مقدمه
همزمان با پيشرفت هاي گوناگون و سريع تمام صنايع چه در داخل کشور و چه در خارج کشور ، رقابت بين شرکت ها براي فروش محصول ، سود بيشتر و بقا رو به افزايش است .
با ورود تکنولوژي هاي نو به عرصه صنايع شاهد تغيير در کيفيت ، کميت و هزينه هاي مربوط به توليد محصولات گوناگون هستيم ، بطوريکه شرکت ها عموماً براي بقا در بازار رقابت جهاني يا منطقه اي حاضر به پرداخت هزينه هاي گزاف آن هستند .
در اين رابطه صنعت لعاب سراميکي نيز مستثني نبوده و همگام با ديگر صنايع در حال رشد و پيشرفت است .
بازار صنعت داخلي توليد لعاب همزمان با گسترش کارخانجات کاشي توسعه يافته و پس از پشت سر گذاشتن فراز و نشيب هاي فراوان توانسته به يک بازار رقابتي در عرصه داخلي تبديل گردد .
لعاب و لعاب سازي در سراميک
لعاب ها بخشي از مواد شيشه گونه اي هستند که با عنوان شيشه ها ، از آنها در علوم ياد مي شود . از نظر حالت فيزيکي بايد گفت اينگونه مواد مايعاتي هستند که تأخير در انجماد پيدا نموده اند و در حرارت معمولي داراي ويسکوزيته بسيار زيادي هستند . تعدادي از اکسيدهاي فلزي داراي خواص تشکيل شيشه هستند که شايد بتوان گفت بهترين آنها اکسيد بُر و اکسيد سيليسيم است .
لعابهاي جديد ، مخلوطي از بورات ها و سيليکاتها ميباشند بطوريکه اينگونه مواد به نسبت مناسب با هم ايجاد يک پوششي را براي بدنه هاي سراميکي مي نمايند که داراي خواص زير هستند :
1. در آب و اسيدهاي معمولي و قليائي هايي که در هنگام استفاده ، معمولاً با آنها در تماس مي باشند نا محلول هستند .
2. در مقابل اصطکاک اشياء معمولي خراش بردار نيستند .
3. غير قابل نفوذ نيستند .
4. ترک بردار و متورّق شونده نبايد باشند .
5. بايد مناسب براي انجام اموري نظير تزئينات با مواد رنگ کننده ، چه بصورت زير لعابي و چه بحالت روي لعابي و چه بصورت شبکه هاي کريستالي ، جهت امور تزئيني باشند .
6. در درجه حرارت معيني ذوب شوند .
تجزيه لعاب ها کاري نسبتاً مشکل است و غالباً انجام نمي شود ، در هر صورت ما نمي توانيم ترکيباتي را که مذاب لعابها بوجود ميآيند دقيقاً مشخص کنيم . از آنجايي که لعابها مايعاتي با تأخير در انجماد و بدون نظم مشخص اتمي يا يوني (مثل انچه که در کريستالها مي باشد) هستند ، آزمايش توسط اشعه X ، هيچگونه اطلاعات مشخصي را در مورد ساختمان اينگونه مواد بدست نمي دهد و براي مدت زمان زيادي هيچ تئوري بخصوصي که بتواند خواص شيشه ها و لعاب ها را توجيه کند وجود نداشت تا آنکه شخصي بنام W.H.Zachariasen در اکتبر 1932 تئوري شبکه اتفاقي و تصادفي را ارائه داد که اصول کلي اين نظريه بدين قرار است :
واحد ساختماني شبکه سيليس و سيليکاتها تتراهدرون است بطوريکه هر واحد از يک اتم سيليکون درست شده است که به چهار اتم اکسيژن اتصال دارد و اکسيژن ها در فضاي اطراف سيليکون در گوشه هاي يک تتراهدرون منظم قرار دارند . چهار وجهي ها به يديگر از طريق اکسيژن ها که در گوشه هاي چهار وجهي قرار دارند متصل هستند بدين طريق يک ساختمان سه بعدي را تشکيل مي دهند .
در اين صورت خواص شيميايي و فيزيکي ترکيب درست شده مربوط است به :
- رابطه فضاي نسبي موجود بين اتم ها که تعيين کننده دانسيته جسم و يا تغييراتي در حجم است که در اثر تغيير فاز حاصل مي شود .
- بارهاي الکتريکي يا قدرت پيوند بين اتم هاي مواد که روي سختي ، مقاومت و خاصيت دير گدازي ، اثر مي گذارد . در کريستالها يک رابطه تقارني بين چهار وجهي ها وجود دارد بطوريکه با فاصله هاي معيني تکرار مي شود . زاخارياسن ، مشخص نمود که در سيليس شيشه اي و شيشه ها ، يک چهار چوبه مداوم سه بعدي وجود دارد اما استقرار چهار وجهي ها نظم کمتري را از خود نشان مي دهند .
اين تفاوت هاي جزئي در ساختمان اينگونه مواد و کريستال آنها اين موضوع را بيان ميکند که چرا تفاوت آنها در مقاومتشان خيلي اندک است . همچنين اشکال مختلف سيليس بلوري و سيليکاتها ، داراي نقطه ذوب معيني هستند ، اما سيليس شيشه اي يا سيليکاتها ، داراي يک دماي ذوب معيني نيستند زيرا انرژي مختلفي را لازم دارند تا هر يک از نقاط شبکه نامنظم آنها ، از هم گسسته شده و ايجاد مذاب نمايد .
پائين بودن ضريب انبساط حرارتي سيليس مذاب يا شيشه حاصل از آن احتمالاً مربوط است به ساختمان اتفاقي آنها که اين موضوع اجازه ميدهد تا انبساط شبکه ها فاصله هاي بين شبکه اي ديگر را که نسبتاً بيشتر است پر کند ، بدون اينکه تغيير حجمي در ظاهر شيشه مشاهده گردد .
بطور خلاصه ميتوان گفت :
- ساختمان شيشه اي داراي يک شبکه اتّفاقي سه بعدي است اما هيچ واحد شبکه اي با فاصله يکسان از واحدهاي ديگر نمي باشند . واحد اصلي ساختمان شيشه ها ، بصورت چهار وجهي يا مثلثي است که از طريق اتم اکسيژن پيوند کووالانسي پيدا نموده اند .
- فاصله بين اين شبکه ها را عناصر دوام دهنده ساختمان شيشه اي پر مي کنند (اِستابيلايزرها) ، بطوريکه خواص فيزيکي شيشه ها را مشخص مي نمايند .
- بدليل داشتن ساختمان اتفاقي ، در شيشه ها و لعابها نمي توان يک فرمول شيميائي دقيقي را ارائه داد .
طبقه بندي لعاب ها
از آنجايي که نمي توانيم يک ساختمان شيميايي مشخصي را براي لعابها تصوّر کنيم ، يک طبقه بندي حساب شده اي را نيز نمي توانيم براي آنها پيشنهاد نمائيم . اما بطور کلي ميتوان گفت ، لعابهاي سراميکي به دو دسته عمده تقسيم مي شوند :
الف) لعابهايي که داراي سرب هستند .
ب) لعابهايي که فاقد سرب ميباشند .
از ديدگاه يک متخصص سراميک ، لعابهاي سربي آنهايي هستند که داراي حلاليت کمي در محلولهاي رقيق اسيدهاي معمولي هستند و تا درجه حرارت oc 1150 کاربرد دارند ، زيرا بالاتر از اين درجه حرارت ، ترکيبات سرب تبخير مي شود . همچنين کابرد لعابهاي سربي در درجات حرارتي پايين تر از oc 1000معمولاً انجام نمي شود ، زيرا مقاومت آنها در برابر ترک خوردن ، روي بدنه هاي سراميکي معمولي در درجات حرارتي پايين تر ، بسيار کم خواهد بود .
از زمانهاي قديم يک طبقه بندي ديگري نيز بر اساس نوع بدنه اي که روي آنها لعاب داده ميشد ، بوجود آمده است که بصورت زير آنرا بيان ميکنيم :
الف) لعابهاي ماژوليکا (کلمه ماژوليکا يک بار براي بدنه هاي قرمزي که با لعابهاي قلع دار و رنگي لعابي ميشدند بکار رفت . اما امروزه براي لعابهايي بکار ميرود که داراي نقطه ذوب پايين هستند مانند لعابهاي کاشي ديواري) .
ب) لعابهاي ارتن ور.
ج) لعابهاي لوازم بهداشتي .
اما يک طبقه بندي ديگري هم وجود دارد و آن بر اساس اثري است که روي قطعه تمام شده از نظر ديد بيننده مي گذارد و آن عبارت است از :
الف- لعابهاي مات (Mat glaze)
ب- لعابهاي نيمه مات (Semi mat glaze)
ج- لعابهاي پشت پيدا و درخشان )ترانسپارنت (Tansparent
د- لعابهاي پشت ناپيدا و درخشان (Opaque-glaze)
همچنين بعضي انواع لعابهاي مخصوص مانند لعابهاي کريستالين و يا لعابهاي رنگين نيز وجود دارند که ميتوان در دسته بندي فوق جاي داد .
طبقه بندي ديگر که بيشتر ميتواند جهت استفاده هنر جويان مناسب باشد ، بر اساس درجه حرارت پخت لعاب پايه ريزي شده و آن بدينقرار ميباشد :
1) لعابهاي ماژوليکا که دماي پخت آنها بين 900 تا oc 1050 است
2) لعابهاي ارتن ور که در حرارتهاي بين 1000 تا oc 1150 پخته مي شوند
3) لعابهاي لوازم بهداشتي که در حرارتهاي بين 1150 تا oc 1250 پخته مي شوند
4) لعابهاي پرسلين که در حرارتهاي بالاتر از oc 1250 پخته مي شوند .
لعابهاي دسته 1 و 2 ميتواند سرب دار و يا بدون سرب باشند . و لعابهاي رديف 3 و 4 ، بايد بدون سرب باشد زيرا درجات پخت بالايي که دارد مواد سرب دار بخار خواهد شد . اما ميتوان در اينگونه لعابها از مقادير کمي B2O3 استفاده نمود (در بعضي مواقع هيچگونه نيازي به مصرف B2O3 هم نخواهيم داشت).
مواد خام
مواد خام مورد نياز جهت لعابسازي را مي توانيم به دستجات زير تقسيم کنيم :
الف) موادي که تأمين کننده اکسيدهاي بازيک هستند بطوريکه رُل فلاکس را (کمک ذوب) براي اکسيدهاي اسيدي موجود ايفا مي نمايند و ايجاد شيشه اي که شامل سيليکاتها وبُراتها است مي نمايند .
ب) موادي که تأمين کننده Al2O3 هستند
ج) موادي که تأمين کننده B2O3 و SiO2 هستند .
همچنين مواد اضافي ديگري مثل اُپاسيفايرها (موادي که باعث پشت نا پيدا شدن لعاب مي شوند) عوامل کريستاله کننده و يا مواد رنگي نيز هستند که به لعابها افزوده مي شوند .
لعاب ها
تعريف لعاب و فريت
پوشش هاي سراميکي از لايه هاي نازک شيشه که سطح کاشي ها را مي پوشانند ، ساخته شده اند . اين پوشش با پاشيدن محلول سوسپانسيون بدست آمده از خرد کردن فريت ها با آب و ساير ترکيبات مربوط ، بر روي بدنه سراميک که بصورت بيسکويت در آمده يا فقط خشک شده ، به کار برده مي شود .
تعريفي که از لعاب فريت توسط Emiliani در TECNOLOGIA DEI PROCESSI CERAMICI بيان شده است ، به شرح ذير مي باشد :
- فريت ها يا لعاب ها : به پوشش هاي ترانسپارنت انواع کاشي يا ظروف سراميکي فاينس (تزئيني) لعاب خورده و نيز ارتن ور آهکي مربوط مي شود . نوع خاصي از لعاب که " فريت ترانسپارنت " ناميده مي شود ، به صورت لايه هاي نازک با تزيين رو لعابي به کار مي رود تا به کاشي و ظروف سراميکي تزئيني ماجوليکا ، درخشندگي بيشتري بدهد .
- لعاب ها : اين اصطلاح به کليه پوشش هاي بسيار اوپک ، کدر (opaque) شيشه اي اطلاق مي شود . نوع خاص آن لعابي است که " ماجوليکا " نام دارد و به صورت لايه هاي نسبتاً ضخيم بر روي بيسکويت Faenza به کار مي رود تا به محصول نهايي ، ظاهري سفيد و درخشان بدهد . کدري لعاب با وارد کردن يک اوپک کننده مانند سيليکات زيرکونيم ، اکسيد قلع ، اکسيد تيتانيم به درون ترکيب ، پختن و سرد کردن با ريختن داخل آب حاصل مي شود .
مکانيسم تشکيل شيشه و فرمولاسيون
- عوامل شيشه ساز
- اوپک کننده (opacifiers)
- عوامل تبديل کننده شيشه به کريستال (Devitrificants)
- مواد کمک ذوب يا گدازآور (fluxes)
- پايدارسازها و تثبيت کننده ها (Stabilizers)
انواع اصلي فريت
در صنعت ، اصطلاح " فريت " بيانگر يک مخلوط مذاب شيشه اي است که بطور ناگهاني بوسيله آب سرد مي شود . فريت ها بعنوان ماده اصلي ترکيب لعاب هاي با دماي پخت پايين ، به منظور پايدار نمودن و ثبات ترکيبات به کار مي روند .
فريت هاي زيادي با ويژگي ها و خصوصيات متفاوتي از لحاظ قابليت ذوب ، شفافيت ، کدري و ماتي در بازار در دسترسند . فريت ها بر اساس مهم ترين خصوصياتشان به صورت زير دسته بندي مي شوند :
1. فريت هاي شفاف يا ترانسپارت براق و ويسکوز (معمولاً " فريت ترانسپارت " ناميده مي شوند )
فريت هايي با نقطه ذوب پايين هستند که از مقدار قابل توجهي SiO2 (50-60%) و مقادير کمي Flux يا مواد کمک ذوب (20-25%) شامل Na2O ، K2O ، pbo ، B2O3 ، تشکيل شده اند .
باقي مانده شامل پايدار سازها يا Stabilizer ها ( Mgo ، BaO ، CaO ، ZnO ، Al2O3 ) مي باشد که در مقادير بسيار کم ( ماکزيم 7 تا 9% ) موجود است .
اين فريت ها عمدتاً براي آماده سازي لعاب هاي ترانسپارنت به کار مي روند ، همچنين گاهي در مقادير کم وارد ترکيب لعاب هاي با دماي پخت پايين مي گردند . هنگامي که لعاب هاي با دماي پخت بالا تهيه مي شوند ، استفاده از اين فريت ها نسبت به فريت هاي ديگر افزايش مي يابد .
اين فريت ها تقريباً براي آماده سازي تمام لعاب هايي که در دماي بيش از c1100 پخته مي شوند ، مورد استفاده قرار مي گيرند تا فرايند شيشه اي کردن (Vitrification) را کامل تر نموده و فراورده را بيشتر و بهتر ذوب کنند .
2. فريت هاي اوپک ، براق ، ويسکوز (معمولاً لعاب هاي سفيد زير کون يا ماژوليکا ناميده مي شوند )
اين فريت ها فقط از لحاظ اوپک کردن با گروه قبلي تفاوت دارند . سيليکات زيرکونيم باعث اوپک کردن فريت مي گردد که مقدار آن در ترکيب 8 تا 14 % است .
اين فريت ها عمدتاً براي تهيه لعاب هاي براق سفيد که هم در دماي بالا و هم در دماي پايين پخته مي شوند ، بکار مي روند . معمولاً مقدار فريت در ترکيب لعاب با دماي پخت بالا کاهش يافته و مواد کمکي افزايش مي يابند . اين فريت ها به ندرت براي لعاب هايي که غير از نوع سفيد براق هستند ، به کار مي روند .
3. فريت هاي ترانسپارنت براق با قابليت ذوب متوسط
اين فريت در مقايسه با گروهي که در بالا شرح داده شد ، قابليت ذوب بيشتري دارند . در واقع ، در حالي که مقدار سيليس به 35-%50 کاهش پيدا مي کند ، درصد مواد کمک ذوب ( Li2O ، B2O3 ، pbo ، K2O ، Na2O ) به 30-%40 افزايش مي يابد .
اين فريت ها در ترکيب کليه لعاب هايي که در دماي پايين پخته مي شوند ، به فراواني مورد استفاده قرار مي گيرند . گاهي اين فريت ها (در مقادير کم) براي تهيه برخي لعاب هاي ويژه با دماي پخت بالا مانند لعاب هاي چرمي "Leather" و سفيد مرمري "Marble White" به کار برده مي شوند .
استفاده گسترده از اين فريت ها به علت ماهيت قابل ذوب بودن آنهاست که به ورود مقادير زياد مواد خام درون آسيا و فرايند کريستال شدن عوامل مات کننده ، کمک مي کند . بنابراين با به کار بردن تنها يک فريت و تغيير دادن مواد کمکي اضافه شده به ترکيب درون آسيا ، امکان بدست آوردن انواع متفاوت لعاب ها هم از نظر تکنيکي و هم از نظر هنري وجود دارد .
4. فريت هاي مات Matt Frits (CaO-ZnO-TiO2)
اين فريت ها با کريستاليزاسيون يا تبلور (Devitification) يک عنصر که به ميزان زيادي در يک سيستم شيشه اي مناسب وجود دارد ، توصيف مي شوند . کلسيم ، باريم ، روي و تيتانيم باعث بلور (Devitification) مي گردند.
کريستال شدن کلسيو باريم ، در مواد شيشه اي قليايي حاوي بور صورت مي گيرد در حالي که روي و تيتانيم در مواد عاري از سرب به کريستال تبديل مي شوند .
فريت هاي مات کلسيم و باريم معمولاً عاري از سرب ، ويسکوز و اوپک هستند . در عوض ، فريت هاي مات روي ، قابليت ذوب کمي دارند ، داراي سرب مي باشند (pbo=25-%30) و نيمه اوپک هستند .فريت هاي مات تيتانيم نيز قابليت ذوب کمي دارند ، داراي سرب هستند ، اوپک مي باشند و رنگ آنها متمايل به زرد است . اين فريت ها معمولاً در لعابهاي مات ، يا بعنوان عامل اصلاح کننده در ترکيب لعاب هايي که زياد مات نيستند به کار مي روند .
در بسياري مواقع znO-caO-BaO-TiO2 ترجيحاً بجاي مواد خام معادل وارد ترکيب فريت مي شوند . اين امر به علت اجتناب از استفاده از مواد خامي مانند کربنات ها (Caco3-Mgco3)که داراي مواد فرار مانند Co2 هستند مي باشد .
5. فريت هاي داراي ترکيب رنگي
تنها تفاوت اين فريت ها با گروه هاي قبلي در رنگي بودن آنهاست ، بطوريکه ممکن است در گروه هاي 3 و 4 نيز قرار گيرند . عوامل ايجاد کننده رنگ که معمولاً مورد استفاده قرار مي گيرند ، عبارتند از : آهن ، کبالت ، منگنز ، مس ، کادميم و سلنيم .
فريت هاي حاوي کادميم و سلنيم بدون هيچگونه افزودني به کار مي روند تا لعاب هاي خاصي بدست آيد که به شکل ديگري قابل حصول نيستند . بقيه فريت ها فقط براي توليد فريت هاي ترانسپارنت رنگي بکار مي روند يا به شکل پايدار وارد مي شوند ، ترکيب رنگي آنها زماني استفاده مي شود که اثرات تابشي خاصي انتظار داشته باشيم . در جدول 1-1 و 2-1 ، قابليت ذوب و مشخصات ترکيبات نوعي برخي از فريت ها را مشاهده مي کنيد.
فرايند توليد فريت ، بطور شماتيک در زير خلاصه مي شود :
- مواد خام گوناگون تشکيل دهنده فريت ، پس از کنترل کيفيت ، در سيلوها انبار مي شوند .
- ترکيب آميز (Batching) معمولاً به صورت اتوماتيک انجام مي شود .
ترکيبات مختلف به روش خشک مخلوط مي شوند .
- مخلوط حاصل درون کوره ريخته مي شود تا کاملاً ذوب شود .
- سپس ماده گداخته مذاب درون يک محفظه پر از آب ريخته مي شود تا سريع با آب سرد شود . اين سرد شدن سريع باعث تردي و شکنندگي شيشه مي شود تا در مراحل بعدي به راحتي آسياب شود .
دو نوع کوره فريت وجود دارد :
- کوره هاي چرخشي متناوب
- کوره هاي پيوسته يا Continous
شکل 1-1 اين دو نوع کوره و طرز کار آنها را نشان ميدهد.
جدول1-1
جدول 2-1
شکل 1-1
ترکيب لعاب بر اساس کاربرد فريت ها يا مواد خام
1) لعاب هاي سفيد براق (Majolicas)
اين لعاب ها با ميزان اوپک (opacity) فوق العاده که آنها را از فريت هاي ترانسپارنت متمايز مي سازد ، مشخص مي شوند . لعاب هاي فوق الذکر در بدنه هاي رنگي کاتوفورت (Cottoforte) به کار مي روند .
اوپک شدن لعاب ياوارد کردن يک عامل اوپک کننده ( سيليکات زيرکونيم ميکرونيزه ) به درون ترکيب فريت شده يا لعاب ، حاصل مي شود . در اين مورد ، درصد فريت در لعاب هاي با دماي پخت پايين بيشتر است ، در حالي که با افزايش دماي پخت لعاب ميزان مواد خام افزايش مي يابد .
2) لعاب هاي مات
اين لعاب ها با اشباع کردن شيشه توسط عناصر کريستال ساز و افزاينده سختي بدست مي آيند . اکسيدهاي روي ، تيتانيم ، کلسيم ، باريم و منيزيم ، توسط کريستاليزاسيون باعث مات شدن لعاب مي شوند در حالي که اکسيد آلومينيوم و گاهي سيليکات زيرکونيم بوسيله سخت کردن ، لعاب را مات مي کنند .
لعاب هايي که با استفاده از اکسيدهاي روي يا تيتانيم مات مي شوند . عمدتاً پايه شيشه اي قابل ذوب و بدون سرب دارند . زماني که عامل مات کننده اکسيد روي باشد ، لعاب سفيد نيست و زماني که اکسيدهاي تيتانيم به کار برده مي شود ، لعاب مايل به خاکستري و زرد رنگ است . لعاب هايي که بوسيله اکسيدهاي قليايي خاکي مات مي شوند ، عموماً سفيد رنگ و به ميزان قابل توجهي ويسکوز هستند .
لعاب هايي که بوسيله سخت کردن مات مي شوند ، داراي پايه و ترکيب شيشه اي قابل ذوب هستند ( فريت هاي گروه 3 را ببينيد) که توسط آلومينا ، کورندوم و سيليکات زيرکونيم کاملاً سخت مي شوند .
بسته به نوع عامل مات کننده ، لعاب هاي satiny ( نوعي لعاب نيمه مات به رنگهاي مختلف و اطلس نما ) ( اکسي آلومينيوم يا کورندوم ) يا لعاب هاي نوع سنگي ( سيليکات زيرکونيم ) ممکن است توليد شوند . لعاب هاي مات (znO-caO) که در دماي پايين پخته مي شوند ، از فريت هاي گروه 6 تهيه مي شوند ، در حالي که براي دماي پخت بالاتر ، ترکيب لعاب عمدتاً شامل مواد خام حرارت نديده مي باشد .
3) لعابهاي مرمرين (Marble Glazes)
اين لعاب ها مي توانند در حکم لعاب هاي مات دسته بندي شوند ، اما به علت فرمولاسيون منحصر به فرد خصوصيات ويژه ، در بسته جداگانه اي قرار مي گيرند . براي بدست آوردن اين نوع لعاب ، ماده شيشه اي قابل ذوب (فريتهاي گروه 4A/B براي دماهاي پخت پايين) ، توسط سيليکات زيرکونيم ميکرونيزه اوپک شده با مخلوطي از اکسيدهاي SnO2-TiO2-ZnO به نسبت 5 به 6 ، 2 به 3 ، و 1 به 2 مات مي شود .
4) لعاب هاي موم مانند و براق (Waxy Glazes)
اين مطلب به لعاب هايي مربوط مي شود که خصوصيات حد واسط بين لعاب مرمرين و فريت ترانسپارنت را نشان مي دهند ( قابل ذوب ، نيمه اوپک ، نيمه براق) . در نتيجه ، ترکيب آنها تقريباً به صورت زير مي باشد:
- ماده شيشه اي با قابليت ذوب متوسط ( فريت هاي گروه 3 يا مخلوط فريت هاي گروه هاي 1 و 4 )
- کمي اوپک شده با استفاده از سيليکات زيرکو نيم (4-%8)
- کمي مات شده با استفاده از (1/2-4/5-0/1) TiO2-ZnO-SnO2
5) لعاب هاي کريستالين
فرايند کريستاله شدن ، با پختن ترکيب شيشه اي قابل ذوب غني از اکسيد روي يا اکسيد تيتانيم در دماي پخت بالا صورت مي گيرد .
6) لعاب نگه دار Spekled or Torn Glazes ( لعاب فلزي با لکه هاي رنگي متفاوت از رنگ لعاب که بطور يکنواخت در تمام سطح جسم پخش شده است)
اين لعاب ها با اشباع کردن ترکيبات شيشه اي داراي قابليت ذوب زياد و واکنشگر ، توسط مقادير زياد سيليکات زيرکونيم ، بدست مي آيند . لعاب هاي فوق الذکر در دماي پخت پايين ، حاصل مي شوند . براي تهيه اين لعاب ها از فريت هاي گروه 6 استفاده مي شود . به منظور بهتر نمودن اثر "torn" توصيه شده که يک لايه نازک از لعاب قابل ذوب آماده ، در زير لعاب ، استفاده شود .
7) لعاب هاي زمخت (Rustic Glazes)
اين گروه شامل کليه لعاب هايي است که از مواد کمابيش قابل ذوب تشکيل شده اند و با استفاده از مواد درشت (شن و کوراندوم) به شدت سخت مي شوند . اين مواد معمولاً در پايان عمل خرد کردن و سايش وارد ترکيب مي شوند و بنابراين به ميزان کمي با ساير مواد مخلوط مي گردند .
8) آوانتورين (Aventurines)
لعاب هايي هستند که با کريستال ريز در سوسپانسيون مشخص مي شوند ( Fe – Cr – Cu ) و با ترکيب اکسيد سرب و يا ترکيبات قليايي – بوريک قابليت ذوب زيادي دارند . کريستاليزاسيون ، نتيجه اشباع شدن فريت در حالت گرم با يک اکسيد و سپس جدا شدن آن طي مرحله سرد شدن است .
9) زير لعابي ها (Underglazes)
به لعاب هايي کمابيش قابل ذوب که هرگز به تنهايي استفاده نمي شوند و فقط زير انواع ديگر لعاب ها به کار برده مي شوند ، اطلاق مي گردد . ( لعاب هاي موارد 8-7-6-5-4 را ببينيد ) .
10) انگوب ها
ترکيبات رسمي شيشه اي شده هستند که به بدنه زده مي شوند تا تخلخلي بر روي بدنه باقي نماند . انگوب ها معمولاً براي جلوگيري از خروج مواد فرار ( مانند CO2 و SO2 ) از بيسکويت يا جلوگيري از آلودگي هاي حاصل از فرسايش سطح لعاب ( نوع پيريت ) بر روي بدنه ، بکار مي روند . انواع لعاب هاي شرح داده شده بطور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرند .
اگر چه بسياري از انواع ديگر لعاب ها در بازار در دسترسند ، اما هر يک از آنها ممکن است در يکي از گروههايي که قبلاً توضيح داده شد ، وجود داشته باشند . با دانستن اصول و ترکيبات پايه ميتوان اثرات ، جلوه ها و تغييرات مطلوب و مورد نظر را بدست آورد .
خصوصيات و موارد استفاده لعاب ها
a) لعاب ها يا فريتهاي ترانسپارنت :
- دکوراسيون و تزئينات زير فريت ترانسپارنت
- سه بعدي
- فريت هاي ترانسپارنت رنگي
- Glossy Fume
b) لعاب هاي سفيد براق :
- دکوراسيون و تزئينات رو لعابي
- آبران ( Water Repellent )
- Glossy Fume
- روان بودن ( Flowing )
- تک رنگ براق
c) لعاب هاي مات و نيمه مات :
- دکوراسيون سفيد مات
- دکوراسيون سفيد نيمه مات
- سايه ( shade ) هاي مات و نيمه مات
- لعاب هاي مات و نيمه مات جلا شده در لبه ها
- تک رنگ مات
d) لعاب هاي مرمرين ( Marble Glazes ) :
- جلوه هاي نيمه خشن واکنشگر ( Semirustic Reactive Effects )
- دکوراسيون واکنشگر ( Reactive )
- جلوه روزنه دار ( Eyelet Effects )
- جلوه چرمي ( Leather Effects )
-
e) لعاب هاي مومي Waxy Glazes :
- تزئين شده با ظاهر نيمه Reactive در تمام سطح کاشي
- Waxy Scorza Toscana
- ظاهر ابرمانند با رنگ آميزي زير لعاب
f) لعاب هاي کريستالين :
- جلوه هاي بلورين
g) لعاب هاي نگه دار Speckled or Torn Glazes :
- Speckled Effects
- Parchment (Torn)
h) لعاب هاي خشن Rustic Glazes :
- جلوه هاي خشن سايه ( shade ) رنگي
- جلوه هاي آتشفشاني ( Volcani Effects )
- جلوه هاي سنگي
- جلوه هاي ويژه حاصل از کابرد رولرهاي اسفنجي و قابل ارتجاع
- کاربردهاي خشک
- جلوه هاي قطره مانند ( Dripping Effects )
جلوه هاي ديگر ممکن است با کاربرد لعاب هايي با خصوصيات کاملاً متفاوت از يکديگر بدست آيند . مثلاً :
جلوه مرمرين ( Marble effect ) :
- لعاب سفيد براق
- فريت ترانسپارنت
- لعاب هاي مات يا نيمه مات
جلوه گرانيت ( Granite effect ) :
- لعاب سفيد براق
- لعاب نيمه مات
- لعاب هاي خشن ( Rustic )
معرفي روش هاي متداول توليد لعاب سراميکي :
فارغ از انواع لعاب که براي کاربردهاي گوناگون در صنعت کاشي و سراميک مورد مصرف قرار مي گيرد ، روشهاي توليد اين محصول بر اساس ماشين آلات به دو گروه تقسيم مي شود :
الف) توليد بوسيله کوره هاي دوارbatch))
ب) توليد لعاب بوسيله کوره هاي کانتينيوس (Continous)
الف) توليد لعاب بوسيله کوره هاي دوار :
در اين روش براي ذوب و مخلوط کردن مواد اوليه (پخت لعاب) از کوره هاي دوار که در حجم هاي مختلف موجود است استفاده مي شود .
اجزاي اصلي تشکيل دهنده اين کوره ها عبارتند از :
- بدنه کوره که شامل يک استوانه فلزي و دو مخروط در دو طرف آن است که بصورت افقي قرار
مي گيرد .
- مشعل که سوخت را شعله ور و به داخل فضاي کوره هدايت مي کند .
- فن که هوا را براي اشتعال سوخت تأمين مي کند .
- غلطک ها که کوره روي آنها حرکت دوراني دارد .
- موتور الکتريکي که نيروي لازم جهت چرخش کوره را فراهم مي کند .
- دريچه مخصوص شارژ و تخليه کوره که روي بدنه اصلي قرار دارد .
- پايه هاي کوره
- اگزوز
وغيره ...
در اين روش مواد اوليه بر اساس فرمول فريت پس از توزين در داخل ميکسر با هم مخلوط شده بوسيله باکت به سمت کوره حمل مي شوند و بعد از اينکه داخل کوره شارژ شوند بر اساس زمانبندي پخت داخل کوره ذوب و مخلوط مي شوند . اين قسمت که شامل تنظيم دماي داخل کوره از طريق تنظيم نسبت با شش سوخت و هوا ، برنامه ريزي چرخش کوره و ... است . بوسيله سيستم هاي اتوماسيون يا بصورت دستي کنترل مي شود .
ب) توليد لعاب بوسيله کوره هاي کانتينيوس (Continous)
در اين روش براي ذوب از کوره هاي ثابت استفاده مي شود ، مواد اوّليه که کاملاً بايد ريزدانه (قطر حداکثر 50-40 ميکرون) باشد پس از فرموله شدن و ميکس کردن با فشار توسط اسکرو و به داخل کوره شارژ مي شود ، در داخل کوره که به شکل مکعب مستطيل است را هگاهي سراميکي با مقاومت حرارتي بالا وجود دارد که مواد در داخل آن وارد و توسط تعدادي مشعل که در دو طرف وجود دارد کم کم ذوب و از طرف ديگر کوره که شيب ملايمي (10 درصد) دارد خارج مي شود سيکل پخت اين مواد حدود 3 تا 4 ساعت مي باشد و ميزان شارژ مواد توسط دستگاه سطح سنج کنترل مي گردد . مذاب هنگام خروج از کوره وارد آب سرد شده و توسط نوار ويبره از حوضچه آب خارج و داخل کيسه هاي يک تني ريخته شود .
معرفي اجمالي صنعت لعاب حال حاضر استان يزد
همانطور که مي دانيد استان يزد طي ساليان اخير به يکي از قطب هاي توليد محصولات سراميکي کشور تبديل شده است . وجود کارخانه هاي متعدد توليد کاشي و سراميک و همچنين لعاب در شهرک هاي صنعتي استان مؤيد اين مطلب است .
طبق آمار سازمان صنايع و معادن ، اين استان با توليد ساليانه بيش از يکصد ميليون متر مربع انواع کاشي حدوداً 40 درصد از توليد کلي کشور را به خود اختصاص داده است .
در زمينه لعاب نيز با توان توليدي برابر با 90 هزار تن سهم 45 درصدي توليد کل کشور را داراست .
معرفي برخي از واحدهاي توليد لعاب در استان يزد :
|
نام شرکت |
محل کارخانه |
توليد اسمي ساليانه
|
|
لعاب بهسازان يزد |
شهرک صنعتي نيکو اشکذر |
5000 تن |
|
لعاب صنعت ميبد |
شهرک صنعتي ميبد |
8000 تن |
|
لعاب ايساتيس |
شهرک صنعتي ميبد |
5000 تن |
|
لعاب يزد |
حاجي آباد |
3000 تن |
|
لعاب گوهران |
شهرک صنعتي يزد |
4000 تن |
|
پرديس لعاب |
شهرک صنعتي يزد
|
4000 تن |
پراکندگي کارخانجات لعاب در سطح استان يزد
کارخانجات لعاب يزد همچون کاشي عموماً در شهرستان ميبد واقع شده اند که آمار و درصد پراکندگي آنها بشرح زير است :
|
شهرستان يزد |
3 واحد |
20 درصد |
|
شهرستان ميبد |
8 واحد |
53 درصد |
|
شهرستان اردکان |
1 واحد |
6/. دصد |
|
شهرستان تفت |
1 واحد |
6/. دصد |
|
شهرستان اشکذر |
2 واحد |
3/1 درصد |
توضيح اجمالي توليد لعاب به روش batch
در اين روش بر اساس فرمول موجود براي فريت مورد نظر ابتدا مواد اوليه لازم براي توليد توزين شده و سپس به طرف ميکسر براي مخلوط شدن حمل مي شود . پس از انجام عمل ميکسينگ مواد اوليه داخل باکتهاي شارژ مي شوند و محل توزين و ميکس به سمت محل توليد حمل مي شوند .
پس از اين مرحله مواد اوليه ميکس شده داخل کوره ها شارژ مي شوند ، البته کوره ها قبل از اين پيش گرم شده اند.
اين مرحله که گلوگاه توليد فريت نيز است مرحله پخت لعاب نام دارد که مواد بر اساس فرمول به مدت 3 الي 4 ساعت در کوره ها ذوب شده و با توجه به نوع تکنولوژي موجود و بر اساس برنامه اي خاص کوره ها بصورت دستي يا بوسيله سيستم اتوماسيون شروع به چرخش مي کنند . در طول اين مرحله معمولاً فرآيند از نظر دمايي و چرخش و .. مورد بازرسي و کنترل قرار مي گيرد ، مخصوصاً کنترل دما که نقش مهمي در کيفيت نهايي محصول دارد بصورت مداوم انجام مي شود .
پس از اتمام مرحله ذوب و پخت مواد اوليه مرحله تخليه و سرد کردن سريع مذاب قرار دارد که در اين مرحله مذاب خروجي از کوره پس از وارد شدن به سبد مشبکي که زير محل تخليه قرار دارد بوسيله آب سرد ورودي ظرف ، بسرعت خنک شده تا به بلورهاي ريز تبديل شوند .
در گام بعد فريت توليدي از نخاله هاي احتمالي موجود تميز مي شوند و سپس مورد بازرسي قرار مي گيرند .
پس از اين مرحله بسته به نوع شرکت و سياست هاي آن محصولات از نظر کنترل و کيفي بررسي شده و سپس توزين و بسته بندي مي شوند .
در شکل 2-1 يک نمونه از نمودار oc مربوط به توليد فريت موجود است .
سرامیک مشتق از کلمه keramos یونانی است که به معنی سفالینه یا شئی پخته شده است. در واقع منشا پیدایش این علم همان سفالینههای ساخته شده توسط انسانهای اولیه هستند. در واقع قبل از کشف و استفاده فلزات، بشر از گلهای رس به علت وفور و فراوانی آنها و همچنین شکلگیری بسیار خوب آنها در در صورت مخلوط شدن با آب و درجه حرارت نسبتاً پایین پخت آنها استفاده میکرد. آلومینوسیلیکاتها که خاکهای رسی خود آنها به حساب می‌آیند، از عناصر آلومینیوم، سیلیسم و اکسیژن ساخته می‌شوند که این سه عنصر بر روی هم حدود 85 درصد پوسته جامد کره زمین را تشکیل می‌دهند. این سه عنصر فراوانترین عناصر پوسته زمین هستند.