علم سرامیک

علوم آزمايشگاهي> آزمایشگاه کانی شناسی

کانى ها ترکيبات جامد وهمگون با آرايش منظم از اتم هاى تشکيل دهنده , که بطور طبيعى شکل گرفته اند مى باشند .که طبق قوانين ترموديناميک وشرايط پايدارى ،تا کنون حدود, 3000 کانى شناخته شده است.با اين تعريف این علم مطالعه کيفى  کمى, عناصر تشکيل دهنده وساختار کانى ها ومصنوعات برپايه کانى ها به روش هاى ذيل مى باشد: 1-      مطالعه خواص فيزيکى کانى ها 2-       پراش پرتو ايکس پودري (دستگاه ديفراکتومتر ) 3-      پراش پرتو ايکس تک بلور (دستگاه ديفراکتومتر تک بلور ) 4-      طيف سنجى پرتو ايکس (دستگاه فلورسانس پرتو ايکس ) 5- طيف سنجى مادون قرمز دانش کانى شناسى نيز مشتمل بر مطالعه شرايط تشکيل , خواص , خاستگاه , تغييرات ساختارى کانى شناسى وکاربرد آنها است. ارتباط اين دانش يعنى کانى شناسى با ساير علوم زمين از طريق شکل شماتيک زير ارائه گرديده است. کانى شناسى عمومى  کانى شناسى سيستماتيک کانى شناسى کانى هاى قيمتى مطالعه سنگ هاى آسمانى کانى شناسى کاربردى ژئوشيمى  رسوبات نهشته هاى معدنى خاک شناسى کانى شناسى زيست محيطى سنگ شناسى با شناخت فرايندهاى تشکيل کانى ها, مدلى طبيعي در صنعت معرفى شده است لذا کانى ها ومواد مصنوعى بر پايه ساختار کانى ها کاربرد فراوانى درصنايع مختلف دارد : صنايع سراميک هاى ويژه مثل عايق هاى الکتريکى ،فوق هادى ها ،..دير گدازه ها ،شيشه ،کاشى لعاب،رنگ ،سيمان ،پزشکى ،الکترونيک،متالوژى - فيزيک وستاره شناسى    کانی شناسی مطالعه مواد طبیعی بلورین , یعنی کانیهاست.  هرکس تا حدودی با کانیها آشنایی دارد چرا که کانیها در سنگ کوهها , در ماسه ساحل دریا و در خاک باغچه وجود دارد. شهاب سنگها و مواد سطحی ماه , که آشنایی کمتری با آنها داریم نیز از کانی تشکیل شده اند .  گوهر ها با زیبایی خارق العاده خود , معمولا نمایندگان پردوامی از  دنیای کانیها هستند . آگاهی از این که کانی چیست , چگونه تشکیل شده و  در کجا یافت می شود , در شناخت موادی که فرهنگ فناور امروزی ما به آنها وابسته است , جنبه اساسی دارد تمام اقلام معدنی تجاری اگر خود کانی نباشند در نهایت از خود کانی تشکیل شده اند .   هرچند ارائه تعریفی مختصر و مفید از کانی دشوار است اما تعریف زیر به طور کلی پزیرفته شده است :  کانی ماده ای جامد , همگن و طبیعی , با ترکیب شیمیایی معین ( اما به طور کلی ناثابت ) و آرایش اتمی بسیار منظم است که به طور معمول به وسیله ی فرایندهای معدنی تشکیل می شود .  تجزه و تحلیل مرحله به مرحه این تعریف به درک آن کمک می کند . عبارت وصفی ( طبیعی ) موادی را که از راه فرایندهای طبیعی تشکیل شده اند از مواد ساخته شده در آزمایشگاه متمایز می کند . آزمایشگاههای صنعتی و پژوهشی به طور روزمره در حال تولید معادل مصنوعی بسیاری از مواد طبیعی از جمله گوهرهای ارزشمندی مانند زمرد , یاقوت و الماس هستند . از آغاز قرن بیستم تا کنون مطالعات کانی شناختی به شدت بر نتایج حاصل از سیستم های مصنوعی که در آنها محصولات با نام معادل طبیعی خود خوانده می شوند تکیه داشته است . این روش به طور کلی پذیرفته شده است . هر چند که اندکی با تفسیر دقیق رخداد طبیعی        مغایر است . اکنون این پرسش پیش می آید که آیا می توان به CaCO3 ( کلسیت ) که گاهی در لوله های آب شهر لایه های هم مرکز تشکیل می دهد کانی اطلاق کرد ؟ این ماده به وسیله فرایندهای طبیعی اما در یک سیستم  ساخته دست بشر , از آب ته نشین شده است و از آنجا که انسان در تشکیل آن نقشی عمدی نداشته است بسیاری از دانشمندان به آن کلسیت می گویند .  این تعریف اضافه می کند که کانی ( جامدی همگن ) است به این معنی که از      ماده ی جامد منفردی تشکیل شده که نمی توان آن ار با روش های فیزیکی به ترکیبهای شیمیایی ساده تر تقسیم کرد . تعیین همگنی دشوار است زیرا به مقیاسی بستگی دارد که بر اساس آن تعریف شده است . برای مثال نمونه ای که با چشم غیر مصلح همگن به نظر می آید ممکن است در زیر میکروسکوپی با بزرگنمایی بالا ناهنگن و متشکل از چند ماده باشد . واسطه توصیف (جامد ) گازها و مایعات را از این تعریف مستثنی می کند . بنابراین H2O به صورت یخ در یک یخچال طبیعی یک کانی است در حالی که آب مایع کانی نیست . به همین ترتیب جیوه مایع که در بعضی ذخایر جیوه یافت می شود را بر طبق تفسیر دقیق این تعریف نباید کانی به شمار آورد با این وجود در رده بندی مواد طبیعی این گونه مواد را که از نظر شیمی و رخداد شبیه کانیها هستند کانی وار می نامند و در حوزه مطالعه کانی شناس قرار می گیرند . این عبارت که کانی دارای ترکیب شیمیایی معینی است تاکید می کند که می توان ترکیب آن را به یک فرمول شیمیایی خاصی بیان کرد

رابطه بین میزان آب دوغاب و دانسیته آن

 

در کار با دوغابهای سرامیکی (بدنه کاشی، لعاب، انگوب و غیره) گاهی اوقات لازم است تا با افزودن آب به دوغاب، دانسیته آن را کاهش دهیم و به دانسیته مطلوب برسانیم. یک رابطه فیزیکی میان مقدار آب دوغاب و دانسیته آن وجود دارد و پیدا کردن فرمولی مناسب برای این کار، ما را از سعی و خطا، کار کردن تجربی و افزودن تدریجی آب به دوغاب باز خواهد داشت. مثال زیر اهمیت موضوع را به خوبی روشن خواهد کرد:

 

              

 

مساله) مقدار 300 کیلوگرم دوغاب لعاب با دانسیته gr/cc ۱/۹۰ در داخل بالمیل لعاب تهیه شده است. اگر لازم باشد که آن را با دانسیته gr/cc ۱/۸۲ از بالمیل تخلیه کنیم، پیش از تخلیه چقدر آب باید به آن اضافه نمائیم؟

جواب) از فیزیک می دانیم که دانسیته برابر است با نسبت «جرم» به «حجم» اشغال شده توسط همان جرم. یعنی:

 

 

 

که در آن، d دانسیته دوغاب، m جرم دوغاب و v حجم همان دوغاب با جرم m است. اگر دو مشخصه از سه مشخصه d ، m و v معلوم باشند، مشخصه سوم نیز به راحتی تعیین می گردد.

دانسیته آب برابر است با gr/cc ۱/۰۰ و بنابراین از نظر عددی، جرم مشخصی از آب همان حجم را خواهد داشت؛ یعنی m = v. وقتی جرم w گرم آب به این دوغاب اضافه شود، دانسیته دوغاب جدید چنین خواهد بود:

 

 

دقت کنید که در اینجا جرم و حجم آب برابر w فرض شده است و نیز از معادله قبلی داریم:

                                                       

 

 

با حل این معادله بر حسب w خواهیم داشت:

 

با قرار دادن d و 'd به ترتیب برابر با 90/1 و 82/1 و m برابر ۳۰۰ کیلوگرم، جواب مساله بالا خواهد بود: کیلوگرم 40/15 = w . یعنی باید 40/15 لیتر آب به داخل بالمیل لعاب اضافه و پس از مدتی چرخش تخلیه شود.

اگر در بعضی از موارد، w منـفی شد، نشانه آن است که باید به همان میزان آب از دوغاب کم (تبخیر) شود. 

نوع و مشخصات مينرالهاي مورد استفاده در صنعت كاشي:

الف:  ايليت

خاك سه لايه اي داراي پتاسيم كه منجر به جذب آب كم ميشود.هرچه رنگ آن سبز تر باشد مرغوب تراست زيرا كه داراي K بيشتري است.

خواص ايليت:

1 : سختي پايين

2: استحكام پخت بالا

3: پايداري در ابعاد

4: افزايش بازده بالميل و پرس

5: انبساط معمولي پس از پرس

6: نقطه ذوب پايين

ب:  بنتونيت(مونت موري لونيت)

بنتونيت خالص را مونت موري لونيت گويند. مينرال اصلي آن مونت موري لونيت است. ساختار آن شبيه ايليت است.

خواص بنتونيت در بدنه:

انبساط معمولي پس از پرس

1:  انبساط ضخامت پس از پرس

2: استحكام خام و خشك بالا ولي پخت پائين

3: انقباض زياد

4:  جذب آب زياد

5: استحكام پس از پرس

استفاده آن در ديوار بيشتر از كف است.

ج:  تالك

سيليكات آبدار منيزيم 3MgO,4SiO2,H2O        

خواص تالك:

1: نرمترين ماده در جدول موهس؛ سختي 1

2: لمس چرب يا صابوني دارد.

3: ساختمان سه لايه اي:

4: انبساط پس از پخت و خشك زياد

5: مقاومت در برابر شوك حرارتي

6:  ثبات ابعاد

7:  بهتر كردن كيفيت سطح بدنه

8: كمك به خشك كردن لعاب

9: لعاب اعمال شده بر روي آن نيز پس از پخت سطح صافي را بوجود مي آورد.

د:  پيروفيليت

رس سه لايه اي . بيشتر در كاشي كف استفاده ميشود.

خواص:

1: پلاستيسيته پائين

2:  جذب آب كم

3:  انبساط معمولي پس از پرس

4:  استحكام خام و خشك پائين

5:  انبساط پس از خشك شدن زياد است.

6:  پس از پخت هم در دماي 1020 درجه انبساط بسيار بالايي از خود نشان مي دهد.

و:  انواع كربناتها و كربناتهاي مضاعف

در دماي پائين تر از 900-800 درجه خارج ميشوند. اگر زمان براي خروج Co2 ندهيم عيوبي مثل بادكردگي و تيرگي لعاب در بدنه ايجاد مي شود. پس از اين مواد نبايست در تك پخت سريع استفاده كرد چون كه سريع خارج نمي شود.

مزاياي آن(Co2):

1: استحكام پخت بالا

2:  جلوگيري از عيب ماه گرفتگي

3:  جلوگيري از انبساط حرارتي

4:  ثبات ابعاد

5:  جذب آب بالا

ه:  ولاستونيت

سيليكات كلسيم است.از آن مي توان به جاي كربنات استفاده كرد.

خواص :

1: استحكام پخت بالا: دليل اصلي آن داشتن كريستالهاي سوزني است.

2:  ضريب انبساط حرارتي كم

3:  استحكام خام و خشك كم ولي پخت بالا

4:  انقباض خشك اصلاً ندارد؛ كه براي كاشي كف خوب است.

5:  در دماي 1020 درجه انقباض پخت آن 0.3% است.

در ايران از اين ماده براي بدنه استفاده مي شود ولي براي لعاب مورد استفاده است زيرا كه در لعاب كاشي هاي ديوار و كف به دليل مات كنندگي نسبت به كربنات كلسيم ديگر جوش نمي زند.

ی:  كلريت

به دليل رنگ تيره پس از پخت بيشتر در بدنه هاي قرمز تك پخت استفاده مي گردد.

رابطه بین میزان آب دوغاب و دانسیته آن

در کار با دوغابهای سرامیکی (بدنه کاشی، لعاب، انگوب و غیره) گاهی اوقات لازم است تا با افزودن آب به دوغاب، دانسیته آن را کاهش دهیم و به دانسیته مطلوب برسانیم. یک رابطه فیزیکی میان مقدار آب دوغاب و دانسیته آن وجود دارد و پیدا کردن فرمولی مناسب برای این کار، ما را از سعی و خطا، کار کردن تجربی و افزودن تدریجی آب به دوغاب باز خواهد داشت. مثال زیر اهمیت موضوع را به خوبی روشن خواهد کرد:

مساله) مقدار ۳۰۰ کیلوگرم دوغاب لعاب با دانسیته gr/cc ۱/۹۰ در داخل بالمیل لعاب تهیه شده است. اگر لازم باشد که آن را با دانسیته gr/cc ۱/۸۲ از بالمیل تخلیه کنیم، پیش از تخلیه چقدر آب باید به آن اضافه نمائیم؟

جواب) از فیزیک می دانیم که دانسیته برابر است با نسبت «جرم» به «حجم» اشغال شده توسط همان جرم. یعنی:

که در آن، d دانسیته دوغاب، m جرم دوغاب و v حجم همان دوغاب با جرم m است. اگر دو مشخصه از سه مشخصه d ، m و v معلوم باشند، مشخصه سوم نیز به راحتی تعیین می گردد.

دانسیته آب برابر است با gr/cc ۱/۰۰ و بنابراین از نظر عددی، جرم مشخصی از آب همان حجم را خواهد داشت؛ یعنی m = v. وقتی جرم w گرم آب به این دوغاب اضافه شود، دانسیته دوغاب جدید چنین خواهد بود:

دقت کنید که در اینجا جرم و حجم آب برابر w فرض شده است و نیز از معادله قبلی داریم:

با حل این معادله بر حسب w خواهیم داشت:

با قرار دادن d و ‘d به ترتیب برابر با ۹۰/۱ و ۸۲/۱ و m برابر ۳۰۰ کیلوگرم، جواب مساله بالا خواهد بود: کیلوگرم ۴۰/۱۵ = w . یعنی باید ۴۰/۱۵ لیتر آب به داخل بالمیل لعاب اضافه و پس از مدتی چرخش تخلیه شود.

اگر در بعضی از موارد، w منـفی شد، نشانه آن است که باید به همان میزان آب از دوغاب کم (تبخیر) شود

لعاب سازی:

در این قسمت مواد مورد نیاز برای قسمت خط لعاب

 شامل لعاب؛ رنگ چاپ و انگوب زیر تولید می شود.

 فریت

فریت بخش بزرگی از هر سری مخلوط لعاب را

 تشکیل می دهد. فریت معولاً یک ترکیب سرامیکی

 است که پس از ذوب سرد شده و به تکه های شیشه ای تبدیل می گردد. عمل فریت کردن باعث کاهش انقباض لعاب در هنگام خشک شدن می شود. فریتها مواد غیر محلول در آب هستند.

فریت حدود 95-90% لعاب را تشکیل میدهد.و به دو صورت است: فریت ترانس و فریت اپک.

فریت اپک دارای زیرکون است.

فریت شامل: فلدسپات، بوراکس، سیلیس، کربناتها، کربنات کلسیم و پتاسیم، کائولن، اکسید روی و اکسید سرب.

 

دلایل فریت کردن :

ü       خروج مواد فرار و گازهای سمی

ü       غیر محلول نمودن مواد در آب مثل اسید بوریک، کربنات سدیم، بوراکس و نیترات پتاسیم.

ü       اختلاط و همگن کردن مواد اولیه در اثر ذوب و ترکیب آنها با یکدیگر که باعث ذوب سریع تر و بهتر لعاب می گردد.

ü       جلوگیری از اثرات مخرب برخی مواد اولیه مثل کائولن و اکسید روی کلسینه نشده که به صورت خام باعث ایجاد لعاب نگرفتگی میشوند.

ü       از بین بردن بوی بد بعضی از مواد

ü       تبدیل مواد سمی به غیر سمی مثل: ترکیبات سرب، روی، باریم به استثنای سولفات باریم، آنتی موان، فلوئور، آرسنیک، کادمیم و سدیم.

ü       کاهش دمای ذوب

ü       درصد کائولن برای فریت کردن بایستی حدود یا بالای 10% باشد.

ü                        خارج کردن گازهای نا مطلوبی که برخی از مواد اولیه در هنگام پخت از خود آزاد می کنند مثل: کربن، گوگرد و فلوئور

 

تقسیم بندی لعابها

لعابها را به روشهای مختلفی تقسیم بندی می کنند یکی از این روشها به طیقه زیر است:

R تقسیم بندی براساس ترکیب شیمایی

R تقسیم بندی  براساس نوع تولید

R تقسیم بندی بر اساس دمای پخت

R لعاب های ویژه

   براساس ترکیب شیمایی:

1-لعاب سربی

الف : بدون بور؛ شامل سربی ساده و سربی مخلوط

ب: محتوی بور

2-    لعاب بدون سرب

الف: بور دار

ب: بدون بور؛ شامل با قلیایی زیاد(قلیایی) و با قلیایی کم(پرسلان) که ویسکوزیته بالایی دارد.

 براساس نوع تولید:

1-    خام:استفاده برای فراورده های دماهای بالا مثل فراورده های بهداشتی.

2-     فریتی: برای غیر سمی کردن و غیر محلول کردن .

3-     تبخیری(نمکی)

 

براساس دمای پخت:

1-    لعاب با پخت بسیار پایین(راکو)

که محدوده پخت آنهابین 90-750 درجه است ماهیتاً دارای مقدار زیادی سرب ویا بور بوده آلومین در ترکیب این لعابهابسیار کم ویا اصلا وجود ندارد .

2-     لعاب با پخت پایین:

گدازاورهای  مورد استفاده اکسید بور سرب اکسید سرب و مقداری اکسیدهای قلیایی خاکی این لعابهامربوط به  لعابهای  ماجولیکا هستند .

3-     لعاب با پخت متوسط(اورتن ور)

محدوده پخت بین 1020-1160درجه .دراین لعابها مخصوصاً در دمای 1160اکسید بور به عنوان گدازآور میتواند به طور کامل حذف گردد. گدازآورهای مورد استفاده بیشتر اکسیدهای قلیایی خاکی می باشد. اکسیدهای قلیایی و اکسید بور دراین نوع لعابها کاربرد دارند.

4-     لعاب با پخت بالا(فراورده های بهداشتی)

معروف به فراورده های بهداشتی که محدوده پخت 1160-1260درجه است .مهمترین گدازآور دراین محدوده پخت اکسیدهای قلیایی خاکی به خصوص اکسید کلسیم است.از اکسید بور به ندرت استفاده میشود. از اکسید باریم واکسید روی به عنوان کمکی استفاده می شود.

5-    لعاب با پخت بسیار بالا(پرسلان)

محدوده پخت 1400-1260درجه. مقدار سیلیس وآلومین در این لعابها زیاد است. گدازآور اصلی در اینجا اکسید کلسیم است.

   لعاب های ویژه:

 الف: ویژگی این لعابها بستگی به تشکیل فازهای بلوری در هنگام دارد:

1-    لعاب کدر یا اپک

این نوع لعابها شفاف هستند یعنی انعکاس نور دارند ولی نور را از خود عبور نمی دهند.جهت اپک کردن این نوع لعابها از اپاسی فایرها(Opacifire) استفاده می شود که معروفترین آنها اکسید زیرکنیم است زیرا که ترکیبات زیرکنیم در فاز شیشه ای حل نمی شود.

2-     لعاب مات

این لعابها متضاد لعابهای براق می باشند و می توان با اضافه کردن مواد نا محلول در فاز مایع مانند ذرات تالک ؛ آلومین و بیسکوئیتهای خرد شده و یا پخت لعاب در دمای پائین تر ازدمای واقعی پخت به وجود می آورند که در این صورت سطحی زبر و خشن دارد.

لعاب های مات واقعی که دارای سطوحی با کیفیت خوب باشند معمولاً در نتیجه افزودن آلومین؛ اکسیدهای کلسیم، منیزیم، باریم، روی و گاهی استرانسیم به ترکیب لعاب به دست می آورند.

3-    لعاب نیمه مات یا اطلسی

دارای سطوحی صافتر و همگن تر از لعاب مات بوده و بنابراین دیرتر کثیف شده و راحت تر تمیز می شود. در ترکیب این لعاب ها همواره اکسید روی و تیتانیم موجود است.

ترکیبات اپک کننده مانند اکسید قلع و یا اکسید زیرکنیم در ترکیب این لعابها  موجود است. علت مات شدن در این لعابها تشکیل بلورهاتیتانات روی و سیلیکات روی می باشد.

4-    لعاب درشت بلور یا ماکرو کریستالین

ابعاد بلورها بزرگ بوده و با چشم غیر مسلح می توان دید. ترکیبات این لعابها : سیلیکات و تیتانات روی، کلسیم، منیزیم و سیلیکات منگنز و … .

5-    لعاب دلربا

نام این لعاب از کوارتز دلربا گرفته شده است.

کوارتز دلربا نوعی کوارتز است که دارای بلورهای میکا و هماتیت به عنوان ناخالصی است که باعث انعکاس شعاعهای نور و تلالو خاص میشوند. لعاب های شفاف و براقی است که دارای بلورهای پهن و پولکی مانند بوده و به طور معمول به استفاده از مقادیر زیادی اکسید آهن در ترکیب لعاب به وجود می آیند.

با استفاده از اکسیدهای کرم و مس می توان لعاب های دلربا را ایجاد کرد. لعابهای دلربای خوب دارای اکسید سرب هستند. کیفیت این لعابها به مقدار اکسید آهن و سرد کردن این نوع لعاب ها بستگی دارد.

6-    لعاب رنگین کمانی

این نوع لعابها چنانچه حاوی اکسید های رنگی نباشند دارای رنگ سفید یا شیری متمایل به آبی بوده و سطح رنگین کمانی دارد مشابه منظره ای که در اثر وجود یک لایه نفت بر روی سطح آب پدید می آید.

رنگ رنگین کمانی که سفید یا متمایل به آبی هست در این لعابها ناشی از پراکندگی شعاعهای نور به وسیله بلورهای بسیار ریز هست که دارای ابعاد کلوئیدی می باشند ایجاد می گردد و این بلورها می توانند از ترکیبات پنتا اکسید فسفر P2O5؛ اکسید آهن دوظرفیتی؛ تیتان (اکسید تیتانیم؛ تیتان؛ سیلیس و بورات کلسیم) باشند.

 

 ب:-ویژگی این لعابها بستگی به تشکیل فاز بلوری ندارد:

۱-    لعاب ترکدار

این نوع لعابها به دو روش ایجاد می گردد. در یک روش با افزودن گدازآورهایی مثل اکسید پتاسیم و اکسید سدیم ضریب انبساط لعاب را به مقدار زیادی افزایش داده که خود به علت ایجاد تنش کششی در لعاب باعث ترک خوردن لعاب می شود.

در روش دیگر که در بساری از موارد کاربرد دارد؛ درجه حرارت و چگونگی پخت لعاب و بدنه تغییر داده میشود. به عنوان مثال برای ایجاد لعاب های ترکدار در سطح فراورده های ارتن ور درجه حرارت پخت بیسکوئیت را کاهش داده و و بدنه ابتدا در حدود 950 درجه پخته میشود سپس پخت لعاب در حرارت 950 تا حداکثر 1000 درجه صورت می گیرد. بدین وسیله بدون انجام هیچ گونه تغییری در ترکیب لعاب و بدنه ترکهای زیادی در سطح لعاب بوجود می آید.

درجه حرارت پخت بدنه های ارتن ور در حالت معمولی بالاتر از 950درجه است؛ حدود 1100 درجه.

2-    لعاب پوست ماری

این لعابها در اثر کشش سطحی زیاد ایجاد می گردد. مقدار کشش سطحی لعاب کاملاً وابسته به ترکیب لعاب است. بنابراین با افزودن مقادیر اکسید هایی که باعث افزایش کشش سطحی لعابها می گردد می توان لعاب پوست ماری ایجاد کرد.افزایش مقدار اکسید کلسیم و منیزیم در لعاب بیشترین تاثیر را در لعاب های پوست ماری دارد. استفاده زیاد از مقادیر زیادی کائولن و یا دیگر خاکهای پلاستیک و نیز استفاده از مواد آلی مثل صمغ عربی و غیره در لعاب؛ لعابهای پوست ماری زیادی ایجاد می کند، خرد کردن بیش از حد مواد اولیه لعاب(دانه بندی ریز) و با ایجاد قشر ضخیمی از لعاب در سطح بدنه و با استفاده از اکسید روی کلسینه نشده می تواند لعاب پوست ماری ایجاد کند.

توسعه لعاب‌هاي سراميكي با ويژگي‌هاي ضد باكتريايي

پيشرفت صنعت در سالهاي اخير امكان تركيب مواد را حداقل در يك بعد و در ابعاد نانومتري (1تا 100 نانومتر) فراهم ساخته است كه باعث بروز و مشاهده ويژگيها و عملكرد متفاوت مواد جديد نسبت به حالت اصلي آنها در ابعاد ميكرومتري ميشود. مواد در ابعاد نانومتري داراي محدوده گسترده‌اي از كاربردها مي‌باشند و به طور ويژه در علوم الكترونيك، مواد، ارتباطات و مخابرات و سامانه‌هاي زيستي داراي مصارف ويژه مي‌باشند. براساس پيش‌بيني آناليزهاي اقتصادي، حجم تجارت تكنولوژي نانو تا سال 2015 داراي سرمايه در گردشي بين 750 ميليون تا 2 ميليارد يورو در سال خواهد بود. هرچند به دليل عدم استفاده از فناوري نانو در بخش سراميك فوايد وكاربردهاي آن براي اين صنعت به طور دقيق مشخص نشده است اما به طور مثال خصوصيات ضد ميكروبي كه ذرات نانو با جنس مشخص در تركيب با سراميك‌ها ميتوانند ايجاد نمايند از جمله ويژگي‌هاي اين فناوري در صنعت سراميك محسوب مي‌شود.
ظهور نسل جديدي از مواد، به محصولات سراميكي اين امكان را مي‌دهد تا قابليت‌هاي ضد باكتريايي و ضد قارچي بدست آورند به نحوي كه قادر خواهند بود تا از رشد ميكروارگانيسم‌هاي بيماري‌زا جلوگيري نموده و يا آن‌ها را نابود نمايند و از اين طريق شرايط بهداشتي محيط را ارتقاء دهند.
صنعت سراميك مي‌تواند با نوآوري در ساخت و افزايش كيفيت، سبب بالا بردن ارزش افزوده در توليد گرديده و قدرت رقابت اين محصولات را در بازار بالا ببرد.

 

 

عضو  مقدمه :
بهداشت عمومي، ‌از موضوعات مورد توجه در جوامع امروزي مي‌باشد. اخبار وجود آلودگي‌هاي گوناگون توسط ميكروارگانيسم‌هاي بيماري‌زا در مناطق بحراني مانند بيمارستان‌ها، كشتارگاه‌ها، رستوران‌ها، فضاهاي صنعتي و غيره به طور هشدار دهنده‌اي در حال افزايش بوده و سبب ايجاد نگراني در سطح جامعه شده و تقاضا براي محصولات و مواد ضدميكروب، به طور روز افزون در حال افزايش مي‌باشد. از جمله اين مواد انواع شيشه، پلاستيك، رنگ‌ها، لعاب‌ها و غيره مي‌باشد كه به تازگي با ويژگي‌هاي ضد باكتريايي وارد بازار شده‌اند. در ميان يون‌هاي فلزي كه داراي خصوصيات ضدميكروبي مي‌باشند عنصر نقره در شكل يون نقره به واسطه اثر آن در از بين بردن طيف وسيعي از ميكروارگانيسم‌ها مشهور مي‌باشد و به همين دليل در بخش سراميك در گذشته تلاش‌هايي جهت توليد محصولات با ويژگي‌هاي ضدميكروبي كه به طور عمده از عنصر يون نقره بهره گرفته‌اند، انجام شده است. تحقيقات جديد نشان مي‌دهد كه اجزاء نقره در ابعاد نانومتري (1 تا 100 نانومتر) خصوصيات ضد باكتريايي را نشان مي‌دهند، بر طبق بررسي‌ها مقدار مساوي از ذرات نقره در ابعاد نانو در قياس با نيترات نقره، داراي فعاليت ضدميكروبي قوي‌تر و فعال‌تري مي‌باشد. نتايج اين تحقيق در كنار توجه به ويژگي ضرر اندك اين ذرات براي سلامتي انسان، نانوذرات نقره را به عنوان عوامل ضد باكتري موثر و سودمند معرفي مي‌نمايد. تحقيق پيش‌رو براي نخستين بار يك آزمايش سيستماتيك و اصولي را از عملكرد ذرات نقره در اندازه نانو در محصولات سراميكي معرفي مي‌نمايد.

عضو  مواد مورد استفاده و روش آزمايش :
2-1- مواد مورد استفاده: در انجام اين آزمايش مواد زير مورد استفاده قرار گرفتند: كلوئيد نقره با عيار 73 درصد و كائولن حاوي نقره كه داراي 22 درصد نقره مي‌باشد. كلوئيد نقره شامل اجزاء نقره با ابعاد نانو و يك پروتئين به عنوان پايداركننده مي‌باشد كه براي آماده‌سازي سوسپانسيون‌هاي آب‌دار نانو ذرات نقره مورد استفاده قرار گرفتند. اين آزمايش از طريق جابجايي ذرات الكترون (با رعايت وجود نانو ذرات نقره با ابعاد كمتر از 20 نانومتر) انجام شد. در كائولن حاوي نقره كاني كائولن به عنوان شكل فرعي و زير لايه‌اي عمل نموده و اين درحالي‌است كه نانو ذرات نقره از طريق فرآيند جذب سطحي در بخش‌هاي سطحي ماده قرار گرفته و ته‌نشين شده‌اند.

عضو  كاشي‌هاي فتوكاتاليست: محدوديت‌ها و كاربردها
قطعاً شما تمايل داريد كه سطح كاشي‌هاي مورد استفاده در منازل و يا محيط كار و حتي بيمارستان‌ها تميز باشد. اما مي‌دانيد كه فرآيند تميز كردن سطح كاشي‌ها، علاوه بر سخت بودن، بسيار زمان‌بر و پرهزينه بوده و بايد با استفاده از محلول‌هاي شيميايي ضدعفوني و پاك‌كننده اين كار صورت گيرد. حتماً تجربه استفاده از وايتكس، انواع جرم‌گير و محصولات مشابه براي زدودن ذرات آلوده سطح كاشي‌ها را داشته‌ايد و ديده‌ايد كه استفاده از اين مواد براي سيستم تنفسي بدن نيز خطرناك است. خدا نكند كه اشتباهاً دو ماده واكنش دهنده از محصولات جرم‌گير را با هم مخلوط كرده باشيد و گاز متصاعد شده از آن را تنفس كرده باشيد. آيا راه‌حل ديگري در اين ميان وجود دارد؟ يكي از راه‌حل‌هاي موجود كه امروزه محققين و صنعتگران براي رفع اين مشكل به آن روي آورده‌اند اتسفاده از كاشي‌هاي فتوكاتاليست است. كاشي‌هاي فتوكاتاليست در حقيقت كاشي‌هاي ضدميكروب، خودتميزكننده و تجزيه‌كننده آلودگي سطح كاشي با استفاده اندكي از نور خورشيد، اكسيژن و مقداري رطوبت محيط هستند. نتيجه كار محيط تميزتر، سطح بدون آلودگي و هزينه كم‌تر نظافت است.

كاشي‌هاي فتوكاتليست چيستند؟
در ابتدا بد نيست كه كمي به دانشي كه پشت اين قضيه وجود دارد نيم نگاهي نموده باشيم. تعريف پديده "فتوكاتاليست" بدين ترتيب است كه فلز نيمه‌هادي راديكال‌هاي آزاد را با كمك آب موجود در محيط، اكسيژن هوا و نور ماورا بنفش خورشيد توليد باردار نموده بدون اينكه خود فلز آسيب ببيند. اين راديكال‌هاي آزاد باردار به عنوان يك عامل محرك بيولوژيكي و شيميايي عمل مي‌نمايند. مواد زيادي هستند كه خاصيت فتوكاتاليستي دارند. دي‌اكسيد تيتانيوم به عنوان يكي از اصلي‌ترين مواد مناسب براي استفاده در فرآيند فتوكاتاليست شناخته شده است. دي‌اكسيد تيتانيوم يا TiO2 در سه شكل كريستالي در طبيعت وجود دارد و از اين ميان ساختار "آناتاز" به عنوان يكي از موثرترين مواد فتوكاتاليست زير نوز ماورا بنفش عمل مي‌نمايد. بعد از اينكه در دهه 1970 اين خاصيت شناخته شد TiO2 به عنوان عامل واكنش فتوكاتاليست مورد تحقيق و بررسي قرار گرفت. كاشي‌هاي سراميكي با لايه‌اي نازك از دي‌اكسيد تيتانيوم در سطح‌‌شان امروزه در بازار با خاصيت بي‌نظير و يكتاي خودتميزشوندگي شناخته شده‌اند.

عضو  خصوصيات كاشي‌هاي فتوكاتاليست
يكي از خصوصيات مهم TiO2 به عنوان ماده فتوكاتاليست اين است كه اين ماده براي انسان سمي نمي‌باشد و قدرت اكسيدكنندگي بالاي اين ماده در هنگامي كه در مواجهه با نور ماورا بنفش كه با طول موج كم‌تر از 385 نانومتر است قرار مي‌گيرد بسيار حايز اهميت است. با راديكال‌هاي هيدروكسيل و يون‌هاي سوپراكسيد، فتوكاتاليست‌هاي TiO2 مي‌توانند مواد ارگانيك را با استفاده از واكنش‌هاي اكسيداسيون متوالي به دي‌اكسيدكربن تبديل نمايند. TiO2 هم‌چنين خاصيت تركنندگي سطح را به وسيله افزايش زاويه بين آب و پوشش TiO2 بهبود مي‌بخشد. اين خاصيت دي‌اكسيد تيتانيوم و ساير مواد فتوكاتاليست مي‌تواند سه مزيت براي اين مواد ايجاد نمايد:

نقش ضد ميكروبي:
بسياري از ميكروارگانيسم‌ها شامل باكتري‌ها، ويروس‌ها، قارچ‌ها و ... مي‌تواند توسط اين پوشش از بين بروند. پوشش ديواره سلولي اين موجودات، به وسيله فتوكاتاليست‌ها تجزيه شده و در نتيجه ميكروارگانسيم مذكور كشته مي‌شود‌ و سپس خاصيت تركنندگي سطح باعث مي‌شود كه تركيبات باقي مانده در سطح نيز شسته شوند.

رفع بوي بد:
راديكال‌هاي آزاد اين قابليت را دارند كه تركيبات بخار شدني ارگانيك روي سطح را كه منجر به ايجاد بوي بد مي‌شوند را با شكستن پيوندهاي مولكولي بين‌‌شان از بين ببرد. برخي از تركيبات بدبو نظير فرمالدييد، بنزين و تعداد زيادي از هيدروكربن‌هاي ديگر شامل اين موضوع مي‌شود. هم‌چنين فتوكاتاليست‌ها، عناصر آلوده‌كننده ارگانيك را نيز از بين مي‌برند.

تصفيه هوا
مواد فتوكاتاليست هم‌چنين باعث ايجاد خلوص در هوا، با از بين بردن مواد سمي موجود در هوا از قبيل تركيبات اكسيد نيتروژن (NOx) مي‌شود. NOx منجر به ايجاد بيماري‌هاي فراوان تنفسي در انسان مي‌‌شود و هم‌چنين به همراه اكسيد سولفور كه سمي است با باران‌هاي اسيدي مي‌توانند به محيط زيست نيز آسيب برسانند.

كاربرد كاشي‌هاي فتوكاتاليست در كجاست؟
خاصيت خودتميزكنندگي كاشي‌هاي فتوكاتاليست منجر به استفاده از اين كاشي‌ها در محيط‌هاي مختلفي هم‌چون آشپزخانه، بيمارستان‌ها، ساختمان‌هاي شهري و ... مي‌گردد. علاوه بر مزيت‌هاي سه‌گانه گفته شده استفاده از كاشي‌هاي فتوكاتاليست منجر به كاهش استفاده از مواد شيميايي و بهداشتي شده كه باعث كاهش آلودگي محيط زيست و در نتيجه ايجاد نشدن مواد آلي و غيرآلي آلوده كننده براي توليد اين مواد خواهد شد. اين كاشي‌ها براي مناطق آلوده شهري بسيار مناسب هستند. با نصب اين كاشي‌ها در محيط بيروني ساختمان علاوه بر جلوه زيباي سطحي، محيط زيست از نظر گازهاي سمي تصفيه شده و هم‌چنين نماي بيرون ساختمان همواره تميز باقي مي‌ماند.

محدويت‌هاي TiO2 چيست؟
عملكرد صحيح اكسيد تيتانيوم وابسته به همساني لايه TiO2 در سطح كاشي دارد و اگر بين لايه‌هاي TiO2 فاصله نباشد عملكرد اين لايه بسيار بهتر خواهد شد. اين لايه در تمامي محدوده‌هاي دمايي كاربرد دارد اما در دماهاي زير 10 درجه سانتيگراد فعاليت آن كم‌تر ملموس است. هم‌چنين در محيط‌هاي بسيار خشك نيز اين فاكتور كه نياز به رطوبت محيط دارد فعاليت‌ كم‌تري خواهد داشت. بنابراين در روزهاي خشك و سرد فعاليت فتوكاتاليستي محدود خواهد شد. باران مي‌تواند به فعاليت بهتر سيستم كمك كند و فقدان باران در محيط از تميزشدن سطح مي‌كاهد. با توجه به اينكه خاصيت فتوكاتاليستي به‌طور خود بخود از بين نمي‌رود، بنابراين شاهد از بين رفتن خودبخودي اين خاصيت در سطح كاشي نيستيم اما فعاليت آن مجدداً با شستشوي عناصري كه منجر به محدوديت كاركرد اين خاصيت مي‌شود برقرار مي‌گردد.
امروزه آزمايشات زيادي براي افزايش خاصيت فتوكاتاليستي با استفاده از فعاليت مواد نيمه هادي براي افزايش خاصيت آنتي باكتريالي كاشي‌ها در تمامي دنيا در حال انجام است و در آينده قطعاً شاهد نوآوري‌هاي بيشتري در اين خصوص خواهيم بود.
منبع نشريه tilemagonline

مروری بر عیوب کاشی، علل شکل‌گیری و روش‌های رفع آن

مسلماً افرادی که در کارخانجات تولیدی کاشی و سرامیک مشغول به کار هستند با عیوب کاشی کم و بیش آشنایی دارند. بحث و بررسی انواع عیوب مشاهده شده در کاشی‌ها، توضیح علت شکل‌گیری آن ها و روش های رفع آن می تواند برای مهندسین و کارشناسان شرکت‌های تولیدی بسیار مفید باشد. در این مقاله شما با مهم‌ترین عیوب کاشی‌ها و راه حل هایی برای رفع آن آشنا می‌شوید:


حفره:
این عيب شامل يک حفره کوچک يا يک گودي ريز و کوچک است که در سطح لعاب قرار دارد.

علت‌های احتمالی:
اين عيب به دليل حبس حباب‌هاي هوا مي‌تواند باشد. اين مشکل در حين اعمال لعاب (وقتي‌که از سيستم بل استفاده مي‌شود) حاصل مي‌گردد.

راه‌حل پیشنهادی:
براي ممانعت از حبس هوا لازم است سيستم‌هاي اعمال لعاب را در بهترين شرايط قرار دهيم (نه زياد پر و نه در حد مينيمم) اين سيستم‌ها مي‌تواند لوله‌ها و غيره باشد.

حفره:
عيب شامل يک حفره کوچک با ابعاد حدودي يک ميليمتر مي‌باشد و عيب از سطح لعاب تا بدنه نفوذ مي‌کند.
علت‌های احتمالی:
منشا اصلي عيب عدم چسبندگي لعاب به بدنه مي‌باشد و مي‌تواند به علت وجود ذرات خارجي که اثر عايق بودن را دارا هستند ایجاد شود.

راه‌حل پیشنهادی:
1- قبل از اعمال لعاب سطح بدنه کاملاً تميز شوند.
2- همچنين نشتي احتمالي مواد ضد آب، مثل روغن‌ها و گريس در طول خط که ممکن است روي قطعه قبل از اعمال لعاب بيفتد را بايد چک کرد.

حفره:
عيب به دليل حفره‌هاي کوچک در سطح لعاب که ابعاد آنها يک دهم ميليمتر مي‌باشد ايجاد شده و با گودي و فروفتگي کوچکي در سطح ظاهر مي‌شود.

علت‌های احتمالی:
اين عيب از گاز هاي بدنه ناشي مي‌شود واين گازها به دليل حضور ناخالصي‌هايي است که ماهيت آلي دارند.

راه‌حل پیشنهادی:
لازم است چک شود که آيا مواد اوليه داراي مواد آلي است يا نه. بالاخص کاني‌هايي که داراي ترکيبات رسي هستند. لازم است مواد اوليه با الک ريزتري الک شوند. الک 125 ميکرون پيشنهاد مي‌گردد. همچنين پيشنهاد مي‌شود آسياب بدنه را افزايش داد. (زمان سایش را زیاد کرد)

حفره:
اين عيب از وجود حفره بزرگ و دایره‌ای شکل بر روي سطح لعاب ايجاد مي‌شود. ابعاد حفره‌ها حدود يک ميليمتر است لعاب اطراف منقبض شده به‌طوري‌که يک قسمت از بيسکويت خالي از لعاب مي‌باشد.

علت‌های احتمالی:
اين عيب به علت عدم چسبندگي لعاب با بدنه حاصل مي‌شود و به اين دليل است که سطح بيسکويت کثيف بوده و يا ناخالصي‌هاي درشت در بدنه سراميک پايه وجود دارد که غالباً در حين فرايند خشک شدن ايجاد مي‌گردد.

راه‌حل پیشنهادی:
1- سطح بيسکويت بايد کاملاً برس کشيده شده و تميز شود. براي کاهش بروز عيب پيشنهاد مي‌گردد که قطعه قبل از اعمال لعاب و يا انگوب کاملاً خيس شود. آناليز دقيق از باقيمانده دوغاب بدنه روي الک پيشنهاد مي‌گردد. (زبره دوغاب بدنه آزمایش شود)

لعاب نگرفتگي:
عيب عبارت است از فقدان قسمتي از لعاب در طول يک ضلع يا قسمتی از سطح کاشي. فقدان لعاب اغلب چند ميليمتر است که با يک انقباض قابل توجهي در منطقه معيوب همراه است. اين عیب مي‌تواند پديده خزش و حلقه‌اي شدن لعاب را به دنبال داشته باشد.

علت‌های احتمالی:
اين عيب مي‌تواند در فاصله انتقال از خطوط لعاب تا ورودي کوره ايجاد شود. در این حالت قطعه به صورت ناگهانی دچار سايش و خراشيدگي مي‌گردد. این عيب اغلب تحت شرايط زير ايجاد مي‌شود:
1- تماس با راهنماها و ديگر کاشي‌ها در حين انتقال
2- در مجاورت ذخيره کننده‌ها و ماشين‌هاي بارگيري رولر باکس‌ها و يا کوره

راه‌حل پیشنهادی:
بايد پس از اعمال لعاب، کليه خطوط انتقال به دقت بازرسي گردد و توجه زيادي به راهنماها و مناطق انتقال در ماشين‌هاي تخليه و بارگيري و یا تسمه‌های خطوط شود.

لعاب نگرفتگي:
این عيب زمانی وجود دارد که لعاب در نزديکي ضلع کاشي وجود نداشته باشد.
علت‌های احتمالی:
این عيب احتمالاً به دليل چسبندگي بين بدنه، انگوب و لعاب مي‌باشد و مي‌تواند به عنوان مثال از طريق وجود يک ذره دوباره پرس شده و بعضي آلودگي‌هاي ضد آب مثل گريس و روغن و غيره ايجاد شود. اين عيب در مرحله لعاب‌کاري ايجاد مي‌شود و احتمال جوش و تاول و ترک نيز وجود دارد و به‌هرحال بعداز پخت قابل رويت خواهد بود.

راه‌حل پیشنهادی:
پيشنهاد مي‌شود که قبل از اعمال لعاب، بدنه کاملاً تميز باشد. سپس احتمال وجود قطرات مواد ضد آب مثل گريس و روغن و غيره را که ممکن است تصادفي برروي کاشي در حين حرکت و انتقال بريزد را کنترل کرد. نهايتاً کيفيت قطعه را در حين فرايند پرس شدن به‌خوبي بررسي نمود.

ترک
عيب به صورت يک خط خيلي نازک که از لبه کاشي شروع شده و از يک طرف به طرف ديگر کشيده مي شود ظاهر مي‌گردد.

علت‌های احتمالی:
عيب معمولاً از 2 فاکتور که مي‌تواند توام باهم عمل نمايد باشد. اول وجود کوارتز اضافي در قطعه پخته شده و دوم گرادیان حرارتی زياد که در حين سرد کردن ممکن است به‌وجود آيد.

راه‌حل پیشنهادی:
لازم است بازرسي‌هاي منظمي از نمونه پس از خروج از کوره را انجام داد و پروفايل منحني سرد شدن را اصلاح کرد. به اين ترتيب مي‌توان توازن دماي بالا و پايين کاشي را در منطقه بحراني انتقال فاز کوارتز(573 درجه سانتیگراد) برقرار کرد. به‌علاوه بايد بررسي کرد که کوارتز و يا مواد ته مانده در مواد اوليه تغيير نکرده باشد و نهايتاً بايد توجه داشت که ابعاد متفاوت کاشي، تنظيمات خاص منحني حرارتي را نياز دارد.

ترک
عيب به دليل حضور يک ترک يا بيشتر که به بدنه مي‌رسد و به‌طور عمود بر لايه کاشي متمرکز شده است به‌وجود می‌آید.

علت‌های احتمالی:
اين عيب به دليل پيش پخت سريع مي‌باشد. ديگر علت، اختلاف حرارتي زياد بين دماي پايين رولر و بالاي رولر مي‌باشد. علت دیگر نيز مي‌تواند به دليل بعضي از فرايندهاي ناصحيح در پرس باشد.

راه‌حل پیشنهادی:
لازم است سيکل پخت و منحني پخت را طوري تغيير داد که از خشک شدن سريع اجتناب گردد و به‌علاوه ترتيب و جايگذاري بهتر مشعل‌ها در حل اين مشکل مفيد خواهد بود و در غير اين صورت بايستي به فرآيند پرسينگ، بالاخص در رابطه با نشست قالب، هواگيري و تلرانس بين پانچ‌ها و تيغه‌ها توجه کافي مبذول نمود.

ترک:
عيب به صورت يک ترک چند ميليمتري يا بيشتر است که عمود بر لبه کاشي ظاهر مي‌گردد.

علت‌های احتمالی:
اين عيب در حين خروج کاشي از قالب شکل مي‌گيرد. در غير اين صورت ترک مي‌تواند در حين خشک شدن يا در حين انتقال کاشي خام تشکيل شده باشد.

راه‌حل پیشنهادی:
ابتدا بايستي علت دقيق وجود عيب با کنترل اينکه اين عيب در خروجي پرس و يا خروجي خشک‌کن مي‌باشد شناسايي گردد. سپس پارامترهاي حين پرس و حين خشک شدن را تنظيم نمود. همچنين مي‌توان پارامتر استحکام مکانيکي بدنه خام را کنترل نمود به‌طوري‌که ميزان پلاستيسيته بهينه گردد.

کائولن "جادوی سفید"

کائولن چیست؟
كائولن يك اصطلاح اقتصادي است كه براي كان‌سارهاي رسي تقريباً سفيد به كار مي‌رود. اين كانسارها اغلب شامل كاني كائولينيت و يا فرآورده‌هاي به‌دست آمده از آن مي‌باشند. در گذشته اصطلاح خاك‌چيني به عنوان مترادف كائولن استفاده مي‌شد. نام كائولن از كلمه كائولينگ چيني به معناي تپه سفيد مشتق شده است که از آن خاك كائولن استخراج مي‌شده است.

كائولن از مجموعه كاني‌هاي رسي بوده و فرمول شيميايي آن H4Al2Si2O9 است. كاني‌هاي كائولن شامل كائولينيت، ديكيت، ناكريت و هالوزيت مي‌باشند. فراوان‌ترين كاني اين گروه كائولينيت است. همه اين كاني‌ها جزء كاني‌هاي آلومينو -‌ سيليكات هستند كه در سيستم مونوكلينيك و يا تري‌‌كلينيك متبلور مي‌شوند. از مهم‌ترين خصوصيات كاني شناسي رس‌هاي كائولن نرمي و عدم سايندگي آنها مي‌باشد. سختي كائولن در مقياس موس در حدود 2-5/2 است. اين نرمي در كاربردهاي صنعتي آن يك مزيت محسوب مي‌شود.
رس‌هاي كائولن اكثراً از آلتراسيون كاني‌هاي آلومينيوم سيليكات در نواحي گرم و مرطوب به‌وجود مي‌آيند. فلدسپات‌ها از جمله كاني‌هاي عمومي منشاء پيدايش آنها مي‌باشند.
كائولن يا خاك چيني به رنگ سفيد بيشترين كاربرد را در توليد چيني و سراميك دارد. آمريكا، انگلیس، روسيه، جمهوري چك و برزيل بزرگ‌ترين توليد‌كنندگان كائولن هستند.
رسوبات کائولینی Cornish که به‌وسیله IMERYS در ناحیه Cornwall و Devon استخراج می‌شوند در سال 1746 کشف شدند. اینها رسوبات اولیه هستند یعنی در همان مکانی که فرایند طبیعی دگرگونی هیدروترمال آنها را شکل داده است، یافت شده‌اند. این کائولن‌ها به‌خاطر کیفیت بسیار خوب، ثبات و میزان ذخایر بسیار زیادشان شهرت جهانی دارند.
به‌طور خلاصه خصوصيات مهم كائولن، كه مصارف متعدد آن را سبب شده است مي‌توان به‌صورت زير نام برد:
-1 از نظر شيميايي در گستره وسيعي از تغييرات PH بدون تغيير مي‌ماند.
2 - داشتن رنگ سفيد كه آن را به صورت ماده رنگي قابل استفاده مي‌سازد.
3 - دارا بودن خاصيت پوششي بسيار خوب
-4 نرمي و غير‌سايشي بودن آن
-5 قابليت اندك هدايت جريان الكتريسيته و گرما
-6 قيمت ارزان

مصارف کائولن:
بيشترين مصارف كائولن در كاغذسازي، سراميك، رنگسازي، ديرگداز، پلاستيك، لاستيك، دارويي، حشره‌كش، جذب‌كننده، مواد پاك‌كننده، مواد غذايي، تهيه داروها و تهيه كودهاي شيميايي است.
حدود 50 درصد از كائولن در كاغذسازي به عنوان پركننده و روكش، 20 درصد در صنايع سراميك و ديرگداز، 10 درصد در لاستيك‌سازي به عنوان پركننده و 20 درصد در رنگ‌سازي پلاستيك استفاده مي‌شود.
قيمت مناسب كائولن طي سال‌هاي اخير سبب شده است تا صنايع مصرف‌كننده اين محصول علاقه‌مند به استفاده از كائولن شوند.
كائولن يا خاك‌چيني به رنگ سفيد بيشترين كاربرد را در توليد چيني و سراميك دارد. سنگ کائولين برحسب نوع پيوندهايش به دو گروه پيوند نرم و سخت طبقه‌بندي مي‌شود. مصارف سنگ کائولين با پيوند نرم عمدتاً در صنايع کاشي، چيني و سراميک‌سازي لستفاده مي‌شود و مصارف سنگ کائولين با پيوند سخت در صنايع لاستيک‌سازي و کاغذ‌سازي استفاده مي‌شود.

فرآوری کائولن
حتي بهترين کائولن‌هاي دنيا هم در حدود 20 % ناخالصي دارند. بنابراين بايستي آنها را تغليظ کرد و مواد قليايي آن را به کمتر از 5/1 % رساند.
کائولن مصرفي بايد داراي مشخصات ذيل باشد :
درصد Al2O3 بايد از 30 % بيشتر باشد.
1 - ميزان اکسيدهاي آهن Fe2O3 نبايد از 1 درصد بيشتر شود.
2 - ميزان اکسيد تيتانيوم TiO2 بايد به 2/0 درصد کاهش يابد.
3 - اکسيدهاي قليايي نبايد از 2 درصد بيشتر شود.
4 - حداکثر ميزان CaO ، 2/0 درصد و MgO ، 3/0 درصد باشد.
5 - افزايش ميزان کائولينيت نسبت به ساير کاني‌هاي موجود باعث مرغوبيت کائولن مي‌شود.
6 - ديرگدازي کائولن بايد در حدود 1700 درجه سانتيگراد باشد.
مدول گسيختگي آن بايد بيش از 10 کيلوگرم بر سانتي‌متر مربع باشد.
استخراج کائولن فرایندی پیچیده است که شامل سه عملیات مجزا است: باطله برداری، پالایش، خشک کردن
در مرحله روباز کردن معدن و باطله برداری، باطله به وسیله خاکبردارهای مکانیکی خارج می‌شود سپس آبپاش‌ها که به Monitors معروف هستند با فشار زیاد روشن شده و به سطح معدن روباز شده پاشیده می‌شود.کائولن به‌همراه ماسه و میکا از سطح سینه کار شسته شده و به پایین‌ترین قسمت‌های آن که به Sink معروف است به صورت دوغاب حرکت می‌کند. پمپ‌های سانتریفیوژ دوغاب را به کلاسیفایرهای ماسه حمل می‌کند تا ذرات درشت‌تر ماسه جداشوند.
کائولن به شکل دوغاب به‌وسیله خطوط لوله به مرحله دوم فرآیند یعنی پالایش (Refining ) حمل می‌شود. مرحله پالایش شامل یک‌سری تکنیک‌ها است که برجسته‌ترین آنها رسوب‌دهی است، برای خارج کردن ذرات ریزتر مواد ناخالصی (عمدتاً کوارتز، میکا و فلدسپار‌) از کائولن، طراحی شده‌اند. تکنیک‌های توسعه یافته و منحصر به فرد توسط IMERYS برای افزایش خلوص کائولن استفاده می‌شوند. مشخصات محصول نهایی حاصله به‌وسیله کامپیوتر و کنترل شده به‌صورت ‌تر مخلوط می‌شو د و برای اطمینان تحت آنالیز شیمیایی و آزمایش‌های کنترل کیفیت قرار می‌گیرد. مرحله آخر خشک کردن است، در این مرحله رطوبت دوغاب کائولن پالایش شده، کاهش می‌یابد، ابتدا آب به‌وسیله فیلتر پرس از دوغاب خارج می‌شود، سپس از خشک‌کن‌های حرارتی عبور داده شده تا محصول نهایی به‌دست آید.

نواحی تولید
نواحی Cornwall و Devon واقع در جنوب غرب انگلستان دارای بیشترین ذخایر جهانی رسوبات کائولن با بالاترین کیفیت هستند که اکثراً نزدیک St. Austell و رسوبات Lee Moor نزدیک Plymouth می‌باشند.
IMERYS در منطقه Cornwall و Devon،17 معدن کائولن فعال با خواص سرامیکی بسیار عالی دارد. کائولن‌های استخراج شده از ناحیهLee Moor درDevon خواصی دارد که در صنایع چینی‌مظروف از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
کائولن‌های ناحیه Cornish از تنوع استثنایی برخوردار هستند به‌طوری که تولید رنج وسیعی از کائولن‌های مناسب برای مصرف در صنایع مختلف سرامیک شامل چینی‌بهداشتی، چینی‌مظروف، فیبرهای شیشه‌ای و لعاب امکان پذیر می‌باشد. اگر چه خواص معادن مختلف متفاوت هستند اما با دقت و مراقبتی که در مرحله اختلاط‌تر صورت می‌گیرد محصول نهایی از مشخصات مورد نظر برخوردار است.

بور عنصری شبه فلزی است که هم به‌صورت پودر بی‌شکل قهوه‌ای تیره تا سیاه و جامد بلورین سیاه براق تا خاکستری- نقره‌ای وجود دارد. یک ساختار بلورین تترا‌گونال و دو ساختار رومبو هدرال برای بور شناخته شده است. بور اولین بار توسط H. Day, J.L. Gay-Lussac, L.J. Thenard دانشمندان انگلیسی و فرانسوی در سال 1808 کشف گردید. ساده‌ترین روش تهیه بور، احیاء‌ تری‌اکسید بور از طریق گرما دادن با منیزیم است که این منجر به تولید پودر بی‌شکل این عنصر می‌شود.
كاني‌هاي گروه بورات به دو رده بورات‌هاي هيدراته و غيرهيدراته تقسيم‌بندي مي‌گردند كه هر يك داراي كاني‌هاي متعددي مي‌باشند، ‌از ميان اين كاني‌ها، كاني‌هاي مهم در جدول زیر آمده اند. اما از ميان تركيبات متعدد آن فقط گروه كوچكي به نام بورات‌های آب‌دار داراي ارزش اقتصادي مي‌باشند كه محتوي اكسيد بور، اكسيد سديم و يا كلسيم و يا هر دو و هم‌چنين آب متبلور مي‌باشند. كاني‌هاي اين گروه شامل بوراكس، كرنايت، كلمانیت والكايت مي‌باشند. معمولاً آهن، آرسنيک و سولفات ناخالصي‌هاي همراه در منابع بور است. منابع مهم بور عبارتند از کانی‌های رازوریت و تینکال، این دو کانی در بیابان‌های Mojave یافت می‌شود، معادن بوراکس بیشتر در ترکیه پراکنده هستند.
نام فرمول شیمیایی درصد B2O3
براکس Borax Na2B4O7,10H2O 5/36
کلمانیت Colmanite Ca2B6O11,5H2O 8/50
کرنایت Kernite Na2B4O7,4H2O 0/51
ئیدروبوراست Hydroboracite CaMgB6O11,6H2O 5/50
پریسیت Periceite Ca2B1OO19,7H2O 8/49
پروبرتیت Probertite NaCaB5O9,5H2O 6/49
الکسیت Ulexite NaCaB5O9,8H2O 0/43

جدول 1- کانی‌های بوراته آب‌دار

بيشترین استفاده از بورات‌ها در صنعت شيشه‌سازي است، هم‌چنين به عنوان شيشه‌هاي خاص براي لوازم خانگي، آزمايشگاهي، اپتيکي، مقاوم در برابر حرارت و در توليد فايبرگلاس براي عايق‌کاري و بسياري کاربردهاي ديگر. اثر بور بر روي شيشه ابتدا در قرن 18 مشخص شد و تا پايان دهه 1930 کاربرد آن در فايبرگلاس نيز شناخته شد و در دهه‌1940 شيشه‌هاي فايبرگلاس با دوام و عملکرد بالا و شيشه‌هاي خاص در کوره‌هاي پيوسته ساخته شد.
به طور کلي بور دارای ضریب انبساط حرارتي پایینی بوده و لذا موجب مقاومت در برابر شوک حرارتي در شیشه می‌شود و هم‌چنین سختي و مقاومت شيميايي آن را افزایش می‌دهد. هم‌چنين در هنگام ساخت شيشه، ويسکوزيته شيشه مذاب را به شدت کاهش مي‌دهد. اين ويژگي‌ها و قابليت‌هاي ديگر امکان ساخت شيشه‌هاي عالي براي بسياري صنايع و کاربردهاي خاص را فراهم مي‌کند.

نام فرمول شیمیایی درصد B2O3
ساسولیت Sassolite B(OH)3 6/56
براسیت Boracite Mg2B16030 2/62
سیزابلیت Sizzabelite MgBa2(OH) 4/41
داتولیت Datolite CaBSiO4(OH) 8/21
تورمالین Tormaline (Na,Ca)3B3Al6Si6O27(OH)4 11/9

جدول 2- کانی‌های مهم بوراته بدون آب

کاربردهاي تجاري متعددي براي شيشه‌هاي حاوي بورات وجود دارد. به عنوان مثال شيشه بوروسيليکات مورد استفاده در لوله‌هاي شيشه‌اي صنعتي و وسايل اندازه‌گيري شيشه‌اي، به نحوي طراحي شده‌اند که در برابر شوک حرارتي مقاوم بوده و پايداري خود را تا 400درجه سانتي‌گراد حفظ مي‌کند. شيشه‌هاي خاص ديگري با درصد B2O3 متفاوت ساخته شده است. لامپ‌هاي بخار سديم، تا 36‌درصد و شيشه‌‌هاي جذب اشعه ايکس پائين تا 83درصد داراي B2O3 هستند. بيشتر اين شيشه‌هاي خاص داراي 1 تا 34‌ درصد B2O3 بوده و شامل: شيشه براي لامپ‌هاي الکتروني، فيبرها و فيلترهاي اپتيکي، کاربرد‌هاي داروسازي، آزمايشگاهي و لوازم‌خانگی، محفظه‌عايق حرارت، چراغ اتومبيل، عايق‌هاي ولتاژ بالا و بسياري ديگر می‌باشند. هم‌چنين بوراکس کيفيت عينک‌هاي هنري و اپتيکي را بالا مي‌برد. يکي از اولين کاربردهاي بورات‌ها که هنوز هم از مهمترين کاربردهاي آن است، استفاده در لعاب براي پوشش‌دادن سراميک‌ها می‌باشد. نخستين بار در قرن 18 لعاب‌هاي سراميکي حاوي يک شيشه بوراکسي زود ذوب که به آن رنگدانه‌هايي اضافه شده بود، مورد استفاده قرار گرفت و تکنيک‌هاي رنگ کردن سراميک‌ها رايج شد. رنگ‌هاي جديد به‌وجود آمد و ترکيبات مذاب جديدي براي لعاب‌ها که شامل افزودني‌هاي اکسيد بيسموت و بوراکس به سرب قليايي يا آلکالي سيليکات‌هاي سرب بودند، شکل گرفت. يکي از اولين رنگدانه‌ها، آبي مصري بود که هنوز هم مورد استفاده است. اين رنگدانه يک سيليکات مس کلسيم است که از طريق خرد کردن هم‌زمان کوارتز، مالاشيت، آهک و بوراکس (به عنوان يک گدازآور) تهيه مي‌شود.
اکسید بور در شبکه به‌صورت شیشه‌ساز مؤثر بوده و می‌توان آن را جانشین کوارتز کرد. بورات و سیلیکات‌ها به نسبت‌های مختلفی با همدیگر مخلوط و ترکیب می‌شوند. این اکسید، اکسیدهای دیگر فلزی را در خود حل و به صورت شیشه براق و درخشنده ظاهر می‌کند.
بورات در لعاب به شدت نقطه ذوب را پایین آورده و اثر روان‌کنندگی بسیار قوی دارد. این ماده در کلیه لعاب‌هایی که زیر دمای 1100 درجه سانتیگراد تولید و کاربرد دارد وجود داشته، به ویژه برای محدود کردن یا کاستن کاربرد لعاب‌های سربی برای پرسلان‌های خانگی که با مواد غذایی در تماس هستند.
اکسید بور به شدت روان‌کننده بوده و در تشکیل قشر میانی (لایه بافر) بین بدنه و لعاب که موجب چسبندگی لعاب به بدنه می‌شود، بسیار مؤثر است. چون این اکسید دارای ضریب انبساط حرارتی نسبتاً کمی است در نتیجه با تشکیل یا تولید ترک در لعاب مقابله می‌کند. البته اگر مقدار این اکسید در لعاب از حد معمول بیشتر شود، امکان ترک‌خوردگی مجدداً افزایش می‌یابد. لعاب‌ها حاوی بور دارای کشش سطحی پایینی بوده و سطح آنها پس از پخت صاف‌تر خواهد بود، چون حباب‌ها و گازهای فرار راحت‌تر از آنها خارج خواهد شد.
اکسید بور در لعاب استحکام مکانیکی و خراش سختی را بیشتر می‌کند، به خصوص اگر مقداری اکسید‌کلسیم نیز همراه این اکسید باشد، خواص ذکر گردیده شدت خواهد یافت. بالا رفتن مقدار بیش از اندازه معمول اکسید بور در فرمول لعاب موجب کدری (حالت غبار آلود) لعاب می‌شود، به خصوص اگر در لعاب مقداری اکسید‌روی و یا کلسیم نیز وجود داشته باشد. لعاب‌های حاوی اکسید بور و کلسیم لعاب‌های نسبتاً خوبی هستند، این دو‌ اکسید فوق علاوه‌بر بهتر کردن بسیاری از خواص لعاب، دامنه ذوبی (رنج پخت) آن را که در حدود100 درجه سانتیگراد است ثابت نگه‌داشته و می‌توان به سادگی با این لعاب بدون حصول انجماد فوری کار کرد. ترکیبات اکسید بور بر روی مواد رنگ‌کننده اثرات فراوانی می‌گذارد. ترکیب اکسید بور با اکسید قلع، رنگ سفید مایل به آبی، به لعاب می‌دهد که این حالت همراه با آنتیموان شدیدتر خواهد شد. در لعاب‌های محتوی اکسید مس، اضافه کردن اکسید بور تغییر رنگ از سبز، به سبز مایل به آبی را منجر خواهد شد. رنگ آبی حاصل از کبالت توسط اکسید بور درخشنده‌تر می‌شود. در لعاب‌های اورانی قرمز با افزایش مقدار اسید بوریک رنگ آن به پرتغالی تا زرد کامل تغییر می‌کند

تست و تاييد لعاب

 اين بخش در آزمايشگاه سراميک واقع در محل کارخانه و توسط تکنسين‏ها‏ي با تجربه در اين کار انجام مي‏شود‏. براي اين کار ابتدا از بدنه توليدي موجود در کارخانه نمونه‏ها‏يي به همراه مشخصات و شرايط پخت به لعاب ساز تحويل شده و خواسته‏ها‏ي ويژه براي لعاب ساز تعريف مي‏شود‏. اين خواسته‏ها‏ معمولا مرتبط با کيفيت سطحي لعاب،‏ رنج عملکرد و بازه پخت لعاب،‏ رنگ پذيري لعاب با يک يا چند رنگ خاص،‏ پايداري لعاب در برابر شرايط خاص و يا اصلاح قسمتي از ويژگي‏ها‏ي لعاب در نمونه‏ها‏ي قبلي است. (‏مثل مقاومت در برابر خراش يا سايش و يا مقاومت در برابر عوامل خورنده مثل اسيد و موارد مشابه)‏

 مجموعه اطلاعاتي که به لعاب ساز تحويل مي‏شود‏ تحت عنوان ويژگيهاي مورد درخواست و نهايتا به ساده‏تر‏ين شکل ممکن يعني يک نمونه شاهد دسته بندي و فايل مي‏شود‏. زماني که لعابساز نمونه مورد درخواست را با خواص مشابهي تحويل داد،‏ ويژگيهاي آن با نمونه شاهد يا جدول ويژگيهاي لعاب درخواستي مقايسه شده و نسبت به تاييد يا رد آن نمونه اقدام خواهد شد. پس از تحويل نمونه به آزمايشگاه در مقياس نيم الي يک کيلوگرم و توسط لعاب ساز،‏ مجموعه تست‏ها‏ي زير روي آن نمونه انجام شده و نتايج در جدولي درج خواهد شد.

- تست کيفيت سطحي:‏ در اين آزمون نمونه لعاب در شرايط آزمايشگاهي بارگيري شده و به صورت دستي بر روي بيسکوييت اعمال مي‏شود‏.

 پس از انجام فرايند پخت نمونه‏ها‏ به صورت چشمي و در مقايسه با نمونه شاهد مورد بررسي قرار گرفته و کيفيت سطحي آن از نظر صافي سطح (‏حالت آيينه‏اي و رفلكس،‏ اگشل،‏‏ها‏مر افکت،‏ پوست پرتقالي)‏ ميزان پين‏هول و نرمي و زبري و... با نمونه شاهد مورد مقايسه قرار گرفته و نتايج آن ثبت مي‏شود‏.

- تست ضريب:‏ با توجه به اين که همواره اعلام ضريب انبساط لعاب ارسالي توسط لعاب سازان صورت مي‏گيرد،‏ ولي هميشه هنگام بررسي در کارخانجات کاشي اختلافاتي بين نتايج ارسال شده توسط لعابساز و تست‏ها‏ و اندازه گيري‏ها‏ي انجام شده در کارخانه به چشم ميخورد که براي رفع آن نسبت به مقايسه عملي لعاب جديد با نمونه قبلي توصيه مي‏شود‏.

 چون کار لعاب زني در آزمايشگاه صورت گرفته ولعاب توسط دست اعمال مي‏شود‏،‏احتمال بروز خطاي اعمال وزن لعاب و تفاوت دو نمونه با هم وجود دارد،‏لذا بايد اينکار توسط يک تکنسين زبده انجام شود که حتي الامکان کمترين خطا را داشته باشد. تاب نمونه به صورت کاملا مقايسه اي با نمونه شاهد مقايسه شده و نتايج گزارش مي‏شود‏. با توجه به استاندارد اعمال لعاب در صنعت كاشي – حدود 1 كيلو بازاي يك متر مربع - پيشنهاد مي‏شود‏ در خصوص وزن لعاب تلاش در خصوص شبيه سازي وزني لعاب در آزمايشگاه نسبت به شرايط واقعي توليدي نيز انجام شود. اين كار سبب مي‏شود‏ تا نمونه مورد آزمون را بتوان در انجام ساير تست‏ها‏ي مرتبط نيز معتبر دانست. شرط انجام اينكار ايجاد يك لايه كاملا صاف و يكنواخت روي سطح است كه كليه قسمت‏ها‏ي سطح را پوشانده و عيب سطحي در نمونه‏ها‏ي آزمايشي مشاهده نشود.

 شرايط ذکر شده روند جذب رطوبت بدنه را تسريع کرده و به عنوان شبيه‏سازي يک پروسه گذشت زمان به مدت معادل حدود سي سال عمل مي‏کند. يعني آن که اگر قرار باشد کاشي طي مدت سي سال دچار انبساط رطوبتي گردد،‏ زمان انجام اين فرايند در محفظه اتوکلاو به حدود 4 ساعت تقليل پيدا مي‏کند. زمان بندي انجام تست به اين گونه است که نمونه‏ها‏ پس از قرار گيري در دستگاه و آغاز تست در يک مدت معين - حدود يکساعت – به شرايط فشار 5 اتمسفر مي‏رسند‏. سپس در اين شرايط به مدت يکساعت توقف مي‏کنند‏‏ و بعد فرايند سرد شدن و خروج از دستگاه انجام خواهد شد که آن هم حدود يکساعت طول ميکشد. نمونه‏ها‏ي سرد شده يکساعت ديگر در محيط باقي ميمانند تا واکنش‏ها‏ي خود را به اتمام برسانند. سپس روي سطح لعاب خورده آنها جوهر (‏يا برم تيمول بلو)‏ ماليده مي‏شود‏. در صورت وجود ترک جوهر به داخل ترک‏ها‏ نفوذ کرده و به شکل يک خط رنگي کاملا مشخص مي‏شود‏.

 

 * با توجه به تجربه شخصي نگارنده, فرايند تکميل واکنش‏ها‏ در اتوکلاو داراي زمان کافي نيست.لذا در موارد محدود با توجه به اخذ نتيجه مثبت از تست اتوکلاو،‏ ترک ممکن است با يك تاخير 24 ساعته در محصولات ديده شود. براي اطمينان کامل از تکميل واکنش‏ها‏ روش مشابهي پيشنهاد مي‏شود‏.نمونه‏ها‏ي فوق الذکر جهت قرار گيري در دستگاه اتوکلاو قرار گرفته و اين بار به صورت سخت گيرانه نسبت به استاندارد مورد آزمون قرار ميگيرند. يعني زمان رسيدن به فشار ماکزيمم دو ساعت،‏ هفت اتمسفر فشار در زمان تست و دو ساعت توقف در اين فشار توصيه مي‏شود‏. در بهترين حالت پس از بررسي نمونه‏ها‏ي سرد شده،‏ بازبيني مجددي بعد از گذشت 24 ساعت صورت مي‏گيرد. اگر قرار باشد طي زمان با ترک اتوکلاو روي محصول مواجه شويم،‏ از اين روش تست نتيجه کار کاملا مشخص خواهد شد.

بال کلی

بال کلی

 

خاک صنعتی

خاک و سنگ نسوز

خاک نسوز چسبنده

مشخصات کیفی کائولن مورد مصرف هر صنعت به تبعیت از صفات مورد نظر محصول نهایی متغیر است. این تفاوت حتی در صنایع مشابه بعلت تغیرات شدید کیفی کائولن استخراجی و یا فرآوری شده معادن کاملاً‌مشهود است،

مشخصات کیفی کائولن مورد مصرف هر صنعت به تبعیت از صفات مورد نظر محصول نهایی متغیر است. این تفاوت حتی در صنایع مشابه بعلت تغیرات شدید کیفی کائولن استخراجی و یا فرآوری شده معادن کاملاً‌مشهود است، ویژگی صنعت، محدوده تغییرات مورد قبول را تعیین می‌نماید و فرمول سازی مواد مصرفی یکی از رایج‌ترین راه حل‌ها در اینگونه صنایع است.
مرغوبترین کائولن‌ها تا حدود 20 درصد ناخالصی را دارا می‌باشند که به منظور کاهش این ناخالصی‌ها بطرق مختلف فرآوری می‌گردد و در هر روش نوعی خاص از این ماده حاصل می‌شود و هر کدام مصرف ویژه خود را دارد که علاوه بر صفات خاص ژنتیکی، نوع فرآوری نیز محصول را از یکدیگر متمایز می‌نماید. کائولن کلسینه شده، کائولن شیته شده توسط آب، حرارت نخورده،‌پودر شده، دانه بندی شده و کائولن پر کننده و طبقه‌بندی‌های مختلف کائولن از نقطه نظر نوع فرآوری می‌باشند.
کائولن در صنایع مختلف به عنوان ماده اولیه اصلی و در برخی دیگر به عنوان ماده جنبی در کنار سایر مواد بکار می‌رود. قیمت مناسب و ویژگی‌های این ماده معدنی در هر صنعت جلوه‌های خاص خود را دارد.
دلیل کاربرد فراوان کائولن در صنعت، دارا بودن ویژگی های زیر است:
•پرکننده و پوشش دهنده مناسب
•از نظر شیمیایی در گستره وسیعی از تغییرات pH بدون تغییر باقی می ماند.
•به عنوان جذب کننده مناسب مرکب و رنگ ها.
•به عنوان سخت کننده در صنایع پتروشیمی.
•داشتن رنگ سفید که آن را به صورت ماده رنگی قابل استفاده می سازد.
•جلای خاص و قابلیت سفیدکنندگی.
•خواص کاتالیزوری.
•دارا بودن خاصیت پرکنندگی و پوششی بسیار خوب.
•نرم کننده سطح و غیرسایشی بودن آن.
•قابلیت اندک هدایت جریان الکتریسیته و گرما.
•ارزانی قیمت آن.
بیشترین مصارف کائولن در پر کننده، پوشش دهنده با جلای خاص و سفید کننده، منبسط کننده، ایجاد کننده مقاومت در مقابل سایش، رقیق کننده، سخت کننده در صنایع پتروشیمی، نرم کننده سطح و به عنوان کاتالیزور در صنایع مختلف،کاغذسازی، سرامیک، مرکب و رنگ سازی، دیرگداز، پلاستیک، لاستیک، دارویی، فایبرگلاس، صنایع نسوز، مصالح ساختمانی، حشره کش، جذب کننده، مواد پاک کننده، مواد غذایی، تهیه داروها، صنایع کشاورزی و تهیه کودهای شیمیایی است.
در ایران از این ماده معدنی در آجرهای شاموتی، پوشش داخلی کوره ها، دیگ های گرمایی و کاشی استفاده می شود.
حدود 50 درصد از کائولن در کاغذسازی به عنوان پرکننده و روکش (پوشش دهنده سطح)،20 درصد در صنایع سرامیک و دیرگداز، 10 درصد در لاستیک سازی به عنوان پرکننده و 20 درصد در رنگ سازی پلاستیک استفاده می شود.قدرت جذب مرکب و پوشش دهندگی خوب و پر کردن سطوح ناهموار کاغذ از خمیر سلولز و ایجاد شفافیت در کاغذاز مزایای استفاده از کائولن در صنعت کاغذسازی می‌باشد.
قیمت مناسب کائولن طی سال های اخیر سبب شده است تا صنایع مصرف کننده این محصول علاقه مند به استفاده از کائولن شوند. کائولن یا خاک چینی به رنگ سفید بیشترین کاربرد را در تولید چینی و سرامیک دارد.

سنگ کائولن برحسب نوع پیوندهایش به دو گروه پیوند نرم و سخت طبقه بندی می شود:
مصارف سنگ کائولن با پیوند نرم عمدتاً در صنایع کاشی، چینی و سرامیک سازی است.
مصارف سنگ کائولن با پیوند سخت در صنایع لاستیک سازی و کاغذ سازی می باشد.
رنگدانه:
کائولن که به عنوان رنگدانه مورد استفاده قرار می‌گیرد به نوع پرکننده و پوشش کاغذ تقسیم می‌شود که این تقسیم‌بندی براساس درخشندگی، اندازة ذرات و ویسکوزیته آن است. کائولن کانی پرکنندة ارزان، سفید یا نزدیک به سفید است که در یک دامنه وسیع از PH خنثی است. غیر ساینده و اندازه ذرات کوچک ولی فابل کنترل، هدایت گرمایی و الکتریکی کم و درخشندگی خوب است، در کاغذ، پلاستیک، رنگ، لاستیک، چسب، بتونه و... کاربرد دارد.
ترکیب شیمیایی آن بحرانی نیست به جز اینکه در رنگ تاثیر می‌گذارد، همچنین جذب روغن یا نفت آن بویژه برای رنگ یا لاستیک مهم است. خواص فوق به همراه شکل دانه‌ها، ویسکوزیته و PH به آن اجازه می‌دهد تا به‌عنوان رنگدانة پوششی کاغذ بکار رود. درخشندگی، صافی و پذیرش جوهر در کاغذهای چاپ و نوشتاری، هنری و... از خواص آن است.
در پلاستیک، کائولن برای ایجاد سطح صاف، پایداری در جهات مختلف و مقاوت در برابر مواد شیمیایی مصرف می‌شود (PVC، پلی‌استر ترموپلاستیک، نایلون و...).
کاغذسازی :
استفاده از کائولن در کاغذسازی باعث نرمی کاغذ خواهد شد و جذب جوهر، درخشندگی، ارزانی و پوشش مناسب از دیگر مزیت های استفاده از کائولن در صنایع کاغذسازی است.
کاغذ حتی اگر خلل وناهمواری های بین الیاف سلولزی آن بوسیله پر کننده معدنی پر شده باشد به منظور استفاده در فرآیندهای کارهای چاپی مدرن، تا زمانی که پوشش سطح را نداشته باشد مناسب نیست. استفاده از پر کننده در خمیر کاغذ بخشی از شکاف ها و درزهای بین الیاف سلولز را پر کرده، لذا بسیاری از نقاط ریز مرکب چاپ در این نقاط بدرستی قرار نگرفته و کیفیت کار چاپ کاهش می‌یابد. پوشش سطحی در روی کاغذ بعث نرمی، جلاء و قدرت جذب مرکب چاپ می‌شود. پوشش مناسب باعث افزایش کاربرد کاغذ می‌گردد.
کائولن به سرعت در آب (حتی در آبهای سخت) پراکنده شده و به وسیله ماشین‌های مدرن پوشش دهنده، پوشش نازک به کاغذ داده می‌شود. کائولن پوششی مناسب برای کاغذهای پرجلا، کاغذهای سبک با پوشش LWC و کاغذهای مناسب گراور به روش غلتگی (افست) می‌باشد.
در صنعت تولید کاغذ،کائولن مورد استفاده باید به سرعت در آب معلق گردد. اندازه ذرات و دانه‌بندی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. درجه روانی (ویسکوزیته) و درصد ذرات با ابعاد کمتر از 2 میکرون دارای اهمیت بیشتر هستند.
کائولن پوششی درجه یک 92 درصد ذرات آن کمتر از 2 میکرون و درخشندگی آن حداقل 87 درصد است. کائولن پوششی درجه دو 80 درصد ذرات آن کمتر از 2 میکرون ودرخشندگی آن حداقل 5/85 درصد می‌باشد.
بطور خلاصه می‌توان خواص زیر را برای کائولن جهت مصرف در صنایع کاغذسازی در نظر گرفت:
الف ـ شفافیت: حداقل شفافیت برای مصرف کائولن بعنوان پر کننده 80 درصد و برای رس بعنوان پوشش 85 درصداست که این عمل در مقایسه با استاندارد شفافیت مشخص می‌شود.
ب ـ اندازه ذرات: دقیق‌ترین روش برای تعیین اندازه ذرات و پراکندگی آنها به اصل استوک استوار است بعبارت دیگر از روی سرعت ته‌نشین شدن در سیال قطر ذرات کنترل می‌شود. تعیین اندازه ذرات از روی زمان نشست آنها انجام می‌گردد.
ج ـ ویسکوزیته: درجه روانی کائولن در پوشش اکغذ بسیار مهم است. در صنایع کائولن دو آزمایش ویسکوزیته انجام می‌گردد که عبارتند از HSV و LSV،‌که برای تعیین این دو مورد به ترتیب از ویسکازیمترهای هرکولس و فیلد براک استفاده می‌شود.
د ـ باقیمانده سرند: 325 مش بعنوان مواد ساینده یا باقیمانده سرند مصطلح می‌باشد. طریقه عملی بدین صورت است که 100 گرم نمونه را کوبیده و خوب مخلوط نموده توسط مواد شیمیایی پراکنده می نمایند. سپس وزین درصد مواد جامد را در مخلوط اندازه‌گیری نموده،‌ مجموع باقیمانده روی سرند را وزن کرده و درصد آن را محاسبه می‌نمایند.
رنگ سازی :
استفاده از کائولن در رنگ سازی پلاستیک سبب کنترل ویسکوزیته می شود. 10 % کائولن در رنگ سازی مورد مصرف دارد و باعث بالا رفتن قدرت پوشش‌دهی، روان کنندگی و پخش‌کردن رنگ می‌شود. در رنگ سازی از کائولن مرغوب و خالص به صورت ماده رنگی و پرکننده بهره می گیرند. در رنگ‌هایی که با آب شسته می‌شِوند نیز انواع کائولن درشت‌دانه نوع مات و انواع کائولن ریزدانه نوع شیشه‌ای را ایجاد می‌کنند.
جایگاه صنعت رنگ سازی در مصرف کائولن، همچون صنعت لاستیک سازی در طی سالیان اخیر بوده است. افزایش رقابت بین کربنات کلسیم و کائولن، باعث کاهش سهم مصرف کائولن بعنوان پر کننده در صنعت رنگ سازی بوده است. بیشترین میزان رشد مصرف کائولن در صنعت رنگ سازی در کشورهای ایالات متحده امریکا و اروپا بوده که حدود دو درصد در سال برآورد گردیده است. پیش بینی می‌شود که بطور کلی و در آینده نزدیک میزان رشد مصرف کائولن در این صنعت، یک درصد باشد. البته در صورت وجود رشد اقتصادی در کشورهای آسیائی همچون گذشته، این رشد به 5/1 درصد خواهد رسید.
مصرف کائولن در صنایع رنگ سازی در ایالات متحده امریکا از 228 هزار تن در سال 1991 به 329 هزار تن در سال 1997 رسید و در سال 1998 به 268 هزار تن کاهش یافت. از آنجایی که تولید رنگ در ایالات متحده امریکا حدود 30 درصد از کل تولید جهانی است. بنابراین مصرف کائولن در صنایع رنگسازی در جهان در سال 1998 معادل 840 هزار تن برآورد گردیده است.
اصولاً‌ کائولن بعنوان یک بسط دهنده و ماده اصلی رنگ سفید بصورت جایگزین اکسید تیتانیوم در تولید رنگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. کائولن کلسینه شده اصلی‌ترین کائولن بکار برده شده در صنایع رنگسازی است روشن بودن رنگ ضمن ناشفاف بودن،‌از خصوصیات کائولن مصرفی در صنایع رنگ سازی است و مشابهت خاصی با کائولن مصرفی در صنایع کاغذ دارد. سطوح صاف کائولینیت، بویژه در صنایع رنگ سازی با آرایشی خاص بر روی یکدیگر قرار گرفته که موجب استقامت ورقه رنگ شده و به آن عمر طولانی می‌دهد. بزرگترین تقاضا برای کائولن در صنعت رنگ، ساخت رنگ های مات داخلی ساختمان است. اداره استانداردهای ایالات متحده امریکا توصیه نموده که برای رنگ های خانگی حداقل 20 درصد نسبت از کائولن استفاده گردد.
معمولاً‌ تا 10 درصد وزنی رنگ های براق را می‌توان کائولن اضافه نمود. کائولنی که در رنگ سازی مصرف می‌گردد باید از نظر رنگ روشن و از حداقل ناخالصی برخوردار باشد. ضریب تعلیق بالایی در آب داشته و نمک های محلول آن پایین باشد. از نظر درخشندگی بین 90-80 درصد و ذرات آن 80-70 درصد زیر 2 میکرون باشد.
لاستیک سازی :
در صنعت لاستیک سازی نیز کائولن را به عنوان ماده پرکننده به کار می برند. کائولن مقاومت در برابر سایش و صلبیت آن را افزایش می‌دهد.از کائولن خالص و نرم در لاستیک های نرم نظیر کاشی های لاستیکی و کائولن ناخالص در تهیه در لاستیک های سخت نظیر پاشنه و کف در کفش ها و لاستیک خودرو ها استفاده می شود.
مصرف کائولن در صنایع لاستیک‌سازی در سال 1998 معادل 08/1 میلیون تن بوده است. در طی سالهای 1990 الی 1998 مصرف جهانی لاستیک از 02/5 میلیون تن در سال 1991 به 61/6 میلیون تن در سال 1998 رسید و این نشاندهنده رشد متوسط سالیانه 9/3 درصد در طی دهه 90 میلادی بوده است. بر اساس گزارش راسکیل رشد سالیانه 1 درصد برای آینده‌ای نه چندان دور جهت مصرف کائولن در این صنعت پیش‌بینی می‌شود. مصرف کائولن در صنایع پلاستیک‌سازی موجب کاهش قیمت لاستیک می‌گردد. چون کائولن از لاستیک طبیعی و یا الاستومر بسیار ارزانتر است. کائولن مصرفی در صنایع لاستیک از نوع کائولن مرغوب نمی‌باشد. در ایالات متحده امریکا، کائولن مصرفی در این صنعت از نوع تغلیظ شده بوسیله هوا می‌باشد. در صنایعی که ذرات درشت مزاحم است مانند صنایع لاستیک که بوسیله اکستروژن شکل داده می‌شوند. از کائولن کلسینه شده هم در صنایع لاستیک سازی بعنوان پوشش استفاده می‌گردد. از خصوصیات عمده کائولن مصرف در صنعت لاستیک سازی این است که 5/99 درصدذرات باید زیر 44 میکرون باشند.
سرامیک‌سازی:
20 % کائولن به عنوان یکی از مواد اولیه و اساسی در صنایع کاشی، چینی و سرامیک‌سازی است. کائولن از انواع نسوزهای آلومینیایی است که میزان Al2O3 در آنها بسته به نوع آنها متغیر است. انواع کم آلومینا کائولن تکلیس‌شده، فلینت (45-35%) و انواع پرآلومینا مانند آندالوزیت، کیانیت و سیلیمانیت (60-40%). قدیمی‌ترین وشاید متداول ترین روش کاربرد کائولن در صنعت، استفاده از این کانه در ساخت انواع محصولات سرامیکی می‌باشد. گل چینی بیش از چهار هزار سال است که در ساخت سرامیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. درصنعت سرامیک سازی از مجموعه روش‌های فرمول سازی مواد،‌ شکل دادن و روش‌های حرارت دادن و پخت استفاده می‌شود.بنابراین دامنه تغییرات نوع کائولن مصرفی وسیع می‌باشد بعبارت دیگر نوع محصول و روش تولیدنوع کائولن را تعیین می‌نماید.
کائولن بدلیل ترکیب خاص شیمیایی در صنعت سرامیک مورد استفاده قرار می‌گیرد در مقابل حرارت حالت شیشه‌ای آن تغییر نمی‌کند و درخشندگی و شفافیت خاصی در محصول ایجاد می‌نماید. در تهیه سرامیک مهمترین عامل نسبت اختلاط کائولن، سیلیس و کمک ذوب (Flux) در بدنه سرامیک‌ها می‌باشد. ویژگی کائولن مصرفی در صنعت سرامیک عموماً مربوط به ناخالصی‌های زیان‌آور موجود در آن است که باعث تغییر رنگ محصول بعد از پخت می‌گردد. مهمترین و مضرترین ناخالصی‌ها اکسید آهن می‌باشد. از دیگر عناصر مضر می‌توان از مس، کروم و منگنز نام برد. این مشکل زمانی نمود پیدا می‌شودکه این مواد بصورت ریزدانه در رس قرار گرفته باشند، در اینصورت بصورت بدنه محصول پس از پخت ظاهر گردیده و در پخت بیسکویت چنانچه مقدار اکسیژن کوره پایین بیاید. اطراف لکه حفره‌هایی بوجود می‌آید. مقدار 3O2Fe مجاز در سرامیک بین 6/0 تا 7/0 درصداست. اکسید آهن در کائولن جهت ساخت پرسلان باید کمتر از 5/0 درصد باشد زیرا تیتانیوم با آهن در بدنه سرامیک عکس‌العمل نشان می‌دهد و موجب کاهش شفافیت می‌گردد.درجه آلکالی بودن اثر خاصی بر روی شیشه‌ای بودن محصول دارد،‌زیرا بدنه سرامیک را متخلخل می‌نماید. کائولنی که در پرسلان بکار می‌رود پتاس آن باید کمتر از 5/1 درصد و مقدار تیتانیوم و سیلیس آن حداقل باشد.
وجود بعضی از کانی‌ها در کائولن مضر است،‌رس‌های طبیعی متورم کننده مانند مونت موریونیت که آب را در شبکه خود نگهداری می‌نمایند در روانی و شکل‌گیری قالب اثر می‌گذارد.در صنعت سرامیک کائولن ریز دانه ترجیح داده می‌شود. زیرا ریزدانه بودن موجب افزایش پلاستیسیته و افزایش مقاومت بدنه خام می‌گردد. انتخاب نوع دانه بندی بسیار مهم است، اگر چه ریز و نرمه بودن کائولن درجه ریخته‌گری را کاهش می‌دهد ولی در طول پخت موجب انقباض می‌گردد. به منظور استفاده کائولن در صنایع سرامیک سازی، آزمایشات مدول شکست، میزان شکل پذیری، رنگ پس از حرارت و انقباض در طول حرارت، میزان قالب پذیری و تعیین ویسکوزیته بر روی کائولن انجام می‌پذیرد.
نسوز:
کائولن کانی است که مصرف گسترده‌ای در صنایع نسوز دارد.این کانی حاوی 20 تا 9/45 درصد آلومینا (3O2Al) بوده و همین امر استفاده آن را در صنایع نسوز امکان‌پذیر می‌سازد.
نسوزها موادی هستند که در مقابل حرارت مقاوم بوده و ترکیب شیمیایی، شکل ظاهری و خواص مکانیکی آنها تغییر نمی‌کند. کائولن و خاک های کائولن دار کاربردهای وسیعی بعنوان نسوز دارند و مهمترین بازار استفاده آن در صنایع آهن و فولاد است،‌لیکن مصرف رس صنعتی بعنوان نسوز بعلت دسترسی آسان و قیمت مناسب نیز بسیار گسترده می‌باشد. میزان مصرف کائولن در صنایع نسوز در سال 1999 حدود 4 میلیون تن بوده است. صنایع شیشه سازی نیز از دیگر صنایع مهم مصرف کننده کائولن بعنوان نسوز می‌باشد.
میزان مصرف کائولن در صنایع نسوز در ایالات متحده آمریکا از دهه 1980 تقریباً‌ثابت بوده و مقدار آن بین 8/0 میلیون تن در سال 1980 تا 2 /1 میلیون تن در سال 1998 در حال تغییر بوده است.

پلاستیک :
مصرف کائولن در صنایع پلاستیک‌سازی در سال 1999 معادل 135 هزار تن بوده است. صنایع پلاستیک ایالات متحده امریکا در طی سالهای 1995 تا 1998 بی 36 الی 40 هزار تن کائولن مصرف نموده است. این نشان دهنده این امر است که مصرف کائولن در این صنعت در طی این دوره تقریباً‌ ثابت و کمتر دستخوش تغییرات بوده است.
مصرف کائولن در صنایع پلاستیک‌ساز ی کاملاً شبیه مصرف در صنایع لاستیک است و نقش کائولن بعنوان پرکننده و بسط دهنده می‌باشد. کائولن در این صنعت با دیگر مواد خام به رقابت پرداخته است. با افزایش قیمت نفت در دهه 1970، بازار مصرف کائولن و سایر پر کننده‌ها گسترش چشمگیری یافت و با استفاده از پر کننده‌های ارزان قیمت نظیر کائولن، در مصرف رزین‌های گران قیمت صرفه‌جویی شد.
کائولن بعنوان بسط دهنده ارزان قیمت در صنعت ساخت PVC (پلی وینیک کلراید) نیز مصرف می‌گردد. کائولن همچنین در ساخت نایلون، پلی‌استر و سایر پلاستیک‌ها، تهیه رنگینه‌ها (بجای رنگی اکسید تیتانیوم) نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد شیمیایی:
کائولن دارای آلومینا و سیلیکا است (افزودنی سیمان، تولید زئولیت و سولفات آلومینیوم، تولید فایبرگلاس، کاتالیزور و عمل کننده‌های کاتالیزور، ظروف دارویی، حشره‌کش‌ها، غذای حیوانات).
یکی از پرارزش‌ترین مصارف کائولن، ‌مصرف در صنایع شیمیایی و بویژه بعنوان کاتالیزور می‌باشد. در ایالات متحده امریکا حدود 5 درصد کل مصرف کائولن در این زمینه صورت می‌پذیرد. خصوصیات کائولن مصرفی محدود به شرکت‌هایی می‌شود که از تکنولوژی خاص و پیشرفته برخوردار هستند و از مصارف عمده کائولن، استفاده بعنوان کاتالیزوز FCC در صنایع نفت و ساخت زئولیت مصنوعی است. ترکیبات آلومینیوم از جمله سولفات آلومینیوم که در صنعت کاغذ سازی و در تصفیه آب مصرف عمده دارند، از دیگر مصارف عمده کائولن در این بخش می‌باشد.
اصولاً مصرف کائولن در کاتالیست‌ها در ایالات متحده امریکا،‌کشورهای اروپای غربی و برخی از کشورهای آسیایی از قبیل ژاپن، کره جنوبی صورت می‌گیرد. میزان مصرف کائولن در کاتالیست‌ها در سال 1997 توسط ایالات متحده امریکا بالغ بر 227 هزار تن بوده است که در سال 1998 با کمی کاهش به 200 هزار تن رسیده است.
داروسازی :
کائولن در صنعت داروسازی با ترکیب سیلیکات آلومینیوم آبدار شناخته شده است. این کانی در تهیه داروهای ضداسهال کاربرد دارد که این داروها هر 4 ساعت یک بار و به مقدار 2 تا 6 گرم مصرف می شود. از کائولن برای تهیه پمادهای مسکن درد، کاهش دردهای التهابی و معالجه بیماری های معده و روده استفاده می شود.
داروهای مرکب از کائولن عبارتست از : شربت کائولن پکتن، شربت کائولن کودکان، شربت کائولن و مرفین، شربت کائولن و پماد کائولن می باشد.
داروهای حاوی کائولن ممکن است عوارض جانبی از قبیل : حساسیت مفرط با علائم سقوط فشار خون، کهیر، تب، درد مفاصل، تاول های سرخک مانند، ناراحتی های گوارشی، تهوع، سردرد داشته باشد و با قطع دارو از بین برود.
مصالح ساختمانی :
کائولن در ساخت انواع مصالح ساختمانی بکار می‌رود. در برخی از این مصالح بعنوان ماده اصلی و در برخی بعنوان ماده کم اهمیت‌تر صرف می‌گردد. عموماً‌در این صنایع از کائولن نامرغوب استفاده می‌شود. از موارد مصرف کائولن در ساختمان سازی می‌توان از ساخت آجر، آجرنما، اتصالات لوله ساخته شده (از انواع رس‌ها) کاشی کف و دیواری، محصولات بهداشتی، پوشش سقف و استفاده در نمای ساختمانها نام برد. همچنین از کائولن در ساخت بعضی از آسفالت‌ها و موزائیک سقفی و نوعی کف پوش بنام لینولیوم، ساخت سیمان های سفید استفاده می‌گردد ولیکن در ساخت سیمان معمولی کاربردی ندارد.
کائولن بعنوان پر کننده و افزایش دهنده مقاومت مکانیکی در صنایع فیبر شیشه، پشم سنگ و سایر تولیدات عایق کننده بکار می‌رود. حجم کمی از کائولن نیز بعنوان پر کننده و تقویت کننده در صنایع دیوارهای پیش ساخته گچی و سایر تولیدات پیش یاخته بکار می‌رود.
استانداردها:
بهترین کائولن‌ها 20 درصدناخالصی دارند. از این رو باید کائولن را تغلیظ کرد و مواد قلیائی (O2Na + O2K + CaO) آن را به کمتر از 5/1 درصد رسانید.
وجود عدسی های آهن‌دار و سنگهای ولکانیک آندزیتی تا بازالتی و فلدسپات های دگرسان نشده باعث پائین آمدن کیفیت کائولن می‌شود. سولفات کلسیم (گچ) نقطه ذوب کائولن را پائین می‌آورد.
حداکثر انقباض کائولن 12 درصد است و برای بالا بردن آن می‌توان به آن مونت موریونیت افزود. کائولن مصرفی در کاشی‌سازی، در روند گامه‌های گوناگون شکل دادن و گرم کردن، ‌شکل‌پذری و تحمل حرارت، نباید با از دست دادن آب نقصان حجم پیدا کند،‌در غیر اینصورت برای این گونه صنایع کار آمد نیست. این پدیده که بعنوان چروک خوردن همراه با ایجاد ترک (Sherinkage) نام دارد، در صنایع کاشی‌سازی از اهمیتی ویژه برخوردار است.
کائولن مصرفی در صنعت باید دارای مشخصات عمومی زیر باشد :
1- درصد آلومین (3O2Al) آن بایستی از 30 درصد به بالا باشد تا مرغوبیت پیدا کند.
2- میزان اکسیدهای آهن (3O2Fe) نباید از 1 درصد بیشتر باشد.
3- میزان اکسید تیتانیوم (2TiO) باید به 2/0 درصد کاهش یابد.
4- جمع اکسیدهای قلیایی نباید از 2 درصد فراتر باشد.
5- حداکثر میزان CaO، 2/0 درصد و MgO، 3/0 درصد باشد.
6- افزایش میزان کائولینیت نسبت به سایر کانیهای موجود باعث مرغوبیت کائولن می‌شود. بطور معمول درصد این ماده خاکی باید از 70 درصد بیشتر باشد.
7- دیرگذاری کائولن باید در حدود 1700 درجه سانتیگراد باشد.
8- مدل گسیختگی(Modulus of Rupture)آن می بایست بیش از 2kg/cm 10 باشد.
اگر کائولن آنقدر گرما بپذیرد تا پیوندش بشکند، 3O2Al،2SiO بدست خواهد آمد که به آن مولیت و شاموت گویند (فرآورده‌ای که در تولید آجر نسوز بکار می‌رود).
نقطه گداز بالا،‌ظرفیت کم آب و پایداری در برابر دمای بالا سبب می‌شود تا کائولن ماده‌ای مهم در بین خاکهای رس نسوز بشمار آید. کائولن در صنایع چینی و سرامیک‌سازی به کنترل خواص شکل‌پذیری ماده خام کمک می‌کند و استحکام فرآورده را در برابر دما و گرما و خشکی بالا می‌برد و به صیقل‌پذیری سطح پوشیده شده کمک می‌کند.
کائولن مطلوب برای پوشش کاغذ باید سفید باشد و در آب به سرعت معلق شود. درجه غلظت پائین داشته باشد و دارای دانه‌بندی ریزی باشد. مقدار کوارتز کائولن باید کم باشد تا فرسایش ماشین‌آلات را کاهش دهد. کائولن شسته شده مرغوب بیشتر خواص بالا را دارد. یک راه ارزشیابی کائولن مرغوب در پوشش کاغذ، شفافیت آن است.
کائولن در لاستیک‌سازی وقتی به اندازه کمتر از 18 درصد حجم بکار گرفته شود قدرت کشش لاستیک را بالا می‌برد و درجه از هم پاشیدن آن را کم می‌کند.
کیفیت مطلوب در کائولن مورد مصرف در صنعت سرامیک، درخشندگی خوب بعد از پخته شدن، مقاومت و شکل‌پذیری و درجه غلظت است.
رنگ سفید،خاصیت پوشش خوب، نرم بودن، نداشتن ویژگی سایندگی،‌ ضریب هدایت حرارتی و الکتریکی پایین و قیمت به نسبت ارزان محسنات کائولن است.
صنعت کاغذ:
50 % کائولن در صنعت کاغذ سازی استفاده می شود که در آن کائولن به اندازه ریز (90% ذرات کوچکتر از 2 میکرومتر) و درشت (50% کوچکتر از 2 میکرومتر) تقسیم شده و می‌بایست رس‌های با ویسکوزیته کم مورد استفاده قرار گیرند. در صنعت کاغذ سازی کائولن به عنوان ماده پرکننده و روکش استفاده می شود. درخشندگی بر اساس استاندارد متغیر است، محتوی باکتری و قارچ محلول آن می‌بایست به دقت کنترل شود.
با کاربری پرکننده:
کائولینیت بیشتر از 90%، Fe2O3 و TiO2 کمتر از 1%، کوارتز ساینده کم (2-1%)، درخشندگی بالای 80%، اندازه ذرات 50 تا 70% زیر 2 میکرومتر.
با کاربری در پوشاننده‌ها:
کائولینیت 100-90%، Fe2O3 کم (8/1-5/0%)، تقریبا بدون کوارتز ساینده، درخشندگی 85%، اندازه ذرات 80 تا 100% آنها کمتر از 2 میکرومتر، ویسکوزیته بروک‌فیلد کمتر از cpe 7000، خواص رئولوژیکی نقش مهمی دارند، می‌بایست توانایی پخش در آب و تشکیل یک مایع آبکی با ویسکوزیته کم را داشته باشد.
با کاربری درسرامیک:
85-75% کائولینیت تولید شده در صنایع سرامیک به مصرف می رسد، چراکه دیگر کانی‌ها در رنگ، ویسکوزیته و سایندگی تاثیر می‌گذارند. کائولن مورد استفاده در چینی استخوانی می‌بایست درخشندگی 91-83% در دمای 1180C و کمتر از9/0% Fe2O3 داشته باشد. اندازه دانه در مقاومت و سختی موثر است، لذا انواع ریزتر برای چینی استخوانی، حدواسط برای ظروف سفالی و انواع درشت برای سرویس بهداشتی کاربرد دارد.
باکاربری نسوز:
انواع نسوز کائولینیت باید تا دمای 1500 C صلابت خود را حفظ کند، برپایه مناسب بودن و درجه آن به 4 دسته تقسیم می‌شوند. آزمایشات مختلفی برای سنجش درجه نسوزی و مقاومت دربرابر حرارت، فرسایش و تخلخل آن انجام می‌شود. رس‌های مورد استفاده در نسوز ممکن است براساس مقدار Al2O3 تقسیم‌بندی شوند که نوع کم آهن و کم‌آلکالی ارجحیت دارد.
درفایبرگلاس:
به عنوان منشاء Al2O3 و SiO2 شناخته می‌شود، در حالت معمول 37% Al2O3 و 44% SiO2 با حداکثر 1% Fe2O3، 2% Na2O و 1% آب.
مواد آرایشی:
حداکثر 2 ppm آرسنیک، 20 ppm فلزات سنگین، 250 ppm کلریدها، 15% وزنی نقصان در اثرحرارت دادن، PH 5/0 ± 5/7.
بازیافت:
بازیافت روزافزون کاغذ بیش از هرچیز در بازار خمیره کاغذ موثر است تا در بازار انواع کانی‌های پرکننده یا پوشاننده. بعلاوه بیشتر کاغذ بازیافت شده در چاپ روزنامه مصرف شده که هرچند کم به کائولن نیازمند است.
بعد از بازیافت کاغذ، هرکانی پرکننده آن یا رنگدانه پوششی به‌ صورت یک مایع مخلوط جداشده که درحال حاضر دفع می‌شود. بنابراین در حال حاضر چنین کاغذی وقتی بازیافت می‌شود برای کاربردهای مجدد به کائولن تازه محتاج است. فایبرگلاس به مقدار کمی بازیافت می‌شود. سفال‌های شکسته در موارد محدودی مصرف می‌شوند و نسوزها برای چند مرتبه بازیافت می‌شوند که در استفاده مجدد، ساخت نسوزهای رسی در نظر نیست.
جایگزین‌ها:
کائولن دارای خواصی چون دارا بودن خاصیت پوششی بسیار خوب، داشتن رنگ سفید،ثابت بودن خواص فیزیکی با تغییرات PH، کم بودن قابلیت هدایت گرمایی و الکتریکی، نرم بودن و ساینده بودن و ارزانی قیمت می‌باشد. این ویژگیها باعث شده است که از نظر کانی و یا ترکیبات جایگزینی برای این ماده معدنی در صنعت دچار محدودیت شویم.
جایگزینی ترکیبات دیگر به جای کائولن نیاز به مطالعات وسیعی در زمینه‌های خواص کاربردی و شاخص‌های اقتصادی دارد. این مطالعات باید به صورت موردی در بخش‌های مختلف صنعت صورت پذیرد.
رنگ سازی
کائولن اصولاً بعنوان یک رنگدانه،‌با رنگ سفید که به طور جزئی جایگزین دی‌اکسید تیتانیم می‌شود، در رنگ‌ها بکار می‌رود. کائولن همچنین پایداری رنگها را افزایش می‌دهد زیرا ذرات پهن کائولن تمایل به همپوشانی دارند و بدین ترتیب پوسته رنگ تقویت می‌شود. در این نقش کائولن با میکا، تالک و دیگر کانیهای سیلیکاتی رقابت می‌کند.
ماده ضد بلوکه‌شدن:
دیاتومیت، سیلیس‌ته‌نشستی، تالک.
جذب‌کننده، حمل کننده:
آتاپولگیت، بنتونیت، دیاتومیت، پیت، پومیس، پیروفیلیت، سپیولیت، تالک، ورمیکولیت، زئولیت.
سرامیک:
فایبرگلاس، مشابه‌های پلاستیکی.
پرکننده و پوشش دهنده
کائولن عموماً‌بعنوان بهترین کانی پرکننده و پوشش دهنده در دسترس برای کاغذ شناخته شده و در آینده نیز چنین پیش‌بینی می‌شود.
کربنات کلسیم در صنعت کاغذسازی رقیب کائولن بوده و کانیهای گروه تالک نیز اگر مشخصات فنی لازم را داشته باشند، ممکن است جانشین کائولن گردند.
در تولید سموم دفع آفات، کائولن به عنوان یک حامل و پر کننده معدنی برای سم به کار گرفته می‌شود. به جز کائولن مناسبترین پرکنندگان معدنی که بعنوان حامل و رقیق کننده استفاده می‌شوند عبارتند از دولومیت، فولرزارت، تالک، ژیپس، آهک،‌پرلیت و پیروفیلیت.
تری‌هیدرات‌آلومینیم، باریت، کربنات کلسیم، فلدسپار، میکا، نفلین‌سینیت، پرلیت، پیروفیلیت، تالک، سیلیس میکروکریستالین، پودر سیلیس و سیلیس سنتز‌شده، ولاستونیت.
ریخته‌گری:
بوکسیت و آلومینا، کرومیت، الیوین، پرلیت، پیروفیلیت، ماسه‌سلیسی، ورمیکولیت، زیرکن.
نسوز:
آندالوزیت، بوکسیت، کرومیت، کیانیت، دولومیت، گرافیت، منیزیت، الیوین، پیروفیلیت، سیلیس، سیلیمانیت، زیرکن.
اصلاح خاک:
بنتونیت، دیاتومیت، ژیپس، پرلیت، ورمیکولیت، زئولیت.
پلاستیک
در پلاستیکها کاربرد اصلی کائولن در پر کردن PVC،‌ نایلون ها و پلی‌استرهاست که رقبای عمده‌اش کربنات کلسیم و کانیهای سیلیکاتی هستند.
از نظر مصرف کائولن، رتبه اول را کاغذسازی و بعد از آن سرامیک سازی، صنعت دیرگدازها و لاستیک‌سازی رتبه‌های دوم تا چهارم را در جهان به خود اختصاص داده اند.
بزرگترین صنعت مصرف کننده کائولن در این سال، صنعت کاغذسازی بوده است بطوری که 45 دصد کائولن مصرفی، در این صنعت مورد استفاده قرار گرفته است. اصولاً بزرگترین مناطق تولید کننده کاغذ در جهان، عمده‌ترین مصرف کننده کائولن در جهان هستند (مناطق امریکای شمالی و اروپای غربی) در آسیا از دیرباز در صنایع سرامیک‌سازی مصرف شده است و این در حالیست که مصرف این کانه در صنعت کاغذسازی در این قاره با افزایش کارخانه‌های سازنده انواع کاغذ و تغییرات در تکنولوژی ساخت در حال افزایش می‌باشد. صنعت کاغذسازی، بزرگترین مصرف کننده این کانه در ایالات متحده آمریکا، ژاپن و آلمان بوده است، در حالیکه در کره جنوبی و تایوان صنعت سرامیک سازی، بعنوان بازار اصلی مصرف این کانه اعلام گردیده است.
بزرگترین مصرف کننده کائولن در سال 1998، ایالات متحده امریکا با 05/7 میلیون تن بوده است. از دیگر کشورهای مهم مصرف کننده کائولن در این سال می‌توان از کره جنوبی با 4/2 میلیون تن، ژاپن با 5/1 میلیون تن، تایوان با 1 میلیون تن را نام برد. مصرف کننده عمده دیگر کشور آلمان است که میزان مصرف ظاهری آن در سال 1997 معادل 4/2 میلیون تن بوده است.
حدود سه درصد از مصارف نهائی کائولن در سال 1999 در صنعت رنگسازی بوده است. در این صنعت از خصوصیات ویژه کائولن در زمینه سهولت در پخش معلق ماندن، قدرت کنترل ویسکوزیته و رنگ سفید آن استفاده می‌شود.
در صنایع لاستیک‌سازی در طی سال 1999 معادل 4 درصد مصرف جهانی (08/1 میلیون تن) کائولن مورد استفاده قرار گرفته است. کائولن مورد استفاده در این صنعت عمدتاً از نوع بسیار نرم و در لاسیتک‌های سخت نظیر پاشنه کفش و پوشش کابل از نوع کائولن با دانه‌بندی درشت‌تر از 2 میکرون است.
در صنایع پلاستیک کائولن جانشین پلی‌مرهای گران قیمت شده و موجب ارزانی محصول گردیده است. مصرف نهائی در این صنعت طی سال 1999 معادل 5/0 درصد مصرف جهانی و برابر با 135 هزار تن بوده است. بعد از صنعت کاغذسازی و مصارف کاربردی کائولن بعنوان پرکننده، بزرگترین مصرف کننده کائولن صنایه ساختمانی می‌باشند. 12 درصد کائولن مصرفی در سال 1999 بعنوان ماده اصلی دریک طیف گسترده صنایع ساختمانی بکار رفته است. این طیف شامل صنایع آجر،‌سیمان،‌فایبرگلاس، پوشش‌های سقف و دیوارهای گچی می‌باشد.
صنعت سرامیک‌سازی در بین مصرف کنندگان کائولن مقام دوم را بخود اختصاص داده است. حدود 16 درصد مصرف نهائی کائولن جهان درسال 1999 مربوط به این صنعت بوده است.
صنعت دیر گدازها از دیگر مصرف کننده عمده کائولن در سال 1999 بوده است. میزان مصرف کائولن در این صنعت در این سال معادل 4050 هزار تن بوده است.
مصرف کائولن بعنوان کاتالیزور در صنایع مختلف و دیگر صنایع منجمله صنایع شیمیایی و داروئی از دیگر مصارف این کانه در جهان در سال 1999 بوده که معادل 3 درصد مصرف جهانی را شامل می‌شده است.
کائولن در تهیه نوارهای مغناطیسی به منظور افزایش کیفیت و جلوگیری از ورم و چروکیدگی، در داروها بعنوان پرکننده و در تولید حشره‌کش‌ها بعنوان حامی سم، در صنایع بهداشتی و آرایشی بعنوان پاک کننده و پر کننده و در صنایع گچ بعنوان کنترل زمان گیرایش گچ کاربرد دارد.
یکی از مصرف کائولن که اخیراً‌ بر روی آن کار شده و هنوز هم تحقیق و بررسی بر روی آن ادامه دارد، استفاده از آن در تولید آلومینا در صنایع آلومینیوم سازی و تهیه زئولیت می‌باشد.
میزان مصرف ظاهری کائولن در جهان در طی این دوره ( 1997 – 2001) با نرخ رشد 26/0-%، از 23309 هزار تن در سال 1997 به 22789 هزار تن در سال 1999 و 23081 هزار تن در سال 2001 کاهش یافته است

مصرف کائولن در سال های 1997-2001 با یک کاهش نسبی 26/0 % همراه بوده است. عامل اصلی آن افزایش جایگزین های کائولن در سطح جهانی می باشد. نکته جالب توجه افزایش چشمگیر مصرف کائولن در صنایع سرامیک و نسوز، ثابت بودن نسبی در صنعت کاغذسازی و کاهش قابل ملاحظه مصرف کائولن در سایر صنایع در سال 2001 نسبت به سال 1993 بوده است. این امر عمدتاً به علت مصرف دیگر کانی ها به عنوان جایگزین کائولن در بعضی از صنایع مصرف کننده از قبیل کاغذسازی، لاستیک سازی، رنگ سازی و غیره می‌باشد. تلاش در یافتن جایگزین مناسب تر و ارزانتر و کاهش ذخایر کانی های نسوز و مصرف ترکیبات کائولن در این بخش و ادامه رشد فعالیتهای ساختمانی، توجیهات فرض شده برای پیش‌‌بینی در آینده می‌باشد. اطلاعات موجود تا سال 2001 حاکی از کاهش تدریجی مصرف این ماده در سطح جهانی می‌باشد. بدین ترتیب مصرف این کانه در سال 2005 میلادی بالغ بر 8/36 میلیون تن خواهد رسید. مصرف کائولن در سال 2001 بیش از 23 میلیون تن بوده است.

نکته جالب توجه افزایش چشمگیر مصرف کائولن در صنایع سرامیک و نسوزها، ثابت بودن نسبی در صنعت کاغذسازی و کاهش قابل ملاحظه مصرف این کانه در دیگر صنایع در سال 1999 نسبت به سال 1993 بوده است. این امر عمدتاً‌بعلت مصرف دیگر کانی‌ها بعنوان جایگزین کائولن در بعضی از صنایع مصرف کننده از قبیل کاغذسازی،‌لاستیک‌سازی، رنگسازی و... می‌باشد. از طرفی رشد فعالیت‌های ساختمانی و نیز رشد مصرف نسوزها در صنایعی از قبیل فولاد،‌ باعث تغییر الگوی مصرف و بالا رفتن مصرف کائولن در این صنایع در سال 1999 نسبت به سال 1993 شده است.
پیش‌بینی می‌شود که الگوی مصرف فوق همچنان بر مصرف کائولن تا سال 2005 میلادی حاکم باشد. تلاش در یافتن جایگزینی مناسب تر و ارزان تر، کاهش ذخایر کانی‌های نسوز و مصرف ترکیبات کائولن در این بخش و ادامه رشد فعالیت‌های ساختمانی،توجیهات فرض شده برای پیش‌بینی فوق‌الذکر می‌باشند. بدین ترتیب مصرف این کانه در سال 2005 میلادی بالغ بر 8/36 میلیون تن خواهد رسید.
مصرف کائولن در سال 1999 براساس گزارش راسکیل در سال 2000، بیش از 27 میلیون تن بوده است. این برآورد براساس مقدار کائولن تولید شده و نیز مصرف ظاهری آن صورت پذیرفته است. از این مقدار 31 درصد آن متعلق به امریکای شمالی، 27 درصد اروپای غربی، 26 درصد آسیا، 6 درصد اروپای شرقی، 4 درصد خاورمیانه، 3 درصد امریکای جنوبی، 2 درصد افریقا و 1 درصد اقیانوسیه می‌باشد. بنابراین امریکای شمالی با مصرف حدود 9 میلیون تن بزرگترین مصرف کننده کائولن در جهان در سال 1999 بوده است.

فِلدِسپاتها مهم‌ترین کانیهای سنگی آذرین بشمار می‌آیند. فلدسپاتها به سه گروه کلسیک، پتاسیک و سدیک تقسیم‌بندی می‌شوند. آنورتیت به فرمول شیمیایی (CaAl2Si2O8) فلدسپات نوع کلسیک است و آلبیت به فرمول شیمیایی (NaAlSi3O8) فلدسپات نوع سدیک و پتاسیم فلدسپات به فرمول شیمیایی (KAlSi3O8) فلدسپات نوع پتاسیک آن است.

چندریختیهای پتاسیم فلدسپات عبارت‌اند از: سانیدین، ارتوکلاز، میکروکلین و آدولاریا. آنورتیت و آلبیت به این امتیاز که می‌توانند جانشین شوند و در ساختمان کانی پلاژیوکلاز شرکت می‌کنند، میان فلدسپات سدیم (آلبیت) و فلدسپات پتاسیم، جانشینی محدرودی وجود دارد و فلدسپاتهای این سری به انواع آلکانی فلدسپاتها شهرت دارند.

 

ساختار فلدسپاتها ساختار فلدسپات همانند ساختار چند ریختیهای گوناگون SiO4 و همچنین AlO4 تشکیل شده است. ساختار فلدسپاتها را می‌توان حالت پرشده ساختارهای SiO2 از راه ورود AL به شبکه چهاروجهی و هم‌زمان با آن جایگزینی Na+ (یا K+ یا Ca2+) در حفره‌های موجود فرض کرد. هنگامی که فقط یک Si4+ به‌وسیله Al3+ جانشین می‌شود، ساختار می‌تواند با ورود یک K+ یا یک Na+ خنثی شود.

به همین ترتیب وقتی Si4+ توسط Al3+ جانشین می‌شود، بار الکترواستاتیکی شبکه می‌تواند توسط یک کاتیون دوظرفیتی مانند Ca2+ موازنه شود. اینکه یک فلدسپات دمای بالای اولیه خاصی، ساختار دمای بالای (بی‌نظم) خود را حفظ کرده یا (در اثر سرد شدن) به ساختار دمای پایینتر (منظم‌تر) تبدیل می‌شود، تا حد زیادی تحت تأثیر آهنگ سرد شدن فرآیند است. میکروکلین در واقع مشخصه سنگهای عمیق و پگماتیتها، ارتوکلاز مشخصه سنگهای نفوذی شکل‌یافته در دماهای حد واسط و سانیدین مشخصه گدازه‌ای خروجی دما بالاست. ساختار عمومی اعضا سری پلاژیوکلاز بسیار شبیه میکروکلین است.

ترکیب فلدسپاتها سری فلدسپاتهای قلیایی (NaAlSi3O8 تا KAlSi3O8) محلول جامد کاملی را فقط در دماهای بالا نشان می‌دهند. برای مثال اعضای سری سانیدین- آلبیت دمابالا، در دماهای زیاد پایدار است، اما در دماهای پایین دو فاز مجزای آلبیت دماپایین و میکروکلین پایدار می‌شوند. تنها محلول بسیار محدودی بین KAlSi3O2 (میکروکلین) و CaAl2Si2O8 (آنورتیت) وجود دارد. با این حالب یک محلول جامد اساسا کامل در دمای بالا در سری پلاژیوکلاز (NaAlSi3O8 تا CaAl2Si2O8)وجود دارد.

فلدسپاتهای پتاسیم میکروکلین دارای فرمول شیمیایی KAlSi3O8 است. میکروکلین یکی از سازنده‌های مهم در سنگهای آذرینی مانند گرانیتها و سینیتها که به کندی و در عمق زیاد سرد شده‌اند، است. در سنگهای رسوبی در آرکوز و کنگلومرا و در سنگهای دگرگونی در گناسیها یافت می‌شود.

ارتوکلاز دارای فرمول شیمیایی KAlSi3O8 است. یکی از سازنده‌های اصلی در گرانیتها، گرانودیوریتها و سینیتهایی است که در عمق متوسط و نسبتاً سریع سرد شده‌اند. در گرانیتها و سینیتهایی که کندتر سرد شده‌اند، میکروکلین فلدسپات پتاسیم شاخص است.

سانیدین دارای فرمول شیمیایی K,Na)AlSi3O8) است. محلول جامد کاملی در دمای بالا بین سانیدینو آلبیت دمابالا وجود دارد. به صورت متوکرسیت در سنگهای آذرین بیرونی مانند ریولیتها و تراکیتها یافت می‌شود. سانیدین مشخصه سنگهایی است که در هنگام فوران، دمای بالایی داشته و به سرعت سرد شده‌اند. بسیاری از سانیدین‌ها نهان پرتیتی هستند.

فلدسپاتهای پلاژیوکلاز فلدسپاتهای پلاژیوکلاز در دماهای بالا، سری محلول جامد اساس کاملی از آلبیت (Ab)خالص، Na AlSi3O8، تا آنورتیت (An) خالص، CaAl2Si2O8، تشکیل می‌دهند. فلدسپاتهای پلاژیوکلاز به عنوان کانیهای سنگ ساز، نسبت به فلدسپاتهای پتاسیم توزیع گسترده‌ای داشته و فراوانتر هستند و در سنگهای آذرین، دگرگونی و کمتر از آنها در سنگهای رسوبی یافت می‌شوند.

موارد مصرف فلدسپاتها آلکانی فلدسپاتها مصارف صنعتی فراوانی دارند، ولی کاربرد صنعتی پلاژیوکلازها اندک است. آلکانی فلدسپاتها همراه با گرانیتها، آپلیتها، آراسکیتها و رگه‌های کوارتز فلدسپات پیدا می‌شوند. آلکانی فلدسپاتها از پگماتیتها به روش نمک جوری جدا می‌شوند. در حالی که تهیه آنها از گرانیتها، آپلیتها و الاسکیتها به روش فلوتاسیون انجام می‌گیرد. میکاوتورمالین از جمله کانیهای مزاحم آنها به حساب می‌آیند.

از فلدسپات سدیک به سبب این که دمای ذوب پایین (cْ 115) چسبندگی مکم و سایر موارد در تهیه انواع لباسها و شیشه استفاده می‌کنند، حال آنکه فلدسپات پتاسیک در اکثر موارد به عنوان کمک ذوب و ماده اصلی سازنده ساخته‌های سرامیکی کاربرد دارد. از آن جا که میزان مصرف فلدسپات پتاسیک در سطح بالاتری قرار دارد، ارزش اقتصادی آن نیز از فلدسپات سدیک بیشتر است.

 

فريت

فريت بخش بزرگي از هر سري مخلوط لعاب را تشكيل مي دهد. فريت معولاً يك تركيب سراميكي است كه پس از ذوب سرد شده و به تكه هاي شيشه اي تبديل مي گردد. عمل فريت كردن باعث كاهش انقباض لعاب در هنگام خشك شدن مي شود. فريتها مواد غير محلول در آب هستند.

فريت حدود 95-90% لعاب را تشكيل ميدهد.و به دو صورت است: فريت ترانس و فريت اپك.

فريت اپك داراي زيركون است.

فريت شامل: فلدسپات، بوراكس، سيليس، كربناتها، كربنات كلسيم و پتاسيم، كائولن، اكسيد روي و اكسيد سرب.

دلايل فريت كردن :

ü       خروج مواد فرار و گازهاي سمي

ü       غير محلول نمودن مواد در آب مثل اسيد بوريك، كربنات سديم، بوراكس و نيترات پتاسيم.

ü       اختلاط و همگن كردن مواد اوليه در اثر ذوب و تركيب آنها با يكديگر كه باعث ذوب سريع تر و بهتر لعاب مي گردد.

ü       جلوگيري از اثرات مخرب برخي مواد اوليه مثل كائولن و اكسيد روي كلسينه نشده كه به صورت خام مباعث ايجاد لعاب نگرفتگي ميشوند.

ü       از بين بردن بوي بد بعضي از مواد

ü       تبديل مواد سمي به غير سمي مثل: تركيبات سرب، روي، باريم به استثناي سولفات باريم، آنتي موان، فلوئور، آرسنيك، كادميم و سديم.

ü       كاهش دماي ذوب

ü       درصد كائولن براي فريت كردن بايستي حدود يا بالاي 10% باشد.

ü       خارج كردن گازهاي نا مطلوبي كه برخي از مواد اوليه در هنگام پخت از خود آزاد مي كنند مثل: كربن، گوگرد و فلوئور.

 

تقسيم بندي لعابها

                                   براساس تركيب شيمايي:

1-لعاب سربي

الف : بدون بور؛ شامل سربي ساده و سربي مخلوط

ب: محتوي بور

1-    لعاب بدون سرب

الف: بور دار

ب: بدون بور؛ شامل با قليايي زياد(قليايي) و با قليايي كم(پرسلان) كه ويسكوزيته بالايي دارد.

                                   براساس نوع توليد:

1-    خام:استفاده براي فراورده هاي دماهاي بالا مثل فراورده هاي بهداشتي.

2-     فريتي: براي غير سمي كردن و غير محلول كردن .

3-     تبخيري(نمكي)

                               بر اساس دماي پخت:

1-    لعاب با پخت بسيار پايين(راكو)

كه محدوده پخت آنهابين 90-750 درجه است ماهيتاً داراي مقدار زيادي سرب ويا بور بوده آلومين در تركيب اين لعابهابسيار كم ويا اصلا وجود ندارد .

2-     لعاب با پخت پايين:

گدازاورهاي  مورد استفاده اكسيد بور سرب اكسيد سرب و مقداري اكسيدهاي قليايي خاكي اين لعابهامربوط به  لعابهاي  ماجوليكا هستند .

3-     لعاب با پخت متوسط(اورتن ور)

محدوده پخت بين 1020-1160درجه .دراين لعابها مخصوصاً در دماي 1160اكسيد بور به عنوان گدازآور ميتواند به طور كامل حذف گردد. گدازآورهاي مورد استفاده بيشتر اكسيدهاي قليايي خاكي مي باشد. اكسيدهاي قليايي و اكسيد بور دراين نوع لعابها كاربرد دارند.

4-     لعاب با پخت بالا(فراورده هاي بهداشتي)

معروف به فراورده هاي بهداشتي كه محدوده پخت 1160-1260درجه است .مهمترين گدازآور دراين محدوده پخت اكسيدهاي قليايي خاكي به خصوص اكسيد كلسيم است.از اكسيد بور به ندرت استفاده ميشود. از اكسيد باريم واكسيد روي به عنوان كمكي استفاده مي شود.

5-    لعاب با پخت بسيار بالا(پرسلان)

محدوده پخت 1400-1260درجه. مقدار سيليس وآلومين در اين لعابها زياد است. گدازآور اصلي در اينجا اكسيد كلسيم است.

                                 لعاب هاي ويژه:

الف: ويژگي اين لعابها بستگي به تشكيل فازهاي بلوري در هنگام دارد:

1-    لعاب كدر يا اپك

اين نوع لعابها شفاف هستند يعني انعكاس نور دارند ولي نور را از خود عبور نمي دهند.جهت اپك كردن اين نوع لعابها از اپاسي فايرها(Opacifire) استفاده مي شود كه معروفترين آنها اكسيد زيركنيم است زيرا كه تركيبات زيركنيم در فاز شيشه اي حل نمي شود.

2-     لعاب مات

اين لعابها متضاد لعابهاي براق مي باشند و مي توان با اضافه كردن مواد نا محلول در فاز مايع مانند ذرات تالك ؛ آلومين و بيسكوئيتهاي خرد شده و يا پخت لعاب در دماي پائين تر ازدماي واقعي پخت به وجود مي آورند كه در اين صورت سطحي زبر و خشن دارد.

لعاب هاي مات واقعي كه داراي سطوحي با كيفيت خوب باشند معمولاً در نتيجه افزودن آلومين؛ اكسيدهاي كلسيم، منيزيم، باريم، روي و گاهي استرانسيم به تركيب لعاب به دست مي آورند.

3-    لعاب نيمه مات يا اطلسي

داراي سطوحي صافتر و همگن تر از لعاب مات بوده و بنابراين ديرتر كثيف شده و راحت تر تميز مي شود. در تركيب اين لعاب ها همواره اكسيد روي و تيتانيم موجود است.

تركيبات اپك كننده مانند اكسيد قلع و يا اكسيد زيركنيم در تركيب اين لعابها  موجود است. علت مات شدن در اين لعابها تشكيل بلورهاتيتانات روي و سيليكات روي مي باشد.

4-    لعاب درشت بلور يا ماكرو كريستالين

ابعاد بلورها بزرگ بوده و با چشم غير مسلح مي توان ديد. تركيبات اين لعابها : سيليكات و تيتانات روي، كلسيم، منيزيم و سيليكات منگنز و … .

5-    لعاب دلربا

نام اين لعاب از كوارتز دلربا گرفته شده است.

كوارتز دلربا نوعي كوارتز است كه داراي بلورهاي ميكا و هماتيت به عنوان ناخالصي است كه باعث انعكاس شعاعهاي نور و تلالو خاص ميشوند. لعاب هاي شفاف و براقي است كه داراي بلورهاي پهن و پولكي مانند بوده و به طور معمول به استفاده از مقادير زيادي اكسيد آهن در تركيب لعاب به وجود مي آيند.

با استفاده از اكسيدهاي كرم و مس مي توان لعاب هاي دلربا را ايجاد كرد. لعابهاي دلرباي خوب داراي اكسيد سرب هستند. كيفيت اين لعابها به مقدار اكسيد آهن و سرد كردن اين نوع لعاب ها بستگي دارد.

6-    لعاب رنگين كماني

اين نوع لعابها چنانچه حاوي اكسيد هاي رنگي نباشند داراي رنگ سفيد يا شيري متمايل به آبي بوده و سطح رنگين كماني دارد مشابه منظره اي كه در اثر وجود يك لايه نفت بر روي سطح آب پديد مي آيد.

رنگ رنگين كماني كه سفيد يا متمايل به آبي هست در اين لعابها ناشي از پراكندگي شعاعهاي نور به وسيله بلورهاي بسيار ريز هست كه داراي ابعاد كلوئيدي مي باشند ايجاد مي گردد و اين بلورها مي توانند از تركيبات پنتا اكسيد فسفر P2O5؛ اكسيد آهن دوظرفيتي؛ تيتان (اكسيد تيتانيم؛ تيتان؛ سيليس و بورات كلسيم) باشند.

ب:-ويژگي اين لعابها بستگي به تشكيل فاز بلوري ندارد:

1-    لعاب تركدار

اين نوع لعابها به دو روش ايجاد مي گردد. در يك روش با افزودن گدازآورهايي مثل اكسيد پتاسيم و اكسيد سديم ضريب انبساط لعاب را به مقدار زيادي افزايش داده كه خود به علت ايجاد تنش كششي در لعاب باعث ترك خوردن لعاب مي شود.

در روش ديگر كه در بساري از موارد كاربرد دارد؛ درجه حرارت و چگونگي پخت لعاب و بدنه تغيير داده ميشود. به عنوان مثال براي ايجاد لعاب هاي تركدار در سطح فراورده هاي ارتن ور درجه حرارت پخت بيسكوئيت را كاهش داده و و بدنه ابتدا در حدود 950 درجه پخته ميشود سپس پخت لعاب در حرارت 950 تا حداكثر 1000 درجه صورت مي گيرد. بدين وسيله بدون انجام هيچ گونه تغييري در تركيب لعاب و بدنه تركهاي زيادي در سطح لعاب بوجود مي آيد.

درجه حرارت پخت بدنه هاي ارتن ور در حالت معمولي بالاتر از 950درجه است؛ حدود 1100 درجه.

2-    لعاب پوست ماري

اين لعابها در اثر كشش سطحي زياد ايجاد مي گردد. مقدار كشش سطحي لعاب كاملاً وابسته به تركيب لعاب است. بنابراين با افزودن مقادير اكسيد هايي كه باعث افزايش كشش سطحي لعابها مي گردد مي توان لعاب پوست ماري ايجاد كرد.افزايش مقدار اكسيد كلسيم و منيزيم در لعاب بيشترين تاثير را در لعاب هاي پوست ماري دارد. استفاده زياد از مقادير زيادي كائولن و يا ديگر خاكهاي پلاستيك و نيز استفاده از مواد آلي مثل صمغ عربي و غيره در لعاب؛ لعابهاي پوست ماري زيادي ايجاد مي كند، خرد كردن بيش از حد مواد اوليه لعاب(دانه بندي ريز) و با ايجاد قشر ضخيمي از لعاب در سطح بدنه و با استفاده از اكسيد روي كلسينه نشده مي تواند لعاب پوست ماري ايجاد كند.

3- لعاب هاي نمكي

آزمایشهای کارگاه سرامیک آزمایش دیکه

قصد دارم تا پاره ای از آزمایش های انجام گرفته در آزمایشگاه را در این مقال توضیح می دهم.

نام آزمایش:

دیکه،خاصیت پلاستیستیه

نام مواد :

خاک رس،آب

نام وسایل مورد نیاز: لوح گچی، بشر، همزن، کاردک، استوانه مدرج، خشک کن، مش12، کفه مش، ترازوی دیجیتالی

هدف آزمایش:

بررسی خاصیت پلاستیسیته با آزمایش دیکه.

تئوری:

تمامی روشهای شکل دادن سرامیک ها اعم از ریخته گری، دوغابی، پرس و بخصوص روشهای گوناگون شکل دادن پلاستیک همگی کم و بیش نیازمند درصدی از پلاستیسیته در آمیزششان هستند و نکته ای که ما باید قابل توجه داشته باشیم این است که خاصیت پلاستیسیته مواد رسی در حضور آب در حالت خام خود را نمایان می سازند یا به عبارت دیگر مواد اولیه سرامیک به صورت خشک و با بعضی از محصولات پخته شده سرامیک تقریباً هیچ پلاستیستیه ای را از خود نشان نمی دهند و کمبود یا نبود خاصیت پلاستیستیه در محصولات پخته شده سرامیک ای باعث تودی و در نهایت شکست قطعه در اثر ضربه و تنش را سبب می شود . باید توجه داشت که اگر چه اب به طور سنتی و متداول و به عنوان عامل پلاستیسیته یا به عنوان بهترین ماده برای به وجود آوردن خاصیت پلاستیسیته در رسها شناخته شده، اما در بسیاری از موارد بخصوص در مواد اولیه سرامیکهای نوین از پلاستیک سازها به عنوان عوامل ایجاد پلاستیسیته استفاده می کنند. گلیسرول و اتیل کلیکول از جمله این مواد اند.

 

 

شرح آزمایش:

ابتدا300g خاک را برداشته و توسط مش 120الک می کنیم بعد300cc آب توسط استوانۀ مدرج برداشته و داخل بشر می ریزیم . بعد خاک رس را به طوری داخل آب می ریزیم که تمام خاک در آب حل شود و بعد از اتمام خاک چند لحظه صبر می کنیم تا خاک خوب در آب حل شود بعد توسط همزن مخلوط را خوب به هم زده تا به حالت دوغاب در آید . سپس دوغاب آماده شده را روی لوح گچی ریخته تا آب دوغاب را جذب کند . بعد گل را از روی لوح گچی به وسیلۀ کاردک جمع کرده و به دو قسمت تقسیم می کنیم بعد یکی از آن دو قسمت را برداشته و ورز می دهیم تا به حالت اول دیکه که مرز بین چسبیدن و نچسبیدن است برسد . وقتی که به حالت مورد نیاز رسیدم گل را به دو قسمت تقسیم کرده و به صورت مکعب در می آوریم بعد آنها را وزن کرده و پس از کد گذاری بر روی کاشی گذاشته و کنار می گذاریم . بعد قسمت دیگر آن را برداشته و ورز می دهیم تا به حالت دوم ریکه که ظهور ترک است برسد. وقتی که به حالت دوم نیز رسیدیم مانند حالت اول گل را به دو قسمت تقسیم کرده و صورت مکعب در می آوریم سپس آن دو را وزن کرده و پس از کد گذاری روی کاشی گذاشته و برای مدتی داخل هوای آزاد قرار می دهیم.((باید به این نکته توجه داشت که قطعات را اگر مستقیماً داخل خشک کن بگذاریم به خاطر تنش و بخار آبی که داخل خشک کن به وجود می آید قطعات ترک می خورند و شاید هم متلاشی شوند.))سپس بعد از چند ساعت قطعات را داخل خشک کن گذاشته (به مدت24 ساعت)پس از اتمام زمان قطعات را از داخل خشک کن بیرون آورده و دوباره وزن می کنیم وزن به دست آمده را با وزن قبل از خشک آنها مقایسه می کنیم و خاصیت و میزان پلاستیسیته گل را به دست می آوریم.

محاسبات:

درصد رطوبت در حالت اول ریکه               65/44 پس از خشک شدن D1=84/71 80/13

                                                                                از خشک شدنD2=103/62

درصد رطوبت در حالت دوم ریکه                             71/89 پس از خشک شدن D1=78/31

                                                                                  62/91 پس از خشک شدن D2=89/54

جدول گذاری:

خاکK
 

خاکBهامونه
 

خاکKزنوز
 

خاکBهامانه
 

خاک رس
 

نام مواد

 
 

46/7
 

35/66
 

94/3
 

76/16
 

عدد پلاستیسیته

 

نتیجه گیری:

درصد رطوبت هر دو یکسان نیست و با هم فرق دارند و حالت اول بیشتر از حالت دو م است

کمک ذوبها

كمك ذوبها با دير گدازها موادي اند كه جهت كاهش نقطه ذوب يا نرمي استفاده ميشوند. در هنگام پخت بدنه ذوب شده و در هنگام سرد شدن فاز شيشه اي را در بدنه ايجاد ميكنند؛اين فاز شيشه اي كليه بلورهاي موجود در بدنه پخت را در بر ميگيرد؛به اين ترتيب موجب يكپارچه شدن بدنه ميگردد.

گدازآورهايي كه خصوصاَ در بدنه كف استفاده ميگردد؛ فلدسپاتهاي حاوي اكسيدهاي قليايي و قليايي خاكي مي باشند. فلدسپاتها از نظر تركيب شيميايي ؛تركيبات آلومينو سيليكاتهي قليايي و قليايي خاكي اند. فلدسپاتهاي سديم و پتاسيم دار از ساير فلدسپاتها بيشتر در طبيعت يافت ميشوند.مهمترين؛پرمصرف ترين و در عين حال فراوانترين آنها عبارتند از (1):ارتوكلاز يا فلدسپات پتاسيك(KalSi3O8). (2):آلبيت(سديك) با فرمولNaAlSi3O8 (3):آنورتيت (كلسيك) با فرمول CaAl3Si3O8 .

فلدسپاتهاي بين آلبيت و آنورتيت= پلاژيوكلاز              

بين ارتوكلاز و آلبيت=قليايي

اكسيد پتاسيم محدوده پخت را افزايش مي دهد(اكسيد سديم برعكس).

آلبيت نسبت به ارتوكلاز گدازآور قويتري است.

مواردي در مورد روانسازها

در شركت هاي كاشي و سراميك بر اساس يك سري فاكتورها و عوامل روانساز را انتخاب مي كنند.

معيار هاي انتخاب روانسازها :

 1-قيمت 2-اثر 3-پايداري

calgon يا هگزا متا فسفات سديم اثر قويتري نسبت سيليكات سديم دارد اما دو عيب عدم پايداري و قيمت بالاتري نسبت به سيليكات سديم باعث استفاده كمتر آن در صنعت ميشود از جمله روانسازها به تركيبات (سيترات ، استات، كربنات، فسفات سديم ).

اگر بدنه اي با پلاستيسيته كم و ميزان محافظ كلو ئيدي كم داشته باشيم دفلوكو لانت اصلي سيليكات سديم است كه با هيدروليز ذرات كلوئيدي زياد بوجود مي آيد اگر بدنه با پلاستي سيته (بالكلي زياد بدنه)و ميزان محافظ كلوئيدي بالا داشته باشيم ديگر به ذرات كلوئيدي ناشي از سيليكات سديم نيازي نيست ومي توان از كربنات سديم استفاده كرد در عمل معمولاً نسبتي از كربنات سديم سيليكات سديم بكار مي برندبهترين نتيجه (كمترين ويسكوزيته )وقتي اتفاق مي افتد كه اول كربنات سديم و بعد سيليكات سديم استفاده شود و ويسكوزيته بالا وقتي است كه هردو روانساز با هم استفاده شوند . رقيق ترين دوغاب وقتي داريم كه نسبت كربنات كلسيم به سيليكات سديم 3به4 باشد(4/3).ولي اينهم متاثر از ماهيت كلوئيدهاي مختلف ,مقدار و اجزاي بدنه , ترتيب اضافه كردن روانساز ها است.

علّت صعود منحني روانسازي:

هر چه مقدار روانسازها بيشتر ميشود ويسكوزيته دو غاب كمتر ميشود به عبارتي ميتوان مقدار آب مصرفي دوغاب را براي رسيدن يك ويسكوزيته خاص كمتر است .تداخل ابر دو ذره باعث صعود منحني فوق ميشود .پتانسيل زتا ناشي از ذخيره بار است هرچه پتانسيل زتا بيشتر باشد دو غاب روانسازتراست.

روانسازي يا دفلوكوله ذرات غير رسي

در دوغاب هاي رسي با افزايش PH حالت رواني افزايش مي يابد حالت اسيدي باعث بسته شدن دو غاب ميشود .دوغاب هاي رسي حاوي MG وCA اگر اين مقدار زياد باشد حالت اسيدي به دوغاب مي دهد براي دوغابهاي اكسيدي قضيه فرق دارد به ماهيت ذرات .سطح ويژه انها و وجود ذرات كلوئيدي وPH بستگي دارد.

خواص رئولوژيكي بستگي به عوامل زير دارد:1-مينرالهاي موجود 2-توزيع اندازه ذره 3-سطح ويژه4-اصلاح كننده كلوئيدي 5-PH                                                                                                      

هر اكسيدي داراي PH خاصي است كه در ان سطح ذره مثبت يا منفي و يا خنثي ميشود سوسيانسيون مواد غير پلاستيك مثل اكسيدها و نيتراتها اغلب با اسيدها(عمدتاًHCL )دفلوكوله ميشود. روي سطح هر ذره غير اكسيدي يك لايه نازك از اكسيد همان ماده تشكيل ميشود براي Disperes (روان كردن –پخش كردن) در دوغاب كردن ذرات غير اكسيدي معمولاًبا تغيير phلايه سطحي اكسيدي را تحت تاثير قرار ميدهد .                                                                                               

گداز آورها

وجود گدازآورها در فراوردهاي سفيد جهت ايجاد فاز شيشه اي بسيار ضروري و جزء احكام                     سازننده اين فراورده ها محسوب ميگردد.بدليل اينكه فاز مايع ايجاد شده استحكام بعد ازپخت بدنه را افزايش مي دهد.گدازآورها را ميتوان با استفاده از فلدسپاتهاي قليايي و قليايي خاكي جهت استفاده در بدنه ها بكار برد.حسن مهّم ديگر فلدسپاتها كاهش نقطه ذوب ميباشد.در الكترودها معمولاََ از فلدسپاتها
   پركنندها
(پتاسيك و رسها)استفاده ميشود.

كمك ذوبها با دير گدازها موادي اند كه جهت كاهش نقطه ذوب يانرمي استفاده ميشوند. در هنگام پخت بدنه ذوب شده و در هنگام سرد شدن فاز شيشه اي را در بدنه ايجاد ميكنند؛اين فاز شيشه اي كليه بلورهاي موجود در بدنه پخت را در بر ميگيرد؛به اين ترتيب موجب يكپارچه شدن بدنه ميگردد.گدازآورهايي كه خصوصاَ در بدنه كف استفاده ميگردد؛ فلدسپاتهاي حاوي اكسيدهاي قليايي و قليايي خاكي مي باشند. فلدسپاتها از نظر تركيب شيميايي ؛تركيبات آلومينو سيليكاتهي قليايي و قليايي خاكي اند. فلدسپاتهاي سديم و پتاسيم دار از ساير فلدسپاتها بيشتر در طبيعت يافت ميشوند.مهمترين؛پرمصرف ترين و در عين حال فراوانترين آنها عبارتند از (1):ارتوكلاز يا فلدسپات پتاسيك(KalSi3O8). (2):آلبيت(سديك) با فرمولNaAlSi3O8 (3):آنورتيت (كلسيك) با فرمول CaAl3Si3O8 .

اكسيد پتاسيم محدوده پخت را افزايش مي دهد(اكسيد سديم برعكس). آلبيت نسبت به ارتوكلاز گدازآور قويتري است.

تركهاي موجود روي سطح كاشي بعد از گذشت زمان به دليل انبساط رطوبتي است و انبساط رطوبتي به دليل ميزان تخلخل بدنه و ماهيت بدنه پس از پخت و نيز ميزان جذب آب توسط فاز شيشه اي است.

كلسيت و دولوميت در كنار ساير اكسيد ها منجر به كاهش نقطه ذوب ميشود

بالكلي
دوميّن ماده پلاستيك بر اساس اهمّيت در صنعت سراميك پس از كائولن؛ بالكلي هست.كائولن جزء مواد اوّليه محسوب ميشود,كه در جاي اوليه خود باقي مانده ولي بالكلي جزء مواد ثانويه هستند كه در مكانهايي غير از مكان اوّليه خود يافت ميشود.بالكلي توسط آب و باد به مكانهاي ديگر منتقل ميشوند كه اين انتقال دو خاصيت مهّم را موجب ميشود:

1- ابعاد دانه هاي بالكلي بسيار ريزتر است.

2- پلاستيسيته بالكلي به مراتب بيشتر از كائولن است.

دلايل استفاده از بالكلي : 1- پلاستيسيته بالا

 2- قابليت شكل پذيري ؛‌‌آب را در خود نگه ميدارد.

 3- استحكام خام بالا

 4- افزايش سيالات دو غابهاي ريخته گري ,اگر خواستيم بدون اينكه آب اضافه كنيم دوغاب را سيال كنيم بالكلي اضافه ميكنيم 5- بدنه هايي كه بالكلي درآ‌‌ان موجودباشد نسبت به بدنه هاي مشابه مترا كم تر است انجام عمل زينترينگ بهتر زيرا دماي ذوب پائين دارد. 6- چون تنوع ناخالصي در ان زياد است به مقدار زياد نبايد از ان استفاده كرد 7- به دليل ريز دانه بودن و پائين بودن دماي ذوب چنانچه از يك حدي بيشتر استفاده شود نقطه ذوب را شديداَ پائين مياورد و موجب تغيير شكل محصولات ميشود. 8- در بدنه هايي كه زياد استفاده ميشوند شديداََ بر روي رنگ بعد از پخت تاثير ميگذارد. 9- اگر مقدار استفاده زياد باشد ضمن اينكه قابليت كارپذيري را افزايش ميدهد باعث انقباض شديد در بدنه شده و قطعه خشك شده با انقباض شديد در نهايت ترك ميخورد. لطفاً برای بهبود ویلاگ نظرات و پیشنهادات و سوالات خود را در قسمت نظرهای وبلاگ یا ایمیل اینجانب ارائه دهید. متشکرم

بالكلي
دوميّن ماده پلاستيك بر اساس اهمّيت در صنعت سراميك پس از كائولن؛ بالكلي هست.كائولن جزء مواد اوّليه محسوب ميشود,كه در جاي اوليه خود باقي مانده ولي بالكلي جزء مواد ثانويه هستند كه در مكانهايي غير از مكان اوّليه خود يافت ميشود.بالكلي توسط آب و باد به مكانهاي ديگر منتقل ميشوند كه اين انتقال دو خاصيت مهّم را موجب ميشود:

1- ابعاد دانه هاي بالكلي بسيار ريزتر است.

2- پلاستيسيته بالكلي به مراتب بيشتر از كائولن است.

دلايل استفاده از بالكلي : 1- پلاستيسيته بالا

 2- قابليت شكل پذيري ؛‌‌آب را در خود نگه ميدارد.

 3- استحكام خام بالا

 4- افزايش سيالات دو غابهاي ريخته گري ,اگر خواستيم بدون اينكه آب اضافه كنيم دوغاب را سيال كنيم بالكلي اضافه ميكنيم 5- بدنه هايي كه بالكلي درآ‌‌ان موجودباشد نسبت به بدنه هاي مشابه مترا كم تر است انجام عمل زينترينگ بهتر زيرا دماي ذوب پائين دارد. 6- چون تنوع ناخالصي در ان زياد است به مقدار زياد نبايد از ان استفاده كرد 7- به دليل ريز دانه بودن و پائين بودن دماي ذوب چنانچه از يك حدي بيشتر استفاده شود نقطه ذوب را شديداَ پائين مياورد و موجب تغيير شكل محصولات ميشود. 8- در بدنه هايي كه زياد استفاده ميشوند شديداََ بر روي رنگ بعد از پخت تاثير ميگذارد. 9- اگر مقدار استفاده زياد باشد ضمن اينكه قابليت كارپذيري را افزايش ميدهد باعث انقباض شديد در بدنه شده و قطعه خشك شده با انقباض شديد در نهايت ترك ميخورد. لطفاً برای بهبود ویلاگ نظرات و پیشنهادات و سوالات خود را در قسمت نظرهای وبلاگ یا ایمیل اینجانب ارائه دهید. متشکرم

كائولن
يكي از خواص كائولن معلق سازي دوغاب است.كائولن كه جذب آب زيادي داشته باشد توانايي تشكيل سوسپانسيون بهتري را ميدهد كه باعث ميشود ناخالصي ها در آن رسوب كند.

پلاستيسيته
پلاستيسيته يكي از ويژگيهايي كه از روي آن مواد رسي قابل تشخيص است يعني يكي از ويژگي هاي منحصر به فرد مواد رسي است كه قابليت شكل پذيري ماده را گويند.از نظر علمي به ماده پلاستيك گويند كه بعد از وارد كردن ماده به آب و جذب آب توسط لايه هاي رسي آن ماده ,آب را در بين لايه هاي خود نگهداشته و آن خاك حالت چسبندگي يا پلاستيسيته پيدا ميكند.با اين مقدمه مي توان پلاستيسيته را اين گونه تعريف كردكه با وارد كردن نيرو به يك ماده شكل پذير و ايجاد تغيير شكل درآن ماده قابليت حفظ آن شكل را دارد.ممكن است ماده چسبندگي داشته باشد ولي شكل پذيري نداشته باشد. عوامل مرتبط با پلاستيسيته : 1- تركيب مينرالي 2- اندازه ذره و شكل ذره 3- ظرفيت تبادل كاتيون , نوع PH 4- كشش سطحي آب . هرچه اندازه ذرات كوچكتر باشد چسبندگي افزايش مي يابد. هرچه PH به سمت اسيدي پيش برود پلاستيسيته كمتر ميشود.كشش سطحي نيز رابطه مستقيم با پلاستيسيته دارد. لطفاً برای بهبود ویلاگ نظرات و پیشنهادات و سوالات خود را در قسمت نظرهای وبلاگ یا ایمیل اینجانب ارائه دهید. متشکرم

 سيليكات سديم

سيليكات سديم همان آب شيشه است . اين تركيب حاوي SiO2 و Na2O به صورت كلوئيدي است           است.اثر سيليكات سديم مشتمل بر دو جزء است , سديم كه بجاي يونهاي دو ظرفيتي قرار ميگيرد و ديگري سيليس سيليكات كه به صورت كلوئيدي بوده و به عنوان يك محافظ كلوئيدي عمل ميكند و هر چه نسبت Na2O بهSiO2 بيشتر باشد ويسكوزيته ظاهري كمتر خواهد بود .

 اثر ناخالصي رسها بر دوغاب

1- پيريت آهن   2-تركيبات كلسيم    3-يونهاي Na+ و K+

اثر يونهاي سديم و پتاسيم مثبت است و دوغاب را روانتر ميكند.اثر پيريت ‌آهن كه در مجاورت آب سولفات آهن ميدهند و آهن2 آزاد ميشود .يونهاي سديم پتاسيم بر روي رواني دوغاب تاثير مثبت دارد يونهاي كلسيم و         منيزيم و عمدتاً يونهاي دو ظرفيتي  روانسازي مشكلي دارد و براي اصلاح دو غاب معمولاً آنها را با يونهاي تك ظرفيتي جايگزين ميكند .پيريت آهن در معرض آب به سولفاته هاي آهن تبديل مي شودو سپس يونيزه و چون سولفات وارد دوغاب ميشود يون SO4 دو بار منفي مزاحم ترين يون در روانسازي دوغابي است .                      
+

پنتيومتري
پنتيومتري : درواقع براي تعيين مقاومت پشت كاشي است.چونكه نوع خاك متفاوت است ممكن است كه تراكم برخي جاها كم وزياد باشد.تراكم بيشتر يعني مقاومت بيشتر .كاشي را قبل از دراير ازمايش مي كنند. نمونه آزمايشي بايستي تازه از پرس بيرون آمده باشد.براي اينكه ميزان رطوبتش تغيير نكرده باشد.دستگاهي كه براي اين كار استفاده ميشود داراي يك پايه (براي گذاشتن كاشي روي آن) يك اهرم درپايين(براي تنظيم دستگاه و بالا آوردن كاشي)يك اهرم ذر كنار دستگاه( براي پايين آمدن خودبه خود و تعيين پنتيومتري)اهرم سومي در بالا كه متصل به سوزن است ويك عقربه( براي خواندن مقدارپنتيومتري)و همچنن يك سوزن كه در سه سايز است 1و1.5 و2كه بسته به شرايط استفاده ميشوند

 خواص رئولوژيكي

خواص رئولوژيكي بستگي به عوامل زير دارد:1-مينرالهاي موجود 2-توزيع اندازه ذره 3-سطح ويژه4-اصلاح كننده كلوئيدي 5-PH                                                                                                     
هر اكسيدي داراي PH خاصي است كه در ان سطح ذره مثبت يا منفي و يا خنثي ميشود سوسيانسيون مواد غير پلاستيك مثل اكسيدها و نيتراتها اغلب با اسيدها(عمدتاًHCL )دفلوكوله ميشود. روي سطح هر ذره غير اكسيدي يك لايه نازك از اكسيد همان ماده تشكيل ميشود براي Disperes (روان كردن –پخش كردن) در دوغاب كردن ذرات غير اكسيدي معمولاًبا تغيير phلايه سطحي اكسيدي را تحت تاثير قرار ميدهد