مقاله 89 : لعاب سرامیک

kooch_kooloo2002

عضو جدید
لعاب
لعاب قشر نازك شيشه‌اي يا شيشه مانندي است كه (در فرايند لعابكاري) بر سطوح بعضي اجسام سراميكي پوشش داده مي‌شود. ماده تشكيل دهنده لعاب را كه پودر بسيار نرمي است به وسيله‌اي روي جسم موردنظر لعابكاري مي‌كنند و سپس مي‌پزند لعاب، تمام سطح جسم سراميكي را كاملاً به صورت يك پوشش نازك مي‌پوشاند. لعاب هميشه در دماي كمتري نسبت به بدنه‌هاي سراميكي، به حالت خميري و مذاب در مي‌آيد، يعني نقطه خميري پايين‌تري دارد.
لعابكاري جسم سراميكي موجب تراكم، سختي، صيقلي و رنگي بودن آن مي‌شود و آن را در مقابل بعضي از عوامل شيميايي مستحكم و پايدار مي‌سازد.
لعاب، اجسام سراميكي متخلخل را كاملاً متراكم و از نفوذ مايعات و گازها به داخل بافت آنها جلوگيري مي‌كند و در نتيجه از تأثير خوردگي و عوامل نامساعد ديگر بر آنها مي‌كاهد.
تقسيم بندي لعابها
امروزه تقسيم بندي لعابها بر مبناي تشكيل شيميايي يا نوع توليد آن صورت مي‌گيرد.
تقسيم بندي بر اساس تركيب شيميايي:
1ـ لعابهاي سربي
الف ـ لعاب بدون بور
الف1ـ لعاب سربي ساده
الف2ـ لعاب سربي مخلوط
ب ـ لعاب محتوي برات
2ـ لعابهاي بدون سرب
الف ـ لعابهاي براتي
ب ـ لعابهاي بدون بور
ب1ـ لعاب با مقدار قليايي زياد (لعابهاي قليايي)
ب2ـ لعاب با مقدار كم قليايي (لعابهاي پرسلان)
تقسيم بندي لعاب بر اساس انواع توليدها :
1ـ لعابهاي خام
2ـ لعابهاي فريتي
3ـ لعابهاي تبخيري
لعابكاري:
براي لعابكاري بدنه هاي سراميكي روشهاي متعددي وجود دارد كه مهم‌ترين آنها عبارتند از:
1ـ ريختن لعاب بر روي بدنه سراميكي.
2ـ فرو بردن بدنه سراميكي در دوغ‌آب لعاب.
3ـ‌‌ لعابكاري با فشار هوا (پاشيدن دوغ‌آب لعاب توسط پيستوله ).
4ـ پراندن لعاب توسط نيروي گريز از مركز كه در اين حالت لعاب به صورت ذرات بسيار ريزي تبديل و در فضا پخش مي‌شود كه بدنه هاي سراميكي را در اين فضا قرار داده و لعابكاري مي‌شوند.
روشهاي لعابكاري ديگري از تركيب اين چهار طريق لعابكاري فوق جهت لعابكاري وجود دارد كه در اينجا آورده نمي‌شود.
لعاب در لعابكاري به روشهاي ريختن و فرو بردن بايد داراي وزن مخصوصي در حدود 30/1 الي 55/1 گرم بر سانتيمتر مكعب باشد (30ـ50 B´e) وزن مخصوص لعابهايي كه توسط روش پاشيدن لعابكاري مي‌شوند در همين حدود فرق دارند.
لعابهاي غليظ براي لعابكاري به طريق پاشيدن نامناسب است و سطوح ناهمواري بر روي بدنة سراميكي بوجود مي‌آورد كه موجب لوله و يا پوسته‌اي شدن لعاب مي‌شود.
دماي بدنه در ضخامت قشر لعاب مؤثر است.به ويژه براي روشهاي لعابكاري به طريق 1 و 2 بدنه هاي فشرده عمل مكندگي و جذب لعاب كمتري دارند، بنابراين بايد لعاب غليظتر تنظيم شود . تخلخل بدنه‌هاي سراميكي با پخت اوليه بايد درحد مناسبي باشد كه عمل مكندگي و جذب لعاب آنها به حد كافي باشد. جذب آب بدنه‌هاي از جنس سراميك سفيدپخت بايد تقريباً 10 تا 15 درصد و براي كاشي در حدود 6 الي 10 درصد باشد.
براي بهبود لعابكاري بدنه‌هاي سراميكي، مقداري از آب همراه دوغ‌آب لعاب توسط تخلخل بدنه مكيده وجذب مي‌شود، بنابراين تمام اين قدرت مكندگي بدنه را نبايد كلاً جهت لعاب كاري بهره‌برداري كرد .اگر تمام قدرت مكندگي بدنه به وسيله آب لعاب جذيب شده بهره‌برداري شود يعني بدنه از آب اشباع شود بعداً لعاب از روي سطح لعابكاري شده شره كرده و ميريزد يا پس از پخت دراين مواضع بدون لعاب باقي ميماند (حالت كچلي). ازچهار روش لعابكاري فوق، روشهاي زير به ترتيب، مقدار آب بيشتري همراه خود به بدنه مي‌بخشد:
1ـ فروبردن
2ـ ريختن لعاب
3ـ پراندن توسط نيروي گريز از مركز
4ـ لعابكاري با فشار هوا
بنابراين، روش لعابكاري به طريق فرو بردن مقدار بيشتري و در روش پاشيدن توسط فشار هوا كمترين آب را همراه خود در حين لعابكاري به بدنه سراميكي مي‌دهد. بدنه‌هايي كه خاصيت مكندگي آنها نسبتاً كم است توسط گرم‌كردن، حالت مكندگي آنها را افزايش مي‌دهند .
براي نقاشي و تزئين‌كردن بدنه‌هاي سراميكي بعضي از نقاط بدنه را كه مايل به لعابكاري نيستند و بايد عاري از لعاب باشند با مواد پلاستيكي مانند لاتكس، به وسيله قلم‌مو آن منطقه را پوشش و سپس بدنه را لعابكاري مي‌كنند. پس از خشك شدن لعاب مي‌توان به راحتي آن پوسته پلاستيكي را از بدنه جدا كرد و در زير اين پوسته پلاستيكي لعاب نفوذ نكرده و بدنه در اين منطقه عاري از لعاب مي‌ماند. برعكس مواقعي جهت تزئين بدنه سراميكي از رنگهاي متفاوت و زمينه‌هاي مختلف استفاده مي‌شود، لذا رنگ را با محلول پارافين گرم مخلوط كرده و بر روي بدنه مي‌كشند (نقاشي مي‌كنند) و پس از انجماد پارافين تمام بدنه لعابكاري مي‌شود. در مواضعي كه رنگ مخلوط با پارافين نقاشي شده، لعاب دومي يا زمينه را به خود جذب نمي‌كند و در نتيجه به راحتي مي‌توان دو يا چند رنگ را به بدنه بدين طريق لعابكاري كرد.
به تازگي لعابكاري قطعات سراميكي از روش لعابكاري به طريق الكترواستاتيكي نيز استفاده مي‌شود كه اين روش از بعضي از مزاياي مطلوبي برخوردار است. در اين روش بين الكترود قطب منفي و الكترود قطب مثبت متصل به قطعه سراميكي موردنظر، جهت لعابكاري، جريان برق فشار قوي برقرار مي‌شود. ذرات دوغ‌آب لعاب را به وسيله هواي پرس شده به اين حوضه وارد مي‌كند. ذرات لعاب، از خطوط حوضه تشكيل شده در اين حوضه الكتريكي پيروي كرده و به طرف جسم سراميكي حركت مي‌كند. در اين روش لعابكاري، بدنه سراميكي در تمام جهات لعابكاري شده و به همين سبب داراي اهميت زيادي براي اجسام سراميكي با شكل ظاهري پيچيده است، مانند سراميكي طبي.
مهمترين مزيت‌هاي لعابكاري به روش الكترواستاتيكي عبارتند از:
1ـ لعابكاري سه بعدي
2ـ لعابكاري با ضخامت قشر يكنواخت
3ـ عدم تشكيل جدايش در حين لعابكاري
4ـ اتلاف بسيار كم لعاب
5ـ لعابكاري در زمان كوتاه براي اجسام بزرگ
لعابكاري خام
اخيراًدر صنعت سراميك نرم (ظريف) سعي مي‌شود قطعات را فقط يك پخت توليد كنند، يعني بدنه‌هاي سراميكي كه در ابتدا پخت اوليه داده و سپس بعد از لعابكاري پخت نهايي يا صاف انجام مي‌گرفته است، اين پخت ابتدايي را حذف و فقط توسط يك پخت عمل پخت قطعه و لعاب تواماً انجام مي‌گيرد. در اين صورت يك عمل پخت حذف و صرفه‌جويي مي‌شود. براي بعضي از قطعات سراميكي مانند توليد لوله‌هاي فاضل آب كه از سراميك خشن توليد مي‌شوند، اين روش لعابكاري خام، جديد نيست و تا كنون نيز انجام شده است.
به منظور لعابكاري خام بايد بدنه داراي استحكام خشك نسبتاً بيشتري باشد كه در اثر فروبردن اين قطعات در لعاب يا عمليات ديگر، سست نشوند. در اين روش لعابكاري، مواد بدنه سراميكي بايد قابليت تورم كمتري نسبت به روشهاي ديگر داشته باشد. قطعات سراميكي كه هنوز كاملاًخشك نشده و فقط ظاهراً سطح خارجي آنها خشك شده، يعني در داخل قطعه هنوز مرطوب است، اين قطعات داراي تنش زيادي هستند كه به محض شروع عمليات لعابكاري بر روي آن امكان ترك خوردن يا تشكيل نقايص ديگري مي‌باشد.
با اضافه و مخلوط كردن پودر پخته شده بدنه، به مواد متورم شونده، مي‌توان از ترك خوردن آنها تا حد زيادي جلوگيري كرد. در صنعت، لعابهاي محتوي خاك رس پلاستيكي (قابليت تورم خوب) براي لعابكاري خام مناسبترند، زيرا آب همراه اين نوع لعابها به كندي به بدنه نفوذ مي‌كند. محتوي بودن بيش از حد خاك رس در اين گونه لعاب موجب بسته شدن حفره‌هاي ريز و در نتيجه لوله‌هاي موئين بدنه مي‌شود كه از نفوذ آب همراه لعاب به داخل بدنه جلوگيري به عمل مي‌آورد و در اين صورت توليد آبله كرده و تشكيل حفره‌هاي هوا در روي سطح بدنه وجود دارد.
تنها اشكالي كه در اين نوع لعابكاري خام به وجود مي‌آيد شكستن بدنه‌هاي خام به دليل سست شدن آنها است. البته مي‌توان به منظور اجتناب از نقص فوق، استحكام خشك قطعات را با اضافه كردن بعضي از مواد تا اندازه‌اي افزايش داد مانند:
1ـ اضافه كردن مقداري آب شيشه به مواد تا اندازه‌اي كه اثري بر روي قابليت ريختن، دوغ‌آب مواد بدنه، نگذارد.
2ـ اضافه كردن مقدار كمي بنتونيت به مواد.
3ـ اضافه كردن خاكهاي رس مختلف مانند كائولن ـ شيفر و غيره
4ـ اضافه كردن مواد آلي مانند تولوز و آلگينات. اين مواد استحكام خشك را افزايش داده ولي از تورم مجدد آن در طي زمان نمي‌توان جلوگيري كرد.

براي لعابكاري خام بايد بدنه سراميكي كاملاً خشك باشد. اگر بدنه در حين لعابكاري ترك خورد بايد لعاب پلاستيكي را به حد كافي با آب رقيق كرد. به مواد بدنه بايد مواد تقليل دهنده‌ يا مواد غير پلاستيكي اضافه كرد. به منظور بهتر كردن خواص لعابهاي محتوي فريت زياد بايد مقداري مواد پلاستيكي به آن اضافه كرد.
يكي از مسائل مهم در لعابكاري خام زمان لعابكاري بر روي بدنه است. اگر زمان فرو بردن و نگه‌ داشتن بدنه در لعاب زياد باشد مقدار بيشتري آب به خود جذب كرده، به طوري كه قابليت مكندگي بدنه كاملاً به اتمام رسيده (اشباع شده) و آب اضافي موجود در بدنه موجب نرم شدن بدنه و بنابراين تغيير شكل آن مي‌شود.
زمان لعابكاري زياد سبب عيوب زير مي‌شود:
1ـ به سختي خشك شدن لعاب از سطح بدنه و سُر خوردن لعاب از روي آن.
2ـ تشكيل آبله و ترك پس از خشك شدن.
3ـ تاب خوردن و شكستن بدنه خام.
فرمول كلي براي تعيين زمان لعابكاري و تنظيم غلظت صحيح و مناسب لعاب وجود ندارد، بلكه بايد با كمي تجربه حدود آنها را مشخص و بدست آورد.
ترجيح داده مي‌شود قطعات بزرگ ميان تهي را ابتدا از داخل لعابكاري كرده و پس از گذشت چند ساعتي خشك شدن، سطوح خارجي آن را لعابكاري كنند. جهت لعابكاري خام از لعابهايي كه بيش از چهار پنجم مواد محتوي آن فريت شده باشد نامناسب است و احتمالاً اشكالات به وجود مي‌آورد.
اگر در بدنه انقباض بيشتري نسبت به لعاب داشته باشد، لعاب از روي بدنة خام شروع به ريختن مي‌كند. بنابراين بايد انقباض لعاب را افزايش داد. با اضافه كردن مواد خام پلاستيكي بيشتر به لعاب، حالت ريختن فوق پيش‌گيري مي‌شود. بنتونيت (5/1 درصد) از ريختن لعاب نيز ممانعت به عمل مي‌آورد.
قواعد كلي براي تهيه فريت
براي تهيه لعاب اغلب مقداري فريت مورد استفاده است. مواد لعاب را موقعي فريت مي‌كنند كه خواسته باشند مواد حل شونده در آب را به سيليكاتهاي غير محلول تبديل يامواد سمي را به مواد غير سمي تبديل كنند. در موقع محاسبه مواد خام جهت تهيه فريت بايد حتماً مقدار آب متبلور را در نظر گرفته و حساب كرد.
كربنات سديم كلسينه شده، به ويژه در محيط مرطوب، مقدار زيادي آب به خود جذب و تشكيل هيدرات مي‌دهد، بنا بر اين توصيه مي‌شود از ذخيره و انبار كردن مقدار زياد اين مواد صرفنظر كرده يا بهتر است كربنات سديم متبلور (Na2CO3. 10H2O) كه پايداري نسبتاً بيشتري دارد مورد استفاده قرار گيرد.
براكس در مقابل آب و رطوبت محيط حساس است و بايد در ظروف كاملاً آبندي شده نگه‌داري شود.
تمام فريت‌ها بايد محتوي كوارتز باشند و نسبت مقدار بازها به كوارتز، از حداقل يك به يك و حداكثر از 1 به 3 تجاوز نكند.
به فريت‌هاي قليايي بايد نسبت به هر يك مول قليايي حداقل 5/2 مول كوارتز اضافه شود، در غير اين صورت پس از فريت‌شدن مقداري از قليايي‌ها به شدت در آب حل مي‌شود.
به منظور ممانعت كامل از حلاليت قليايي‌ها نبايد بيش از نصف مقدار مواد بازي ، از قليايي تشكيل شده باشد.

در سمت بازها به جز مواد قليايي بايد اغلب مقداري اكسيد كلسيم و اكسيد سرب وجود داشته باشد كه در موقع فريت كردن، سيليكاتهاي غير محلول تشكيل شود.
اگر به فريتي خواسته باشند اسيد بوريك اضافه كنند، نسبت B2O3 بهSiO2 نبايد كمتر از 1 به 2 باشد.
در فريتها‌يي كه غير از مواد PbO و SiO2 و اسيد بوريك مواد ديگري مانند K2O وجود دارد، مي توان نسبت B2O3به SiO2 را از 1 به 5/1-1 تغيير داد. در موقع فريت كردن مواد محتوي اسيد بوريك، بايد حتماً مقدار فراريت اسيد بوريك توسط بخار آب تشكيل شده را در نظرگرفت.
براي توليد فريت‌هاي قليايي خالص جهت كارهاي مخصوص مي توان در طرف بازها در فرمول زگر غير از مواد قليايي مقداري اكسيد كلسيم اضافه كرد. اين اكسيد به رنگفريت تأثيري نمي گذارد ولي اثرات مناسبي بر روي لعاب دارد.
اضافه كردن مقدار بسيار كمي Al2O3 ، تا اندازه‌اي كه رنگ را تغيير ندهد مفيد است.
به منظور اجتناب و پيش‌گيري از تبخير بيش از حد سرب در فريت سيليكات سرب خالص، توصيه مي شود به مقدار بسيار كمي Al2O3 به مواد لعاب اضافه كنند.
 

پیوست ها

  • لعاب ( سراميك ).doc
    71 کیلوبایت · بازدیدها: 0

Similar threads

بالا