سرامیک و پولیش کاشی

مهمترين خواص لعاب ها :

در هنگام  محاسبه و طراحي فرمول لعاب ابتدا بايد چند خاصيت عمده و اصلي را در آن در نظر گرفت و بر اساس اين خواص فرمول مناسب را انتخاب كرد ويا ارايه داد. مهمترين خواص مورد نظر لعاب ها عبارتند از نقطه ذوب ، كشش سطحي  ،  ويسكوزيته ، تناسب و تطابق بين بدنه و  لعاب ، مقاومت شيميايي ، فراريت ، سختي و خواص الكتريكي لعاب .

1-   ذوب :

بديهي است كه يك لعاب بايد در درجه حرارت پخت خود بايد قادر به تشكيل فاز مايع باشد . با توجه به اينكه سيليس به عنوان عمده ترين اكسيد شيشه ساز در لعاب هاي سراميكي داراي نقطه ذوب 1710 درجه  به كار مي رود بنابر اين در عمل بايد اكسيد هايي به سيليس اضافه شود تا درجه حرارت پخت لعاب به اندازه مورد نظر كاهش يابد اگر اين موضوع را بخواهيم به صورت كاربردي بيان كنيم مي توان گفت كه عملا مهمترين و رايج ترين گداز آور هاي قليايي عبارتند از :

Lio2 – Pbo - Na 2o - K 2o– Bao – Cao – Sro – Mgo – Zno

كه خاصيت گداز آوري آنها از چپ به راست كمتر ميشود. البته بايد توجه داشت كه هر يك از اين گداز آور ها عكس العمل ها و ويژگي خاص خود را دارد و در هر مورد مشخص با يد به اين ويژگي ها توجه كرد

مهمترين ويژگي گداز آور ها محدوده استفاده از آنهاست  به اين معني كه بعضي از گداز آور ها صرفا در درجه حرارت پايين قابل استفاده بوده و در درجه حرارت بالاتر فرار مي باشند.(به عنوان مثال اكسيد بور و اكسيد سرب) از طرف ديگر بعضي از اكسيد ها ي گداز آورصرفا در درجه حرارت بالا به عنوان گداز آور فعالند و در حرارت هاي پايين دير گداز محسوب مي شوند(مانند اكسيد كلسيم و منيزيم). بعلاوه بعضي از گداز آور ها  فقط در كنار گداز آور ديگري ميتواند به طور فعال عكس العمل نشان دهد و اصطلاحا گداز آورنده كمكي ويا فرعي است.(مانند اكسيد منيزيم واكسيد روي). اين موضوع داراي دلايل شيميايي است كه از حوصله اين بحث خارج است.

شكل زير محدوده فعاليت رايجترين گداز آور ها ي مصرفي در لعاب را نشان ميدهد. خطوط بريده شده در اين شكل نشان دهنده فراريت گداز آورنده در آن دما ست.

2- ويسكوزيته:

ويسكوزيته لعاب در درجه حرارت پخت يكي از مهمترينويژگي لعاب هاست . ويسكوزيته زياد لعاب ها يكي از مهمترين عوامل در جلوگيري از تبلور آنها مي باشد ولي اين مورد صرفا دليل اهميت خاصيت ويسكوزيته در لعاب ها نمي باشد.

اگر ويسكوزيته لعاب كم بوده وبه عبارتي ديگر لعاب بيش از حد روان باشد در بالا ترين درجه حرارت پخت تحت تاثير وزن خود حركت نموده و اصطلاحا" شره " ميكند . اين عمل علاوه بر آسيبي كه به ظاهر كاشي ميرساند باعث چسبيدن كاشي به رولر ها نيز ميگردد.

لعاب با ويسكوزيته كم اگر روي بدنه هاي با تخلخل بالا مورد استفاده قرار گيرد به بدنه جذب شده و سطح مناسب و صافي ايجاد نمايد. چون براحتي به بدنه جذب شده و تغييراتي شيميايي را در بدنه و خود لعاب بوجود مي آورد.

از طرفي لعاب هاي با ويسكوزيته زياد قادر به ايجاد سطوح يكدست وبدون موج نيستند.مضاف اينكه در بالاترين درجه حرارت پخت حباب هاي موجود در فاز مايع (لعاب ) قادر به خروج نيستندو سطح لعاب به صورت حفره حفره ديده مي شود.

ويسكوزيته نه فقط در مورد لعاب بلكه در مورد رورنگي ها كه بعد از لعاب و براي پخت سوم روي كاشي اعمال ميگردد نيز قابل توجه است .

بديهي است كه درجه حرارت و نيز مدت زمان پخت در مقدار ويسكوزيته لعاب بسيار مؤثر است ولي علاوه بر اين دو تركيب لعاب  و اكسيد هاي تشكيل دهنده آن (با توجه به نقش اكسيد هاي مختلف در ساختمان لعاب ) نيز عامل بسيار مهمي در تعيين  مقدار ويسكوزيته مي باشد. به طور كلي اكسيد هاي قليايي بيشترين تآثير را دركاهش ويسكوزيته واكسيد آلومينيوم بيشترين تآثير را در افزايش ويسكوزيته لعاب ها دارند .

2        – كشش سطحي:

از آنجايي كه كشش سطحي سيالات تمايل دارد سطح مايع را به حد اقل ممكن كاهش دهد. واز آنجايي كه دراحجام كروي سطح كمينه است اگر مقدار مايع كم باشد يك قطره از مايع تحت تآثير كشش سطحي به كره تبديل مي گردد.

لعاب هاي مذاب در مقايسه با مايعات ديگر داراي كشش سطحي قابل ملاحظه اي مي باشند. لعاب هايي كه داراي كشش سطحي بالايي هستند در هنگام ذوب تمايل دارند كه شكل كروي به خود بگيرند و خود را جمع كنند. در نتيجه قسمتي از بدنه بدون لعاب باقي مي ماند . اين عيب در صنعت سراميك با اصطلاح لعاب نگرفتگي مشخص مي شود.

از طرف ديگر لعاب هايي كه داراي كشش سطحي كمي هستند مانند لعاب هاي با ويسكوزيته كم تمايل دارند از سطح كاشي سرازير شده و "شره" نمايند.

به طور كلي لعاب هايي كه داراي ويسكوزيته زيادي هستند داراي كشش سطحي قابل ملاحظه اي هستند ولي اين بدان معني نيست كه لعاب هاي با ويسكوزيته بيشتر هميشه داراي كشش سطحي بيشتري هستند. به هر حال باتوجه به ارتباط كلي ويسكوزيته و كشش سطحي مي توان نتيجه گرفت كه تركيب لعاب و به طور اخص اكسيد هاي تشكيل دهنده لعاب همانگونه كه در ويسكوزيته مؤثر

 مي باشند در كشش سطحي نيز تاثير دارند.

3        - تناسب لعاب و بدنه :

تناسب لعاب و بدنه با بررسي  پارامتر اختلاف انبساط حرارتي لعاب و بدنه (كه عمدتا به تركيبات اين دو و تنش هاي موجود بستگي دارد )   مورد ارزيابي قرار مي گيرد.

ضريب انبساط خطي عبارت است از افزايش واحد طول به ازاي ازدياد يك درجه سانتي گراد دما .اين مقدار در دماهاي مختلف متفاوت است لذا بايد قيد كنيم كه اندازه گيري در چه محدوده اي از حرارت انجام  شده است. مثلا ضريب انبساط خطي شيشه 5x10-7 در محدوده دمايي 20 تا 500 درجه است.

مهمترين شرط ايجاد تناسب و تطابق بين لعاب وبدنه كاشي است .

براي بررسي بهتر اين موضوع حالت هاي مختلف را مورد بررسي قرار مي دهيم:

1-       ضريب انبساط لعاب بيشتر از بدنه باشد: بديهي است كه لعاب موقع سرد شدن تمايل دارد بيشتر از بدنه منقبض شوداما بدليل اتصال بين بدنه ولعاب ، بدنه بدليل انقباض كمتر خود ازوقوع اين عمل جلوگيري نموده ودرنتيجه لعاب تحت تنش كششي قرار ميگيرد. كه نتيجه آن چيزي نيست جز ترك خوردن لعاب و يا تقعر كاشي

2-       ضريب انبساط لعاب و بدنه يكسان باشد:  اين حالت از نظر تئوري ايدآل است اما تجربه خلاف اين مطلب را به اثبات مي رساند . بدين معني كه در چنين مواردي در سطح لعاب كاشي در عمل ودر هنگام مصرف (بعد از مدت كوتاهي )ترك هايي به وجود مي آيد . چراكه تغييرات درجه حرارت محيط به طور يكسان بدنه و لعاب را تحت تأثير قرار نمي دهد بلكه اين لعاب است كه قبل از بدنه تحت تأثير درجه حرارت قرار گرفته  و بنابراين  علي رغم   ضرايب  انبساط  برابر  باز  هم در عمل تحت تنش كششي قرار  مي گيرد . پس نتيجه مي گيريم كه يكسان بودن ضرايب انبساط لعاب و بدنه  به  معني  تناسب و تطابق لعاب  و بدنه نيست .

3-        ضريب انبساط بدنه بيشتر از لعاب باشد : در اين مورد بدنه تمايل دارد كه هنگام سرد شدن بيشتر از لعا ب منقبض شود و بنا بر اين لعاب را تحت تنش فشاري قرار مي دهد .اما فرآورده هاي سراميكي تنش هاي فشاري را بهتربسيار ازبهتر از تنش هاي كششي تحمل مي كنند . بنابراين اگر تنش فشاري بيش از حد نباشد در نتيجه لعاب قادر به تحمل آن خواهد بود. ولي اگر بيشتر از حد معمول باشد لعاب به صورت پوسته از بدنه جدا گرديده و اصطلاحا لعاب پوسته مي شود و در اين صورت لعاب به راحتي حتي بوسيله ناخن  كنده شده وبه صورت فلس هاي نازك لعاب جدا مي شوند.

 با توجه به سه مورد اشاره شده در بالا مي توان نتيجه گرفت كه براي ايجاد بك تناسب واتصال صحيح بين لعاب و بدنه لازم است كه ضريب انساط لعاب تاحدودي (البته نه بيش از حد ) كمتر از ضريب انبساط بدنه بوده و به عبارت ديگر انقباض لعاب كمي كمتر از بدنه باشد تا بدين ترتيب به جاي اينكه لعاب تحت عوامل مخرب قرار گيرد تحت تنش فشاري مناسب قرار گيرد . براي ايجاد ذهنيت مناسب از اين موضوع جا دارد كه اشاره شود به عنوان مثال بدنه هاي ارتن ور معمولا داراي ضريب انبساطي 7-7.5x10-6   ولعاب هاي ارتن ور داراي ضريب انبساطي 6.5x10-6 ميباشند. (درمحدوده دمايي 20 تا500 درجه )

اكسيد هاي سديم و پتاسيم بيشترين تاثير را در افزايش ضريب انبساط داشته واكسيد هاي قليايي خاكي مانند اكسيد هاي ليتيم ،سرب و روي با شدت كمتري ضريب انبساط لعاب را افزايش مي دهند

و به صورت معكوس اكسيد هاي شبكه ساز (Sio2 – B2o3  )  باعث كاهش قابل ملاحظه اي در مقدار انبساط حرارتي ميگرند.

5 - مقاومت شيميايي :

از انجايي يكي از اهداف بكارگيري لعاب بر روي  كاشي مقاومت آن دربرابر مواد شيميايي است لذا قبل از تهيه آن بايد به اين مشخصه توجه خاصي كرد .

به طور كلي مقاومت شيميايي لعاب هايي كه داراي درجه حرارت پخت بالايي هستند بيشتر است اكسيد هاي قليايي تاثير زيادي در كاهش مقاومت شيميايي لعاب عا دارند.

اكسيد هاي قليايي خاكي داراي تاثير حد وسط هستند و اكيسد روي ، اكسيد سيليسيم و اكسيد آلومينيوم تاثير زيادي بر افزايش مقاومت شيميايي دارند.

6 - فراريت:

بسياري از اكسيد هاي موجود در لعاب ها ممكن است در خلال پخت تبخير گرديده و باعث تغيير در تركيب لعاب شده ونيز تاثير مخرب ونامطلوبي ايجاد نمايد.

به طور كلي مهمترين عوامل مؤثر در فراريت لعاب ها تركيب شيميايي آنها ، درجه حرارت ، زمان پخت و محيط كوره است

توجه به اين موضوع با توجه به جدولي كه در قسمت ذوب امده است به هنگام طراحي فرمول لعاب از اهميت زيادي برخوردار است .

7 – سختي :

            سختي خاصيتي است كه به صور مختلفي تعريف ميگردد و مي توان ان را مقاومت در برابر نفوذعمقي نسبت به خراش دانست . سختي لعاب مانند ديگر خواصي كه تاكنون مورد بررسي قرار گرفت به تركيب لعاب بستگي دارد .  به طور كلي لعاب هايي كه درجه پخت بالاتري دارند داراي سختي بيشتري  مي باشند و بنا بر اين لعاب پرسلان ها از لعاب ارتن ور ها بسيار سخت ترند واين بدان معنا ست كه گداز اور ها (به جز اكسيد بور) با عث سختي لعاب ها مي گردند .به طور مشخص شبكه ساز ها باعث افزايش شبكه مي گردند .( سيليس و اكسيد بور ) البته بايد توجه  داشت كه اكسيد بور اگر از مقدار مشخصي فراتر رود معكوس عمل مي كند.

8 – خواص الكتريكي :

در مورد لعاب كا شي ها اهميت زيادي ندارد

مقاله: porian-h.blogfa.com