لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه :21
بخشی از متن مقاله
بافت
هر جسم سرامیکی پخته شده از مقداری فاز بلوری و فاز شیشه ای و تخلخل تشکیل یافته است مقدار و طرز تقسیم این فازها و همچنین اندازه و شکل آنها نشان دهندهی بافت آن جسم سرامیکی خواهد بود. تشکیل هر بافتی به عوامل مختلفی بستگی دارد، که برای مثال عبارتند از نوع ومقدار درشتی دانه مواد خام اولیه، روش مخلوط کردن و شکل دادن، خشک کردن و شرایط پخت.
تخلخل
تخلخل د راغلب اجسام سرامیکی بخصوص نوع زبر آن دیده می شود و بسیاری از عوامل مکانیکی و خواص سرامیک ها به شکل این تخلخل ها بستگی دارد.
تخلخل از لحاظ شکل به دو دسته تقسیم می شود. تخلخل باز و تخلخل بسته.
تخلخل باز خود به دو دسته دیگر تقسیم می شود .1-تخلخلی که گاز قابلیت عبور از آن را دارد و تخلخل بن بست یا کیسه ای که گاز یا هوا نم تواند از آن عبور کند.
ترموشیمى سرامیک
برای تهیه محصولات سرامیکی که به پخت احتیاج دارند تا از ماده اولیه به محصول آخری برسند یک رشته فعل و انفعالات مختلف انجام می گیرد ، از این لحاظ مهم استکه دانسته شود از این فعل و انفعالات چه حاصل می گردد، به چه سرعتی انجام می گیرند و به چه مقدار گرما نیازمندند. این محاسبات با کمک ترمودینامیک امکان پذیر است، البته اگر همیشه حالت تعادل فرض شود. برای رسیدن به این تعادل ها به علم سینتیک احتیاج است که معرف سرعت فعل و انفعالات فرآیندهاست.
لعاب هاى سربى
امروزه استفاده از اکسید سرب قابل قبول نیست، زیرا هزینه ایجاد شرایط درج شده در قوانین استفاده از اکسید سرب سریعا" افزایش می یابد ، به نحوی که -کارخانجات قادر به تحمل چنین هزینه ای نیستند. به طور سنتی ، اکسید سرب به چند دلیل در لعاب ها استفاده می شود. قدرت گدازآوری بالای اکسید سرب به لعاب ها اجازه می دهد تا در دمای بسیار پایین تری ذوب شوند. اکسید سرب دامنه پخت لعاب را افزایش می دهد. کشش سطحی و ضریب شکست لعاب را بالا می برد و در نتیجه لعابی براق با سطح صاف ایجاد میکند. در نهایت اکسید سرب مانع از تبلور لعاب می شود. حصول چنین خواص مطلوبی بدون سرب مشکل است . با این وجود ،Pbo معایبی نیز دارد. لعاب های حاوی سرب باید در محیطی شدیدا" اکسیدی حرارت داده شوند، زیرا سرب به آسانی احیاء می شود. اکسید سرب در دمای C 1200 فرّار است. مهم ترین عیب سرب سمّی بودن آن است.احتیاط لازم باید صورت گیرد تا از مسمومیت با سرب که موضوعی جدی است پرهیز شود. مسمومیت با وارد شدن ترکیبات محلول سرب در بدن و معمولا ً از طریق دهان و گاهی از راه تنفس بخار یا غبار ایجاد می شود. تشخیص بیماری بسیار سخت است، زیرا علائم آن مشابه بسیاری از بیماری های دیگر است. بنابراین برا پرهیز از مسمومیت باید پیشگیری های ممکن انجام گیرد. در ضمن اگر لعاب ها به شیوهی مناسبی فرموله نشوند می توانند مورد حمله شیمیایی، به ویژه توسط اسید- ها، قرار گیرند که باعث آزادشدن سرب محلول می شود. اگر چنین لعاب هایی در تماس با غذا یا نوشیدنی باشند، ایجاد مسمومیت می کنند.
لعاب هاى اپک
لعاب های اپک لعاب هایی هستند که عبئور نور از آنها به قدری کم است که بدنه را از پشت آن نمی توان دید. این لعاب ها معمولاً سفید هستند، اما ایجاد رنگ های روشن در آن ها نیز با افزودن رنگ دانه ممکن است .
لعاب اپک با افزودن ماده ای که باعث ایجاد ذرات مجزا شود و بخشی از نور را پراکنده و بازبتاباند ایجاد می- شود. برای این امر ماده پخش شده باید حلالیت کمی در لعاب مذاب داشته باشد و دارای ضریب شکستی بسیار متفاوت با لعاب باشد.
هر قدر مسیر نور توسط بلورهای پخش شده بیشتر شکسته شد لعاب اپک تر است. بنابراین هر قدر ذرات بلور کوچکتر باشد. مساحت سطح و بنا بر این بازتابش بیشتر است. اندازه مناسب ذرات برای اپک کننده گی حداکثر حدود 0/4 میکرون است بنابراین از میان اپک کننده های زیرکونی موجود در بازار، که دامنه وسیعی از اندازه ذرات را می پوشانند، حداکثر اپک کنندگی توسط ریزترین آنها ایجاد می شود. چون ریز کردن ذرات با آسیاب کردن انجام می شود، این ها گرانتر هستند .
از طرف دیگر زیر کون مناسب برای ذوب فریت باید اندازه ذرات متوسطی داشته باشد. پس تاثیر زیر کون را می توان با ذوب بخشی از زیر کون در لعاب هایی که کاملاً یا بخشی از آنها فریت شده است بهبود بخشید.
لعاب هاى اطلسى و مات
لعاب های اپک را می توان حد واسط لعاب های رنگی و لعاب های مات در نظر گرفت. اطلسی یا مات بودن پدیده هایی هستند که به حضور بلور های کوچک پخش شده در لعاب مربوط می شوند. این پدیده ها ناشی از تبلور ذرات بلوری در داخل یک لعاب کاملاً ذوب شده در عین سرد شدن است. این بلور ها باید بسیار کوچک باشند و به صورت یکنواخت در لعاب پخش شوند وسطحی صاف و اطلسی ارائه دهند. بر روی یک لعاب مات یا اطلسی می توان با مداد معمولی نوشت و با انگشت آن را پاک کرد. لعاب های مات همواره کم و بیش اپک هستند، زیرا مانند لعاب های اپک معمولی بلورهای موجود در آنها باریکه های نور را می شکنند. این بلور ها در لعاب مات روی، سیلیکات روی (ویلمیت) و در لعاب های مات آهکی، دی- سیلیکات آلومینیوم کلسیم (آنورتیت) یا سیلیکات کلسیم (ولاستونیت) هستند. اگر اکسید باریم به ترکیب افزوده شود ممکن است دی سیلیکات آلومینیوم باریم -(سلسیان) متبلور شود. پدیده ی ماتی متواند با ماده ی حل نشده در لعاب مانند استخوان، فلدسپات یا تالک و نیز حاصل شود، لیکن کیفیت این پدیده پایین تر از ماتی حاصل از تبلور است.
چون برای حصول یک لعاب مات به تبلور نیاز است، لعای نباید پیش از حد پخته شود و باید سیکل سرمایش مناسبی را به کار گرفت. لعاب های ماتی که پیش از حد سریع سرد شوند سطوح براقی دارند. بیشتر لعاب ها را می توان با افزودن یک عامل مات کننده مات کرد. مات حاصل از روی را می توان با افزودن مخلوطی از اکسید روی و رس در مقادیری کم و بیش ایجاد کرد.
دلیل استفاد از رس وارد کردن آلومینا و بنا بر این کاهش اندازه ی بلورهای سیلیکات روی است، که بسیار بزرگ هستند. افزودن وایتینگ (کربنات کلسیم) یا ولاستونیت، باعث ایجاد لعاب مات آهکی می شود.
لعاب هاى داراى جلوه ویژه
برخی از لعاب ها جلوه های زیبایی بی نظیری را ایجاد می کنند، که گاهی در کاربرد های خاصی مفید هستند. برخی از این جلوه های خاص در اثر ایجاد بلورهای پخش شده در لعاب بوجود می آید.لعاب های اپک و لعاب های اطلسی ومات مثال هایی از لعاب های میکرو بلوری هستند که در آنها انداز ذره بلورها به قدری کوچک است که آنها را نمی توان با چشم غیرمسلح مشاهده کرد. در لعاب- های خاص با کاهش سرعت جوانه زنی، بلورها می توانند به اندازه ای رشد کنند که با چشم غیرمسلح قابل رویت باشند. این دسته، لعاب های شکسته، که در آن سطح می تواند با بلور های منفرد اغلب خوشه ای پوشیده شود، و لعاب های اَونچری، که در آن بلورها در زمینه شیشه ای معلق هستند، را شامل می شود.
لعاب هاى ترک دار
لعاب های ترک دار (Crackle) دارای ترک هایی هستند که عمداً ایجاد می شوند.این پدیده با استفاده از لعابی که ضریب انبساط حرارتی بیشتری از بدنه داشته باشد ایجاد می شود. معمولاً این امر توسط Na2O و K2O زیاد در لعاب ایجاد می شود.
ترک های موجود لعاب تا سطح بدنه گسترده می شود. خطوط ترک را می توان با مالیدن رنگدانه تزیین کرد. به همین دلیل این نوع لعاب ها نباید در تماس با غذا یا نوشیدنی قرار گیرند، زیرا در حین استفاده ممکن است ذرات آلی وارد ترک ها شود که با شستن قابل زدودن نیست.
لعاب هاى لوسترى
در این لعاب ها در اثر احیاء یک لایه نازک فلزی بر روی سطح لعاب ایجاد می شود. این لعاب ها معمولاً بر سطح یک لعاب پخته شده اعمال می شوند، لیکن برخی از لوستر های درون لعابی دقیقاً مانند لعاب های معمولی مورد استفاده قرار می گیرند. دو نوع لعاب لوستری وجود دارد : آنهایی که قابل پخت دراتمسفر اکسیدی هستند، اما حاوی عوامل احیاء کننده هستند و آن هایی که باید در شرایط احیایی پخت شوند.
نوع اول حاوی رزینات های فلزی هستند که با حرارت دادن یک نمک فلزی با رزین و سپس انحلال در یک روغن مناسب مانند روغن اسطوخدوس تهیه می شود. در هنگام پخت تا 650 الی c 750 یک لایه نازک فلزی بر سطح لعاب رسوب می کند. یک فرمول حاوی 20% رزین، 5% 3 (NO3)Bi، 30% روغن اسطوخدوس و 45% اکسید فلزی است. اکسید فلزی مورد استفاده می تواند هر اکسید فلزی واسطه ای را شامل شود.
نوع دوم لعاب های لوستری که باید در شرایط احیایی پخته شوند، حاوی مخلوطی از نمک فلزی، حدود سه برابر رس یا اخرا و یک چسب برای چسباندن لایه فلزی به بدنه بیسکویت هستند. این لعاب ها در شرایط اکسیدی تا حدود c 750 و متعاقباً با نگه داری در این دما در شرایط شدیداً احیایی برای حدود یک ساعت پخته می شوند.
لعاب هاى راکو
لعاب های راکو با وارد کردن بدنه در یک کوره داغ ایجاد می شوند. پس از نگه داری بدنه در کوره به مدت کوتاه، بدنه در حالی که هنوز سرخ است از کوره خارج می شود. لعاب های راکو در دمای پایین پخته می شوند.
به دلیل مقدار بالی قلیایی این لعاب ها و با توجه به اینکه بدنه های راکو معمولاً کاملاً پخته نمی شوند، لعاب های راکو همیشه ترک دار هستند. با توجه به اینکه برای حصول نتایج بهتر لعاب های راکو با ضخامت زیاد حاصل می شوند، ترک ها تشدید می شوند. می توان جلوه های احیایی را با سرمایش بدنه های لعاب دار در روغن یا بستری از خاک اره، سبزه و غیره ایجاد کرد.
لعاب هاى نمکى
لعاب های نمکی در نتیجه پاشیدن سنگ معمولی یا نمک معمولی در یک کوره ی گازی در هنگامی که بدنه در منطقه داغ کوره است ایجاد می شود. نمک مزبور تبخیر شده و در حضور بخار با بدنه سرامیکی واکنش کرده و یک لایه نازک آلومینوسیلیکات سدیمی ایجاد می شود.
واکنش انجامی را می توان به صورت زیر نوشت:
2NaCl + H2O=2HCl + Na2O
لعاب آلومینوسیلیکات سدیم =بدنه آلومینوسیلیکاتی Na2O +
نمک در هنگام افزودن باید مرطوب باشد تا بتواند ایجاد بخار کند. تبخیر باید به خوبی انجام گیرد تا بخارHCl خارج شود. دما نیز باید c 1060 و ترجیحاً c1180 باشد تا بدنه هایی که برای مخرط 6 تا 8 طراحی شده اند را نیز بتوان لعاب زد.
لعاب هاى خاکستر
لعاب های خاکسترلعاب هایی هستند که حاوی مقدار زیادی خاکستر چوب هستند. خاکستر ها دارای چنان ترکیبات متغیری هستند که ارائه فرمول برای آنها مشکل است.در این لعاب ها خاکستر چوب به عنوان گدازآور عمل می کند. خاکستر باعث ورود پتاسیمی می شود که بهتر از پتاسیم حاصل از فلدسپار پخش می شود. در ضمن خاکستر، پنتااکسید فسفر که یک شیشه ساز گازآور است، وارد لعاب می کند.
بافت ناشی از افزودن خاکسترچوب، نامعلوم و گاهی بسیار جذاب و دارای رنگ های جالب است. شرایط پخت احیایی معمولاً نتایج جذابتری ایجاد می کند.
لعاب هاى سلادون
در نظر اول به نظر می رسد که لعاب سلادون چیزی بیش از یک لعاب آهک- قلیا با حدود 1% اکسید آهن و پخته شده در شرایط احیایی نیست. لیکن واقعیت این است که به دست آوردن یک لعاب سلادون خوب بسیار مشکل است. این لعاب ها نیاز به هماهنگی ترکیبی لعاب، شرایط پخت و نوع بدنه دارند.
آسیاب
تهیه لعاب شامل آماده سازی یک مخلوط همگن و آسیاب شده از مواد اولیه است،به گونه ای که تمام بخش های بچ در صورت نمونه گیری خواص یکسانی داشته باشد. اگرچه روش هایی برای اعمال لعاب به صورت خشک وجود دارد که به تدریج برای لعاب های پرسلانی اهمیت می یابد، بیشتر صنایع سرامیک از سوسپانسیون های آبی و گاهی الکلی استفاده می کنند. این مخلوط که دوغاب نامیده می شود، می تواند متشکل از آب و اجزاء لعاب، افزودنی های مختلف و رنگدانه ها باشد.
فرآیندهای معمول برای ساخت دوغاب شامل اختلاط اجزاء، کاهش اندازه ذرات، پخش کردن در آب، حذف مواد ناخواسته و اضافه کردن مقادیر کم افزودنی ها برای اصلاح کردن خواص دوغاب است. سه فرآیند اول هم زمان توسط سایش تر انجام می گیرد.
سایش به عنوان روشی برای تهیه لعاب های سرامیکی شامل خردکردن مواد اولیه با ضربه و سایش است. دستگاهی که اغلب برای این کار استفاده می شود، آسیاب گلوله ای است که متشکل از یک استوانه چرخان است که بخشی از‌آن توسط گلوله های مقاوم در برابر ضربه پرشده است. در آزمایشگاه از جارمیل برای این کار استفاده می شود. در جارمیل یک ظرف پرسلانی، که نقش استوانه چرخان را بازی می کند، توسط یک دستگاه می چرخد و مواد در داخل آن ساییده می شوند. در کارخانه استوانه بخش یک پارچه ای از ماشین است. با چرخش استوانه مواد اولیه به یکدیگر و با گلوله ها برخورد می کنند و ساییده می شوند. روش دیگر استفاده از لرزش به جای چرخش است. این نوع اسباب آسیاب لرزشی نامیده می شود. استفاده از آسیاب گلوله ای متداولترین روش صنعتی برای تهیه ی دوغاب های لعاب است. آسیاب های گلوله ای استوانه های بسته ای هستند (به استثناء دریچه ی بارگیری و تخلیه) که حول یک محور افقی می چرخند. اندازه آنها از نوع آزمایشگاهی یک چهارم لیتری تا نوع صنعتی چندین تنی متغییر است. آسیاب های صنعتی متداول از فلز ساخته شده اند، اما داخل آنها با یک ماده مقاوم به سایش پوشش داده شده است. این آسیاب ها حاوی گلوله یا استوانه هایی برای سایش ذرات هستند. ترکیب آستری آسیاب ها و گلوله ها به گونه ای است که برخورد آنها با هم آلودگی زیادی در دوغاب ایجاد نمی کند.
کاهش اندازه ذرات از برخورد آبشارگونه گلوله ها به ذرات مواد اولیه در هنگام چرخش آسیاب ناشی می شود. حتی در شرایط بهینه، آسیاب های گلوله ای از نظر انرژی راندمان کمی دارند. لذا باید عوامل زیادی را کنترل کرد. برخی از این عوامل عبارتند از:
- نوع آستری آسیاب
- نوع و اندازه گلوله ها
- وزن و نسبت گلوله ها، مواد و آب در آسیاب
- سرعت آسیاب
- اندازه ذرات مواد اولیه
- غلظت و سختی مواد اولیه
آستری آسیاب در حین کار ساییده می شود و باعث آلودگی سوسپانسیون می گردد. بنا بر این ماده مورد استفاده برای این کار باید مقاومت خوبی در برابر سایش توسط گلوله و اجزاء سوسپانسیون داشته باشد. بروز مقداری آلودگی اجتناب ناپذیر است. متداولترین آسترها سیلیس، پرسلان یا آلومینا هستند. معمولاً آلودگی لعاب های سرامیکی با این مواد جدی نیست، زیرا این اکسیدها خود بخشی از فرمولاسیون لعاب را تشکل می دهند. آستر های لاستیکی به تدریج محبوبیت یافته اند، زیرا به همراه گلوله های چگال منجر به کاهش زمان آسیاب می شوند. این آسترها مقاومت سایش خوبی دارند و آلودگی صوتی را در حین کار کاهش می دهند.
*** متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است ***
دانلود مقاله کامل درباره بافت