوند.ودر این مقاله با توجه به گستردگی مطلب در این زمینه به بحثی مختصر در زمینه مواد اصلی بکار رفته در تهیه لعاب و رنگها در سرامیک میپردازیم.

مواد اصلی که در تهیه لعاب استفاده میشود و تاثیرات آن برلعاب به شرح زیر است:

1 – سیلیس :

سیلیس را میتوان به صورتهای کوارتز یا ترکیب در خاکهای معدنی مانند خاک چینی یا فلدسپات در لعابسازی مورد استفاده قرار داده و شکل حقیقی این ماده که به چه صورتی مورد استفاده واقع گردد در خواص لعاب موثر است .

تمام لعابها دارای سیلیس بعنوان ماده اصلی که حالت شیشه ای ایجاد میکند میباشند ولعاب بدون سیلیس نمی تواند یک لعاب کامل بوده ودارای خواص لازم باشد البته نسبت ترکیب آن در لعابها فرق میکند وهرقدر مقدار سیلیس درلعاب بیشتر باشد درجه حرارت کامل شدن بالا میرود ودر لعابهایی که در ترکیب آنها اکسید بور استفاده میشود سیلیس واکسید بور تولید سیلیکات میکنند که غیر محلول است واگر مصرف سیلیس در لعاب بیش از حد لازم باشد نواقص زیر به وجود میاید :

الف – شفافیت لعاب کم میشود .

ب – غلظت حرارتی افزایش پیدا میکندولعاب در درجه حرارت پیش بینی شده کامل نمیگردد .

ج _ اگر در لعاب سربی مقدار سیلیس زیاد شود سیلیکات سرب ایجاد میشود ( 3PbO ,SiO2  )

ودر نتیجه لعاب حالت سخت وکدری به خود میگیرد .

2_اکسید بور :

این اکسید یکی از مهمترین اکسیدهای اسیدی است که به عنوان ماده ای که حالت شیشه ای ایجاد میکند مورد استفاده قرار میگیرد .

با جایگزینی مقداری از سیلیس توسط اکسید بور به صورت اسید بوریک H3BO3 در ترکیب لعاب میتوان درجه حرارت را کاهش داده ولعاب را در حرارت پایین تری کامل کرد نظربه این که

براتها حرارت کمتری از سیلیکاتها احتیاج دارند B2O3را میتوان به صورت براکسNa2B4O7 , 10H2O وبراکس کلسینه شده Na2B4O7  واسید بوریکH3BO3 مورد استفاده قرار داد .

B2O3نقش مهمی به عنوان کمک ذوب در ترکیب لعاب دارد مخصوصا اگر همراه با اکسیدهای CaO ,Na2O  باشد . استعمال درست ودقیق این اکسید شفافیت وجلای لعابهای سربی را افزایش میدهد ولی درلعابهای غیر سربی این خاصیت بستگی به مقدار CaO  دارد .

استعمال زیاد از حد  B2O3 نواقص زیر را بوجود میآورد  :

الف – مقاومت لعاب را در برابر آب واسید کم میکند .

ب -  درلعابهایی که اکسید کلسیم وجود دارد برات کلسیم رنگ لعاب را تغییر میدهد .

ج – درروی بدنه هایی که زیررنگ کار شده لعاب ورنگ اثر میکندوموجبات تغییر رنگ آنها را بوجود میآورد. به عنوان مثال آبی مات برنگ زرد متمایل ویا صورتی برنگ سبز تبدیل میشود .

 3 - اکسید الومینیم :

اکسید آلومینیم بعنوان یک اکسید خنثی یکی از مهمترین مواد اصلی در لعابسازی است که مانع کریستالیزه شدن لعاب میگردد واین اکسید بصورت خاک چینی Al2O3 ,2SiO,2H2O یافلدسپات Na2O ,Al2O3,SiO2 مورد استفاده قرار میگیرد ولی اگر لعاب بهتری مورد نظر باشد از خاک چینی کلسینه شده استفاده میشود .

برای جلوگیری ازکریستالیزه شدن لعاب نسبت اکسید آلومینیم به سیلیس برابر1 به 10 میباشد. لعابهایی که بخواهیم کریستالیزه شوند بمقدار کم یا اصلا از اکسید آلومینیم استفاده نمی کنیم .

اکسید آلومینیم مانع از در رفتن لعاب وشره کردن ان میشود همچنین مقاوت لعاب را در برابر آب واسید افزایش میدهد خاصیت مهم آن پیوستگی کامل لعاب وبدنه است .

استفاده بیش از حد آن موجب افزایش غلظت لعاب در موقع ذوب شدن میشود وممکن است لعاب در حرارت پیش بینی شده کامل نگردد .

4- سرب :

 سرب معمولا بصورت بی سیلیکات سرب بکار میرود 3SiO2,PbO  ازآنجاییکه سرب ماده ای

سمی است بکار بردن سرب در لعابهای خام بسیار زیان آور است و استعمال آن باید کنترل شود .

 سرب یکی از مهمترین اکسید های بازی در لعابهای سربی است وسرب خواص زیر را به لعاب میدهد :

الف – لعاب را درخشنده میکند .

ب – زیر رنگها را به خوبی نشان میدهد .

ج – میتوان با اطمینان آنها را حرارت داد .

لیکن باید توجه داشت که اولا سرب در حرارت بالاتر از 1150 درجه سانتیگراد فراراست وثانیا استعمال بیش از حد آن استحکام لعاب را کاهش میدهد .

5 – اکسیدهای سدیم وپتاسیم :

از این دو بعنوان کمک ذوب در لعاب استفاده میشود واکسید سدیم را میتوان از براکس ویا بیکربنات سدیم تامین کرد لیکن این مواد محلولند وبایستی قبل از استعمال فریزشوند همچنین میتوان از فلدسپاتهای سدیم وپتاسیم  استفاده کرد که هردو غیر محلولند .

فلدسپات سدیم                    Na2O , Al2O3 , 6SiO2

فلدسپات پتاسیم                   K2O ,  Al2O3  , 6SiO2

مسلم است که اکسید آلومینیم وسیلیس نیز بایستی در محاسبه منظور گردد همچنین گاهی از کربنات ونیترات پتاسیم استفاده میشود که باز هردو محلولند . نسبت مولکولی این دواکسید نباید بیش از2/0 باشد درغیر این صورت احتمال ترک خوردن لعاب زیاد میشود .

6 – اکسید کلسیم :

 این اکسید به صورت CaO  وکربنات کلسیم مورد استفاده قرار میگیرد . اکسید کلسیم فراوان ترین عناصر خاکی است . درطبیعت بصورت کربنات کلسیم وگاهی همراه با کربنات منیزیم به مقدار زیاد یافت میشود .

اکسید کلسیم خواص زیر زا به لعاب میدهد :

الف – مقاومت دربرابر آب واسید را افزایش میدهد .

ب -   مقاومت لعاب را دربرابر خراش افزایش میدهد .

ج – لعاب را بهتر به بدنه می چسباند ومانع پوسته شدن آن میگردد .

 د – مقاومت لعاب را دربرابر ترک زیا د میکند .

ه – باعث سهولت در ذوب لعاب میشود .

استعمال بیش از حد آن موجب فرم گرفتن سیلیکات کلسیم میشود که لعاب را خشک وسخت میکند .

7 – اکسید منیزیم :

خواص اکسید منیزیم نظیر اکسید کلسیم است وبصورت دولومیت CaCO3 , MgCO3  ویا پودر تالک Mg3SiO10(OH)2 مورد استفاده قرار میگیرد .

                                 موادرنگی در تزیین سرامیک

مواد رنگی ممکن است به ترکیبهای بدنه یا لعاب اضافه شود یاروی بیسکویت (لعاب پخته شده ) بکار برده شود و همچنین ممکن است بعنوان ناخالصی در مواد خام موجود باشد .

معمولی ترین رنگی که به طورطبیعی موجود است آهن می باشد که ممکن است  به شکل اکسید ،هیدروکسید ،  کربنات یا سولفید موجود باشد .

بسیاری از خاکها بطور محسوس شامل  مقادیری از ترکیبات آهن هستند و ممکن است رنگ بعد از پخت آنها از رنگ عاج، نخودی تا قرمز باشد، بسته به مقدار آهن موجود در آن .

موادی دیگر ممکن است خودشان رنگی نباشند  ولی بر روی رنگ آهن در بدنه  پخته شده موثر باشند . اکسیدهای  کلسیم ، منیزیم ، آلومینیم ، اثر رنگ آهن را کاهش میدهد . در حالی که وجود اکسید تیتانیم رنگ آن را شدت میدهد . خاکهایی که  دارای آهن هستند  بعنوان  تزیین در آجرهای ساختمانی وچینی سازی مورد استفاده قرار میگیرند .

هر چه درجه حرارتی که رنگ بکار برده میشود افزایش یابد شانس انتخاب رنگها کمتر است. بنابراین رنگهایی که به عنوان دکور روی لعابها بکار برده میشوند متنوع تر هستند .زیرا اینها در درجه حرارتی که تازه لعاب نرم شده ورنگ روی آن ثابت میشود بکار برده میشوند.

دکورهایی که دربدنه ودرلعاب ویا روی سطح بیسکویت بکاربرده میشوند باید بتوانند درحرارت بالاایستادگی کنند واین انتخاب رنگ رامحدود میکند.از طرف دیگر چنین دکورهایی ممکن است با لعاب ترکیب شوند  درحالیکه دکور روی لعاب کمتر درمعرض چنین  ترکیبهایی است . برای بکار بردن دکور روشهای گوناگونی  وجود دارد  شامل :  نقاشی با دست،  اسپری ، مهر زدن،  چاپ  ،عکس برگردان  وغیره .

موادی که در رنگها بکار برده میشوند معمولا کلسینه میشوند تا گازهایی که ممکن است در موقع حرارت متصاعد شوند خارج شده و همچنین مواد رنگی را غیر محلول وغیر فعال  میسازد . این مواد اغلب از نظر شیمیایی  کمپلکس  هستند ولی بر پایه نمک های فلزی  قرار دارند که از نظر وضع رنگی میتوان به طور خلاصه بوسیله اکسیدهای آنها مورد رسیدگی قرار دهیم .

اکسید آنتیموان :

بشکل آنتیموان سرب بکاربرده میشود ودر روی لعاب، ودر خود لعاب سربی تولید رنگ زرد میکند .

 

اکسید کروم :

این ماده تولید رنگهای متنوع میکند در لعاب تولید رنگ سبز میکند . در حالیکه کرومات سرب رنگ قرمز وکرومات باریم رنگ زرد میدهند .در صورتیکه قلع موجود باشد رنگهای میخکی میدهد . کروم همچنین جزئی از ترکیب رنگهای قهوه ای وسیاه است.

اکسید کبالت :

به واسطه  تشکیل  سیلیکات آلومینو کبالت  تولید رنگهای آبی قوی میکند،  این رنگها حتی در حرارتهای بالا هم ثابت اند.

اکسید مس:

در اکثر لعابها رنگ سبز میدهد، ولی درلعابهای مخصوص که مقدار قلیایی آنها زیاد است، تولید رنگهای آبی میکند . در اتمسفر احیا در داخل لعاب یا روی لعاب رنگهای قرمز را میتوان بدست آورد .

طلا :

در لعابی که قلع دارد رنگهای مایل به ارغوانی و میخکی میدهد . طلای فلزی را میتوان بشکل طلای مایع بکار برد که در این صورت پس ازپخت دارای رنگهای درخشان است ویا میتوان با فلاکس( فلاکس ماده ای است که درجه حرارت ذوب ماده ویا موادی را که به آنها اضافه میشود پایین میاورد ) ترکیب کرد که در این صورت باید آنرا پرداخت کرد تا تولید رنگ لوستر کند .

اکسید آهن:

در لعاب رنگهای زرد وقهوه ای تولید میکند ودر اتمسفر احیاء رنگهای سبز بدست میآید.در روی

لعاب رنگهای قرمز، قهوه ای میدهد. رنگ سیاه نیز شامل آهن است .

اکسید منگنز :

در لعاب رنگهای قهوه ای میدهد .در لعابهایی که دارای قلیایی زیاد هستند جایی که منگناتها شکل میگیرندرنگهای میخکی وبنفش میدهد . همچنین جزئی از رنگهای قهوه ای وسیاه است .

اکسید نیکل :

در صورتیکه کبالت موجود باشد، رنگهای سبز میدهد، جایی که اکسید روی باشد تولید رنگهای آبی میکند همچنین جزئی از ترکیبات رنگهای قهوهای وزرد است .

 

 

پلاتین :

مانند طلا، پلاتین را میتوان در دکور فلزی بکار برد، رنگ لوستر آن ثابت تر ازنقره است وجلای خود رااز دست نمیدهد .

اکسید تیتانیم :

همراه با آهن تولید رنگهای زرد وقهوه ای میکند، در کاشیهای دیوار ایجاد دکور مرمر نما میکند .

اکسید اورانیم :

بشکل اکسید یا اورانات سدیم وارد لعاب میشود . در لعاب تولید رنگهای زرد، نارنجی وسیاه میکند . در لعابهایی که دارای مقدار زیادی سرب هستند کریستالهای قرمز ایجاد میشود .

                                                                       

 

جهت مطالعه بیشتر به کتاب تکنولوزی سرامیک             تالیف مرتضی توکلی

وسایت :         http://www.google.com                       مراجعه کنید.

                                             

                     "با تشکر از همکار گرامی خانم : فهیمه رستگاری"

 

 

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه بیست و سوم خرداد 1386ساعت 11:0  توسط گروه شيمي نجف آباد | 
 
صفحه نخست
پست الکترونیک
آرشیو
عناوین مطالب وبلاگ
درباره وبلاگ
به وبلاگ گروه شیمی نجف آباد خوش آمدید.

نوشته های پیشین
اسفند 1392
آذر 1392
آبان 1392
مهر 1392
دی 1391
آذر 1391
آبان 1391
مهر 1391
اردیبهشت 1391
فروردین 1391
اسفند 1390
بهمن 1390
دی 1390
آذر 1390
آبان 1390
مهر 1390
اردیبهشت 1390
فروردین 1390
بهمن 1389
دی 1389
آذر 1389
مهر 1389
مرداد 1389
تیر 1389
اردیبهشت 1389
اسفند 1388
بهمن 1388
دی 1388
آذر 1388
خرداد 1388
اردیبهشت 1388
بهمن 1387
دی 1387
آذر 1387
خرداد 1387
اردیبهشت 1387
آرشيو
آرشیو موضوعی
طرح درس شيمي پيش دانشگاهي
دستگاه های تصفیه آب خانگی
روش های از بین بردن لکه ها
آسپیرین
مقاله ای پیرامون اکسیزن
انیمیشن های شیمی1
انیمیشن های شیمی2
انیمیشن های شیمی 3
انیمیشن های شیمی پیش دامشگاهی
سوالات تست شیمی پیش فصل اول و دوم
مقاله ای پیرامون باروری ابرها
ذرات بنیادی
گاز خردل
نانوتكنولوژي
طرح درس شيمي 1
طرح درس شيمي 2
طرح درس شيمي 3
ماده ای سخت تر از الماس
سرامیک
سرامیک انعطاف پذیر
شیمی رنگها
تست شیمی 1 (بخش سوم)
طلا و اثرات آن بر سلامتی
پرتوهاي هسته اي محيطي
فيبر نوري
آيا واقعيت دارد كه آب گرم زودتر از آب سرد يخ مي ز
شش حالت ماده
نحوه عملكرد بيهوش كننده ها
نمونه سوالات آزمایشگاهی سال های گذشته
بارم بندی دروس شیمی دبیرستان و پیش دانشگاهی
چند آزمايش ساده در مورد كشش سطحي و برنامه آزمايشگا
طرح درس شيمي 2 بر مبناي IT
پاسخ سوالات شيمي3 از طرف دفتر تاليف كتب درسي
آزمايش هاي جالب شيمي
نكاتي در مورد نوشتن طرح درس استاندارد
لباس فضانوردان
اثر اوزون تروپوسفری بر گیاهان و گوجه فرنگی
آشنايي با رشته صنايع شيميايي
پیوندها
جدول تناوبی پویا
هفتمين كنفرانس آموزشي شيمي ايران در سال 90
دفترتالیف کتب درسی شیمی
گروه شيمي استان
دريافت فيش حقوقي
مديريت آموزش وپرورش نجف آباد
سازمان آموزش وپرورش استان
نمونه سوالات آزمایشگاهی سالهای گذشته
كارشناسي تكنولوژي و گروه هاي آموزشي
 

 RSS

POWERED BY
BLOGFA.COM