علم سرامیک

نمایشگاه سرامیک ترکیه Unicera

 

 

بزرگترین کارخانه کاشی استان یزد در ابرکوه به بهره برداری می رسد

 یزد-خبرگزاری ایلنا: بزرگترين کارخانه کاشي استان یزد تا پايان سال در شهرستان ابرکوه به بهره برداري خواهد رسيد.
به گزارش ایلنا، اين كارخانه هم اكنون هفتاد درصد پيشرفت كار دارد و براي آن 12 خط توليد درنظر گرفته شده است.
با بهره برداري از اين واحد سالانه 16 ميليون مترمربع انواع کاشي کف و بدنه با استفاده از آخرين تکنولوژي دنيا توليد و به بازارهاي داخلي وخارجي عرضه خواهد شد.
بنا براين گزارش همچنين با بهره برداري از اين کارخانه زمينه اشتغال 2200 نفر به طور مستقيم و غير مستقيم فراهم خواهد شد.
کارخانه کاشي کوثر کوير ابرکوه از سال 88 در زميني با 50 هکتار مساحت و 40هزار مترمربع متر مربع زيربنا با 90 ميلياردتومان سرمايه گذاري اغاز شده است و تا پايان امسال به بهره برداري خواهد رسيد

آقاي مهندس دهقاني مديرعامل کارخانه کاشي کوثر ابرکوه در گفتگو با خبرنگار ما گفت : بزرگترين کارخانه توليد کاشي و سراميک خاورميانه در شهرستان ابرکوه درحال ساخت است . اين پروژه بزرگ باحمايت مسئولان استان در زميني به وسعت 40 هکتار در12کيلومتري جاده ابرکوه شيرازدردست ساخت است که تاکنون 70درصد پيشرفت فيزيکي داشته است . وي گفت : اين طرح توليدي شامل حصار کشي ، تاسيسات روشنائي ، 54هزار مترمربع ساختمان ، 30 هزارمترمربع سالن و ساختمان اداري ، انبار وداراي 12 خط توليد با دستگاهها با تکنولوژي روز اروپا است . مهندس دهقاني تصريح کرد: باياري خداوند متعال اين کارخانه درموقع بهره برداري قادر خواهد بود هزار نفر نيروي کار را در سه شيفت کاري به کار گيرد و روزانه شصت هزار مترمربع کاشي و سراميک مرغوب توليد و به بازار داخلي وخارجي صادر كند.. اين سرمايه گذار فعال دردل کوير ابرکوه خاطرنشان‌کرد: به لطف پروردگارمتعال پنجاه درصد محصول اين کارخانه به کشورهاي حوزه‌خليج فارس صادر مي شود وي ضمن تشکر از اداره منابع طبيعي افزود: در مجاورت اين کارخانه فضاي سبزبه وسعت 40 هکتار ايجاد شده است که بارشد اين فضادرآينده طراوت خاصي به فضاي کارخانه خواهد بخشيد . مهندس دهقاني سرمايه گذاري براي اين کارخانه تا زمان بهره برداري 90 ميليارد تومان برآورد کرد که تاکنون 18 ميليارد تومان هزينه شده است. وي گفت: اوايل سال آينده نيروي مورد نيازبراي کارخانه به کار گرفته خواهندشد. مهندس دهقاني ازجمعي ازمسئولان استان، فرماندار ابرکوه به‌خاطر پيگيري لازم براي شروع به‌کاراين کارخانه تشکرو از کم لطفي آب منطقه اي در راه اندازي گلايه کرد.

بهره برداری از بزرگ ترین کارخانه کاشی کشور در ابرکوه Click To ZOOM بزرگ ترین کارخانه کاشی کشور تا پایان سال در ابرکوه به بهره برداری خواهد رسید.

به گزارش خبرگزاری برنا از یزد، این کارخانه هم اکنون هفتاد درصد پیشرفت کار دارد و برای آن، 12 خط تولید درنظر گرفته شده است. بر اساس این گزارش، با بهره برداری از این خط تولید سالانه 16 میلیون مترمربع انواع کاشی کف و بدنه با استفاده از آخرین تکنولوژی دنیا تولید و به بازارهای داخلی و خارجی عرضه خواهد شد. همچنین با بهره برداری از این کارخانه زمینه اشتغال 2200 نفر به طور مستقیم و غیر مستقیم فراهم خواهد شد. ساخت کارخانه کاشی کوثر کویر ابرکوه از سال 88 در زمینی با 50 هکتار مساحت و 40هزار مترمربع زیربنا با 90میلیارد تومان سرمایه گذاری اغاز شده است و تا پایان امسال به بهره برداری خواهد رسید.

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 :

1. 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 .
2. 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 :

1. 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 .
2. 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 .
3. 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 :

1. بدنه کوره که شامل يک استوانه فلزي و دو مخروط در دو طرف آن است که بصورت افقي قرار   

مي گيرد .

2. مشعل که سوخت را شعله ور و به داخل فضاي کوره هدايت مي کند .
3. فن که هوا را براي اشتعال سوخت تأمين مي کند .
4. غلطک ها که کوره روي آنها حرکت دوراني دارد .
5. موتور الکتريکي که نيروي لازم جهت چرخش کوره را فراهم مي کند .
6. دريچه مخصوص شارژ و تخليه کوره که روي بدنه اصلي قرار دارد .
7. پايه هاي کوره
8. 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 :

 

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 :

 

 

 

 

 

 

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 .

 

 

 

 

 

 

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 :

1. 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 .
2. 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 :

1. 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 .
2. 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 .
3. 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 :

1. بدنه کوره که شامل يک استوانه فلزي و دو مخروط در دو طرف آن است که بصورت افقي قرار   

مي گيرد .

2. مشعل که سوخت را شعله ور و به داخل فضاي کوره هدايت مي کند .
3. فن که هوا را براي اشتعال سوخت تأمين مي کند .
4. غلطک ها که کوره روي آنها حرکت دوراني دارد .
5. موتور الکتريکي که نيروي لازم جهت چرخش کوره را فراهم مي کند .
6. دريچه مخصوص شارژ و تخليه کوره که روي بدنه اصلي قرار دارد .
7. پايه هاي کوره
8. 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 :

 

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 :

 

 

 

 

 

 

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 .

 

 

 

 

 

 

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 :

1. 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 .
2. 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 :

1. 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 .
2. 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 .
3. 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 :

1. بدنه کوره که شامل يک استوانه فلزي و دو مخروط در دو طرف آن است که بصورت افقي قرار   

مي گيرد .

2. مشعل که سوخت را شعله ور و به داخل فضاي کوره هدايت مي کند .
3. فن که هوا را براي اشتعال سوخت تأمين مي کند .
4. غلطک ها که کوره روي آنها حرکت دوراني دارد .
5. موتور الکتريکي که نيروي لازم جهت چرخش کوره را فراهم مي کند .
6. دريچه مخصوص شارژ و تخليه کوره که روي بدنه اصلي قرار دارد .
7. پايه هاي کوره
8. 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 :

 

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 :

 

 

 

 

 

 

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 .

 

 

 

 

 

 

1. تعريف لعاب

لعاب قشرنازک شيشه اي يا شيشه مانند است که (در فرآيند لعابکاري) بر سطوح بعضي اجسام سراميکي پوشش داده مي شود. ماده ي تشکيل دهنده ي لعاب را که پودر بسيار نرمي است به وسيله اي روي جسم مورد نظر لعابکاري مي کنند و سپس مي پزند. لعاب، تمام سطح جسم سراميکي را کاملاً به صورت يک پوشش نازک مي پوشاند. لعاب هميشه در دماي کمتري نسبت به بدنه هاي سراميک،به حالت خميري و مذاب در مي آيد،يعني نقطه ي خميري پايين تري دارد.

1. 1.اهداف لعابکاري

به طورکلي بدنه هاي سراميکي داراي تخلخل هستند. اين بدنه ها در مقابل عوامل شيميايي و تخريبي محيطي مقاومت کمتري دارند. و رفته رفته براساس وجود اين عوامل تخريب مي شوند از اين رو وجود لعاب مناسب بر روي بدنه مي تواند سراميک را در مقابل عوامل شيميايي و مکانيکي حفظ کرده و از خوردگي جلوگيري کند.
لعابکاري جسم سراميک موجب تراکم،سختي، صيقلي شدن و رنگي شدن آن مي شود. ضمناً با متراکم شدن بدنه، امکان نفوذ مايعات و گازها به داخل بافت بدنه کم مي شود و بنابراين بدنه تخريب نمي گردد.

2. تقسيم بندي لعابها

لعاب ها را براساس عوامل و ويژگي هاي متنوعي تقسيم بندي مي کنند.که بنابر هدف انتخاب کننده نوع تقسيم بندي نيز مي تواند متفاوت باشد. درحين انتخاب لعاب بايد به اين مسئله دقت کرد که بين ضريب انبساط بدنه و لعاب تناسب برقرار باشد. ضمناً ضريب انبساط بدنه از ضريب انبساط لعاب بيشتر باشد.

1. 2. تقسيم بندي لعاب ها براساس ترکيب شيميايي

1- لعاب هاي سربي

الف- لعاب بدون بور
الف. 1. لعاب سربي ساده
الف. 1. لعاب سربي مخلوط
ب) لعاب محتوي برات

2. لعاب هاي بدون سرب

الف) لعابهاي براتي
ب) لعابهاي بدون بور
ب. 1. لعاب با مقدار قليايي بالا (لعابهاي قليايي)
ب. 2. لعاب با مقدار کمي قليايي (لعابهاي پرسلان)

2. 2. تقسيم بندي لعاب ها براساس مقاومت در برابر عوامل شيميايي

الف) لعاب هاي ضداسيد
الف. 1. لعاب ضداسيد معمولي
الف.2. لعاب ضداسيد متوسط
الف.3. لعاب ضداسيد ويژه (اين نوع لعاب براي بدنه هاي پرسلاني و بدنه هاي منيريتي کاربرد دارد)
ب) لعاب هاي ضد بازي
ج) لعاب هاي مقاوم در برابر ترکيب شدن (لعاب هاي ترکيب ناپذير)

3. 2.تقسيم بندي لعاب ها براساس درجه حرارت

در اين تقسيم بندي دماي ذوب مورد توجه است که از اين روي اين تقسيم بندي لعاب ها را به گروه هاي زير تقسيم کرده است:
الف) لعاب هاي معرق که دماي ذوبي در محدوده ي 780-880 درجه سانتيگراد دارند.
ب) لعاب هاي ترانسپارنت با محدوده ي ذوبي 980-1100 درجه سانتيگراد
ج) لعاب هاي اپک با دماي ذوب بين 1050-1150 درجه سانتيگراد
د) لعابهاي مات با دماي ذوب بين 1050 تا 1200 درجه سانتيگراد
ع) لعاب هاي پرسلاني با دماي ذوب 1150 تا 1250 درجه سانتيگراد

4. 2. تقسيم بندي لعاب ها براساس شفافيت و صيقلي بودن

1. 4. 2. خاصيت ترانسپارنتي

اين خاصيت هنگامي به وجود مي آيد که نور به راحتي از جسم عبور کند. درمواد ترانسپارنت ضريب شکست خيلي پايين است. اين خاصيت يکي از ويژگي هاي مهم و ذاتي مواد سراميکي است.
لعاب هاي ترانسپارنت لعاب هايي هستند که نور براحتي از آنها عبور مي کند. اين لعاب ها براي بدنه هاي 100 درصد سفيد و بدون رنگ مفيد است زيرا کليه ي عيوب بدنه از روي سطح لعاب نمايان است. امروزه استفاده از لعاب هاي ترانسپارنت در کشورهاي پيشرفته فراموش شده است.

2. 4. 2. لعاب هاي اپک

لعاب هايي هستند که بر روي قطعات سراميک زده مي شوند. که اين لعاب ها به خاطر کريستاليزه شدنشان، داراي پوشانندگي مناسب و ضريب شکست بالا هستند.

3. 4. 2. لعاب هاي مات

اين گروه از لعاب ها داراي مقاوت بالايي در برابر عوامل شيميايي هستند. سختي اين لعاب ها نيز بالاست. در ترکيب اين لعاب ها اکسيد زيرکونيوم (zro2) و اکسيد آلومينيوم استفاده مي شود. البته اکسيد روي نيز در حدود 1 تا 2 درصد به آنها اضافه مي شود.

4. 4. 2. لعاب هاي پرسلان

لعاب هاي مورد استفاده در صنعت پرسلان (چيني آلات) به گونه اي طراحي مي گردند که تحمل حرارتي بالايي نداشته باشند. اين نوع لعاب ها بيشتر از ترکيبات اکسيد آلومينيوم، سيليکات زيرکونيوم، تالک و فلوسپات هاي پتاسيک ساخته شده اند البته در ساخت آنها از رس هاي دانه ريز کروي (مانند بال کلي) نيز استفاده مي شود. اين گونه لعاب ها به خاطر مقاومت به سايش بالا،مقاومت به ضربه بالا و استحکام بالاي خود به لعاب هاي سالورسالت معروفند.

5. 4. 2. لعاب هاي معرق

اين نوع لعاب ها داراي سختي کم، نرمي زياد و مقاومت به خوردگي و انحلال بالا دارند.

6. 4. 2. لعاب هاي اِنگوب

اين نوع لعاب ها بر روي بدنه هايي که رنگي هستند پوشانده شده که بعد از آن يک لعاب ديگر بر روي اين لعاب اضافه مي گردد. به اين نوع لعاب ها، زيرلعاب (engube) نيز مي گويند. اين نوع لعاب حد وسطي ميان بدنه و لعاب اصلي است و عيوب بدنه را اصلاح مي کند.

5. 2.تقسيم بندي لعاب ها براساس روش هاي توليد

الف) لعاب هاي خام
ب) لعاب هاي فريتي
ج) لعاب هاي تبخيري

1. 5. 2. لعاب هاي خام

با توجه به اسم اين لعاب ها مشخص مي گردد که اين گونه لعاب ها خام اعمال مي گردند در واقع ترکيبات اصلي اين لعاب ها که شامل مواد اصلي و فرعي مي گردد با آب مخلوط شده و با اضافه کردن الکتروليت آسياب مي شوند. پس از معين نمودن و تنظيم نمودن عوامل مؤثر لعاب (مانند دانسيته، رئوپوکسي، ديلاتنسي، رسيت و...)، لعاب از آسياب خارج شده و پس از 48 ساعت ماندگاري در حوضچه ها استفاده مي شود.
مهمترين الکتروليت هاي مورد استفاده در صنعت لعاب سازي عبارتند از:
الف) تري پلي فسفات سديم (t.p.p.Na)
ب) متاسلولز کربوکسيد (C.M.C)
ج) تروکالين
انتخاب نوع الکتروليت با توجه به وضعيت لعاب، قيمت الکتروليت و وضعيت بازار فروش الکتروليت صورت مي گيرد

2. 5. 2. لعاب هاي فريت شده (فريتي)

براي بهبود خواص لعاب ها آنها را پيش از اعمال بر بدنه فراوري مي کنند به اين لعاب فراوري شده لعاب فريتي يا فريت شده مي گويند براي فريت کردن لعاب، مواد اوليه ي مناسب (با توجه به فرمول لعاب) خردايش مي گردند و در کوره اي دوار ذوب و زنيتر مي شوند مذاب حاصله از يکي از سمت هاي کوره ي دوار بداخل يک حوضچه ي آب ريخته مي شود. اين عمل باعث سدشدن سريع لعاب مي گردد. لعاب حاصله خاصيت پلاستيسيته ي خود را از دست داده است و براي مهيا نمودن دوغاب لعاب از فريت اوليه بايد فريت ها را با 8 تا 10 درصد کائولن و مقداري الکتروليت بداخل آسياب بريزيم. و پس از خردايش مراحل شبيه به لعاب هاي خام مي گردد.

3. 5. 2. لعاب هاي تبخيري

روش توليد اين لعاب به گونه اي است که لعاب در يک محفظه (کوره) تبخير مي گردد. و به خاطر رسيدن به حالت اشباع بر روي سطوح مورد نظر رسوب مي کند. اين نوع روش اعمال لعاب و همچنين فرمول بندي در صنعت توليد سراميک رنگين با پخت فشرده (سفالي فشرده) مصرف دارد و گاهي نيز براي قطعات سراميکي مورد مصرف در صنعت شيمي به عنوان ظروف نگهداري اسيد و و قليايي ها،لوله هاي کانال فاضلاب، ظروف نگهداري اسيد، شراب و ساير مواد الکلي به کار گرفته مي شود زيرا اين لعاب ها در مقابل بسياري از اسيدها و عوامل محيطي کاملاً مقاوم و پايدار هستند. صنعت کاربرد اين نوع لعاب ها بسيار قديمي و امروزه نيز داراي اهميت هستند. همانگونه که گفته شد اين لعاب ها مانند ساير انواع لعاب به صورت دوغاب اعمال نمي گردد بلکه قبل از پخت بر روي اجسام لايه نشاني مي گردد.

3. روش هاي اعمال لعاب

الف) روش اسپري کردن
ب) روش ديسکي
ج) روش بل
د) روش واتر فال (آبشاري)
ع) روش غوطه وري

1. 3. روش اسپري کردن

دراين روش لعاب با استفاده از يک نازل بر روي قطعه اسپري مي گردد. اين روش بسيار حساس بوده و حتي يک فشار هواي محيط نيز مي تواند پروسه ي اسپري کردن را مختل کند. عوامل مؤثر بر اين روش عبارتند از:
الف) خواص دوغاب (لعاب) مانند دانسيته، رسيت، ويسکوزيته و يکنواختي
ب) قطر نازل دستگاه اسپري
ج) فشاراعمالي بر دوغاب
ع) فاصله ي پيسولت با سطح قطعه
براي جلوگيري از تأثيرات مخرب محيطي بر روي عمل اسپري دوغاب معمولاً بخش لعاب زني از بخش هاي ديگر ايزوله مي گردد. و عمل لعاب زني در داخل کابين هاي مخصوصي انجام مي شود.

2. 3. روش ديسکي

در روش ديسکي يک بخش متحرک ديسکي مانند وجود دارد که قطعه از زير آن حرکت مي کند لعاب از سوراخ هاي تعبيه شده بر روي ديسک به روي قطعه قرار مي گيرد.

3. 3. روش بل

اين روش بيشتر در بدنه هاي پرمساحت کاربرد دارد. لعاب هاي اعمالي به اين روش معمولاً ويسکوزيته و دانسيته ي بالايي دارند. سطح لعاب توليدي با اين روش صيقلي است.

4. 3.روش واترفال (آبشاري)

اين روش در لعاب هاي با ويسکوزيته و دانسيته ي پايين کاربرد دارد. در اين روش دوغاب از يک ظرف خارج شده و به صورت آبشاري بر روي قطعه مي ريزد. اين روش براي قطعات با مساحت کم و مسطح مناسب است.

5. 3. روش غوطه وري

براي لعاب زني قطعات پيچيده از اين روش بهره مي گيرند. بيسکويت توليدي وارد حوضچه اي از دوغاب شده و لعاب را به خود جذب مي کند. وان حمام و سرويس هاي بهداشتي به اين روش لعاب زني مي شوند.

شکل 3 نمونه اي از قطعه لعاب زده شده با اين روش

4. عيوب بوجود آمده در لعاب ها

عيوب لعاب،خود را يا فوراً پس از پخت يا ابتدا پس از گذشت مدت زماني که از کوره خارج گرديده است ظاهر مي کند. در حالت دوم،اغلب نقايصي هستند که بر اثرتغيييراتي مانند انبساط که توسط جذب آب بدنه به مرور زمان حاصل مي شود، يا تغييراتي ديگر مانند تبديلات ملکولي و شيشه زدايي و... که آنها هم همچنين به مدت زمان زيادي احتياج دارند.
يکي از مسائل مهم درلعاب،دماي تنش زدايي آن است. اين دمايي است که در آن درجه شيشه ي تنش دار را با حرارت دادن مجدد (عمليات حرارتي) تنش زدايي و خنثي مي کنند. در شيشه ها مي توان تنش تشکيل شده را با حرارت دادن مجدد تنش زدايي کرد درحالي که اين امکان براي مواد سراميکي و لعاب ها وجود ندارد، ولي مي توان طبق برنامه اي تنظيم شده از قبل درحين سرد کردن مواد سراميکي اين محدوده ي حرارت بحراني را که لعاب منجمد و به بدنه متصل مي شود تحت کنترل درآورد. در اين محدوده حرارتي است که امکان به وجود آمدن تنش در لعاب و در نتيجه ترک مي باشد.
سازگاري ضريب انبساط حرارتي لعاب و بدنه نيز در پيدايش نقوص و ترک ها مؤثرند. در واقع ترک ها هنگامي بوجود مي آيند که يا اختلاف ضريب انبساط ها زياد باشد و يا ضريب انبساط لعاب بزرگتر از ضريب انبساط حرارتي بدنه باشد. بر مبناي مباحث گفته شده مسأله ي ضريب انبساط حرارتي بدنه و لعاب يکي از مسائل مهم در لعاب کاري است.
يکي ديگر از مسائل مهم درجه ي نرمي ذرات لعاب است. در واقع کوارتز موجود در لعاب بايد قبل از مخلوط شدن با ساير عناصرلعاب خوب سايش يابد و سپس با ساير عناصر لعاب نيز سائيده شود. در برخي موارد ترک هايي در لعاب پديد آمده که با سايش بيشترلعاب برطرف گشته است.
بنابرمطالبي که دربالا گفتيم مي فهميم که در صورتي که سايش کوارتز بيشترشود،ترک خوردگي لعاب کمتر مي شود. با افزايش دماي پخت لعاب،ترک خوردگي کمتر مي شود. البته مي توان با سايش بيشتر کوارتز موجود در بدنه به مدت 40 تا 50 ساعت،دماي پخت لعاب را کاهش داد.
آسياب نکردن مواد و يا کم بودن زمان آسياب کردن مواد (چه در بدنه و چه در لعاب) موجب ايجاد عيوب در لعاب مي گردد. ضمناً وجود مواد آلي در لعاب، وجود پيريت و سولفاتهاي محلول موجب عيوب لعاب مي گردد.
درزير برخي از عيوب بوجود آمده در لعاب بيان شده است:

1. 4. ايجاد سوراخ هاي سوزني شکل

اين سوراخ ها،حفره هاي مدوري هستد که از داخل بدنه شروع شده و به طرف بالا حرکت مي کنند. اين سوراخ ها بسيار ريز هستند. اين سوراخ هاي لعاب را نيز تحت تأثير قرار داده و در سطح لعاب ظاهر مي شوند.
اين عيب به خاطر وجود هوا در بدنه و يا دوغاب، وجود مواد آلي دربدنه و يا وجود مواد توليد کننده ي گاز مانند سولفاتها بوجود مي آيد.

2. 4. شره کردن لعاب

لعاب هاي رقيق و آنهايي که به آساني ذوب مي شوند معمولاً باعث بوجود آمدن عيب شره کردن مي شوند. براي جلوگيري از عمل شره کردن بايد خصوصيات لعاب را تغيير داد. يعني ويژگي هاي دوغاب را بهبود دهيم تا اين عيب برطرف گردد.

3. 4.جدايش لعاب

اغلب مشاهده مي شود که در لعاب هاي سفيد لکه هاي کوچکي بوجود مي آيد که حالت تيره اي دارند و در ميان لعاب خودنمايي مي کنند. اين عيب به خاطر تشکيل جدايش در دوغاب پديد آمده است. اين عيب با افزوده مقداري الکتروليت به لعاب برطرف مي شود.

4. 4.عدم يکنواختي لعاب

به وجود آمدن عيوبي همچون جمع شدگي، پوسته شدن و لوله شدن لعاب مي تواند دلايل مختلفي داشته باشند. لعابکاري بر روي بدنه هاي با پخت اوليه با لعابي که بيش از حد خاصيت پلاستيکي دارد و يا لعابي که زياده از حد پودر شده باشد اين نقوص را ايجاد مي کند.
سايش مناسب و يا افزايش درصد کمي بايندر به لعاب مي تواند اين عيب را برطرف کند. به طورکلي اين عيب در اثر عدم چسبيدن مناسب لعاب و بدنه حاصل شده است که با اعمال تدابيربالا مي توان اين عيوب را بر طرف کرد.

5 .4 . ايجاد ترک و پريدگي

ترک بوجود آمده در لعاب را مي توان با افزودن 3 الي 15 درصد از موادي همچون کربنات کلسيم، ولاستونيت، کربنات منيزيم،دولوميت، اکسيدروي، کوارتز يا کائولن برطرف کرد.

6. 4. تبخير و ماتي لعاب

دليل اصلي اين عيوب اغلب توليد گازهاي گوگرد دار است که به ويژه خيلي به آساني و به صورت پوشش يا قشر نازکي از سولفات تشکيل مي شود. و بر روي سطح لعاب مي نشيند. از جمله دلايل ديگر ماتي لعاب تغيير ضخامت لعاب در مکان هاي مختلف است که به خاطر بدي لعاب کاري و يا پيچيدگي شکل قطعه بوجود مي آيد.

5. مواد اوليه مورد استفاده در صنعت لعاب

يکي ازمسائل مهم در زمينه ي ساخت و فرمول بندي لعاب، توجه به مواد اوليه ي مورد مصرف در اين صنعت است. علاوه بر شناخت اين مواد بايد تأثيرات آنها برخواص دوغاب و لعاب حاصله سنجيده شود. شناخت تأثيرات متقابل اکسيدها و مواد اوليه نيزجزء لاينفک لعاب سازي است. افزايش درصد ناچيزي از يک اکسيد مي تواند ايجاد عيوب مختلفي در لعاب حاصله کند که اين عيوب باعث افت کيفيت محصول توليد و کاهش ارزش افزوده ي محصول مي گردد. مثلاً استفاده از اکسيد سديم و اکسيد کلسيم در لعاب اگر چه باعث زود ذوب شدن لعاب مي گردد ولي از سوي ديگر به خاطر ضريب انبساط حرارتي زياد اين اکسيدها موجب ايجاد تر و پريدگي در لعاب مي شوند. دراين ميان اکسيد سديم اثرات نامطلوب بيشتري نسبت به اکسيد کلسيم ايجاد مي کند. افزودن بيش از حد کلسيم کربنات نيز باعث افزايش ميل تبلور لعاب شده که اين امرموجب ماتي لعاب مي شود مقدار مجاز کلسيم کربنات بين 0.3 تا 0.35 مول مي باشد. از سوي ديگر اضافه نمودن برخي از اکسيدها موجب بهبود خواص و کاهش عيوب لعاب مي گردد مثلاً اضافه کردن درصد کمي اکسيد استرانسيوم به لعاب باعث کاهش توليد حفره هاي سوزني شکل و حالت پوسته تخم مرغي مي شود. براي ايجاد خواص منحصر به فرد در لعاب نيز مي توان از مواد خاص و با درصد بالا استفاده کرد مثلاً افزودن تالک به لعاب باعث افزايش مقاومت آن نسبت به خوردگي مي شود. و يا افزودن اکسيد آلومينيوم موجب افزايش نقطه ذوب لعاب مي گردد. الومين (اکسيد آلومينيوم) در کائولن و ياخاک رس چرب وجود دارد. و علاوه بر افزايش نقطه ذوب سبب شناوري بهتر مواد موجود در دوغاب مي شود. در زير مهم ترين اکسيدهاي مصرفي در صنعت لعاب سازي را معرفي مي کنيم.

1. 5. اکسيد فسفر (p2 o5)

اين اکسيد، روان کننده اي شديد است و مقدار کم آن در لعاب گرانروي را کاهش مي دهد. اين ماده به همراه اکسيدهاي قليايي و اکسيد آلومينيوم توليد شيشه مي کند. و يک ماده ي شبکه ساز محسوب مي شود. براي ايجاد حالت کدري در لعاب مي توان از اين اکسيد استفاده کرد.
يکي ديگر از ترکيبات فسفر که در صنعت لعاب کاربرد پيدا کرده است فسفات بور است. فرمول اين ماده BPD4 مي باشد و مصرف آن به طور روز افزون افزايش يافته است.

2. 5. اکسيد بور (B2 O3)

اکسيد بور يک عامل شيشه ساز است. اکسيد بور با تشکيل يک لايه ي مياني بين بدنه و لعاب، چسبندگي بدنه و لعاب را افزايش مي دهد. اين ماده به دليل داشتن ضريب انبساط حرارتي پايين احتمال تشکيل ترک در لعاب را کاهش مي دهد. همچنين استحکام مکانيکي و سختي را افزايش مي دهد. مصرف اکسيد بور (برات) تا مقدار 10 درصد (زير 10 درصد) تنش هاي سطحي را کاهش مي دهد.
اکسيد بور به شکل هاي مختلفي به لعاب اضافه مي گردد. مثلاً کربنات برات (cao. B2 D3)، برات روي (zno. 2B2O3)، فريت بور (از ذوب کردن برات و اسيد بروريک و کوارتز حاصل مي شود)

3. 5. اکسيد سيليس (sio2)

اين اکسيد يک شبکه ساز است. اکسيد سيليسم مصرفي در صنعت سراميک (لعاب سازي) بايد خلوصي بالا داشته باشد و داراي ناخالصي آهن نباشد زيرا وجود آهن وضعيت رنگ لعاب را تحت تأثير قرار مي دهد. اين اکسيد به همراه ساير مواد مانند ولاستونيت،تالک، کائولن، فلوسپار نيز وجود دارد.

4. 5. اکسيد منيزيم (MgD)

اين اکسيد نيتريک اکسيد شبکه ساز است. اضافه نمودن درصد کمي از اين اکسيد به لعاب باعث افزايش درخشندگي لعاب مي گردد. درصد اکسيد منيزيم نبايد از 0.1 مول بالاتر رود زيرا باعث مي شود لعاب به کندي ذوب شود. در صورتي که در بدنه ي سراميک آهن وجود داشته باشد نبايد در لعاب اکسيد منيزيم بريزيم زيرا موجب کدر و چرک شدن رنگ لعاب مي گردد.

5. 5. اکسيد روي (zno)

اين اکسيد يک اکسيد شبکه ساز و تا حدودي دگرگون ساز است. اکسيد روي خواص کشساني لعاب را افزايش داده و داراي ضريب انبساط حرارتي کمي است. از اين اکسيد غالباً به عنوان ماده ي مات کننده در لعاب استفاده مي شود.

6. 5. اکسيد زيرکن (zr o2)

اين اکسيد يک اکسيد شبکه ساز است. اين اکسيد مقاومت شيميايي لعاب را افزايش مي دهد. يعني آن را در مقابل عوامل بازي و اسيدي پايدار مي کند. اکسيد زيرکونيوم اثر کدرکنندگي خوبي دارد ولي به سختي ذوب شده و عيب پوسته تخم مرغي ايجاد مي کند.

7. 5. اکسيد تيتانيوم (Ti o2)

اين اکسيد يک اکسيد دگرگون ساز است. اين اکسيد بدليل ضريب شکست نور بسيار بالا، قادر است حالت تيره کنندگي خوبي ايجاد کند. اين اکسيد تقليل دهنده ي ترک در لعاب است و همزمان با آن مقاومت شيميايي را نيز بهبود مي دهد.

8. 5. اکسيد قلع (sn o2)

اين ماده يک اکسيد دگرگون ساز است. بهترين ماده ي کدرکننده ي لعاب،اکسيد قلع است. اين اکسيد با لعاب با ترکيبات مناسب و همچنين با افزودن مواد ديگري، مانند اکسيد تيتانيم و...، اثر کدرکنندگي مناسبتري نشان مي دهد. اکسيد قلع خاصيت الاستيکي لعاب را افزوده و مانع از توليد ترک هاي موئين مي شود.

9. 5. اکسيد آلومينيوم

اين اکسيد در مواقعي شبکه ساز و در مواقع ديگر دگرگون ساز است. اين اکسيد جزء مواد نسوز است. يک از عامل هاي مهم در لعاب، داشتن شيب ذوبي زياد است که با افزودن اين اکسيد اين شيب پديد مي آيد و گسترده تر مي شود.

10. 5. اکسيد باريم (BaD)

در صورتي که پخت لعاب در يک محيط اکسيدي انجام شود، اين ماده را مي توان به جاي اکسيد سرب (pbo) به کار برد. مقادير کم اين اکسيد موجب براقيت لعاب مي شوند و آن را بهبود مي دهند ولي اگر درصد اين اکسيد زياد شد اثر مات کنندگي دارد. اين اکسيد ماده اي سمي است و لعابهاي حاوي اين اکسيد نيز سمي اند.
اگر چه اين اکسيد مشکلاتي براي لعاب در حين پخت ايجاد مي کند ولي درهرصورت لعاب را سخت کرده و پايداري شيميايي آن را تغيير مي دهد.

11. 5. اکسيد استرانسيوم (sro)

اين ماده به صورت کربنات مصرف مي شود. و به صورت پودري سفيد رنگ است. اضافه کردن مقادير کم اين ماده نيز خاصيت زود ذوبي ايجاد مي کند. اين ماده لعاب را از خطر بوجود آمدن حفره هاي سوزني شکل حفظ مي کند ولي احتمال بوجود آمدن ترک در اين نوع لعاب ها افزايش مي يابد.

12. 5. اکسيد کلسيم

اني ماده نيز اغلب به صورت کربنات مصرف مي شود. اين ماده مانند قليايي ها اثر شبکه سازي دارد. و پايداري لعاب در برابر اسيد را افزايش مي دهد. افزودن اين ماده باعث افزايش سختي لعاب نيز مي گردد.

13. 5. اکسيد ليتيم (li2 o)

اکسيد ليتيم به طور روزافزون در صنعت سراميک مورد مصرف قرار داده شده است. درخشندگي لعاب هاي ليتيمي با افزايش مقدار آن نسبت به لعابهاي بدون آن بيشتر است. علاوه بر کاني هاي طبيعي مانند لپيدوليت، پتاليت و اسپدومن توليد مصنوعي ترکيبات ليتيم دار نيز صورت مي گيرد از جمله مهمترين ترکيبات ليتيم دار مورد مصرف در صنعت سراميک که به صورت مصنوعي سنتز مي شوند مي توان به ترکيبات زير اشاره کرد.
آلومينات ليتيم (LiAlo2)، ليتيم فلئوريد (LiF)، کربنات ليتيم (Li2 co3)، کوبالتيت ليتيم (LicoO)، سيليکات ليتيم (Li2 Sio3)، تيتانات ليتيم (Li2 Tio3)، سيليکات زيرکونيوم ليتيم (2Lio2. zro. sio2)

14. 5. اکسيد سرب (pbo)

اکسيد سرب از گروه اکسيدهاي قليايي است. اين ماده به وفور در صنعت سراميک مورد استفاده قرار مي گيرد. اين اکسيد باعث حلاليت بهتر اکسيدهاي رنگي مي گردد. اما به خاطر اينکه اکثر اکسيدهاي سرب سمي هستند سعي مي شود حتي الامکان از اکسيد سرب (pbo) استفاده نشود. و بيشتر از فريت شده ي آن استفاده مي شود. ترکيبات سرب دار فريت شده سمي نبوده و يا سميت آنها کمتر است. ولي همواره خطر تبخيرسرب موجود در لعاب وجود دارد. استفاده از ترکيبات سرب مانند اکسيد سرب (pbo)، سرنج (pb3o4) و کربنات (pbco3) باعث بهبود خواص کشساني لعاب شده و لعاب را نرم و انعطاف پذير مي کند

چکيده:

هدف از اين تحقيق بررسي تاثير جوانه زاي داراي اندازه نانو در مقايسه با جوانه زا هاي داراي اندازه ميكروني در ايجاد لعاب كريستالين روي بدنه‌هاي دکوري و تزئيني و يا در موارد خاص بر روي بدنه‌هاي کاشي  مي باشد.

از مواد اوليه فريت ترانس، سيليس، عوامل جوانه زا (اکسيد روي ودي اکسيد تيتانيم) و اکسيد رنگي مس در اندازه نانومتر و ميکرومتر استفاده شد. جهت بررسي رفتار حرارتي حين ذوب،  چگونگي هموژنيته، حلاليت مواد ديرگداز و کريستاليزاسيون لعاب‌ها از ميکروسکوپ حرارتي. بدنه‌هاي لعاب خورده پس از خشک شدن در کوره الکتريکي تحت اتمسفر اکسيدي پخت ‌شدند. مقاومت شيمايي تحت استاندراد اروپا  انجام شد. مطالعات زيرساختاري زمينه وكريستالهاي ايجاد شده در سطح لعاب و تهيه تصاوير از ميکروسکوپ الکتروني روبشي استفاده شده است.

نتايج حاصل نشان مي دهند كه استفاده از عوامل جوانه زاها در اندازه نانومتري تأثير بسزايي روي سيکل پخت، رنگ کريستالها، نوع کريستالها و اندازه آنها دارد. همچنین نتايج حاصل نشان داد استفاده از عوامل جوانه زا در اندازه نانو باعث افزايش محدوده کريستاليزاسيون و رشد كريستال ها در اندازه ماكروسكوپي همراه جذب خوب رنگدانه ها و کوتاه شدن زمان توقف در كوره و در نتيجه كم شدن مدت سيکل پخت درکوره مي گردد.

 

واژه هاي كليدي: لعاب، جوانه زا ، كريستال، كريستالين, ميکروسکوپ حرارتي

 

1- مقدمه:

در لعابهاي معمولي هنگامي که سرمايش آغاز مي‌شود مولکولها يک زنجيره بي نظم آمرف را ايجاد مي‌کنند. براي ايجاد کريستالها، جوانه ها بايد هنگام سرد شدن مولکولها خود را در جهت‌هاي منظمي شکل دهند تا ايجاد باندهايي که شبکه را تشکيل مي‌دهند گردد و کريستالها بتوانند در يک فاز شيشه‌اي تشكيل شده ورشد نمايند. كريستالهايي كه در اين شرايط شکل مي‌گيرند  شيشه سراميک ناميده مي‌شوند.

لعابهاي کريستالين لعابهايي هستند که ذرات(جوانه ها) افزوده شده به آنها در هنگام ذوب لعاب مولكول هاي اطراف خود را جذب مي نمايند. اگر در اين شرايط لعاب به آرامي سرد ‌شود  كريستال ها مي‌توانند تا cm15 رشد کنند بطوريكه درسطح زمينه شيشه‌اي لعاب، کريستالهايي درشت  قابل رؤيت مي شوند. معمولا اکسيد تيتان و اکسيد روي در اندازهاي ميكروني به عنوان عوامل جوانه زا جهت شكل گيري کريستالها و ايجاد درخشندگي بيشتر رنگ‌ها بکار مي‌روند.

برخي از لعابها جلوه‌هاي زيباي بي نظيري را ايجاد مي‌کنند، که گاهي در کاربردهاي خاصي مفيد هستند. برخي از اين جلوه‌هاي خاص در اثر ايجاد کريستال هاي پخش شده در لعاب بوجود مي‌آيد. در برخي از اين لعابها ميکروکريستال ها تشکيل مي‌شوند که با چشم غيرمسلح قابل رؤيت نمي‌باشند با کاهش سرعت جوانه‌زني، کريستال ها مي‌توانند به اندازه‌اي رشد کنند که با چشم غيرمسلح قابل رؤيت شوند. فرآيند تشکيل لعابهاي کريستالين بوسيله شکل گيري شيشه سراميک‌ها توجيه مي‌شود بدين ترتيب که در زمينه با ساختار شيشه‌اي لعاب، کريستال ها با نظم و قاعده خاص خود شکل مي‌گيرند. کريستاليزاسيون در اين لعابها بوسيله عاملهای جوانه زا صورت مي‌گيرد.

لعاب‌هاي کريستالين، داراي کريستال هاي منفرد و قابل تشخيص در يک فاز شيشه‌اي مي‌باشد. اين کريستال ها داراي انواع، اندازه‌ها و اشکال متفاوت بوده و حتي ممکن است از نظر رنگ با زمينه متفاوت باشند.

کريستال‌ها حين فرايند جوانه زني و رشد در لعابي که از ترکيبات مستعد براي کريستاليزاسيون اشباع شده اند، توليد مي‌گردند. براي ايجاد کريستال ها، در اکثر مواقع لازم است که عوامل جوانه زاي مناسب در لعاب موجود باشند و عمليات حرارتي مناسبي بر روي آنها اعمال گردد.

ويسکوزيته[1] اين لعاب‌ها بسيار پایین بوده و امکان شره کردن حين کريستاليزاسيون وجود دارد ]2 [. لعاب‌هاي کريستالين از نظر خواص مکانيکي به قدرت لعاب‌هاي همگن شيشه‌اي يا مات نيستند. سطح لعاب همواره به صورت کاملاً صاف نيست و گاهاً در محل انفصال کريستال‌ها از فاز شيشه، برآمدگيها و ناهمواريهايي وجود دارند.

در لعاب كريستالي تئوري  جوانه زني غير همگن مطرح است. جوانه زني غيرهمگن معمولاً خيلي سريع‌تر از جوانه زني همگن است. در اين فرآيند، انرژي سطحي لازم براي انجام تحول، توسط عوامل خارجي تأمين مي‌گردد و براي انجام اين تحول، سطح عامل خارجي بايد ضرورتاً با سطح جوانه در تماس باشد. اين عوامل خارجي همان جوانه زاها هستند. ]4 [روابط و نحوه تشكيل و اثر جوانه زايي در مراجع ]3 [  كاملا" تشريح شده است. چون تيتانيا[2] به راحتي در لعاب حل مي شود و در حين سرمايش، تبلور مجدد مي‌يابد. لذا بعنوان يکی از قوي‌ترين جوانه زاها در لعاب‌هاي کريستالين مورد استفاده قرار مي‌گيرد .[5 و 6 ] لعاب‌هاي حاوي اكسيد روي  بدون حضور تيتانيا نيز مي‌تواند به صورت جوانه‌زني همگن فازهاي کريستالي خود را تشکيل دهند. ]5 [.ايجاد و رشد لعاب‌هاي کريستالين به عوامل زير بستگي دارد ]7 [:

1-خواص شيميايي و فيزيکي لعاب حلال يا ماگما[3]، 2-اکسيد پايه مورد استفاده براي تشکيل سيليکاتي که ماگما را اشباع مي‌کند و در نهايت در حين سرد شدن بصورت فاز کريستالي رسوب مي‌کند. 3-دما و زمان پخت،  4- منحني سرد کردن.

مشخص است که رنگ کريستال‌ها به رنگ لعاب پايه بستگي دارد ]8 [.حين رشد، کريستالهاي ريز، رنگدانه ‌ها و يا ترکيبات فلزي که توسط اکسيدهاي عناصر واسطه مانند اکسيد نيکل، مس و آهن تأمين مي‌شوند را از اطراف لعاب جذب کرده، تشکيل کمپلکس مي‌دهند و کريستالهاي رنگي بزرگ را به وجود مي‌آورند.  لذا در لعاب چند اکسيدي، سرعت رشد متأثر از حضور ناخالصيهاي ناچيز است که به عنوان کاتاليست عمل مي‌کنند. ]9 [

ترکيب لعاب بر روي نوع و ميزان کريستالها تأثير مستقيم دارد. مثلاً در لعاب‌هاي حاوي روي احتمال ايجاد کريستال هاي ويلميت و گانيت[4]، بسته به ميزان اكسيد سيليسم و يا اكسيد آلومينيوم است ]12 -10 [. اين لعاب‌ها بايد از سياليت‌ بالايي در محدوده کريستاليزاسيون برخوردار باشند تا امکان تشکيل کريستال ها فراهم شود. و وسياليت زياد لعاب مانع از رشد آنها نگردد. ميزان اکسيدهايي از قبيل: اكسيد سيليسيم ، اكسيدآلومينوم، اكسيد كلسيم و اكسيد منيزيم در ترکيب لعاب، بايد در حد مشخصي نگه داشته شود. چون اين اکسيدها سياليت  لعاب را كم مي كنند و از تشکيل کريستال جلوگيري مي‌نمايند. بعبارت ديگر اکسيدهايي چون اكسيد پتاسيم، اكسيد سديم، و اكسيد باريم ، بدليل زياد كردن سياليت لعاب و تسهيل کريستاليزاسيون استفاده مي‌شوند ]11 [.

هدف از اين تحقيق بررسي تاثير جوانه زاي داراي اندازه نانو در مقايسه با جوانه زا هاي داراي اندازه ميكروني در ايجاد لعاب كريستالين به كمك رنگدانه هاي اكسيدي، در راستاي ايجاد نانوکريستال‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است.

2-فعالیتهای تجربي و بحث و بررسی نتایج

در اين بررسي از مواد اوليه فريت ترانس، سيليس، عوامل جوانه زا (اکسيد روي ودي اکسيد تيتانيم) و اکسيد رنگي مس در اندازه نانومتر و ميکرومتر استفاده شد.  آميز لعاب طراحي شده در لعابهاي کريستالين اين تحقيق از 4 قسمت اصلي تشکيل شده است:    1- فريت پايه، 2- سيليس، 3- عامل جوانه زا، 4- اکسيدهاي رنگي.

آنالیز فريت پايه که همان فريت ترانس شرکت لعابيران است((LI-1032, LI-1161 در جدول(1) ارائه شده است.  در اين تحقيق از سيليس شركت معدني توماي اصفهان با خلوص 21/99 درصد  استفاده شد.

 

جدول 1- آناليز فريت ترانس لعابيران استفاده شده در ايجاد لعاب كريستالين

عامل جوانه زا اکسيدروي و اكسيد تيتانم بودند. اگر اکسيدروي کلسينه باشد، کريستال هاي سيليکات روي بصورت وسيعي شکل مي‌گيرند و بهتر رشد مي‌کنند. . طي اين تحقيق از اکسيدروي ميكرونيزه شركت پارس نكو داراي خلوص 99/99 درصد استفاده شده. واز اکسيد روي نانو با خلوص 99.5 % و اندازه ذرات 20nm شركت نانواومور[5]  استفاده شد.

يكي از عوامل جوانه‌زاي ديگر در اين پروژه دي اكسيد تيتانم است. تيتانيا سرعت جوانه‌زني را تشديد مي‌کند. از اين ماده در اندازه ميكرون تحت کد 100808 متعلق به شرکت مرک آلمان (Merck) و در اندازه نانو باخلوص 5/99 درصد متعلق به شرکت نانودومور با کد 548-HT  استفاده شد. همچنین از اکسيدهاي فلزي نيکل ، مس و آهن به ميزان بهينه از هر کدام استفاده شد. آميز نمونه لعاب استفاده  شده در اين تحقيق در جدول(2) ارائه  شده است که با استفاده از اکسيدرنگي، ، اکسيدمس، همچنين دو عامل جوانه‌زاي اکسيدروي و اکسيدتيتان در اندازه هاي ميکرومتري  و  نانومتري  حاصل شده اند.

براي ساختن بدنه ها  از 50% کائولن زنوز (ZWMK₁)  و49 % فلدسپات  ستبران (SF₁₁)و مقاديري كمي بنتونيت، کربنات سديم و سيليکات سديم استفاده ‌شد.

جهت جلوگيري از جمع شدگي لعاب در سطح بدنه به آن  کمي CMC محلول و جهت پيش گيري از حالت تيكسوتروپي مقدار كمي تري پلي فسفات به آن افزوده گشت‌. مقداري از دوغاب لعاب فوق خشك گشت و مورد مطالعه رفتار حرارتي قرار گرفت.  جهت بررسي رفتار حرارتي حين ذوب،  چگونگي هموژنيته، حلاليت مواد ديرگداز و کريستاليزاسيون لعاب‌ها از ميکروسکوپ حرارتي[6](HSM)) شرکت Expert System استفاده شد. پس از مطالعه رفتار حرارتي هر آميز (شکل های 1و 2) لعاب به طور جداگانه منحني پخت آن طراحي گشت. براي اعمال لعاب بدنه‌هاي داري سطح صاف و پخت سفيد از کائولن فراوري شده زنوز و فلدسپات ستبران[7] به شكل بوته‌ و بدنه‌هاي تخت با ايعاد cm10× cm5 ساخته شد. قبل از اعمال لعاب بر سطح بدنه ها دستمال نم دار كشيده گشت. سپس دوغاب با يک اسلش (محفظه مستطيل شکل به ابعاد cm3× cm3 داراي فيلر mm7/0) روي بدنه اعمال ‌گرديد. بدنه‌هاي لعاب خورده پس از خشک شدن در کوره الکتريکي نابر ترم[8] ، مدل 14/N₂O₂  تحت اتمسفر اکسيدي پخت ‌شدند. مقاومت شيمايي تحت استاندراد اروپا  انجام شد. در اين آزمايش نمونه  با محلول  اسيدکلريدريک و هيدروکسيد پتاسيم  مدت 7 روز در تماس قرار داده شد. پس از اتمام زمان اثر مواد فوق بر سطح لعاب مورد آزمايش با چشم غيرمسلح  مورد بررسي قرار مي‌دهندمطالعات زيرساختاري زمينه وكريستالهاي ايجاد شده در سطح لعاب و تهيه تصاوير از ميکروسکوپ الکتروني روبشي[9]  Leo، مدل 4401، استفاده شده است. با توجه به رفتار حرارتي دو نمونه لعاب محتوي جوانه زا اكسيد مس در اندازه هاي  ميكرومتري(T28)  و نانو متري (T42) سيکل حرارتي در نظر گرفته شده براي دو نمونه فوق  طبق منحني ( شکل 3) طراحي گشته است. دماي ^oC820 دماي جوانه‌زني در نظر گرفته ‌شد، بر اين اساس دما طي يک گرمايش نسبتاً آرام تا دماي جوانه‌زني افزايش داده ‌شد. پس از طي اين مرحله جهت كامل شدن جوانه زني، نمونه 60 دقيقه در حرارت فوق نگاه داشته شد ( طي اين مرحله به علت اثر فوق ذوب و افزايش انرژي جوانه‌هاي بحراني تشکيل مي شوند) براي عبور از سد انرژي نمونه طي 60 دقيقه تا دماي ^oC1000 سرد گشت. پس از آن  نمونه جهت رشد كريستال ها به آرامي سرد شد. (طي اين مرحله هر چه سيکل سرمايش کنترل شده‌تر باشد کريستالهاي بزرگتري ايجاد مي‌شوند.

 

 

جدول2- مقدار درصد و اندازه دانه مواد استفاده شده در لعاب هاي محتوي اكسيدهاي روي، تيتانيم و مس.

در نمونه T₂₈، اين نمونه حاوي اکسيدمس به عنوان عامل رنگي و عوامل جوانه‌زاي ميکروني مي‌باشد، کريستاليزاسيون از دماي ^oC965 آغاز و در دماي ^oC975 خاتمه مي‌يابد. همانطور که ملاحظه مي‌گردد محدوده جوانه زني در اين نمونه بسيار محدود مي‌باشد و به همين دليل از حساسيت‌هاي بيشتري برخوردار مي‌باشد. شکل (1) رفتار حرارتي نمونه T₄₂ که حاوي عوامل جوانه‌زاي نانو مي‌باشد را نشان مي‌دهد. با بررسي اين منحني مي‌توان متوجه شد محدوده جوانه زني در T₄₂ از دماي ^oC885 آغاز و در دماي ^oC945 خاتمه مي‌يابد که اين محدوده بسيار نسبت به T₂₈ افزايش يافته است به همين دليل جوانه‌زني در اين نمونه از شرايط پايداري بهتري برخوردار است. علاوه بر اين شروع و پايان کريستاليزاسيون به دماي کمتر انتقال يافته است که اين باز يکي از نتايج مثبت مي‌باشد. زيرا مذاب با سهولت بسيار در اطراف هسته‌هاي جامد، کريستاله شده رشد مي‌کنند. سرعت تشکيل هسته ابتدا با افزايش درجه حرارت زياد مي‌شود و هسته‌هاي کوچک قابليت رشد مي‌يابند ولي بعد از گذشت زمان بدليل افزايش تصادفات استاتيکي و تقليل اتم‌هاي لازم براي توليد هسته‌ها کاهش مي‌يابد. در نمونه‌هاي نانوسايز به علت بيشتر بودن تعداد اتمها نسبت به نمونه ميکروني مسير توليد هسته‌ها افزايش مي‌يابد.

شكل1- منحني رفتار حرارتي نمونه حاوي  جوانه زاي اکسيد مس داراي اندازه نانومتر.(T42)

شكل2- منحني رفتار حرارتي نمونه حاوي  جوانه زاي اکسيد مس داراي اندازه ميكرومتر.(T28)

شكل 3-  شماتيك منحني حرارتي طراحي شده  براي پخت نمونه لعاب هاي محتوي اکسيد مس.

 

بررسي الكترو ميكروسكوپي نشان دادند كه در سطح لعاب حاوي اكسيد مس داراي اندازه نانومتري(T42)، (شكل 4) علاوه بر کريستالهاي سوزني، ذرات کروي در زمينه شيشه سيليسي لعاب ايجاد شده اند. در صورتي که در سطح زمينه شيشه سيليسي لعاب نمونه هاي حاوي اكسيد مس ميکروني فقط كريستالهاي سورني سيليكات روي تشكيل شده است.

بر اساس آناليزهاي نقطه‌اي (EDX) لعاب حاوي اكسيد مس کريستالهاي ميله‌اي در هر دو نمونه (شكل 5) مربوط به فاز سيليکات روي مي‌باشند. شکل (6) آناليز XRD مربوط به نمونه‌هاي حاوي اکسيدمس به عنوان عامل رنگي کننده مي‌باشد، a نمونه T₂₁ مي‌باشد که فاز ويلميت در آن مشخص شده است، b نمونه T₄₅ مي‌باشد در اين نمونه نيز فاز ويلميت تشکيل شده است البته شدت فاز ويلميت در T₄₅ بسيار بيشتر از T₂₁ مي‌باشد که اين نشانگر انرژي اکتيواسيون بسيار بالاي ذرات نانو مي‌باشد که در آن اکسيدروي نانو در امر جوانه‌زني بسيار فعالتر از نمونه‌هاي ميکروني عمل کرده‌اند و فاز ويلميت بيشتري در سطح لعاب تشکيل شده است.

3-مشاهدات ماکروسکوپي

     لعابهاي کريستالين از دسته لعابهاي تزئيني هستند که داراي کريستالهاي منفرد قابل تشخيص در يک فاز شيشه‌اي مي‌باشند. اين کريستالها داراي انواع، اندازه‌ها و شکل‌هاي متفاوت بوده و حتي طبق مشاهدات در بعضي مواقع از نظر رنگ با زمينه متفاوت مي‌باشند. کريستالهاي ايجاد شده در نمونه‌ها حين فرآيند جوانه زني و رشد لعابها، چون از ترکيبات مستعد براي کريستاليزاسيون اشباع شده‌اند، توليد شده‌اند، در اين نمونه‌ها انواع مختلفي از کريستالها امکان ايجاد دارند که کريستالهاي ميله‌اي شکل ويلميت (سيليکات روي) از عمده‌ترين آنها مي‌باشند. اکسيدروي يکي از مواد اوليه اصلي لعابهايي با کريستالهاي ويلميت مي‌باشند، به علت وجود مقادير زياد اکسيدروي در ترکيب نمونه‌هاي کار شده، کريستالهاي ويلميت با آرام سرد کردن ايجاد شده‌اند

            در نمونه‌هايي که اکسيدمس عامل رنگزا مي‌باشد، نمونه T₄₂ کريستالها کامل شکل گرفته‌اند و اختلاف شدت رنگ بين زمينه و کريستالها کاملاً‌ مشهود مي‌باشد کريستالها درخشندگي بسيار بيشتري نسبت به نمونه ميکروني T₂₈ دارد. در نمونه T₂₈ کريستالها به صورت ميله‌اي رشد کرده‌اند. هر دو نمونه T₂₈ و T₄₂ داراي ترکيب يکسان و تحت يک سيکل حرارتي پخت شده‌اند و تنها عامل متفاوت اندازه سايز عوامل جوانه‌زاي اکسيدروي و اکسيدتيتان مي‌باشد که در نمونه‌هاي مس بيشترين تأثير خود را روي رشد و درخشندگي کريستالها باقي گذاشته‌اند. شکل (7) و (8) کريستالهاي تشکيل شده در نمونه‌هاي حاوي اکسيدمس به عنوان عامل رنگي را نشان مي‌دهد.

4- نتیجه گیری

- رفتار و خواص فيزيکي جديد مشاهده شده در نانوذرات و مواد نانوساختار لزوماً از رفتارهاي مشاهده شده براي ذرات و ريز ساختارهاي ميکرومتري قابل پيش‌بيني نيستند. به علت قابليت نفوذ بيشتر که بوسيله نانو ذرات‌ها ايجاد مي‌شود، جوانه زني و جدايش فازي بهتر و در دماهاي پائين‌تر صورت مي‌گيرد.

- با استفاده از نانو جوانه زاها منطقه کريستاتيزاتسيون يا جوانه زني در لعاب شديداً افزايش يافته در نتيجه با افزايش محدوده جوانه زني در لعاب راحت‌تر صورت مي‌گيرد و در لعاب از لحاظ جوانه‌زني شرايط پايدارتري ايجاد مي‌گردد.

- وقتي محدوده جوانه زني در لعاب افزايش مي‌يابد به راحتي مي‌توان زمان اقامت در دماي جوانه زني را کاهش داد به علت اين کاهش زمان در کل سيکل حرارتي زمان کاهش مي‌يابد. سپس مدت زمان پخت اين لعابها کم مي‌شود که از لحاظ صنعتي بسيار مقرون به صرفه مي‌باشد.

- تأثير روي اندازه و تعداد کريستالها، دو نمونه که ترکيب و سيکل دمايي پخت در هر مورد يکسان بوده و فقط عوامل جوانه‌زاي آنها يکي بصورت ميکروني و يکي بصورت نانوسايز انتخاب شده است. در نمونه حاوي ذرات نانو کريستالهاي بزرگتري شکل گرفته است T₄₂ (حاوي اکسيدمس) قابل رؤيت مي‌باشد.

           

                              

شكل4- تصوير الكتروميكروسكوپي (SEM نمونه لعاب محتوي اكسيد مس

 a - در اندازه نانومتري_(T42) و b- در اندازه ميكرومتري_(T28)

 

                                          

شكل5-  آناليز (EDX) كريستال سوزني در سطح لعاب حاوي جوانه زاي اكسيد مس

a- در اندازه نانو متري(T42) و b - در اندازه ميكرو متري(T28)

شکل 6: آناليز XRD نمونه‌هاي حاوي اکسيدمس

a) نمونه T₂₁ حاوي عوامل جوانه‌زاي ميکروني     b) نمونه T₄₂ حاوي عوامل جوانه‌زاي نانو

شکل 7: نمونه T₄₂ حاوي عوامل جوانه‌زاي نانوسايز

   

شکل 8: نمونه T₂₈ حاوي عوامل جوانه‌زاي ميکرونی

4- منابع

1-Carol green studio., "A History of Crystalline Glaze." Crystalline glazed porcelains. Htm.

2-Fa.Shimbo., "Crystal Glazes Understanding the process and Material." Second Edition. 2001. pp. 36-57.

3-صدرنژاد، «فرآيندهاي سينتيک در مهندسي مواد و متالوژي» انتشارات اميرکبير. تهران (1372)، ص 273-259.

4-Taylor, O.R. and Bull. A.C. "Ceramic Glaze Technology." Institute of ceramics, 1980 .pp. 1-3, 117-119.

5-Karasu. B., Turan, S., "Effect of Cobalt. Copper, Manganese and Titanium oxid additions on the Micro structures of zice containing soft porcelain glazes." Journal of the European Ceramic Society, 2000, 20 (12) 2225-2231.

6-H.Hahn and R.S Aver back (1991 "Low Temperature creep of nano crystalline Titanium (IV) oxide." J.Am. Ceram. Soc. 74. 2918-21.

7-Casolari, C., Metco, "Application of Soluble Salts on to Glaze for Monoporosa tiles." Ceramic word, 2001, 110-133.

8-Norton. F.H., "Fine Ceramic." MC Grow=Hill, 1970. pp. 191-196.

9-Karasu. B., caki, M. turan., S., "The development and characterization of zinc crystal glazes used for Amakusa-Like soft Porcelain." Journal of the European Ceramic Society, 2001, 21(8), 1131-1138.

10-Karasu. B., cake, M., and sesilbas, Y.G, "The effect of albite wastes on glazes properties and Micro structure of soft porcelain zinc crystal glazes." Journal of the European Ceramic Society, 2001, 21 (8), 1131-1138.

11-Scoth, J., "Crystalline Glazes are Studio Potter's Forte."

Advanced material and processe, 1998, 7, 8.

12.Crystalline glaze "Sondahl's Crystalline Glaze Color Tests" Sondhal Crystalline glaze color test.

 تعریف لعاب

لعاب قشرنازک شیشه ای یا شیشه مانند است که (در فرآیند لعابکاری) بر سطوح بعضی اجسام سرامیکی پوشش داده می شود. ماده ی تشکیل دهنده ی لعاب را که پودر بسیار نرمی است به وسیله ای روی جسم مورد نظر لعابکاری می کنند و سپس می پزند. لعاب، تمام سطح جسم سرامیکی را کاملاً به صورت یک پوشش نازک می پوشاند. لعاب همیشه در دمای کمتری نسبت به بدنه های سرامیک،به حالت خمیری و مذاب در می آید،یعنی نقطه ی خمیری پایین تری دارد.


1. 1.اهداف لعابکاری

به طورکلی بدنه های سرامیکی دارای تخلخل هستند. این بدنه ها در مقابل عوامل شیمیایی و تخریبی محیطی مقاومت کمتری دارند. و رفته رفته براساس وجود این عوامل تخریب می شوند از این رو وجود لعاب مناسب بر روی بدنه می تواند سرامیک را در مقابل عوامل شیمیایی و مکانیکی حفظ کرده و از خوردگی جلوگیری کند.
لعابکاری جسم سرامیک موجب تراکم،سختی، صیقلی شدن و رنگی شدن آن می شود. ضمناً با متراکم شدن بدنه، امکان نفوذ مایعات و گازها به داخل بافت بدنه کم می شود و بنابراین بدنه تخریب نمی گردد.

2. تقسیم بندی لعابها

لعاب ها را براساس عوامل و ویژگی های متنوعی تقسیم بندی می کنند.که بنابر هدف انتخاب کننده نوع تقسیم بندی نیز می تواند متفاوت باشد. درحین انتخاب لعاب باید به این مسئله دقت کرد که بین ضریب انبساط بدنه و لعاب تناسب برقرار باشد. ضمناً ضریب انبساط بدنه از ضریب انبساط لعاب بیشتر باشد.
1. 2. تقسیم بندی لعاب ها براساس ترکیب شیمیایی

1- لعاب های سربی

الف- لعاب بدون بور
الف. 1. لعاب سربی ساده
الف. 1. لعاب سربی مخلوط
ب) لعاب محتوی برات
2. لعاب های بدون سرب

الف) لعابهای براتی
ب) لعابهای بدون بور
ب. 1. لعاب با مقدار قلیایی بالا (لعابهای قلیایی)
ب. 2. لعاب با مقدار کمی قلیایی (لعابهای پرسلان)
2. 2. تقسیم بندی لعاب ها براساس مقاومت در برابر عوامل شیمیایی

الف) لعاب های ضداسید
الف. 1. لعاب ضداسید معمولی
الف.2. لعاب ضداسید متوسط
الف.3. لعاب ضداسید ویژه (این نوع لعاب برای بدنه های پرسلانی و بدنه های منیریتی کاربرد دارد)
ب) لعاب های ضد بازی
ج) لعاب های مقاوم در برابر ترکیب شدن (لعاب های ترکیب ناپذیر)
3. 2.تقسیم بندی لعاب ها براساس درجه حرارت

در این تقسیم بندی دمای ذوب مورد توجه است که از این روی این تقسیم بندی لعاب ها را به گروه های زیر تقسیم کرده است:
الف) لعاب های معرق که دمای ذوبی در محدوده ی 780-880 درجه سانتیگراد دارند.
ب) لعاب های ترانسپارنت با محدوده ی ذوبی 980-1100 درجه سانتیگراد
ج) لعاب های اپک با دمای ذوب بین 1050-1150 درجه سانتیگراد
د) لعابهای مات با دمای ذوب بین 1050 تا 1200 درجه سانتیگراد
ع) لعاب های پرسلانی با دمای ذوب 1150 تا 1250 درجه سانتیگراد
4. 2. تقسیم بندی لعاب ها براساس شفافیت و صیقلی بودن

1. 4. 2. خاصیت ترانسپارنتی

این خاصیت هنگامی به وجود می آید که نور به راحتی از جسم عبور کند. درمواد ترانسپارنت ضریب شکست خیلی پایین است. این خاصیت یکی از ویژگی های مهم و ذاتی مواد سرامیکی است.
لعاب های ترانسپارنت لعاب هایی هستند که نور براحتی از آنها عبور می کند. این لعاب ها برای بدنه های 100 درصد سفید و بدون رنگ مفید است زیرا کلیه ی عیوب بدنه از روی سطح لعاب نمایان است. امروزه استفاده از لعاب های ترانسپارنت در کشورهای پیشرفته فراموش شده است.
2. 4. 2. لعاب های اپک

لعاب هایی هستند که بر روی قطعات سرامیک زده می شوند. که این لعاب ها به خاطر کریستالیزه شدنشان، دارای پوشانندگی مناسب و ضریب شکست بالا هستند.
3. 4. 2. لعاب های مات

این گروه از لعاب ها دارای مقاوت بالایی در برابر عوامل شیمیایی هستند. سختی این لعاب ها نیز بالاست. در ترکیب این لعاب ها اکسید زیرکونیوم (zro2) و اکسید آلومینیوم استفاده می شود. البته اکسید روی نیز در حدود 1 تا 2 درصد به آنها اضافه می شود.
4. 4. 2. لعاب های پرسلان

لعاب های مورد استفاده در صنعت پرسلان (چینی آلات) به گونه ای طراحی می گردند که تحمل حرارتی بالایی نداشته باشند. این نوع لعاب ها بیشتر از ترکیبات اکسید آلومینیوم، سیلیکات زیرکونیوم، تالک و فلوسپات های پتاسیک ساخته شده اند البته در ساخت آنها از رس های دانه ریز کروی (مانند بال کلی) نیز استفاده می شود. این گونه لعاب ها به خاطر مقاومت به سایش بالا،مقاومت به ضربه بالا و استحکام بالای خود به لعاب های سالورسالت معروفند.
5. 4. 2. لعاب های معرق

این نوع لعاب ها دارای سختی کم، نرمی زیاد و مقاومت به خوردگی و انحلال بالا دارند.
6. 4. 2. لعاب های اِنگوب

این نوع لعاب ها بر روی بدنه هایی که رنگی هستند پوشانده شده که بعد از آن یک لعاب دیگر بر روی این لعاب اضافه می گردد. به این نوع لعاب ها، زیرلعاب (engube) نیز می گویند. این نوع لعاب حد وسطی میان بدنه و لعاب اصلی است و عیوب بدنه را اصلاح می کند.
5. 2.تقسیم بندی لعاب ها براساس روش های تولید

الف) لعاب های خام
ب) لعاب های فریتی
ج) لعاب های تبخیری
1. 5. 2. لعاب های خام

با توجه به اسم این لعاب ها مشخص می گردد که این گونه لعاب ها خام اعمال می گردند در واقع ترکیبات اصلی این لعاب ها که شامل مواد اصلی و فرعی می گردد با آب مخلوط شده و با اضافه کردن الکترولیت آسیاب می شوند. پس از معین نمودن و تنظیم نمودن عوامل مؤثر لعاب (مانند دانسیته، رئوپوکسی، دیلاتنسی، رسیت و...)، لعاب از آسیاب خارج شده و پس از 48 ساعت ماندگاری در حوضچه ها استفاده می شود.
مهمترین الکترولیت های مورد استفاده در صنعت لعاب سازی عبارتند از:
الف) تری پلی فسفات سدیم (t.p.p.Na)
ب) متاسلولز کربوکسید (C.M.C)
ج) تروکالین
انتخاب نوع الکترولیت با توجه به وضعیت لعاب، قیمت الکترولیت و وضعیت بازار فروش الکترولیت صورت می گیرد
2. 5. 2. لعاب های فریت شده (فریتی)

برای بهبود خواص لعاب ها آنها را پیش از اعمال بر بدنه فراوری می کنند به این لعاب فراوری شده لعاب فریتی یا فریت شده می گویند برای فریت کردن لعاب، مواد اولیه ی مناسب (با توجه به فرمول لعاب) خردایش می گردند و در کوره ای دوار ذوب و زنیتر می شوند مذاب حاصله از یکی از سمت های کوره ی دوار بداخل یک حوضچه ی آب ریخته می شود. این عمل باعث سدشدن سریع لعاب می گردد. لعاب حاصله خاصیت پلاستیسیته ی خود را از دست داده است و برای مهیا نمودن دوغاب لعاب از فریت اولیه باید فریت ها را با 8 تا 10 درصد کائولن و مقداری الکترولیت بداخل آسیاب بریزیم. و پس از خردایش مراحل شبیه به لعاب های خام می گردد.

3. 5. 2. لعاب های تبخیری

روش تولید این لعاب به گونه ای است که لعاب در یک محفظه (کوره) تبخیر می گردد. و به خاطر رسیدن به حالت اشباع بر روی سطوح مورد نظر رسوب می کند. این نوع روش اعمال لعاب و همچنین فرمول بندی در صنعت تولید سرامیک رنگین با پخت فشرده (سفالی فشرده) مصرف دارد و گاهی نیز برای قطعات سرامیکی مورد مصرف در صنعت شیمی به عنوان ظروف نگهداری اسید و و قلیایی ها،لوله های کانال فاضلاب، ظروف نگهداری اسید، شراب و سایر مواد الکلی به کار گرفته می شود زیرا این لعاب ها در مقابل بسیاری از اسیدها و عوامل محیطی کاملاً مقاوم و پایدار هستند. صنعت کاربرد این نوع لعاب ها بسیار قدیمی و امروزه نیز دارای اهمیت هستند. همانگونه که گفته شد این لعاب ها مانند سایر انواع لعاب به صورت دوغاب اعمال نمی گردد بلکه قبل از پخت بر روی اجسام لایه نشانی می گردد.
3. روش های اعمال لعاب

الف) روش اسپری کردن
ب) روش دیسکی
ج) روش بل
د) روش واتر فال (آبشاری)
ع) روش غوطه وری
1. 3. روش اسپری کردن

دراین روش لعاب با استفاده از یک نازل بر روی قطعه اسپری می گردد. این روش بسیار حساس بوده و حتی یک فشار هوای محیط نیز می تواند پروسه ی اسپری کردن را مختل کند. عوامل مؤثر بر این روش عبارتند از:
الف) خواص دوغاب (لعاب) مانند دانسیته، رسیت، ویسکوزیته و یکنواختی
ب) قطر نازل دستگاه اسپری
ج) فشاراعمالی بر دوغاب
ع) فاصله ی پیسولت با سطح قطعه
برای جلوگیری از تأثیرات مخرب محیطی بر روی عمل اسپری دوغاب معمولاً بخش لعاب زنی از بخش های دیگر ایزوله می گردد. و عمل لعاب زنی در داخل کابین های مخصوصی انجام می شود.
2. 3. روش دیسکی

در روش دیسکی یک بخش متحرک دیسکی مانند وجود دارد که قطعه از زیر آن حرکت می کند لعاب از سوراخ های تعبیه شده بر روی دیسک به روی قطعه قرار می گیرد.
3. 3. روش بل

این روش بیشتر در بدنه های پرمساحت کاربرد دارد. لعاب های اعمالی به این روش معمولاً ویسکوزیته و دانسیته ی بالایی دارند. سطح لعاب تولیدی با این روش صیقلی است.
4. 3.روش واترفال (آبشاری)

این روش در لعاب های با ویسکوزیته و دانسیته ی پایین کاربرد دارد. در این روش دوغاب از یک ظرف خارج شده و به صورت آبشاری بر روی قطعه می ریزد. این روش برای قطعات با مساحت کم و مسطح مناسب است.
5. 3. روش غوطه وری

برای لعاب زنی قطعات پیچیده از این روش بهره می گیرند. بیسکویت تولیدی وارد حوضچه ای از دوغاب شده و لعاب را به خود جذب می کند. وان حمام و سرویس های بهداشتی به این روش لعاب زنی می شوند.

شکل 3 نمونه ای از قطعه لعاب زده شده با این روش
4. عیوب بوجود آمده در لعاب ها

عیوب لعاب،خود را یا فوراً پس از پخت یا ابتدا پس از گذشت مدت زمانی که از کوره خارج گردیده است ظاهر می کند. در حالت دوم،اغلب نقایصی هستند که بر اثرتغیییراتی مانند انبساط که توسط جذب آب بدنه به مرور زمان حاصل می شود، یا تغییراتی دیگر مانند تبدیلات ملکولی و شیشه زدایی و... که آنها هم همچنین به مدت زمان زیادی احتیاج دارند.
یکی از مسائل مهم درلعاب،دمای تنش زدایی آن است. این دمایی است که در آن درجه شیشه ی تنش دار را با حرارت دادن مجدد (عملیات حرارتی) تنش زدایی و خنثی می کنند. در شیشه ها می توان تنش تشکیل شده را با حرارت دادن مجدد تنش زدایی کرد درحالی که این امکان برای مواد سرامیکی و لعاب ها وجود ندارد، ولی می توان طبق برنامه ای تنظیم شده از قبل درحین سرد کردن مواد سرامیکی این محدوده ی حرارت بحرانی را که لعاب منجمد و به بدنه متصل می شود تحت کنترل درآورد. در این محدوده حرارتی است که امکان به وجود آمدن تنش در لعاب و در نتیجه ترک می باشد. ..
سازگاری ضریب انبساط حرارتی لعاب و بدنه نیز در پیدایش نقوص و ترک ها مؤثرند. در واقع ترک ها هنگامی بوجود می آیند که یا اختلاف ضریب انبساط ها زیاد باشد و یا ضریب انبساط لعاب بزرگتر از ضریب انبساط حرارتی بدنه باشد. بر مبنای مباحث گفته شده مسأله ی ضریب انبساط حرارتی بدنه و لعاب یکی از مسائل مهم در لعاب کاری است.
یکی دیگر از مسائل مهم درجه ی نرمی ذرات لعاب است. در واقع کوارتز موجود در لعاب باید قبل از مخلوط شدن با سایر عناصرلعاب خوب سایش یابد و سپس با سایر عناصر لعاب نیز سائیده شود. در برخی موارد ترک هایی در لعاب پدید آمده که با سایش بیشترلعاب برطرف گشته است.
بنابرمطالبی که دربالا گفتیم می فهمیم که در صورتی که سایش کوارتز بیشترشود،ترک خوردگی لعاب کمتر می شود. با افزایش دمای پخت لعاب،ترک خوردگی کمتر می شود. البته می توان با سایش بیشتر کوارتز موجود در بدنه به مدت 40 تا 50 ساعت،دمای پخت لعاب را کاهش داد.
آسیاب نکردن مواد و یا کم بودن زمان آسیاب کردن مواد (چه در بدنه و چه در لعاب) موجب ایجاد عیوب در لعاب می گردد. ضمناً وجود مواد آلی در لعاب، وجود پیریت و سولفاتهای محلول موجب عیوب لعاب می گردد.
درزیر برخی از عیوب بوجود آمده در لعاب بیان شده است:
1. 4. ایجاد سوراخ های سوزنی شکل

این سوراخ ها،حفره های مدوری هستد که از داخل بدنه شروع شده و به طرف بالا حرکت می کنند. این سوراخ ها بسیار ریز هستند. این سوراخ های لعاب را نیز تحت تأثیر قرار داده و در سطح لعاب ظاهر می شوند.
این عیب به خاطر وجود هوا در بدنه و یا دوغاب، وجود مواد آلی دربدنه و یا وجود مواد تولید کننده ی گاز مانند سولفاتها بوجود می آید.
2. 4. شره کردن لعاب

لعاب های رقیق و آنهایی که به آسانی ذوب می شوند معمولاً باعث بوجود آمدن عیب شره کردن می شوند. برای جلوگیری از عمل شره کردن باید خصوصیات لعاب را تغییر داد. یعنی ویژگی های دوغاب را بهبود دهیم تا این عیب برطرف گردد.
3. 4.جدایش لعاب

اغلب مشاهده می شود که در لعاب های سفید لکه های کوچکی بوجود می آید که حالت تیره ای دارند و در میان لعاب خودنمایی می کنند. این عیب به خاطر تشکیل جدایش در دوغاب پدید آمده است. این عیب با افزوده مقداری الکترولیت به لعاب برطرف می شود.
4. 4.عدم یکنواختی لعاب

به وجود آمدن عیوبی همچون جمع شدگی، پوسته شدن و لوله شدن لعاب می تواند دلایل مختلفی داشته باشند. لعابکاری بر روی بدنه های با پخت اولیه با لعابی که بیش از حد خاصیت پلاستیکی دارد و یا لعابی که زیاده از حد پودر شده باشد این نقوص را ایجاد می کند.
سایش مناسب و یا افزایش درصد کمی بایندر به لعاب می تواند این عیب را برطرف کند. به طورکلی این عیب در اثر عدم چسبیدن مناسب لعاب و بدنه حاصل شده است که با اعمال تدابیربالا می توان این عیوب را بر طرف کرد.
5 .4 . ایجاد ترک و پریدگی

ترک بوجود آمده در لعاب را می توان با افزودن 3 الی 15 درصد از موادی همچون کربنات کلسیم، ولاستونیت، کربنات منیزیم،دولومیت، اکسیدروی، کوارتز یا کائولن برطرف کرد.
6. 4. تبخیر و ماتی لعاب

دلیل اصلی این عیوب اغلب تولید گازهای گوگرد دار است که به ویژه خیلی به آسانی و به صورت پوشش یا قشر نازکی از سولفات تشکیل می شود. و بر روی سطح لعاب می نشیند. از جمله دلایل دیگر ماتی لعاب تغییر ضخامت لعاب در مکان های مختلف است که به خاطر بدی لعاب کاری و یا پیچیدگی شکل قطعه بوجود می آید.
5. مواد اولیه مورد استفاده در صنعت لعاب

یکی ازمسائل مهم در زمینه ی ساخت و فرمول بندی لعاب، توجه به مواد اولیه ی مورد مصرف در این صنعت است. علاوه بر شناخت این مواد باید تأثیرات آنها برخواص دوغاب و لعاب حاصله سنجیده شود. شناخت تأثیرات متقابل اکسیدها و مواد اولیه نیزجزء لاینفک لعاب سازی است. افزایش درصد ناچیزی از یک اکسید می تواند ایجاد عیوب مختلفی در لعاب حاصله کند که این عیوب باعث افت کیفیت محصول تولید و کاهش ارزش افزوده ی محصول می گردد. مثلاً استفاده از اکسید سدیم و اکسید کلسیم در لعاب اگر چه باعث زود ذوب شدن لعاب می گردد ولی از سوی دیگر به خاطر ضریب انبساط حرارتی زیاد این اکسیدها موجب ایجاد تر و پریدگی در لعاب می شوند. دراین میان اکسید سدیم اثرات نامطلوب بیشتری نسبت به اکسید کلسیم ایجاد می کند. افزودن بیش از حد کلسیم کربنات نیز باعث افزایش میل تبلور لعاب شده که این امرموجب ماتی لعاب می شود مقدار مجاز کلسیم کربنات بین 0.3 تا 0.35 مول می باشد. از سوی دیگر اضافه نمودن برخی از اکسیدها موجب بهبود خواص و کاهش عیوب لعاب می گردد مثلاً اضافه کردن درصد کمی اکسید استرانسیوم به لعاب باعث کاهش تولید حفره های سوزنی شکل و حالت پوسته تخم مرغی می شود. برای ایجاد خواص منحصر به فرد در لعاب نیز می توان از مواد خاص و با درصد بالا استفاده کرد مثلاً افزودن تالک به لعاب باعث افزایش مقاومت آن نسبت به خوردگی می شود. و یا افزودن اکسید آلومینیوم موجب افزایش نقطه ذوب لعاب می گردد. الومین (اکسید آلومینیوم) در کائولن و یاخاک رس چرب وجود دارد. و علاوه بر افزایش نقطه ذوب سبب شناوری بهتر مواد موجود در دوغاب می شود. در زیر مهم ترین اکسیدهای مصرفی در صنعت لعاب سازی را معرفی می کنیم. ..
1. 5. اکسید فسفر (p2 o5)

این اکسید، روان کننده ای شدید است و مقدار کم آن در لعاب گرانروی را کاهش می دهد. این ماده به همراه اکسیدهای قلیایی و اکسید آلومینیوم تولید شیشه می کند. و یک ماده ی شبکه ساز محسوب می شود. برای ایجاد حالت کدری در لعاب می توان از این اکسید استفاده کرد.
یکی دیگر از ترکیبات فسفر که در صنعت لعاب کاربرد پیدا کرده است فسفات بور است. فرمول این ماده BPD4 می باشد و مصرف آن به طور روز افزون افزایش یافته است.
2. 5. اکسید بور (B2 O3)

اکسید بور یک عامل شیشه ساز است. اکسید بور با تشکیل یک لایه ی میانی بین بدنه و لعاب، چسبندگی بدنه و لعاب را افزایش می دهد. این ماده به دلیل داشتن ضریب انبساط حرارتی پایین احتمال تشکیل ترک در لعاب را کاهش می دهد. همچنین استحکام مکانیکی و سختی را افزایش می دهد. مصرف اکسید بور (برات) تا مقدار 10 درصد (زیر 10 درصد) تنش های سطحی را کاهش می دهد.
اکسید بور به شکل های مختلفی به لعاب اضافه می گردد. مثلاً کربنات برات (cao. B2 D3)، برات روی (zno. 2B2O3)، فریت بور (از ذوب کردن برات و اسید بروریک و کوارتز حاصل می شود)
3. 5. اکسید سیلیس (sio2)

این اکسید یک شبکه ساز است. اکسید سیلیسم مصرفی در صنعت سرامیک (لعاب سازی) باید خلوصی بالا داشته باشد و دارای ناخالصی آهن نباشد زیرا وجود آهن وضعیت رنگ لعاب را تحت تأثیر قرار می دهد. این اکسید به همراه سایر مواد مانند ولاستونیت،تالک، کائولن، فلوسپار نیز وجود دارد.
4. 5. اکسید منیزیم (MgD)

این اکسید نیتریک اکسید شبکه ساز است. اضافه نمودن درصد کمی از این اکسید به لعاب باعث افزایش درخشندگی لعاب می گردد. درصد اکسید منیزیم نباید از 0.1 مول بالاتر رود زیرا باعث می شود لعاب به کندی ذوب شود. در صورتی که در بدنه ی سرامیک آهن وجود داشته باشد نباید در لعاب اکسید منیزیم بریزیم زیرا موجب کدر و چرک شدن رنگ لعاب می گردد.
5. 5. اکسید روی (zno)

این اکسید یک اکسید شبکه ساز و تا حدودی دگرگون ساز است. اکسید روی خواص کشسانی لعاب را افزایش داده و دارای ضریب انبساط حرارتی کمی است. از این اکسید غالباً به عنوان ماده ی مات کننده در لعاب استفاده می شود.
6. 5. اکسید زیرکن (zr o2)

این اکسید یک اکسید شبکه ساز است. این اکسید مقاومت شیمیایی لعاب را افزایش می دهد. یعنی آن را در مقابل عوامل بازی و اسیدی پایدار می کند. اکسید زیرکونیوم اثر کدرکنندگی خوبی دارد ولی به سختی ذوب شده و عیب پوسته تخم مرغی ایجاد می کند.
7. 5. اکسید تیتانیوم (Ti o2)

این اکسید یک اکسید دگرگون ساز است. این اکسید بدلیل ضریب شکست نور بسیار بالا، قادر است حالت تیره کنندگی خوبی ایجاد کند. این اکسید تقلیل دهنده ی ترک در لعاب است و همزمان با آن مقاومت شیمیایی را نیز بهبود می دهد.
8. 5. اکسید قلع (sn o2)

این ماده یک اکسید دگرگون ساز است. بهترین ماده ی کدرکننده ی لعاب،اکسید قلع است. این اکسید با لعاب با ترکیبات مناسب و همچنین با افزودن مواد دیگری، مانند اکسید تیتانیم و...، اثر کدرکنندگی مناسبتری نشان می دهد. اکسید قلع خاصیت الاستیکی لعاب را افزوده و مانع از تولید ترک های موئین می شود.
9. 5. اکسید آلومینیوم

این اکسید در مواقعی شبکه ساز و در مواقع دیگر دگرگون ساز است. این اکسید جزء مواد نسوز است. یک از عامل های مهم در لعاب، داشتن شیب ذوبی زیاد است که با افزودن این اکسید این شیب پدید می آید و گسترده تر می شود.
10. 5. اکسید باریم (BaD)

در صورتی که پخت لعاب در یک محیط اکسیدی انجام شود، این ماده را می توان به جای اکسید سرب (pbo) به کار برد. مقادیر کم این اکسید موجب براقیت لعاب می شوند و آن را بهبود می دهند ولی اگر درصد این اکسید زیاد شد اثر مات کنندگی دارد. این اکسید ماده ای سمی است و لعابهای حاوی این اکسید نیز سمی اند.
اگر چه این اکسید مشکلاتی برای لعاب در حین پخت ایجاد می کند ولی درهرصورت لعاب را سخت کرده و پایداری شیمیایی آن را تغییر می دهد.
11. 5. اکسید استرانسیوم (sro)

این ماده به صورت کربنات مصرف می شود. و به صورت پودری سفید رنگ است. اضافه کردن مقادیر کم این ماده نیز خاصیت زود ذوبی ایجاد می کند. این ماده لعاب را از خطر بوجود آمدن حفره های سوزنی شکل حفظ می کند ولی احتمال بوجود آمدن ترک در این نوع لعاب ها افزایش می یابد.
12. 5. اکسید کلسیم

انی ماده نیز اغلب به صورت کربنات مصرف می شود. این ماده مانند قلیایی ها اثر شبکه سازی دارد. و پایداری لعاب در برابر اسید را افزایش می دهد. افزودن این ماده باعث افزایش سختی لعاب نیز می گردد.
13. 5. اکسید لیتیم (li2 o)

اکسید لیتیم به طور روزافزون در صنعت سرامیک مورد مصرف قرار داده شده است. درخشندگی لعاب های لیتیمی با افزایش مقدار آن نسبت به لعابهای بدون آن بیشتر است. علاوه بر کانی های طبیعی مانند لپیدولیت، پتالیت و اسپدومن تولید مصنوعی ترکیبات لیتیم دار نیز صورت می گیرد از جمله مهمترین ترکیبات لیتیم دار مورد مصرف در صنعت سرامیک که به صورت مصنوعی سنتز می شوند می توان به ترکیبات زیر اشاره کرد.
آلومینات لیتیم (LiAlo2)، لیتیم فلئورید (LiF)، کربنات لیتیم (Li2 co3)، کوبالتیت لیتیم (LicoO)، سیلیکات لیتیم (Li2 Sio3)، تیتانات لیتیم (Li2 Tio3)، سیلیکات زیرکونیوم لیتیم (2Lio2. zro. sio2)
14. 5. اکسید سرب (pbo)

اکسید سرب از گروه اکسیدهای قلیایی است. این ماده به وفور در صنعت سرامیک مورد استفاده قرار می گیرد. این اکسید باعث حلالیت بهتر اکسیدهای رنگی می گردد. اما به خاطر اینکه اکثر اکسیدهای سرب سمی هستند سعی می شود حتی الامکان از اکسید سرب (pbo) استفاده نشود. و بیشتر از فریت شده ی آن استفاده می شود. ترکیبات سرب دار فریت شده سمی نبوده و یا سمیت آنها کمتر است. ولی همواره خطر تبخیرسرب موجود در لعاب وجود دارد. استفاده از ترکیبات سرب مانند اکسید سرب (pbo)، سرنج (pb3o4) و کربنات (pbco3) باعث بهبود خواص کشسانی لعاب شده و لعاب را نرم و انعطاف پذیر می کند.

کاشي يک لايه شيشه اي

 اين لايه عمدتا داراي خاصيت شيشه اي بوده و به دليل ذوب کامل در دماي بيشتر از 950 درجه سانتيگراد،‏ با سطح کاشي پيوند غير قابل گسستن برقرار مي‏کند. با توجه به ساختار شيشه اي لعاب, انتظار داريم اكثر تعاريف و دانشي براي شناخت شيشه داشته ايم براي لعاب نيز صادق باشد.

 بيش از 70 درصد ترکيب لعاب از سيليس تشکيل شده و ساير مواد موجود در ساختار شيشه را در ترکيب لعاب ميتوانيم مشاهده کنيم. رفتار لعاب نيز تابعي از ترکيب شيشه اي آن است. فقط به لحاظ اتصال بسيار محکم با بدنه کاشي برخي از رفتار‏ها‏ تغيير جزيي ميابد.

براي مثال لعاب،بدليل ماهيت شيشه اي خود بسيار ترد و شکننده است. در اثر ضربه به سادگي ترک خورده و بدنه بيسکوييت را که به سختي به آن چسبيده است عليرغم ضخامت بيشتر بدنه نسبت به لعاب،‏ در امتداد خط ترک ميشکند. اين امر بر مبناي همان تئوري شكست ترد گريفيث است. از اين پديده براي برش کاشي نيز استفاده مي‏شود‏.

 کاشي کاران با استفاده از يک ابزار الماسه موسوم به کاشي بُر روي لعاب کاشي خراشي ايجاد کرده و با اعمال تنش کششي به لعاب کاشي را در امتداد مورد نظر مي‏شکنند.

لعاب زمينه اي براي اعمال دکور کاشي را نيز فراهم مي‏کند. با توجه به روشهاي متفاوتي که بعدا توضيح داده خواهد شد،‏ طرح‏ها‏ي متنوع و جالب روي لعاب ايجاد شده و طي فرايند پخت با لعاب يکپارچه و ممزوج مي‏شود‏. اين طرحها به آساني (‏بسته به مقاوت لعاب و زيرکي در طراحي مرتبط)‏ از روي کاشي پاک نمي‏شوند.

انواع لعاب

لعاب‏ها‏ از نظر ترکيب اوليه ظاهري عمدتا بردو نوع هستنند:

 1- لعاب شيشه اي يا ترانسپارنت (‏پشت نما)‏

 2- لعاب اپک يا کدر

از طرف ديگر با توجه به نماي ظاهري تقسيم‏بندي ديگري نيز وجود دارد که لعاب‏ها‏ را به دو دسته لعابهاي براق و مات دسته بندي مي‏کند. پس ما ميتوانيم لعاب مات ترانسپارنت و مات اپك داشته باشيم.

 انواع ديگر لعاب به نوعي در گروه‏ها‏ي فوق الذکر قرار مي‏گيرند.

 از انواع ديگر لعاب مي‏توان به پودر‏ها‏ي چاپ، ساده و يا ري اکتيو، لوستر‏ها‏،‏ پودر چاپ رليف و لعاب‏ها‏ي متاليک اشاره کرد. پودر چاپ با توجه به قابليت افزودن رنگ دانه‏ها‏ي سراميک که در دماي بالا مقاوم هستند مي‏تواند رنگي يا بيرنگ باشد.

 فرايند توليد لعاب بسيار به توليد شيشه شباهت دارد. يعني مواد اوليه مختلف پس از اختلاط به نسبت مشخص با هم در کوره اي مشابه کوره ذوب شيشه کاملا ذوب و ممزوج مي‏شوند. شيشه حاصل با توجه به کاربرد بعدي آن در تانک آب سرد ريخته شده و به سرعت سرد مي‏شود‏. (‏کوانچ quench)‏

ذرات خرده شيشه اي حاصل از اين عمليات فريت ناميده مي‏شود‏. اين ذرات شيشه اي با توجه به تنش‏ها‏ي موجود،‏ با کمترين ضربه يا فشار مکانيکي خرد شده و طي مراحل بعدي فرايند درکارخانجات،‏ همراه با آب و سايز افزودني‏ها‏ درمحفظه اي به نام بالميل خرد شده و به ذرات بسيار كوچكي تبديل مي‏شوند. اين ذرات بسيار كوچك معلق در آب تشكيل يك سوسپانسيون پايدار را داده و دوغاب لعاب را تشکيل مي‏دهند.

І- فریت سراميك   وجود سيستم هاي اتوماتیک در جابجائي مواد از جمله انبارش , انتقال به سيلوها , توزين , تهيه مخلوط هموژن , انتقال پنوماتیکی به كوره ها , كوره هاي ذوب كالسكه اي , آسياب ها و خشك كن ها با تکنولوژی و فن آوری روز ، باعث افزايش نه تنها كيفيت توليدات اين شركت از جمله فريت ها و لعابها گرديده , بلكه كيفت اين محصولات را در سطح ثابت و با استاندارد بين المللي قرارداده است . توليد روزانه اين شركت در واحد فريت سازي در حال حاضر 150 تن است كه با استقرار و راه اندازي طرح و توسعه اين ظرفيت تا 2 برابر افزايش خواهد يافت . این واحد مجهز به یک خط کامل پایلوت میباشد که امکان انجام تست های لازم بر روی لعابهای تولیدی را مطابق با شرایط خاص هر مشتری داراست .
توليدات اين بخش شامل : 1- فريت , لعاب و انگوب مورد مصرف در صنايع كاشي ديوار ( دوپخت ) 2- فريت , لعاب و انگوب مورد مصرف در صنايع كاشي ديوار ( تك پخت ) - منوپروزا 3- لعابهاي مورد استفاده در صنايع كاشي کف و پورسلان کف بصورت فريت , پودر و فرمول ترکیبی خام و نیمه خام 4- لعابهاي مورد استفاده در صنايع چيني و سراميك ( دوپخت ) بصورت فريت , پودر و فرمول خام و نيمه خام
5- لعابهاي مورد استفاده در صنايع چيني و سراميك ( تك پخت ) بصورت پودر و فرمول خام و نيمه خام 6- لعابهاي كمك ذوب مورد استفاده در صنعت سراميك 7- پودرهاي چاپ مورد استفاده در چاپ روي كاشي ديوار, كف , پرسلان 8- لعابهای مورد مصرف در صنایع چینی بهداشتی 9- مواد اولیه لازم برای ساخت انگوب 10- فرمولهای آماده جهت بدنه های سرامیکی

         

         

         

  VI- توليدات خاص
يكي از اهداف لعاب مشهد تحقق و توسعه برای دستیابی به مواد جدید با کاربردهای نوین مي باشد.
به همين منظور تيم هاي مختلفي از متخصصين مركز تحقيقات اين شركت در حال تحقيق براي رسيدن به اين اهداف مي باشند .
بعضي از دست آورده هاي جديد آنها كه هم اكنون در خط توليد لعاب مشهد قرار گرفته است بشرح زير است :
1- لعابهاي چاپ لوستري
2- گرانول هاي شيشه اي رنگي و بي رنگ مورد استفاده در صنايع تزئين شيشه
3- لعابهاي مخصوص طرحهاي نقوش برجسته RELIFE در رنگهاي مختلف بصورت ترانس و اپك ( پخت سوم )
4- لعابهاي شكري VITROSA در رنگها و دانه بندي مختلف جهت برجسته كاري و دكوراسيون روي شيشه و سراميك

І- فریت سراميك   وجود سيستم هاي اتوماتیک در جابجائي مواد از جمله انبارش , انتقال به سيلوها , توزين , تهيه مخلوط هموژن , انتقال پنوماتیکی به كوره ها , كوره هاي ذوب كالسكه اي , آسياب ها و خشك كن ها با تکنولوژی و فن آوری روز ، باعث افزايش نه تنها كيفيت توليدات اين شركت از جمله فريت ها و لعابها گرديده , بلكه كيفت اين محصولات را در سطح ثابت و با استاندارد بين المللي قرارداده است . توليد روزانه اين شركت در واحد فريت سازي در حال حاضر 150 تن است كه با استقرار و راه اندازي طرح و توسعه اين ظرفيت تا 2 برابر افزايش خواهد يافت . این واحد مجهز به یک خط کامل پایلوت میباشد که امکان انجام تست های لازم بر روی لعابهای تولیدی را مطابق با شرایط خاص هر مشتری داراست .
توليدات اين بخش شامل : 1- فريت , لعاب و انگوب مورد مصرف در صنايع كاشي ديوار ( دوپخت ) 2- فريت , لعاب و انگوب مورد مصرف در صنايع كاشي ديوار ( تك پخت ) - منوپروزا 3- لعابهاي مورد استفاده در صنايع كاشي کف و پورسلان کف بصورت فريت , پودر و فرمول ترکیبی خام و نیمه خام 4- لعابهاي مورد استفاده در صنايع چيني و سراميك ( دوپخت ) بصورت فريت , پودر و فرمول خام و نيمه خام
5- لعابهاي مورد استفاده در صنايع چيني و سراميك ( تك پخت ) بصورت پودر و فرمول خام و نيمه خام 6- لعابهاي كمك ذوب مورد استفاده در صنعت سراميك 7- پودرهاي چاپ مورد استفاده در چاپ روي كاشي ديوار, كف , پرسلان 8- لعابهای مورد مصرف در صنایع چینی بهداشتی 9- مواد اولیه لازم برای ساخت انگوب 10- فرمولهای آماده جهت بدنه های سرامیکی

         

         

         

  VI- توليدات خاص
يكي از اهداف لعاب مشهد تحقق و توسعه برای دستیابی به مواد جدید با کاربردهای نوین مي باشد.
به همين منظور تيم هاي مختلفي از متخصصين مركز تحقيقات اين شركت در حال تحقيق براي رسيدن به اين اهداف مي باشند .
بعضي از دست آورده هاي جديد آنها كه هم اكنون در خط توليد لعاب مشهد قرار گرفته است بشرح زير است :
1- لعابهاي چاپ لوستري
2- گرانول هاي شيشه اي رنگي و بي رنگ مورد استفاده در صنايع تزئين شيشه
3- لعابهاي مخصوص طرحهاي نقوش برجسته RELIFE در رنگهاي مختلف بصورت ترانس و اپك ( پخت سوم )
4- لعابهاي شكري VITROSA در رنگها و دانه بندي مختلف جهت برجسته كاري و دكوراسيون روي شيشه و سراميك

І- فریت سراميك   وجود سيستم هاي اتوماتیک در جابجائي مواد از جمله انبارش , انتقال به سيلوها , توزين , تهيه مخلوط هموژن , انتقال پنوماتیکی به كوره ها , كوره هاي ذوب كالسكه اي , آسياب ها و خشك كن ها با تکنولوژی و فن آوری روز ، باعث افزايش نه تنها كيفيت توليدات اين شركت از جمله فريت ها و لعابها گرديده , بلكه كيفت اين محصولات را در سطح ثابت و با استاندارد بين المللي قرارداده است . توليد روزانه اين شركت در واحد فريت سازي در حال حاضر 150 تن است كه با استقرار و راه اندازي طرح و توسعه اين ظرفيت تا 2 برابر افزايش خواهد يافت . این واحد مجهز به یک خط کامل پایلوت میباشد که امکان انجام تست های لازم بر روی لعابهای تولیدی را مطابق با شرایط خاص هر مشتری داراست .
توليدات اين بخش شامل : 1- فريت , لعاب و انگوب مورد مصرف در صنايع كاشي ديوار ( دوپخت ) 2- فريت , لعاب و انگوب مورد مصرف در صنايع كاشي ديوار ( تك پخت ) - منوپروزا 3- لعابهاي مورد استفاده در صنايع كاشي کف و پورسلان کف بصورت فريت , پودر و فرمول ترکیبی خام و نیمه خام 4- لعابهاي مورد استفاده در صنايع چيني و سراميك ( دوپخت ) بصورت فريت , پودر و فرمول خام و نيمه خام
5- لعابهاي مورد استفاده در صنايع چيني و سراميك ( تك پخت ) بصورت پودر و فرمول خام و نيمه خام 6- لعابهاي كمك ذوب مورد استفاده در صنعت سراميك 7- پودرهاي چاپ مورد استفاده در چاپ روي كاشي ديوار, كف , پرسلان 8- لعابهای مورد مصرف در صنایع چینی بهداشتی 9- مواد اولیه لازم برای ساخت انگوب 10- فرمولهای آماده جهت بدنه های سرامیکی

         

         

         

  VI- توليدات خاص
يكي از اهداف لعاب مشهد تحقق و توسعه برای دستیابی به مواد جدید با کاربردهای نوین مي باشد.
به همين منظور تيم هاي مختلفي از متخصصين مركز تحقيقات اين شركت در حال تحقيق براي رسيدن به اين اهداف مي باشند .
بعضي از دست آورده هاي جديد آنها كه هم اكنون در خط توليد لعاب مشهد قرار گرفته است بشرح زير است :
1- لعابهاي چاپ لوستري
2- گرانول هاي شيشه اي رنگي و بي رنگ مورد استفاده در صنايع تزئين شيشه
3- لعابهاي مخصوص طرحهاي نقوش برجسته RELIFE در رنگهاي مختلف بصورت ترانس و اپك ( پخت سوم )
4- لعابهاي شكري VITROSA در رنگها و دانه بندي مختلف جهت برجسته كاري و دكوراسيون روي شيشه و سراميك

کاشي يک لايه شيشه اي

 اين لايه عمدتا داراي خاصيت شيشه اي بوده و به دليل ذوب کامل در دماي بيشتر از 950 درجه سانتيگراد،‏ با سطح کاشي پيوند غير قابل گسستن برقرار مي‏کند. با توجه به ساختار شيشه اي لعاب, انتظار داريم اكثر تعاريف و دانشي براي شناخت شيشه داشته ايم براي لعاب نيز صادق باشد.

 بيش از 70 درصد ترکيب لعاب از سيليس تشکيل شده و ساير مواد موجود در ساختار شيشه را در ترکيب لعاب ميتوانيم مشاهده کنيم. رفتار لعاب نيز تابعي از ترکيب شيشه اي آن است. فقط به لحاظ اتصال بسيار محکم با بدنه کاشي برخي از رفتار‏ها‏ تغيير جزيي ميابد.

براي مثال لعاب،بدليل ماهيت شيشه اي خود بسيار ترد و شکننده است. در اثر ضربه به سادگي ترک خورده و بدنه بيسکوييت را که به سختي به آن چسبيده است عليرغم ضخامت بيشتر بدنه نسبت به لعاب،‏ در امتداد خط ترک ميشکند. اين امر بر مبناي همان تئوري شكست ترد گريفيث است. از اين پديده براي برش کاشي نيز استفاده مي‏شود‏.

 کاشي کاران با استفاده از يک ابزار الماسه موسوم به کاشي بُر روي لعاب کاشي خراشي ايجاد کرده و با اعمال تنش کششي به لعاب کاشي را در امتداد مورد نظر مي‏شکنند.

لعاب زمينه اي براي اعمال دکور کاشي را نيز فراهم مي‏کند. با توجه به روشهاي متفاوتي که بعدا توضيح داده خواهد شد،‏ طرح‏ها‏ي متنوع و جالب روي لعاب ايجاد شده و طي فرايند پخت با لعاب يکپارچه و ممزوج مي‏شود‏. اين طرحها به آساني (‏بسته به مقاوت لعاب و زيرکي در طراحي مرتبط)‏ از روي کاشي پاک نمي‏شوند.

انواع لعاب

لعاب‏ها‏ از نظر ترکيب اوليه ظاهري عمدتا بردو نوع هستنند:

 1- لعاب شيشه اي يا ترانسپارنت (‏پشت نما)‏

 2- لعاب اپک يا کدر

از طرف ديگر با توجه به نماي ظاهري تقسيم‏بندي ديگري نيز وجود دارد که لعاب‏ها‏ را به دو دسته لعابهاي براق و مات دسته بندي مي‏کند. پس ما ميتوانيم لعاب مات ترانسپارنت و مات اپك داشته باشيم.

 انواع ديگر لعاب به نوعي در گروه‏ها‏ي فوق الذکر قرار مي‏گيرند.

 از انواع ديگر لعاب مي‏توان به پودر‏ها‏ي چاپ، ساده و يا ري اکتيو، لوستر‏ها‏،‏ پودر چاپ رليف و لعاب‏ها‏ي متاليک اشاره کرد. پودر چاپ با توجه به قابليت افزودن رنگ دانه‏ها‏ي سراميک که در دماي بالا مقاوم هستند مي‏تواند رنگي يا بيرنگ باشد.

 فرايند توليد لعاب بسيار به توليد شيشه شباهت دارد. يعني مواد اوليه مختلف پس از اختلاط به نسبت مشخص با هم در کوره اي مشابه کوره ذوب شيشه کاملا ذوب و ممزوج مي‏شوند. شيشه حاصل با توجه به کاربرد بعدي آن در تانک آب سرد ريخته شده و به سرعت سرد مي‏شود‏. (‏کوانچ quench)‏

ذرات خرده شيشه اي حاصل از اين عمليات فريت ناميده مي‏شود‏. اين ذرات شيشه اي با توجه به تنش‏ها‏ي موجود،‏ با کمترين ضربه يا فشار مکانيکي خرد شده و طي مراحل بعدي فرايند درکارخانجات،‏ همراه با آب و سايز افزودني‏ها‏ درمحفظه اي به نام بالميل خرد شده و به ذرات بسيار كوچكي تبديل مي‏شوند. اين ذرات بسيار كوچك معلق در آب تشكيل يك سوسپانسيون پايدار را داده و دوغاب لعاب را تشکيل مي‏دهند.

ترکیب لعاب بر اساس کاربرد فریت ها یا مواد خام

 

1. 1)لعاب های سفید براق (Majolicas)

این لعاب ها با میزان اوپک (opacity) فوق العاده که آنها را از فریت های ترانسپارنت متمایز می سازد ، مشخص می شوند . لعاب های فوق الذکر در بدنه های رنگی کاتوفورت (Cottoforte) به کار می روند .

اوپک شدن لعاب یاوارد کردن یک عامل اوپک کننده ( سیلیکات زیرکونیم میکرونیزه ) به درون ترکیب فریت شده یا لعاب ، حاصل می شود . در این مورد ، درصد فریت در لعاب های با دمای پخت پایین بیشتر است ، در حالی که با افزایش دمای پخت لعاب میزان مواد خام افزایش می یابد .

 

1. 2)لعاب های مات

این لعاب ها با اشباع کردن شیشه توسط عناصر کریستال ساز و افزاینده سختی بدست می آیند . اکسیدهای روی ، تیتانیم ، کلسیم ، باریم و منیزیم ، توسط کریستالیزاسیون باعث مات شدن لعاب می شوند در حالی که اکسید آلومینیوم و گاهی سیلیکات زیرکونیم بوسیله سخت کردن ، لعاب را مات می کنند .

لعاب هایی که با استفاده از اکسیدهای روی یا تیتانیم مات می شوند . عمدتاً پایه شیشه ای قابل ذوب و بدون سرب دارند . زمانی که عامل مات کننده اکسید روی باشد ، لعاب سفید نیست و زمانی که اکسیدهای تیتانیم به کار برده می شود ، لعاب مایل به خاکستری و زرد رنگ است . لعاب هایی که بوسیله اکسیدهای قلیایی خاکی مات می شوند ، عموماً سفید رنگ و به میزان قابل توجهی ویسکوز هستند .

لعاب هایی که بوسیله سخت کردن مات می شوند ، دارای پایه و ترکیب شیشه ای قابل ذوب هستند ( فریت های گروه 3 را ببینید) که توسط آلومینا ، کورندوم و سیلیکات زیرکونیم کاملاً سخت می شوند .

بسته به نوع عامل مات کننده ، لعاب های satiny ( نوعی لعاب نیمه مات به رنگهای مختلف و اطلس نما )             ( اکسی آلومینیوم یا کورندوم ) یا لعاب های نوع سنگی ( سیلیکات زیرکونیم ) ممکن است تولید شوند .         لعاب های مات (znO-caO) که در دمای پایین پخته می شوند ، از فریت های گروه 6 تهیه می شوند ، در حالی که برای دمای پخت بالاتر ، ترکیب لعاب عمدتاً شامل مواد خام حرارت ندیده می باشد .

 

1. 3)لعابهای مرمرین (Marble Glazes)

این لعاب ها می توانند در حکم لعاب های مات دسته بندی شوند ، اما به علت فرمولاسیون منحصر به فرد خصوصیات ویژه ، در بسته جداگانه ای قرار می گیرند . برای بدست آوردن این نوع لعاب ، ماده شیشه ای قابل ذوب (فریتهای گروه 4A/B برای دماهای پخت پایین) ، توسط سیلیکات زیرکونیم میکرونیزه اوپک شده با مخلوطی از اکسیدهای SnO₂-TiO₂-ZnO به نسبت 5 به 6 ، 2 به 3 ، و 1 به 2 مات می شود .

 

1. 4)لعاب های موم مانند و براق (Waxy Glazes)

این مطلب به لعاب هایی مربوط می شود که خصوصیات حد واسط بین لعاب مرمرین و فریت ترانسپارنت را نشان می دهند ( قابل ذوب ، نیمه اوپک ، نیمه براق) . در نتیجه ، ترکیب آنها تقریباً به صورت زیر می باشد:

-  ماده شیشه ای با قابلیت ذوب متوسط ( فریت های گروه 3 یا مخلوط فریت های گروه های 1 و 4 )

-         کمی اوپک شده با استفاده از سیلیکات زیرکو نیم (4-%8)

-         کمی مات شده با استفاده از (1/2-4/5-0/1) TiO₂-ZnO-SnO₂

1. 5)لعاب های کریستالین

فرایند کریستاله شدن ، با پختن ترکیب شیشه ای قابل ذوب غنی از اکسید روی یا اکسید تیتانیم در دمای پخت بالا صورت می گیرد .

 

6) لعاب نگه دار Spekled or Torn Glazes ( لعاب فلزی با لکه های رنگی متفاوت از رنگ لعاب که بطور یکنواخت در تمام سطح جسم پخش شده است)

این لعاب ها با اشباع کردن ترکیبات شیشه ای دارای قابلیت ذوب زیاد و واکنشگر ، توسط مقادیر زیاد   سیلیکات زیرکونیم ، بدست می آیند . لعاب های فوق الذکر در دمای پخت پایین ، حاصل می شوند . برای تهیه این لعاب ها از فریت های گروه 6 استفاده می شود . به منظور بهتر نمودن اثر "torn" توصیه شده که یک لایه نازک از لعاب قابل ذوب آماده ، در زیر لعاب ، استفاده شود .

 

1. 7)لعاب های زمخت (Rustic Glazes)

این گروه شامل کلیه لعاب هایی است که از مواد کمابیش قابل ذوب تشکیل شده اند و با استفاده از مواد درشت (شن و کوراندوم) به شدت سخت می شوند . این مواد معمولاً در پایان عمل خرد کردن و سایش وارد ترکیب     می شوند و بنابراین به میزان کمی با سایر مواد مخلوط می گردند .

 

1. 8)آوانتورین (Aventurines)

لعاب هایی هستند که با کریستال ریز در سوسپانسیون مشخص می شوند ( Fe – Cr – Cu ) و با ترکیب اکسید سرب و یا ترکیبات قلیایی – بوریک قابلیت ذوب زیادی دارند . کریستالیزاسیون ، نتیجه اشباع شدن فریت در حالت گرم با یک اکسید و سپس جدا شدن آن طی مرحله سرد شدن است .

 

1. 9)زیر لعابی ها (Underglazes)

به لعاب هایی کمابیش قابل ذوب که هرگز به تنهایی استفاده نمی شوند و فقط زیر انواع دیگر لعاب ها به کار برده می شوند ، اطلاق می گردد . ( لعاب های موارد 8-7-6-5-4 را ببینید ) .

 

1. 10) انگوب ها

ترکیبات رسمی شیشه ای شده هستند که به بدنه زده می شوند تا تخلخلی بر روی بدنه باقی نماند . انگوب ها معمولاً برای جلوگیری از خروج مواد فرار ( مانند CO₂ و SO₂ ) از بیسکویت یا جلوگیری از آلودگی های حاصل از فرسایش سطح لعاب ( نوع پیریت ) بر روی بدنه ، بکار می روند . انواع لعاب های شرح داده شده بطور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند .

اگر چه بسیاری از انواع دیگر لعاب ها در بازار در دسترسند ، اما هر یک از آنها ممکن است در یکی از گروههایی که قبلاً توضیح داده شد ، وجود داشته باشند . با دانستن اصول و ترکیبات پایه میتوان اثرات ، جلوه ها و تغییرات مطلوب و مورد نظر را بدست آورد .

انواع اصلی فریت

انواع اصلی فریت

در صنعت ، اصطلاح " فریت " بیانگر یک مخلوط مذاب شیشه ای است که بطور ناگهانی بوسیله آب سرد         می شود . فریت ها بعنوان ماده اصلی ترکیب لعاب های با دمای پخت پایین ، به منظور پایدار نمودن و ثبات ترکیبات به کار می روند .

فریت های زیادی با ویژگی ها و خصوصیات متفاوتی از لحاظ قابلیت ذوب ، شفافیت ، کدری و ماتی در بازار در دسترسند . فریت ها بر اساس مهم ترین خصوصیاتشان به صورت زیر دسته بندی می شوند :

1. فریت های شفاف یا ترانسپارت براق و ویسکوز (معمولاً " فریت ترانسپارت " نامیده می شوند )

فریت هایی با نقطه ذوب پایین هستند که از مقدار قابل توجهی SiO₂ (50-60%) و مقادیر کمی Flux یا مواد کمک ذوب (20-25%) شامل Na₂O ، K₂O ، pbo ، B₂O₃ ، تشکیل شده اند .

باقی مانده شامل پایدار سازها یا Stabilizer ها ( Mgo ، BaO ، CaO ، ZnO ، Al₂O₃ ) می باشد که در مقادیر بسیار کم ( ماکزیم 7 تا 9% ) موجود است .

این فریت ها عمدتاً برای آماده سازی لعاب های ترانسپارنت به کار می روند ، همچنین گاهی در مقادیر کم وارد ترکیب لعاب های با دمای پخت پایین می گردند . هنگامی که لعاب های با دمای پخت بالا تهیه می شوند ، استفاده از این فریت ها نسبت به فریت های دیگر افزایش می یابد .

این فریت ها تقریباً برای آماده سازی تمام لعاب هایی که در دمای بیش از c1100 پخته می شوند ، مورد استفاده قرار می گیرند تا فرایند شیشه ای کردن (Vitrification) را کامل تر نموده و فراورده را بیشتر و بهتر ذوب کنند .

 

2. فریت های اوپک ، براق ، ویسکوز (معمولاً لعاب های سفید زیر کون یا ماژولیکا نامیده می شوند )

این فریت ها فقط از لحاظ اوپک کردن با گروه قبلی تفاوت دارند . سیلیکات زیرکونیم باعث اوپک کردن فریت می گردد که مقدار آن در ترکیب 8 تا 14 % است .

این فریت ها عمدتاً برای تهیه لعاب های براق سفید که هم در دمای بالا و هم در دمای پایین پخته می شوند ، بکار می روند . معمولاً مقدار فریت در ترکیب لعاب با دمای پخت بالا کاهش یافته و مواد کمکی افزایش می یابند . این فریت ها به ندرت برای لعاب هایی که غیر از نوع سفید براق هستند ، به کار می روند .

 

1. 3.فریت های ترانسپارنت براق با قابلیت ذوب متوسط

این فریت در مقایسه با گروهی که در بالا شرح داده شد ، قابلیت ذوب بیشتری دارند . در واقع ، در حالی که مقدار سیلیس به 35-%50 کاهش پیدا می کند ، درصد مواد کمک ذوب ( Li₂O ، B₂O₃ ، pbo ، K₂O ، Na₂O )       به 30-%40 افزایش می یابد .

این فریت ها در ترکیب کلیه لعاب هایی که در دمای پایین پخته می شوند ، به فراوانی مورد استفاده قرار می گیرند . گاهی این فریت ها (در مقادیر کم) برای تهیه برخی لعاب های ویژه با دمای پخت بالا مانند لعاب های چرمی "Leather" و سفید مرمری "Marble White" به کار برده می شوند .

استفاده گسترده از این فریت ها به علت ماهیت قابل ذوب بودن آنهاست که به ورود مقادیر زیاد مواد خام درون آسیا و فرایند کریستال شدن عوامل مات کننده ، کمک می کند . بنابراین با به کار بردن تنها یک فریت و تغییر دادن مواد کمکی اضافه شده به ترکیب درون آسیا ، امکان بدست آوردن انواع متفاوت لعاب ها هم از نظر تکنیکی و هم از نظر هنری وجود دارد .

 

1. 4.فریت های مات Matt Frits (CaO-ZnO-TiO₂)

این فریت ها با کریستالیزاسیون یا تبلور (Devitification) یک عنصر که به میزان زیادی در یک سیستم شیشه ای مناسب وجود دارد ، توصیف می شوند . کلسیم ، باریم ، روی و تیتانیم باعث بلور (Devitification) می گردند.

کریستال شدن کلسیو باریم ، در مواد شیشه ای قلیایی حاوی بور صورت می گیرد در حالی که روی و تیتانیم   در مواد عاری از سرب به کریستال تبدیل می شوند .

فریت های مات کلسیم و باریم معمولاً عاری از سرب ، ویسکوز و اوپک هستند . در عوض ، فریت های مات روی ، قابلیت ذوب کمی دارند ، دارای سرب می باشند (pbo=25-%30) و نیمه اوپک هستند .فریت های مات تیتانیم نیز قابلیت ذوب کمی دارند ، دارای سرب هستند ، اوپک می باشند و رنگ آنها متمایل به زرد است . این فریت ها معمولاً در لعابهای مات ، یا بعنوان عامل اصلاح کننده در ترکیب لعاب هایی که زیاد مات نیستند به کار می روند .

در بسیاری مواقع znO-caO-BaO-TiO₂ ترجیحاً بجای مواد خام معادل وارد ترکیب فریت می شوند . این امر به علت اجتناب از استفاده از مواد خامی مانند کربنات ها (Caco₃-Mgco₃)که دارای مواد فرار مانند Co₂   هستند می باشد .

 

1. 5.فریت های دارای ترکیب رنگی

تنها تفاوت این فریت ها با گروه های قبلی در رنگی بودن آنهاست ، بطوریکه ممکن است در گروه های 3 و 4 نیز قرار گیرند . عوامل ایجاد کننده رنگ که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند ، عبارتند از : آهن ، کبالت ، منگنز ، مس ، کادمیم و سلنیم .

فریت های حاوی کادمیم و سلنیم بدون هیچگونه افزودنی به کار می روند تا لعاب های خاصی بدست آید که به شکل دیگری قابل حصول نیستند . بقیه فریت ها فقط برای تولید فریت های ترانسپارنت رنگی بکار می روند یا به شکل پایدار وارد می شوند ، ترکیب رنگی آنها زمانی استفاده می شود که اثرات تابشی خاصی انتظار داشته باشیم . در جدول 1-1 و 2-1 ، قابلیت ذوب و مشخصات ترکیبات نوعی برخی از فریت ها را مشاهده می کنید.

فرایند تولید فریت ، بطور شماتیک در زیر خلاصه می شود :

-         مواد خام گوناگون تشکیل دهنده فریت ، پس از کنترل کیفیت ، در سیلوها انبار می شوند .

-         ترکیب آمیز (Batching) معمولاً به صورت اتوماتیک انجام می شود .

ترکیبات مختلف به روش خشک مخلوط می شوند .

-         مخلوط حاصل درون کوره ریخته می شود تا کاملاً ذوب شود .

-  سپس ماده گداخته مذاب درون یک محفظه پر از آب ریخته می شود تا سریع با آب سرد شود . این سرد شدن سریع باعث تردی و شکنندگی شیشه می شود تا در مراحل بعدی به راحتی آسیاب شود .

دو نوع کوره فریت وجود دارد :

-         کوره های چرخشی متناوب

-         کوره های پیوسته یا Continous

    لعاب و لعاب سازي در سراميک

 

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 :

1. 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 .
2. 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 :

1. 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 .
2. 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 .
3. 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 :

1. بدنه کوره که شامل يک استوانه فلزي و دو مخروط در دو طرف آن است که بصورت افقي قرار   

مي گيرد .

2. مشعل که سوخت را شعله ور و به داخل فضاي کوره هدايت مي کند .
3. فن که هوا را براي اشتعال سوخت تأمين مي کند .
4. غلطک ها که کوره روي آنها حرکت دوراني دارد .
5. موتور الکتريکي که نيروي لازم جهت چرخش کوره را فراهم مي کند .
6. دريچه مخصوص شارژ و تخليه کوره که روي بدنه اصلي قرار دارد .
7. پايه هاي کوره
8. 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 :

 

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 :

 

 

 

 

 

 

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 .

 

 

 

 

 

 

 

ترکیب لعاب بر اساس کاربرد فریت ها یا مواد خام

 

1.       1)لعاب های سفید براق (Majolicas)

این لعاب ها با میزان اوپک (opacity) فوق العاده که آنها را از فریت های ترانسپارنت متمایز می سازد ، مشخص می شوند . لعاب های فوق الذکر در بدنه های رنگی کاتوفورت (Cottoforte) به کار می روند .

اوپک شدن لعاب یاوارد کردن یک عامل اوپک کننده ( سیلیکات زیرکونیم میکرونیزه ) به درون ترکیب فریت شده یا لعاب ، حاصل می شود . در این مورد ، درصد فریت در لعاب های با دمای پخت پایین بیشتر است ، در حالی که با افزایش دمای پخت لعاب میزان مواد خام افزایش می یابد .

 

1.       2)لعاب های مات

این لعاب ها با اشباع کردن شیشه توسط عناصر کریستال ساز و افزاینده سختی بدست می آیند . اکسیدهای روی ، تیتانیم ، کلسیم ، باریم و منیزیم ، توسط کریستالیزاسیون باعث مات شدن لعاب می شوند در حالی که اکسید آلومینیوم و گاهی سیلیکات زیرکونیم بوسیله سخت کردن ، لعاب را مات می کنند .

لعاب هایی که با استفاده از اکسیدهای روی یا تیتانیم مات می شوند . عمدتاً پایه شیشه ای قابل ذوب و بدون سرب دارند . زمانی که عامل مات کننده اکسید روی باشد ، لعاب سفید نیست و زمانی که اکسیدهای تیتانیم به کار برده می شود ، لعاب مایل به خاکستری و زرد رنگ است . لعاب هایی که بوسیله اکسیدهای قلیایی خاکی مات می شوند ، عموماً سفید رنگ و به میزان قابل توجهی ویسکوز هستند .

لعاب هایی که بوسیله سخت کردن مات می شوند ، دارای پایه و ترکیب شیشه ای قابل ذوب هستند ( فریت های گروه 3 را ببینید) که توسط آلومینا ، کورندوم و سیلیکات زیرکونیم کاملاً سخت می شوند .

بسته به نوع عامل مات کننده ، لعاب های satiny ( نوعی لعاب نیمه مات به رنگهای مختلف و اطلس نما )             ( اکسی آلومینیوم یا کورندوم ) یا لعاب های نوع سنگی ( سیلیکات زیرکونیم ) ممکن است تولید شوند .         لعاب های مات (znO-caO) که در دمای پایین پخته می شوند ، از فریت های گروه 6 تهیه می شوند ، در حالی که برای دمای پخت بالاتر ، ترکیب لعاب عمدتاً شامل مواد خام حرارت ندیده می باشد .

 

1.       3)لعابهای مرمرین (Marble Glazes)

این لعاب ها می توانند در حکم لعاب های مات دسته بندی شوند ، اما به علت فرمولاسیون منحصر به فرد خصوصیات ویژه ، در بسته جداگانه ای قرار می گیرند . برای بدست آوردن این نوع لعاب ، ماده شیشه ای قابل ذوب (فریتهای گروه 4A/B برای دماهای پخت پایین) ، توسط سیلیکات زیرکونیم میکرونیزه اوپک شده با مخلوطی از اکسیدهای SnO₂-TiO₂-ZnO به نسبت 5 به 6 ، 2 به 3 ، و 1 به 2 مات می شود .

 

1.       4)لعاب های موم مانند و براق (Waxy Glazes)

این مطلب به لعاب هایی مربوط می شود که خصوصیات حد واسط بین لعاب مرمرین و فریت ترانسپارنت را نشان می دهند ( قابل ذوب ، نیمه اوپک ، نیمه براق) . در نتیجه ، ترکیب آنها تقریباً به صورت زیر می باشد:

-  ماده شیشه ای با قابلیت ذوب متوسط ( فریت های گروه 3 یا مخلوط فریت های گروه های 1 و 4 )

-         کمی اوپک شده با استفاده از سیلیکات زیرکو نیم (4-%8)

-         کمی مات شده با استفاده از (1/2-4/5-0/1) TiO₂-ZnO-SnO₂

1.       5)لعاب های کریستالین

فرایند کریستاله شدن ، با پختن ترکیب شیشه ای قابل ذوب غنی از اکسید روی یا اکسید تیتانیم در دمای پخت بالا صورت می گیرد .

 

6) لعاب نگه دار Spekled or Torn Glazes ( لعاب فلزی با لکه های رنگی متفاوت از رنگ لعاب که بطور یکنواخت در تمام سطح جسم پخش شده است)

این لعاب ها با اشباع کردن ترکیبات شیشه ای دارای قابلیت ذوب زیاد و واکنشگر ، توسط مقادیر زیاد   سیلیکات زیرکونیم ، بدست می آیند . لعاب های فوق الذکر در دمای پخت پایین ، حاصل می شوند . برای تهیه این لعاب ها از فریت های گروه 6 استفاده می شود . به منظور بهتر نمودن اثر "torn" توصیه شده که یک لایه نازک از لعاب قابل ذوب آماده ، در زیر لعاب ، استفاده شود .

 

1.       7)لعاب های زمخت (Rustic Glazes)

این گروه شامل کلیه لعاب هایی است که از مواد کمابیش قابل ذوب تشکیل شده اند و با استفاده از مواد درشت (شن و کوراندوم) به شدت سخت می شوند . این مواد معمولاً در پایان عمل خرد کردن و سایش وارد ترکیب     می شوند و بنابراین به میزان کمی با سایر مواد مخلوط می گردند .

 

1.       8)آوانتورین (Aventurines)

لعاب هایی هستند که با کریستال ریز در سوسپانسیون مشخص می شوند ( Fe – Cr – Cu ) و با ترکیب اکسید سرب و یا ترکیبات قلیایی – بوریک قابلیت ذوب زیادی دارند . کریستالیزاسیون ، نتیجه اشباع شدن فریت در حالت گرم با یک اکسید و سپس جدا شدن آن طی مرحله سرد شدن است .

 

1.       9)زیر لعابی ها (Underglazes)

به لعاب هایی کمابیش قابل ذوب که هرگز به تنهایی استفاده نمی شوند و فقط زیر انواع دیگر لعاب ها به کار برده می شوند ، اطلاق می گردد . ( لعاب های موارد 8-7-6-5-4 را ببینید ) .

 

1.       10) انگوب ها

ترکیبات رسمی شیشه ای شده هستند که به بدنه زده می شوند تا تخلخلی بر روی بدنه باقی نماند . انگوب ها معمولاً برای جلوگیری از خروج مواد فرار ( مانند CO₂ و SO₂ ) از بیسکویت یا جلوگیری از آلودگی های حاصل از فرسایش سطح لعاب ( نوع پیریت ) بر روی بدنه ، بکار می روند . انواع لعاب های شرح داده شده بطور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند .

اگر چه بسیاری از انواع دیگر لعاب ها در بازار در دسترسند ، اما هر یک از آنها ممکن است در یکی از گروههایی که قبلاً توضیح داده شد ، وجود داشته باشند . با دانستن اصول و ترکیبات پایه میتوان اثرات ، جلوه ها و تغییرات مطلوب و مورد نظر را بدست آورد

 

انواع اصلی فریت

در صنعت ، اصطلاح " فریت " بیانگر یک مخلوط مذاب شیشه ای است که بطور ناگهانی بوسیله آب سرد         می شود . فریت ها بعنوان ماده اصلی ترکیب لعاب های با دمای پخت پایین ، به منظور پایدار نمودن و ثبات ترکیبات به کار می روند .

فریت های زیادی با ویژگی ها و خصوصیات متفاوتی از لحاظ قابلیت ذوب ، شفافیت ، کدری و ماتی در بازار در دسترسند . فریت ها بر اساس مهم ترین خصوصیاتشان به صورت زیر دسته بندی می شوند :

1. فریت های شفاف یا ترانسپارت براق و ویسکوز (معمولاً " فریت ترانسپارت " نامیده می شوند )

فریت هایی با نقطه ذوب پایین هستند که از مقدار قابل توجهی SiO₂ (50-60%) و مقادیر کمی Flux یا مواد کمک ذوب (20-25%) شامل Na₂O ، K₂O ، pbo ، B₂O₃ ، تشکیل شده اند .

باقی مانده شامل پایدار سازها یا Stabilizer ها ( Mgo ، BaO ، CaO ، ZnO ، Al₂O₃ ) می باشد که در مقادیر بسیار کم ( ماکزیم 7 تا 9% ) موجود است .

این فریت ها عمدتاً برای آماده سازی لعاب های ترانسپارنت به کار می روند ، همچنین گاهی در مقادیر کم وارد ترکیب لعاب های با دمای پخت پایین می گردند . هنگامی که لعاب های با دمای پخت بالا تهیه می شوند ، استفاده از این فریت ها نسبت به فریت های دیگر افزایش می یابد .

این فریت ها تقریباً برای آماده سازی تمام لعاب هایی که در دمای بیش از c1100 پخته می شوند ، مورد استفاده قرار می گیرند تا فرایند شیشه ای کردن (Vitrification) را کامل تر نموده و فراورده را بیشتر و بهتر ذوب کنند .

 

2. فریت های اوپک ، براق ، ویسکوز (معمولاً لعاب های سفید زیر کون یا ماژولیکا نامیده می شوند )

این فریت ها فقط از لحاظ اوپک کردن با گروه قبلی تفاوت دارند . سیلیکات زیرکونیم باعث اوپک کردن فریت می گردد که مقدار آن در ترکیب 8 تا 14 % است .

این فریت ها عمدتاً برای تهیه لعاب های براق سفید که هم در دمای بالا و هم در دمای پایین پخته می شوند ، بکار می روند . معمولاً مقدار فریت در ترکیب لعاب با دمای پخت بالا کاهش یافته و مواد کمکی افزایش می یابند . این فریت ها به ندرت برای لعاب هایی که غیر از نوع سفید براق هستند ، به کار می روند .

 

1.       3.فریت های ترانسپارنت براق با قابلیت ذوب متوسط

این فریت در مقایسه با گروهی که در بالا شرح داده شد ، قابلیت ذوب بیشتری دارند . در واقع ، در حالی که مقدار سیلیس به 35-%50 کاهش پیدا می کند ، درصد مواد کمک ذوب ( Li₂O ، B₂O₃ ، pbo ، K₂O ، Na₂O )       به 30-%40 افزایش می یابد .

این فریت ها در ترکیب کلیه لعاب هایی که در دمای پایین پخته می شوند ، به فراوانی مورد استفاده قرار می گیرند . گاهی این فریت ها (در مقادیر کم) برای تهیه برخی لعاب های ویژه با دمای پخت بالا مانند لعاب های چرمی "Leather" و سفید مرمری "Marble White" به کار برده می شوند .

استفاده گسترده از این فریت ها به علت ماهیت قابل ذوب بودن آنهاست که به ورود مقادیر زیاد مواد خام درون آسیا و فرایند کریستال شدن عوامل مات کننده ، کمک می کند . بنابراین با به کار بردن تنها یک فریت و تغییر دادن مواد کمکی اضافه شده به ترکیب درون آسیا ، امکان بدست آوردن انواع متفاوت لعاب ها هم از نظر تکنیکی و هم از نظر هنری وجود دارد .

 

1.       4.فریت های مات Matt Frits (CaO-ZnO-TiO₂)

این فریت ها با کریستالیزاسیون یا تبلور (Devitification) یک عنصر که به میزان زیادی در یک سیستم شیشه ای مناسب وجود دارد ، توصیف می شوند . کلسیم ، باریم ، روی و تیتانیم باعث بلور (Devitification) می گردند.

کریستال شدن کلسیو باریم ، در مواد شیشه ای قلیایی حاوی بور صورت می گیرد در حالی که روی و تیتانیم   در مواد عاری از سرب به کریستال تبدیل می شوند .

فریت های مات کلسیم و باریم معمولاً عاری از سرب ، ویسکوز و اوپک هستند . در عوض ، فریت های مات روی ، قابلیت ذوب کمی دارند ، دارای سرب می باشند (pbo=25-%30) و نیمه اوپک هستند .فریت های مات تیتانیم نیز قابلیت ذوب کمی دارند ، دارای سرب هستند ، اوپک می باشند و رنگ آنها متمایل به زرد است . این فریت ها معمولاً در لعابهای مات ، یا بعنوان عامل اصلاح کننده در ترکیب لعاب هایی که زیاد مات نیستند به کار می روند .

در بسیاری مواقع znO-caO-BaO-TiO₂ ترجیحاً بجای مواد خام معادل وارد ترکیب فریت می شوند . این امر به علت اجتناب از استفاده از مواد خامی مانند کربنات ها (Caco₃-Mgco₃)که دارای مواد فرار مانند Co₂   هستند می باشد .

 

1.       5.فریت های دارای ترکیب رنگی

تنها تفاوت این فریت ها با گروه های قبلی در رنگی بودن آنهاست ، بطوریکه ممکن است در گروه های 3 و 4 نیز قرار گیرند . عوامل ایجاد کننده رنگ که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند ، عبارتند از : آهن ، کبالت ، منگنز ، مس ، کادمیم و سلنیم .

فریت های حاوی کادمیم و سلنیم بدون هیچگونه افزودنی به کار می روند تا لعاب های خاصی بدست آید که به شکل دیگری قابل حصول نیستند . بقیه فریت ها فقط برای تولید فریت های ترانسپارنت رنگی بکار می روند یا به شکل پایدار وارد می شوند ، ترکیب رنگی آنها زمانی استفاده می شود که اثرات تابشی خاصی انتظار داشته باشیم . در جدول 1-1 و 2-1 ، قابلیت ذوب و مشخصات ترکیبات نوعی برخی از فریت ها را مشاهده می کنید.

فرایند تولید فریت ، بطور شماتیک در زیر خلاصه می شود :

-         مواد خام گوناگون تشکیل دهنده فریت ، پس از کنترل کیفیت ، در سیلوها انبار می شوند .

-         ترکیب آمیز (Batching) معمولاً به صورت اتوماتیک انجام می شود .

ترکیبات مختلف به روش خشک مخلوط می شوند .

-         مخلوط حاصل درون کوره ریخته می شود تا کاملاً ذوب شود .

-  سپس ماده گداخته مذاب درون یک محفظه پر از آب ریخته می شود تا سریع با آب سرد شود . این سرد شدن سریع باعث تردی و شکنندگی شیشه می شود تا در مراحل بعدی به راحتی آسیاب شود .

دو نوع کوره فریت وجود دارد :

-         کوره های چرخشی متناوب

-         کوره های پیوسته یا Continous

 

ترکیب لعاب بر اساس کاربرد فریت ها یا مواد خام

 

1.       1)لعاب های سفید براق (Majolicas)

این لعاب ها با میزان اوپک (opacity) فوق العاده که آنها را از فریت های ترانسپارنت متمایز می سازد ، مشخص می شوند . لعاب های فوق الذکر در بدنه های رنگی کاتوفورت (Cottoforte) به کار می روند .

اوپک شدن لعاب یاوارد کردن یک عامل اوپک کننده ( سیلیکات زیرکونیم میکرونیزه ) به درون ترکیب فریت شده یا لعاب ، حاصل می شود . در این مورد ، درصد فریت در لعاب های با دمای پخت پایین بیشتر است ، در حالی که با افزایش دمای پخت لعاب میزان مواد خام افزایش می یابد .

 

1.       2)لعاب های مات

این لعاب ها با اشباع کردن شیشه توسط عناصر کریستال ساز و افزاینده سختی بدست می آیند . اکسیدهای روی ، تیتانیم ، کلسیم ، باریم و منیزیم ، توسط کریستالیزاسیون باعث مات شدن لعاب می شوند در حالی که اکسید آلومینیوم و گاهی سیلیکات زیرکونیم بوسیله سخت کردن ، لعاب را مات می کنند .

لعاب هایی که با استفاده از اکسیدهای روی یا تیتانیم مات می شوند . عمدتاً پایه شیشه ای قابل ذوب و بدون سرب دارند . زمانی که عامل مات کننده اکسید روی باشد ، لعاب سفید نیست و زمانی که اکسیدهای تیتانیم به کار برده می شود ، لعاب مایل به خاکستری و زرد رنگ است . لعاب هایی که بوسیله اکسیدهای قلیایی خاکی مات می شوند ، عموماً سفید رنگ و به میزان قابل توجهی ویسکوز هستند .

لعاب هایی که بوسیله سخت کردن مات می شوند ، دارای پایه و ترکیب شیشه ای قابل ذوب هستند ( فریت های گروه 3 را ببینید) که توسط آلومینا ، کورندوم و سیلیکات زیرکونیم کاملاً سخت می شوند .

بسته به نوع عامل مات کننده ، لعاب های satiny ( نوعی لعاب نیمه مات به رنگهای مختلف و اطلس نما )             ( اکسی آلومینیوم یا کورندوم ) یا لعاب های نوع سنگی ( سیلیکات زیرکونیم ) ممکن است تولید شوند .         لعاب های مات (znO-caO) که در دمای پایین پخته می شوند ، از فریت های گروه 6 تهیه می شوند ، در حالی که برای دمای پخت بالاتر ، ترکیب لعاب عمدتاً شامل مواد خام حرارت ندیده می باشد .

 

1.       3)لعابهای مرمرین (Marble Glazes)

این لعاب ها می توانند در حکم لعاب های مات دسته بندی شوند ، اما به علت فرمولاسیون منحصر به فرد خصوصیات ویژه ، در بسته جداگانه ای قرار می گیرند . برای بدست آوردن این نوع لعاب ، ماده شیشه ای قابل ذوب (فریتهای گروه 4A/B برای دماهای پخت پایین) ، توسط سیلیکات زیرکونیم میکرونیزه اوپک شده با مخلوطی از اکسیدهای SnO₂-TiO₂-ZnO به نسبت 5 به 6 ، 2 به 3 ، و 1 به 2 مات می شود .

 

1.       4)لعاب های موم مانند و براق (Waxy Glazes)

این مطلب به لعاب هایی مربوط می شود که خصوصیات حد واسط بین لعاب مرمرین و فریت ترانسپارنت را نشان می دهند ( قابل ذوب ، نیمه اوپک ، نیمه براق) . در نتیجه ، ترکیب آنها تقریباً به صورت زیر می باشد:

-  ماده شیشه ای با قابلیت ذوب متوسط ( فریت های گروه 3 یا مخلوط فریت های گروه های 1 و 4 )

-         کمی اوپک شده با استفاده از سیلیکات زیرکو نیم (4-%8)

-         کمی مات شده با استفاده از (1/2-4/5-0/1) TiO₂-ZnO-SnO₂

1.       5)لعاب های کریستالین

فرایند کریستاله شدن ، با پختن ترکیب شیشه ای قابل ذوب غنی از اکسید روی یا اکسید تیتانیم در دمای پخت بالا صورت می گیرد .

 

6) لعاب نگه دار Spekled or Torn Glazes ( لعاب فلزی با لکه های رنگی متفاوت از رنگ لعاب که بطور یکنواخت در تمام سطح جسم پخش شده است)

این لعاب ها با اشباع کردن ترکیبات شیشه ای دارای قابلیت ذوب زیاد و واکنشگر ، توسط مقادیر زیاد   سیلیکات زیرکونیم ، بدست می آیند . لعاب های فوق الذکر در دمای پخت پایین ، حاصل می شوند . برای تهیه این لعاب ها از فریت های گروه 6 استفاده می شود . به منظور بهتر نمودن اثر "torn" توصیه شده که یک لایه نازک از لعاب قابل ذوب آماده ، در زیر لعاب ، استفاده شود .

 

1.       7)لعاب های زمخت (Rustic Glazes)

این گروه شامل کلیه لعاب هایی است که از مواد کمابیش قابل ذوب تشکیل شده اند و با استفاده از مواد درشت (شن و کوراندوم) به شدت سخت می شوند . این مواد معمولاً در پایان عمل خرد کردن و سایش وارد ترکیب     می شوند و بنابراین به میزان کمی با سایر مواد مخلوط می گردند .

 

1.       8)آوانتورین (Aventurines)

لعاب هایی هستند که با کریستال ریز در سوسپانسیون مشخص می شوند ( Fe – Cr – Cu ) و با ترکیب اکسید سرب و یا ترکیبات قلیایی – بوریک قابلیت ذوب زیادی دارند . کریستالیزاسیون ، نتیجه اشباع شدن فریت در حالت گرم با یک اکسید و سپس جدا شدن آن طی مرحله سرد شدن است .

 

1.       9)زیر لعابی ها (Underglazes)

به لعاب هایی کمابیش قابل ذوب که هرگز به تنهایی استفاده نمی شوند و فقط زیر انواع دیگر لعاب ها به کار برده می شوند ، اطلاق می گردد . ( لعاب های موارد 8-7-6-5-4 را ببینید ) .

 

1.       10) انگوب ها

ترکیبات رسمی شیشه ای شده هستند که به بدنه زده می شوند تا تخلخلی بر روی بدنه باقی نماند . انگوب ها معمولاً برای جلوگیری از خروج مواد فرار ( مانند CO₂ و SO₂ ) از بیسکویت یا جلوگیری از آلودگی های حاصل از فرسایش سطح لعاب ( نوع پیریت ) بر روی بدنه ، بکار می روند . انواع لعاب های شرح داده شده بطور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند .

اگر چه بسیاری از انواع دیگر لعاب ها در بازار در دسترسند ، اما هر یک از آنها ممکن است در یکی از گروههایی که قبلاً توضیح داده شد ، وجود داشته باشند . با دانستن اصول و ترکیبات پایه میتوان اثرات ، جلوه ها و تغییرات مطلوب و مورد نظر را بدست آورد

 

انواع اصلی فریت

در صنعت ، اصطلاح " فریت " بیانگر یک مخلوط مذاب شیشه ای است که بطور ناگهانی بوسیله آب سرد         می شود . فریت ها بعنوان ماده اصلی ترکیب لعاب های با دمای پخت پایین ، به منظور پایدار نمودن و ثبات ترکیبات به کار می روند .

فریت های زیادی با ویژگی ها و خصوصیات متفاوتی از لحاظ قابلیت ذوب ، شفافیت ، کدری و ماتی در بازار در دسترسند . فریت ها بر اساس مهم ترین خصوصیاتشان به صورت زیر دسته بندی می شوند :

1. فریت های شفاف یا ترانسپارت براق و ویسکوز (معمولاً " فریت ترانسپارت " نامیده می شوند )

فریت هایی با نقطه ذوب پایین هستند که از مقدار قابل توجهی SiO₂ (50-60%) و مقادیر کمی Flux یا مواد کمک ذوب (20-25%) شامل Na₂O ، K₂O ، pbo ، B₂O₃ ، تشکیل شده اند .

باقی مانده شامل پایدار سازها یا Stabilizer ها ( Mgo ، BaO ، CaO ، ZnO ، Al₂O₃ ) می باشد که در مقادیر بسیار کم ( ماکزیم 7 تا 9% ) موجود است .

این فریت ها عمدتاً برای آماده سازی لعاب های ترانسپارنت به کار می روند ، همچنین گاهی در مقادیر کم وارد ترکیب لعاب های با دمای پخت پایین می گردند . هنگامی که لعاب های با دمای پخت بالا تهیه می شوند ، استفاده از این فریت ها نسبت به فریت های دیگر افزایش می یابد .

این فریت ها تقریباً برای آماده سازی تمام لعاب هایی که در دمای بیش از c1100 پخته می شوند ، مورد استفاده قرار می گیرند تا فرایند شیشه ای کردن (Vitrification) را کامل تر نموده و فراورده را بیشتر و بهتر ذوب کنند .

 

2. فریت های اوپک ، براق ، ویسکوز (معمولاً لعاب های سفید زیر کون یا ماژولیکا نامیده می شوند )

این فریت ها فقط از لحاظ اوپک کردن با گروه قبلی تفاوت دارند . سیلیکات زیرکونیم باعث اوپک کردن فریت می گردد که مقدار آن در ترکیب 8 تا 14 % است .

این فریت ها عمدتاً برای تهیه لعاب های براق سفید که هم در دمای بالا و هم در دمای پایین پخته می شوند ، بکار می روند . معمولاً مقدار فریت در ترکیب لعاب با دمای پخت بالا کاهش یافته و مواد کمکی افزایش می یابند . این فریت ها به ندرت برای لعاب هایی که غیر از نوع سفید براق هستند ، به کار می روند .

 

1.       3.فریت های ترانسپارنت براق با قابلیت ذوب متوسط

این فریت در مقایسه با گروهی که در بالا شرح داده شد ، قابلیت ذوب بیشتری دارند . در واقع ، در حالی که مقدار سیلیس به 35-%50 کاهش پیدا می کند ، درصد مواد کمک ذوب ( Li₂O ، B₂O₃ ، pbo ، K₂O ، Na₂O )       به 30-%40 افزایش می یابد .

این فریت ها در ترکیب کلیه لعاب هایی که در دمای پایین پخته می شوند ، به فراوانی مورد استفاده قرار می گیرند . گاهی این فریت ها (در مقادیر کم) برای تهیه برخی لعاب های ویژه با دمای پخت بالا مانند لعاب های چرمی "Leather" و سفید مرمری "Marble White" به کار برده می شوند .

استفاده گسترده از این فریت ها به علت ماهیت قابل ذوب بودن آنهاست که به ورود مقادیر زیاد مواد خام درون آسیا و فرایند کریستال شدن عوامل مات کننده ، کمک می کند . بنابراین با به کار بردن تنها یک فریت و تغییر دادن مواد کمکی اضافه شده به ترکیب درون آسیا ، امکان بدست آوردن انواع متفاوت لعاب ها هم از نظر تکنیکی و هم از نظر هنری وجود دارد .

 

1.       4.فریت های مات Matt Frits (CaO-ZnO-TiO₂)

این فریت ها با کریستالیزاسیون یا تبلور (Devitification) یک عنصر که به میزان زیادی در یک سیستم شیشه ای مناسب وجود دارد ، توصیف می شوند . کلسیم ، باریم ، روی و تیتانیم باعث بلور (Devitification) می گردند.

کریستال شدن کلسیو باریم ، در مواد شیشه ای قلیایی حاوی بور صورت می گیرد در حالی که روی و تیتانیم   در مواد عاری از سرب به کریستال تبدیل می شوند .

فریت های مات کلسیم و باریم معمولاً عاری از سرب ، ویسکوز و اوپک هستند . در عوض ، فریت های مات روی ، قابلیت ذوب کمی دارند ، دارای سرب می باشند (pbo=25-%30) و نیمه اوپک هستند .فریت های مات تیتانیم نیز قابلیت ذوب کمی دارند ، دارای سرب هستند ، اوپک می باشند و رنگ آنها متمایل به زرد است . این فریت ها معمولاً در لعابهای مات ، یا بعنوان عامل اصلاح کننده در ترکیب لعاب هایی که زیاد مات نیستند به کار می روند .

در بسیاری مواقع znO-caO-BaO-TiO₂ ترجیحاً بجای مواد خام معادل وارد ترکیب فریت می شوند . این امر به علت اجتناب از استفاده از مواد خامی مانند کربنات ها (Caco₃-Mgco₃)که دارای مواد فرار مانند Co₂   هستند می باشد .

 

1.       5.فریت های دارای ترکیب رنگی

تنها تفاوت این فریت ها با گروه های قبلی در رنگی بودن آنهاست ، بطوریکه ممکن است در گروه های 3 و 4 نیز قرار گیرند . عوامل ایجاد کننده رنگ که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند ، عبارتند از : آهن ، کبالت ، منگنز ، مس ، کادمیم و سلنیم .

فریت های حاوی کادمیم و سلنیم بدون هیچگونه افزودنی به کار می روند تا لعاب های خاصی بدست آید که به شکل دیگری قابل حصول نیستند . بقیه فریت ها فقط برای تولید فریت های ترانسپارنت رنگی بکار می روند یا به شکل پایدار وارد می شوند ، ترکیب رنگی آنها زمانی استفاده می شود که اثرات تابشی خاصی انتظار داشته باشیم . در جدول 1-1 و 2-1 ، قابلیت ذوب و مشخصات ترکیبات نوعی برخی از فریت ها را مشاهده می کنید.

فرایند تولید فریت ، بطور شماتیک در زیر خلاصه می شود :

-         مواد خام گوناگون تشکیل دهنده فریت ، پس از کنترل کیفیت ، در سیلوها انبار می شوند .

-         ترکیب آمیز (Batching) معمولاً به صورت اتوماتیک انجام می شود .

ترکیبات مختلف به روش خشک مخلوط می شوند .

-         مخلوط حاصل درون کوره ریخته می شود تا کاملاً ذوب شود .

-  سپس ماده گداخته مذاب درون یک محفظه پر از آب ریخته می شود تا سریع با آب سرد شود . این سرد شدن سریع باعث تردی و شکنندگی شیشه می شود تا در مراحل بعدی به راحتی آسیاب شود .

دو نوع کوره فریت وجود دارد :

-         کوره های چرخشی متناوب

-         کوره های پیوسته یا Continous

 

ترکیب لعاب بر اساس کاربرد فریت ها یا مواد خام

 

1.       1)لعاب های سفید براق (Majolicas)

این لعاب ها با میزان اوپک (opacity) فوق العاده که آنها را از فریت های ترانسپارنت متمایز می سازد ، مشخص می شوند . لعاب های فوق الذکر در بدنه های رنگی کاتوفورت (Cottoforte) به کار می روند .

اوپک شدن لعاب یاوارد کردن یک عامل اوپک کننده ( سیلیکات زیرکونیم میکرونیزه ) به درون ترکیب فریت شده یا لعاب ، حاصل می شود . در این مورد ، درصد فریت در لعاب های با دمای پخت پایین بیشتر است ، در حالی که با افزایش دمای پخت لعاب میزان مواد خام افزایش می یابد .

 

1.       2)لعاب های مات

این لعاب ها با اشباع کردن شیشه توسط عناصر کریستال ساز و افزاینده سختی بدست می آیند . اکسیدهای روی ، تیتانیم ، کلسیم ، باریم و منیزیم ، توسط کریستالیزاسیون باعث مات شدن لعاب می شوند در حالی که اکسید آلومینیوم و گاهی سیلیکات زیرکونیم بوسیله سخت کردن ، لعاب را مات می کنند .

لعاب هایی که با استفاده از اکسیدهای روی یا تیتانیم مات می شوند . عمدتاً پایه شیشه ای قابل ذوب و بدون سرب دارند . زمانی که عامل مات کننده اکسید روی باشد ، لعاب سفید نیست و زمانی که اکسیدهای تیتانیم به کار برده می شود ، لعاب مایل به خاکستری و زرد رنگ است . لعاب هایی که بوسیله اکسیدهای قلیایی خاکی مات می شوند ، عموماً سفید رنگ و به میزان قابل توجهی ویسکوز هستند .

لعاب هایی که بوسیله سخت کردن مات می شوند ، دارای پایه و ترکیب شیشه ای قابل ذوب هستند ( فریت های گروه 3 را ببینید) که توسط آلومینا ، کورندوم و سیلیکات زیرکونیم کاملاً سخت می شوند .

بسته به نوع عامل مات کننده ، لعاب های satiny ( نوعی لعاب نیمه مات به رنگهای مختلف و اطلس نما )             ( اکسی آلومینیوم یا کورندوم ) یا لعاب های نوع سنگی ( سیلیکات زیرکونیم ) ممکن است تولید شوند .         لعاب های مات (znO-caO) که در دمای پایین پخته می شوند ، از فریت های گروه 6 تهیه می شوند ، در حالی که برای دمای پخت بالاتر ، ترکیب لعاب عمدتاً شامل مواد خام حرارت ندیده می باشد .

 

1.       3)لعابهای مرمرین (Marble Glazes)

این لعاب ها می توانند در حکم لعاب های مات دسته بندی شوند ، اما به علت فرمولاسیون منحصر به فرد خصوصیات ویژه ، در بسته جداگانه ای قرار می گیرند . برای بدست آوردن این نوع لعاب ، ماده شیشه ای قابل ذوب (فریتهای گروه 4A/B برای دماهای پخت پایین) ، توسط سیلیکات زیرکونیم میکرونیزه اوپک شده با مخلوطی از اکسیدهای SnO₂-TiO₂-ZnO به نسبت 5 به 6 ، 2 به 3 ، و 1 به 2 مات می شود .

 

1.       4)لعاب های موم مانند و براق (Waxy Glazes)

این مطلب به لعاب هایی مربوط می شود که خصوصیات حد واسط بین لعاب مرمرین و فریت ترانسپارنت را نشان می دهند ( قابل ذوب ، نیمه اوپک ، نیمه براق) . در نتیجه ، ترکیب آنها تقریباً به صورت زیر می باشد:

-  ماده شیشه ای با قابلیت ذوب متوسط ( فریت های گروه 3 یا مخلوط فریت های گروه های 1 و 4 )

-         کمی اوپک شده با استفاده از سیلیکات زیرکو نیم (4-%8)

-         کمی مات شده با استفاده از (1/2-4/5-0/1) TiO₂-ZnO-SnO₂

1.       5)لعاب های کریستالین

فرایند کریستاله شدن ، با پختن ترکیب شیشه ای قابل ذوب غنی از اکسید روی یا اکسید تیتانیم در دمای پخت بالا صورت می گیرد .

 

6) لعاب نگه دار Spekled or Torn Glazes ( لعاب فلزی با لکه های رنگی متفاوت از رنگ لعاب که بطور یکنواخت در تمام سطح جسم پخش شده است)

این لعاب ها با اشباع کردن ترکیبات شیشه ای دارای قابلیت ذوب زیاد و واکنشگر ، توسط مقادیر زیاد   سیلیکات زیرکونیم ، بدست می آیند . لعاب های فوق الذکر در دمای پخت پایین ، حاصل می شوند . برای تهیه این لعاب ها از فریت های گروه 6 استفاده می شود . به منظور بهتر نمودن اثر "torn" توصیه شده که یک لایه نازک از لعاب قابل ذوب آماده ، در زیر لعاب ، استفاده شود .

 

1.       7)لعاب های زمخت (Rustic Glazes)

این گروه شامل کلیه لعاب هایی است که از مواد کمابیش قابل ذوب تشکیل شده اند و با استفاده از مواد درشت (شن و کوراندوم) به شدت سخت می شوند . این مواد معمولاً در پایان عمل خرد کردن و سایش وارد ترکیب     می شوند و بنابراین به میزان کمی با سایر مواد مخلوط می گردند .

 

1.       8)آوانتورین (Aventurines)

لعاب هایی هستند که با کریستال ریز در سوسپانسیون مشخص می شوند ( Fe – Cr – Cu ) و با ترکیب اکسید سرب و یا ترکیبات قلیایی – بوریک قابلیت ذوب زیادی دارند . کریستالیزاسیون ، نتیجه اشباع شدن فریت در حالت گرم با یک اکسید و سپس جدا شدن آن طی مرحله سرد شدن است .

 

1.       9)زیر لعابی ها (Underglazes)

به لعاب هایی کمابیش قابل ذوب که هرگز به تنهایی استفاده نمی شوند و فقط زیر انواع دیگر لعاب ها به کار برده می شوند ، اطلاق می گردد . ( لعاب های موارد 8-7-6-5-4 را ببینید ) .

 

1.       10) انگوب ها

ترکیبات رسمی شیشه ای شده هستند که به بدنه زده می شوند تا تخلخلی بر روی بدنه باقی نماند . انگوب ها معمولاً برای جلوگیری از خروج مواد فرار ( مانند CO₂ و SO₂ ) از بیسکویت یا جلوگیری از آلودگی های حاصل از فرسایش سطح لعاب ( نوع پیریت ) بر روی بدنه ، بکار می روند . انواع لعاب های شرح داده شده بطور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند .

اگر چه بسیاری از انواع دیگر لعاب ها در بازار در دسترسند ، اما هر یک از آنها ممکن است در یکی از گروههایی که قبلاً توضیح داده شد ، وجود داشته باشند . با دانستن اصول و ترکیبات پایه میتوان اثرات ، جلوه ها و تغییرات مطلوب و مورد نظر را بدست آورد

 

انواع اصلی فریت

در صنعت ، اصطلاح " فریت " بیانگر یک مخلوط مذاب شیشه ای است که بطور ناگهانی بوسیله آب سرد         می شود . فریت ها بعنوان ماده اصلی ترکیب لعاب های با دمای پخت پایین ، به منظور پایدار نمودن و ثبات ترکیبات به کار می روند .

فریت های زیادی با ویژگی ها و خصوصیات متفاوتی از لحاظ قابلیت ذوب ، شفافیت ، کدری و ماتی در بازار در دسترسند . فریت ها بر اساس مهم ترین خصوصیاتشان به صورت زیر دسته بندی می شوند :

1. فریت های شفاف یا ترانسپارت براق و ویسکوز (معمولاً " فریت ترانسپارت " نامیده می شوند )

فریت هایی با نقطه ذوب پایین هستند که از مقدار قابل توجهی SiO₂ (50-60%) و مقادیر کمی Flux یا مواد کمک ذوب (20-25%) شامل Na₂O ، K₂O ، pbo ، B₂O₃ ، تشکیل شده اند .

باقی مانده شامل پایدار سازها یا Stabilizer ها ( Mgo ، BaO ، CaO ، ZnO ، Al₂O₃ ) می باشد که در مقادیر بسیار کم ( ماکزیم 7 تا 9% ) موجود است .

این فریت ها عمدتاً برای آماده سازی لعاب های ترانسپارنت به کار می روند ، همچنین گاهی در مقادیر کم وارد ترکیب لعاب های با دمای پخت پایین می گردند . هنگامی که لعاب های با دمای پخت بالا تهیه می شوند ، استفاده از این فریت ها نسبت به فریت های دیگر افزایش می یابد .

این فریت ها تقریباً برای آماده سازی تمام لعاب هایی که در دمای بیش از c1100 پخته می شوند ، مورد استفاده قرار می گیرند تا فرایند شیشه ای کردن (Vitrification) را کامل تر نموده و فراورده را بیشتر و بهتر ذوب کنند .

 

2. فریت های اوپک ، براق ، ویسکوز (معمولاً لعاب های سفید زیر کون یا ماژولیکا نامیده می شوند )

این فریت ها فقط از لحاظ اوپک کردن با گروه قبلی تفاوت دارند . سیلیکات زیرکونیم باعث اوپک کردن فریت می گردد که مقدار آن در ترکیب 8 تا 14 % است .

این فریت ها عمدتاً برای تهیه لعاب های براق سفید که هم در دمای بالا و هم در دمای پایین پخته می شوند ، بکار می روند . معمولاً مقدار فریت در ترکیب لعاب با دمای پخت بالا کاهش یافته و مواد کمکی افزایش می یابند . این فریت ها به ندرت برای لعاب هایی که غیر از نوع سفید براق هستند ، به کار می روند .

 

1.       3.فریت های ترانسپارنت براق با قابلیت ذوب متوسط

این فریت در مقایسه با گروهی که در بالا شرح داده شد ، قابلیت ذوب بیشتری دارند . در واقع ، در حالی که مقدار سیلیس به 35-%50 کاهش پیدا می کند ، درصد مواد کمک ذوب ( Li₂O ، B₂O₃ ، pbo ، K₂O ، Na₂O )       به 30-%40 افزایش می یابد .

این فریت ها در ترکیب کلیه لعاب هایی که در دمای پایین پخته می شوند ، به فراوانی مورد استفاده قرار می گیرند . گاهی این فریت ها (در مقادیر کم) برای تهیه برخی لعاب های ویژه با دمای پخت بالا مانند لعاب های چرمی "Leather" و سفید مرمری "Marble White" به کار برده می شوند .

استفاده گسترده از این فریت ها به علت ماهیت قابل ذوب بودن آنهاست که به ورود مقادیر زیاد مواد خام درون آسیا و فرایند کریستال شدن عوامل مات کننده ، کمک می کند . بنابراین با به کار بردن تنها یک فریت و تغییر دادن مواد کمکی اضافه شده به ترکیب درون آسیا ، امکان بدست آوردن انواع متفاوت لعاب ها هم از نظر تکنیکی و هم از نظر هنری وجود دارد .

 

1.       4.فریت های مات Matt Frits (CaO-ZnO-TiO₂)

این فریت ها با کریستالیزاسیون یا تبلور (Devitification) یک عنصر که به میزان زیادی در یک سیستم شیشه ای مناسب وجود دارد ، توصیف می شوند . کلسیم ، باریم ، روی و تیتانیم باعث بلور (Devitification) می گردند.

کریستال شدن کلسیو باریم ، در مواد شیشه ای قلیایی حاوی بور صورت می گیرد در حالی که روی و تیتانیم   در مواد عاری از سرب به کریستال تبدیل می شوند .

فریت های مات کلسیم و باریم معمولاً عاری از سرب ، ویسکوز و اوپک هستند . در عوض ، فریت های مات روی ، قابلیت ذوب کمی دارند ، دارای سرب می باشند (pbo=25-%30) و نیمه اوپک هستند .فریت های مات تیتانیم نیز قابلیت ذوب کمی دارند ، دارای سرب هستند ، اوپک می باشند و رنگ آنها متمایل به زرد است . این فریت ها معمولاً در لعابهای مات ، یا بعنوان عامل اصلاح کننده در ترکیب لعاب هایی که زیاد مات نیستند به کار می روند .

در بسیاری مواقع znO-caO-BaO-TiO₂ ترجیحاً بجای مواد خام معادل وارد ترکیب فریت می شوند . این امر به علت اجتناب از استفاده از مواد خامی مانند کربنات ها (Caco₃-Mgco₃)که دارای مواد فرار مانند Co₂   هستند می باشد .

 

1.       5.فریت های دارای ترکیب رنگی

تنها تفاوت این فریت ها با گروه های قبلی در رنگی بودن آنهاست ، بطوریکه ممکن است در گروه های 3 و 4 نیز قرار گیرند . عوامل ایجاد کننده رنگ که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند ، عبارتند از : آهن ، کبالت ، منگنز ، مس ، کادمیم و سلنیم .

فریت های حاوی کادمیم و سلنیم بدون هیچگونه افزودنی به کار می روند تا لعاب های خاصی بدست آید که به شکل دیگری قابل حصول نیستند . بقیه فریت ها فقط برای تولید فریت های ترانسپارنت رنگی بکار می روند یا به شکل پایدار وارد می شوند ، ترکیب رنگی آنها زمانی استفاده می شود که اثرات تابشی خاصی انتظار داشته باشیم . در جدول 1-1 و 2-1 ، قابلیت ذوب و مشخصات ترکیبات نوعی برخی از فریت ها را مشاهده می کنید.

فرایند تولید فریت ، بطور شماتیک در زیر خلاصه می شود :

-         مواد خام گوناگون تشکیل دهنده فریت ، پس از کنترل کیفیت ، در سیلوها انبار می شوند .

-         ترکیب آمیز (Batching) معمولاً به صورت اتوماتیک انجام می شود .

ترکیبات مختلف به روش خشک مخلوط می شوند .

-         مخلوط حاصل درون کوره ریخته می شود تا کاملاً ذوب شود .

-  سپس ماده گداخته مذاب درون یک محفظه پر از آب ریخته می شود تا سریع با آب سرد شود . این سرد شدن سریع باعث تردی و شکنندگی شیشه می شود تا در مراحل بعدی به راحتی آسیاب شود .

دو نوع کوره فریت وجود دارد :

-         کوره های چرخشی متناوب

-         کوره های پیوسته یا Continous

 

    لعاب و لعاب سازي در سراميک

 

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 :

1. 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 .
2. 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 :

1. 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 .
2. 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 .
3. 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 :

1. بدنه کوره که شامل يک استوانه فلزي و دو مخروط در دو طرف آن است که بصورت افقي قرار   

مي گيرد .

2. مشعل که سوخت را شعله ور و به داخل فضاي کوره هدايت مي کند .
3. فن که هوا را براي اشتعال سوخت تأمين مي کند .
4. غلطک ها که کوره روي آنها حرکت دوراني دارد .
5. موتور الکتريکي که نيروي لازم جهت چرخش کوره را فراهم مي کند .
6. دريچه مخصوص شارژ و تخليه کوره که روي بدنه اصلي قرار دارد .
7. پايه هاي کوره
8. 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 :

 

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 :

 

 

 

 

 

 

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 .

 

 

 

 

 

 

 

انواع اصلی فریت

انواع اصلی فریت

در صنعت ، اصطلاح " فریت " بیانگر یک مخلوط مذاب شیشه ای است که بطور ناگهانی بوسیله آب سرد         می شود . فریت ها بعنوان ماده اصلی ترکیب لعاب های با دمای پخت پایین ، به منظور پایدار نمودن و ثبات ترکیبات به کار می روند .

فریت های زیادی با ویژگی ها و خصوصیات متفاوتی از لحاظ قابلیت ذوب ، شفافیت ، کدری و ماتی در بازار در دسترسند . فریت ها بر اساس مهم ترین خصوصیاتشان به صورت زیر دسته بندی می شوند :

1. فریت های شفاف یا ترانسپارت براق و ویسکوز (معمولاً " فریت ترانسپارت " نامیده می شوند )

فریت هایی با نقطه ذوب پایین هستند که از مقدار قابل توجهی SiO₂ (50-60%) و مقادیر کمی Flux یا مواد کمک ذوب (20-25%) شامل Na₂O ، K₂O ، pbo ، B₂O₃ ، تشکیل شده اند .

باقی مانده شامل پایدار سازها یا Stabilizer ها ( Mgo ، BaO ، CaO ، ZnO ، Al₂O₃ ) می باشد که در مقادیر بسیار کم ( ماکزیم 7 تا 9% ) موجود است .

این فریت ها عمدتاً برای آماده سازی لعاب های ترانسپارنت به کار می روند ، همچنین گاهی در مقادیر کم وارد ترکیب لعاب های با دمای پخت پایین می گردند . هنگامی که لعاب های با دمای پخت بالا تهیه می شوند ، استفاده از این فریت ها نسبت به فریت های دیگر افزایش می یابد .

این فریت ها تقریباً برای آماده سازی تمام لعاب هایی که در دمای بیش از c1100 پخته می شوند ، مورد استفاده قرار می گیرند تا فرایند شیشه ای کردن (Vitrification) را کامل تر نموده و فراورده را بیشتر و بهتر ذوب کنند .

 

2. فریت های اوپک ، براق ، ویسکوز (معمولاً لعاب های سفید زیر کون یا ماژولیکا نامیده می شوند )

این فریت ها فقط از لحاظ اوپک کردن با گروه قبلی تفاوت دارند . سیلیکات زیرکونیم باعث اوپک کردن فریت می گردد که مقدار آن در ترکیب 8 تا 14 % است .

این فریت ها عمدتاً برای تهیه لعاب های براق سفید که هم در دمای بالا و هم در دمای پایین پخته می شوند ، بکار می روند . معمولاً مقدار فریت در ترکیب لعاب با دمای پخت بالا کاهش یافته و مواد کمکی افزایش می یابند . این فریت ها به ندرت برای لعاب هایی که غیر از نوع سفید براق هستند ، به کار می روند .

 

1. 3.فریت های ترانسپارنت براق با قابلیت ذوب متوسط

این فریت در مقایسه با گروهی که در بالا شرح داده شد ، قابلیت ذوب بیشتری دارند . در واقع ، در حالی که مقدار سیلیس به 35-%50 کاهش پیدا می کند ، درصد مواد کمک ذوب ( Li₂O ، B₂O₃ ، pbo ، K₂O ، Na₂O )       به 30-%40 افزایش می یابد .

این فریت ها در ترکیب کلیه لعاب هایی که در دمای پایین پخته می شوند ، به فراوانی مورد استفاده قرار می گیرند . گاهی این فریت ها (در مقادیر کم) برای تهیه برخی لعاب های ویژه با دمای پخت بالا مانند لعاب های چرمی "Leather" و سفید مرمری "Marble White" به کار برده می شوند .

استفاده گسترده از این فریت ها به علت ماهیت قابل ذوب بودن آنهاست که به ورود مقادیر زیاد مواد خام درون آسیا و فرایند کریستال شدن عوامل مات کننده ، کمک می کند . بنابراین با به کار بردن تنها یک فریت و تغییر دادن مواد کمکی اضافه شده به ترکیب درون آسیا ، امکان بدست آوردن انواع متفاوت لعاب ها هم از نظر تکنیکی و هم از نظر هنری وجود دارد .

 

1. 4.فریت های مات Matt Frits (CaO-ZnO-TiO₂)

این فریت ها با کریستالیزاسیون یا تبلور (Devitification) یک عنصر که به میزان زیادی در یک سیستم شیشه ای مناسب وجود دارد ، توصیف می شوند . کلسیم ، باریم ، روی و تیتانیم باعث بلور (Devitification) می گردند.

کریستال شدن کلسیو باریم ، در مواد شیشه ای قلیایی حاوی بور صورت می گیرد در حالی که روی و تیتانیم   در مواد عاری از سرب به کریستال تبدیل می شوند .

فریت های مات کلسیم و باریم معمولاً عاری از سرب ، ویسکوز و اوپک هستند . در عوض ، فریت های مات روی ، قابلیت ذوب کمی دارند ، دارای سرب می باشند (pbo=25-%30) و نیمه اوپک هستند .فریت های مات تیتانیم نیز قابلیت ذوب کمی دارند ، دارای سرب هستند ، اوپک می باشند و رنگ آنها متمایل به زرد است . این فریت ها معمولاً در لعابهای مات ، یا بعنوان عامل اصلاح کننده در ترکیب لعاب هایی که زیاد مات نیستند به کار می روند .

در بسیاری مواقع znO-caO-BaO-TiO₂ ترجیحاً بجای مواد خام معادل وارد ترکیب فریت می شوند . این امر به علت اجتناب از استفاده از مواد خامی مانند کربنات ها (Caco₃-Mgco₃)که دارای مواد فرار مانند Co₂   هستند می باشد .

 

1. 5.فریت های دارای ترکیب رنگی

تنها تفاوت این فریت ها با گروه های قبلی در رنگی بودن آنهاست ، بطوریکه ممکن است در گروه های 3 و 4 نیز قرار گیرند . عوامل ایجاد کننده رنگ که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند ، عبارتند از : آهن ، کبالت ، منگنز ، مس ، کادمیم و سلنیم .

فریت های حاوی کادمیم و سلنیم بدون هیچگونه افزودنی به کار می روند تا لعاب های خاصی بدست آید که به شکل دیگری قابل حصول نیستند . بقیه فریت ها فقط برای تولید فریت های ترانسپارنت رنگی بکار می روند یا به شکل پایدار وارد می شوند ، ترکیب رنگی آنها زمانی استفاده می شود که اثرات تابشی خاصی انتظار داشته باشیم . در جدول 1-1 و 2-1 ، قابلیت ذوب و مشخصات ترکیبات نوعی برخی از فریت ها را مشاهده می کنید.

فرایند تولید فریت ، بطور شماتیک در زیر خلاصه می شود :

-         مواد خام گوناگون تشکیل دهنده فریت ، پس از کنترل کیفیت ، در سیلوها انبار می شوند .

-         ترکیب آمیز (Batching) معمولاً به صورت اتوماتیک انجام می شود .

ترکیبات مختلف به روش خشک مخلوط می شوند .

-         مخلوط حاصل درون کوره ریخته می شود تا کاملاً ذوب شود .

-  سپس ماده گداخته مذاب درون یک محفظه پر از آب ریخته می شود تا سریع با آب سرد شود . این سرد شدن سریع باعث تردی و شکنندگی شیشه می شود تا در مراحل بعدی به راحتی آسیاب شود .

دو نوع کوره فریت وجود دارد :

-         کوره های چرخشی متناوب

-         کوره های پیوسته یا Continous

ترکیب لعاب بر اساس کاربرد فریت ها یا مواد خام

 

1. 1)لعاب های سفید براق (Majolicas)

این لعاب ها با میزان اوپک (opacity) فوق العاده که آنها را از فریت های ترانسپارنت متمایز می سازد ، مشخص می شوند . لعاب های فوق الذکر در بدنه های رنگی کاتوفورت (Cottoforte) به کار می روند .

اوپک شدن لعاب یاوارد کردن یک عامل اوپک کننده ( سیلیکات زیرکونیم میکرونیزه ) به درون ترکیب فریت شده یا لعاب ، حاصل می شود . در این مورد ، درصد فریت در لعاب های با دمای پخت پایین بیشتر است ، در حالی که با افزایش دمای پخت لعاب میزان مواد خام افزایش می یابد .

 

1. 2)لعاب های مات

این لعاب ها با اشباع کردن شیشه توسط عناصر کریستال ساز و افزاینده سختی بدست می آیند . اکسیدهای روی ، تیتانیم ، کلسیم ، باریم و منیزیم ، توسط کریستالیزاسیون باعث مات شدن لعاب می شوند در حالی که اکسید آلومینیوم و گاهی سیلیکات زیرکونیم بوسیله سخت کردن ، لعاب را مات می کنند .

لعاب هایی که با استفاده از اکسیدهای روی یا تیتانیم مات می شوند . عمدتاً پایه شیشه ای قابل ذوب و بدون سرب دارند . زمانی که عامل مات کننده اکسید روی باشد ، لعاب سفید نیست و زمانی که اکسیدهای تیتانیم به کار برده می شود ، لعاب مایل به خاکستری و زرد رنگ است . لعاب هایی که بوسیله اکسیدهای قلیایی خاکی مات می شوند ، عموماً سفید رنگ و به میزان قابل توجهی ویسکوز هستند .

لعاب هایی که بوسیله سخت کردن مات می شوند ، دارای پایه و ترکیب شیشه ای قابل ذوب هستند ( فریت های گروه 3 را ببینید) که توسط آلومینا ، کورندوم و سیلیکات زیرکونیم کاملاً سخت می شوند .

بسته به نوع عامل مات کننده ، لعاب های satiny ( نوعی لعاب نیمه مات به رنگهای مختلف و اطلس نما )             ( اکسی آلومینیوم یا کورندوم ) یا لعاب های نوع سنگی ( سیلیکات زیرکونیم ) ممکن است تولید شوند .         لعاب های مات (znO-caO) که در دمای پایین پخته می شوند ، از فریت های گروه 6 تهیه می شوند ، در حالی که برای دمای پخت بالاتر ، ترکیب لعاب عمدتاً شامل مواد خام حرارت ندیده می باشد .

 

1. 3)لعابهای مرمرین (Marble Glazes)

این لعاب ها می توانند در حکم لعاب های مات دسته بندی شوند ، اما به علت فرمولاسیون منحصر به فرد خصوصیات ویژه ، در بسته جداگانه ای قرار می گیرند . برای بدست آوردن این نوع لعاب ، ماده شیشه ای قابل ذوب (فریتهای گروه 4A/B برای دماهای پخت پایین) ، توسط سیلیکات زیرکونیم میکرونیزه اوپک شده با مخلوطی از اکسیدهای SnO₂-TiO₂-ZnO به نسبت 5 به 6 ، 2 به 3 ، و 1 به 2 مات می شود .

 

1. 4)لعاب های موم مانند و براق (Waxy Glazes)

این مطلب به لعاب هایی مربوط می شود که خصوصیات حد واسط بین لعاب مرمرین و فریت ترانسپارنت را نشان می دهند ( قابل ذوب ، نیمه اوپک ، نیمه براق) . در نتیجه ، ترکیب آنها تقریباً به صورت زیر می باشد:

-  ماده شیشه ای با قابلیت ذوب متوسط ( فریت های گروه 3 یا مخلوط فریت های گروه های 1 و 4 )

-         کمی اوپک شده با استفاده از سیلیکات زیرکو نیم (4-%8)

-         کمی مات شده با استفاده از (1/2-4/5-0/1) TiO₂-ZnO-SnO₂

1. 5)لعاب های کریستالین

فرایند کریستاله شدن ، با پختن ترکیب شیشه ای قابل ذوب غنی از اکسید روی یا اکسید تیتانیم در دمای پخت بالا صورت می گیرد .

 

6) لعاب نگه دار Spekled or Torn Glazes ( لعاب فلزی با لکه های رنگی متفاوت از رنگ لعاب که بطور یکنواخت در تمام سطح جسم پخش شده است)

این لعاب ها با اشباع کردن ترکیبات شیشه ای دارای قابلیت ذوب زیاد و واکنشگر ، توسط مقادیر زیاد   سیلیکات زیرکونیم ، بدست می آیند . لعاب های فوق الذکر در دمای پخت پایین ، حاصل می شوند . برای تهیه این لعاب ها از فریت های گروه 6 استفاده می شود . به منظور بهتر نمودن اثر "torn" توصیه شده که یک لایه نازک از لعاب قابل ذوب آماده ، در زیر لعاب ، استفاده شود .

 

1. 7)لعاب های زمخت (Rustic Glazes)

این گروه شامل کلیه لعاب هایی است که از مواد کمابیش قابل ذوب تشکیل شده اند و با استفاده از مواد درشت (شن و کوراندوم) به شدت سخت می شوند . این مواد معمولاً در پایان عمل خرد کردن و سایش وارد ترکیب     می شوند و بنابراین به میزان کمی با سایر مواد مخلوط می گردند .

 

1. 8)آوانتورین (Aventurines)

لعاب هایی هستند که با کریستال ریز در سوسپانسیون مشخص می شوند ( Fe – Cr – Cu ) و با ترکیب اکسید سرب و یا ترکیبات قلیایی – بوریک قابلیت ذوب زیادی دارند . کریستالیزاسیون ، نتیجه اشباع شدن فریت در حالت گرم با یک اکسید و سپس جدا شدن آن طی مرحله سرد شدن است .

 

1. 9)زیر لعابی ها (Underglazes)

به لعاب هایی کمابیش قابل ذوب که هرگز به تنهایی استفاده نمی شوند و فقط زیر انواع دیگر لعاب ها به کار برده می شوند ، اطلاق می گردد . ( لعاب های موارد 8-7-6-5-4 را ببینید ) .

 

1. 10) انگوب ها

ترکیبات رسمی شیشه ای شده هستند که به بدنه زده می شوند تا تخلخلی بر روی بدنه باقی نماند . انگوب ها معمولاً برای جلوگیری از خروج مواد فرار ( مانند CO₂ و SO₂ ) از بیسکویت یا جلوگیری از آلودگی های حاصل از فرسایش سطح لعاب ( نوع پیریت ) بر روی بدنه ، بکار می روند . انواع لعاب های شرح داده شده بطور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند .

اگر چه بسیاری از انواع دیگر لعاب ها در بازار در دسترسند ، اما هر یک از آنها ممکن است در یکی از گروههایی که قبلاً توضیح داده شد ، وجود داشته باشند . با دانستن اصول و ترکیبات پایه میتوان اثرات ، جلوه ها و تغییرات مطلوب و مورد نظر را بدست آورد .

به طور كلي موارد مصرف سيليس SiO2 عبارت است از: شيشه سازي، چيني سازي، توليد فروسيليس، سراميك سازي، توليد آجر ماسه آهكي، ريخته گري، توليد سيليكات سديم، توليد ديگر مواد سيليسي، به عنوان نيمه هادی در صنعت الکترونيک و توليد پشم شيشه. مقادير قابل توجهي ازماسه سنگ خرد شده به عنوان مصالح ساختماني بكار مي رود. سيليس مصرفي در هر يك از اين صنايع بايد كيفيت خاصي داشته باشد. تركيب شيميايي، ساختمان كاني شناسي و خواص فيزيكي سيليس، تعيين كننده كيفيت و موارد مصرف آن در هر يك از صنايع مذكور مي باشند. تركيب شيميايي سيليس در واقع عبارت است از درصد SiO2 موجود در سنگ و نيز درصد هريك از اكسيدهاي ديگر كه معمولاً به همراه SiO2 در كانسارهاي مختلف وجود دارند و در صورتي كه درصد هر يك از آنها از حد معيني تجاوز نمايد، كاربرد آن را در صنايع مختلف محدود و يا غير ممكن مي سازد. علاوه بر درصدSiO2، ساختمان كاني شناسي سنگ نيز در تعيين كيفيت و موارد مصرف آن نقش مهمي دارد زيرا ممكن است SiO2 به صورت انواع سيليكات ها وجود داشته باشد، در نتيجه اين مسئله در تعيين روش كانه آرائي و چگونگي حذف ناخالصي ها تأثير خواهد داشت. خواص فيزيكي سيليس نيز در همين روش مناسب براي خردايش، دانه بندي پودر سيليس توليد شده و تعيين موارد مصرف پودر توليد شده تأثير خواهند داشت. لعاب: سيليكا ماده تشكيل دهنده شيشه است، براي ساخت انواع شيشه مخصوص سيليس با موادي از قبيل فلدسپار، نفلين سينيت، سودا و... تركيب مي‌شود. سراميك: كوارتز در ساخت انواع مختلف سراميك و سرويس بهداشتي بكار مي‌رود. ريخته گري و نسوز: مقاومت كوارتز وسيليس تا دمايC 1470 سبب شده از آن براي تهيه قالب هاي ريخته‌گري فلزاتي مانند فولاد، آهن سياه، آلومينيم وآلياژهاي مس و همچنين به عنوان نسوز در ساخت كوره‌هاي آهن و فولاد، سراميك، شيشه و سيمان بكار مي‌رود. كاربردهاي متفرقه ديگري مانند ساينده، پودر جلا، فيلتراسيون، شن و ماسه ساختماني است. انواع گرد شده و با كيفيت براي باز كردن شكافها و افزايش نفوذ پذيري در توليد نفت وگاز بكار مي‌رود. همچنين با پودر كردن آن مي‌توان از آن به عنوان پركننده در رنگ، پلاستيك، لاستيك، بتونه و چسب استفاده كرد. سيليكات سديم : سيليكات سديم به صورت گلوله هاي شفاف، بدون آب و پودر شيشه يا پودر آبدار خريد و فروش مي‌شود. اين ماده در كنترل سايندگي لوله هاي آب و فرمول بندي لعاب و مينا بكار مي رود. انواع محلول مايع آن در صابون‌سازي، پاك كننده‌هاي صنعتي و عمومي، چسب، سيمان‌سازي، ‌رنگ و پوشش، قالب ريخته‌گري، شناور‌سازي كانه، پايدارسازي پراكسيد و كنترل خوردگي در لوله هاي آب و پيش ماده سيليس مخلوط زئوليت كاربرد دارد. سيليس ته‌نشين شده:‍ از واكنش سيليكات سديم با اسيد سولفوريك يا اسيد كلريدريك طي شرايط مشخصي سيليس ته نشيني توليد مي شود كه بدليل خواصي از قبيل درخشندگي بسيار بالا و تخلخل كم از آن به عنوان پر كننده ريز دانه و ضد لغزش در لاستيك (لاستيك خودرو و كفپوش) PVC، پلي الفين، فيلم LDPE و جداكننده هاي ريز منفذي باتري هاي سربي، پخش كننده، حمل كننده و بسياري موارد ديگر استفاده مي‌شود. سيليس كلوئيدي: سوسپانسيونی از سيليس ريز دانه در محيط آبي كه به منظور اصطكاك دركاغذ و تخته، جوش دهنده نسوزهاي فيبري، كاتاليزور و پيش ماده شيميايي مصرف مي شود. سيليس، نوع متالورژي: از واكنش كوارتز وكك در كوره قوس الكتريك و دماي بالاي C’2000 ساخته شده و 99%-98 Si دارد. ازآن در تهيه آلياژهاي آلومينيم، فولاد، سوپرآلياژ، سيليكون و مواد شيميايي استفاده مي كنند. انواع ديگر ازسيليس و تركيبات آن مانند سيليس پخته، خرد سيليكون، نيترات سيليسيوم و... وجود دارند كه هر يك كاربرد هاي مخصوص خود را داراست. كوارتز بلوري: انواع شفاف و خوش‌نما براي تهيه عدسي و مخروط، جواهرسازي و نمونه كاني بكار مي‌رود، از خاصيت پيزوالكتريك آن در الكترونيك استفاده مي كنند. تريپلي: سيليس ريز بلور، متخلخل با وزن مخصوص 65/2، سختي7، سفيد تا خاكستري و... كه به عنوان پركننده يا رنگدانه در رنگ، لاستيك، پلاستيك، ساينده و بتونه بكار مي رود، بعلاوه در پودر‌هاي ساينده وجلا و ساينده دندان بكار مي رود. نواكوليت: سنگ متخلخل سفيد تا خاكستري، قهوه اي روشن تا سياه كه از دانه هاي كوارتز بي‌شكل متراكم ساخته شده است كه خاصيت سايندگي عالي دارد: تميز كردن فلزات، ماده آسياب كننده، نسوز و مصالح سبك ساختماني. فلينت: سيليس كلسدوني مخفي بلور متراكم (سراميك، چيني استخواني، ماده آسياب كننده و...). تقسيم بندي انواع سيليس براساس درصد SiO2 و مصرف : سيليس درجه 1 : اين نوع سيليس داراي حداقل 96%=SiO2 است و در شيشه سازي، لعاب، صنايع شيميايي، فروسيليس، پشم شيشه، سيليكات سديم، فروکروم و ماسه تست سيمان به کار مي رود. سيليس درجه 2 : اين نوع سيليس داراي 95-85%= SiO2 است و در ماسه ريخته گري، ماسه سندبلاست، فيلتراسيون و ديرگدازها به کار مي رود. سيليس درجه 3 : اين نوع سيليس داراي 85-70%= SiO2 است و در آجر ماسه آهکي و آجرسبک، کارخانجات توليد سيمان و بتن سبک به کار مي رود. جدول 3- تقسيم بندي انواع سيليس بر اساس درصد SiO2 استانداردها: باكاربري شيشه سازي: حداقل 99-5/98% SiO2 و Fe2O3 كمتر از 04/0% در شيشه تخت، 03/0% ظروف شيشه اي، 88/0%ظروف بلوري، 3/0% فايبرگلاس، 6/1%-2/0 Al2O3 و مقادير نا چيز (Ni،Cu،Co) و مواد نسوز (كروميت، زيركن وروتيل) شيشه نوري درجه اول: حداقل99%-5/98 SiO2، كمتر از 1/0%Al2O3 و02/0% Fe2O3. پيش ماده سيليكات سديم: بيشتر از 4/99% SiO2و كمتر از03/0% Fe2O3. سراميك: زير 20% Cu،5/97%> SiO2، 55%< Al2O3 و2/0% Fe2O3. ماسه با كاربري فيلتر: نسبتا خالص و بدون خاك، رس و مواد آلي يا ميكايي، شكل بلور هاي گرد شده يا نرمال بدون كشيدگي يا تخت شدگي، اندازه دانه هاي يكنواخت، اندازه كوچك و ضريب يكنواختي. ماسه خوب گرد شده و مقادير ناچيز ناخالصي از رس، فلدسپار و كلسيت اندازه دانه ها : mm7/1*35/3 mm18/1×36/2, mm85/0×70/1, mm212/0×425/0,mm 106/0×212/0 ماسه ريخته گري: 98% SiO2 زير 200مش وCaO وMgO محدود (چرا كه مقدار اسيد مصرفي كه عامل اندازه‌گيري مقدار جوش دهنده مورد نياز است را كاهش مي‌دهد). ماسه گداخت (آهن و فولاد): 90%> SiO2 ماسه نسوز: 99%-95 : SiO2 پودر سيليس: 1/0%< Fe2O3, 38/0%< Al2O3 , 1/0%< Na2O ,1/0%< K2O اندازه متوسط ذرات 60 ميكرومتر, درجه درخشندگي 89% پيش ماده سيليكون: 99%-5/98> SiO2 ,5/1%-1/0< Fe2O3 ,15/0%< Al2O3 , بدون فسفر و آرسنيك, 2/0%< CaO,MgO و نقصان در اثر حرارت, گلوله هاي با قطر< cm54/2 و حداقل درجه نرم شدن C ‘1700 فروسيليكون: 98%> SiO2 ,2/0%< Fe2O3 ,4/0% Al2O3 ,2/0% MgOوCaOو 1/0% P, قطر گلوله ها 16/1-32/0 تريپلي: 5/99-98% SiO2 ,1%-025/0 Fe2O3 و اندازه ذرات 99% زير 74 ميكرومتر تا 99% زير 10 ميكرومتر نواكوليت: 60%> SiO2, 20% Al2O3, 2% Fe2O3 ,3% C فلينيت: 4/97% SiO2 , 35/0% Al2O3 , Fe2O3 نادر, 46/0%CaO , 18/0%MgO,3/1% نقصان در اثر حرارت, اندازه متوسط دانه ها 10 ميكرومتر. باز يافت: بازيافت شيشه در حال افزايش است. نرخ متوسط باز يافت شيشه 33% در آمريكا و 90% در برخي كشورهاي اروپايي مانند سوييس است. بعد از خمير شيشه, دومين كاربري ظروف شيشه اي بازيافتي فايبر گلاس عايق (40% از ماده اوليه) است. ماسه سيليس مورد استفاده در سايش معمولاً در بازيافت فولاد مصرف مي‌شود. بازيافت ماسه ريخته گري بدليل مشكلات دفع و آماده سازي آن رو به افزايش است. جايگزين ها: ساينده: بوكسيت, آلومينا, كروندوم, الماس, دياتوميت, فلدسپار, گارنت, منيتيت, نفلين سينيت, اليوين, پرليت, پوميس, سربار, ذغال و فلزات استاروليت, تريپلي, كربيد سيليسيوم و ايلمنيت. ماده ضد بلوكه شدن: كائولن تكليس شده , دياتوميت, تالك. ساختمان سازي: گرانيت خرد شده, آهك, مرمر و... سنگ نما: گرانيت, مرمر, آهك, اسليت, آجر. پركننده ها: تري هيدرات آلومينيم, باريت, كربنات كلسيم, دياتوميت, فلدسپار, كائولن, ميكا, نفلين سينيت, پرليت, تالك, ولاستونيت. فيلتر: كربن فعال شده/آنتراسيت, آزبست, سلولز, دياتوميت, گارنت, منيتيت, پوميس, پرليت, ايلمنيت. ريخته گري: بوكسيت و آلومينا, كروميت, رس, اليوين, پرليت, ورميكوليت, زيركن. مواد اصطكاك زا: آزبست, باريت, بوكسيت و آلومينا, رس, (آتاپولگليت, كائولن, سيبوليت), گارنت, گرافيت, ژيپس, ميكا, پوميس, پيروفيليت, اسليت, ورميكوليت, ولاستونيت, زيركن. نسوز: آندالوزيت, بوكسيت, كروميت, كيانيت, دولوميت, گرافيت, منيزيت, اليوين, پيروفيليت, رس نسوز, سيليمانيت, زيركن. مصرف ظاهری سيليس در جهان در اين دوره ( 1990-2000) از 588 هزارتن در سال 1990 به 609 هزارتن در سال 609 و 689 هزارتن در سال 2000 افزايش يافته است (جدول 4 ). جدول 4- ميزان مصرف ظاهري سيليس در جهان در سالهاي 1990- 2000(هزارتن) شکل 2- ميزان مصرف ظاهري سيليس در جهان در سالهاي 1990- 2000

منابع آلودگي :
معادني که در محيط هاي خشک در نزديکي شهر و روستا قرار دارند، توليد گرد و غبار زيادي مي کنند که ايجاد آلودگي مي کند و هر چه سيليس سست باشد، گرد و غبار ايجاد شده بيشتر مي شود. در اين صورت بايد طراحي معدن به شکلي باشد که حداقل جابجايي خاک را موجب شود.
آژانس بين‌المللي سلامت جهاني سيليس متبلور را به عنوان مادة سرطان‌زا معرفي كرده است. براي مثال مواد شيميايي و معدني كه 1/0% يا بيشتر سيليس متبلور داشته باشند، براساس استاندارد موسسة سلامت و بهداشت جمعيت براي مقابله با خطرات ناشي از ارتباط با محيط آلوده (Occupational Safety & Health Administration s`Hazard Communication Standard) در آمريكا تحت نظارت قانون قرار گرفته‌اند، به طوري كه به صورت قانون كار، آموزش كارگران و برچسب زدن بر چنين محصولاتي مطابق روش‌هاي اعلام شده براي مواد سرطان‌زا (Material Safety Data Sheet, MSDS) مي‌بايست انجام گيرد.
گرچه قرار گرفتن در معرض غبار كوارتز و محصولات سيليسي، جراحاتي در ريه ها به وجود مي آورد، با اين حال منجر به مرگ نمي شود. عادي ترين علت مرگ در كساني كه با غبار سيليسي در تماسند، بيماري سل است. به طور كلي، اگر مقدار زيادي غبار وارد ريه ها شود، سبب مرگ مي گردد. با اين حال، با پيشگيري ها و نيز تهويه مناسب و استفاده از فيلترها، تا حد زيادي مي توان از بروز امراض يا مرگ در اثر غبار كاني ها جلوگيري كرد.
با توجه به شرايط اقليمي، محيط زيست و منابع طبيعي، امتيازات و محدوديت هاي ويژه اي براي بهره برداري ازمعادن وجود دارد. درمعادني كه در محيط هاي خشك قرار دارند، فعاليت معدني درنزديك شهر و روستا توأم با توليد گرد و غبار است كه ممكن است محدوديت هاي قانوني بوجود آورد.
حفظ پوشش گياهي در مناطق گياه دار در سرلوحه ماموريت سازمان منابع طبيعي قرار دارد. ضريب تخريب و اصلاح در هر منطقه با توجه به بقاء يا نابودي گونه هاي مختلف گياهي متفاوت است و طراح بايد هنگام طراحي از برنامه هاي منابع طبيعي اطلاع داشته باشد.