مشخصات کامل فیزیکی و کاربردی پوشش سطحی از طریق فرآیند آزمایشی بر روی کاشی‌های 40 در 40 سانتی‌متر تا در نهایت روشی مناسب، سریع و دوستدار محیط زیست بر روی بدنه‌های 300 در 100 سانتی‌متر ایجاد شود.
مقدمه:
در زمینه کاشی‌های سرامیکی، امروزه سعی به تولید کاشی‌های نازک‌تر و در ابعاد بزرگ‌تر است تا آلودگی محخیط زیست، مواد اولیه و هزینه‌های تولید، نصب و حمل و نقل کاهش یابد. امروزه تولید کاشی در ابعاد 3.6 در 1.2 متر با ضخامت 3 تا 4 میلی‌متر به صورت صنعتی به اجرا در آمده است.
البته مشكلاتي هنوز پيش روي توليد اين نوع كاشي‌ها در ميزان بالا وجود دارد كه نقش مواد اصلي تشكيل دهنده اين بدنه‌ها در آن بالاست. اهم اين مسايل و موارد مورد نياز براي توليد صنعتي اين كاشي‌هاي نازك فتوكاتاليست عبارتند از:
1. اعمال و قرار دادن مواد فتوكاتاليست بر روي يك سطح خنثي همانند سراميك‌ها با روش مناسب قراردهي و يا تكنيك‌هاي زينترينگ
2. اصلاح سيكل و فرايند توليد از قبيل گنجاندن مرحله آنيلينگ اضافي جهت عدم تبديل فاز آناتاز اكسيد تيتانيوم به رتايل (anatase-to-rutile)
3. تهيه موادي با دوام و پايداري بالا، كه در شرايط كاري متفاوت بتواند خصوصيات خود را حفظ نمايد.
در سال‌هاي اخير مقالات متعددي در خصوص كاشي‌هايي كه در آن از خواص تركنندگي و فتوكاتاليستي پوشش سطحي TiO2 استفاده شده است، منتشر شده است. در اين مقالات بيشتر به نقش فرآيند و متغيرهاي توليد پرداخته شده است. در بخش ساختمان، موارد ديگري نيز بايد مد نظر قرار داده شود: سطح وسيع اجراي كار، در دسترس بودن روش‌هاي نشاندن لايه سطحي، سرعت خروجي كه تا حد امكان بالا باشد، قيمت نهايي محصول، مشكلات بحراني كه بايد بر آنها فايق آمد، راه‌حل‌هاي تكنيكي بعدي و ... بايد مد نظر قرار گيرد.
علاوه بر اين، آخرين بررسي استانداردهاي مرتبط با ارزيابي خاصيت فتوكاتاليست نظير: قدرت اكسيدكنندگي (UNI 11247)، تجزيه و تخريب ساختار رنگدانه‌ها آلي (UNI 11238-2) و يا رفتار تركنندگي (ISO 27448) دلالت بر نياز به تدوين روش‌هاي آزمون قابل اعتماد دارد. البته علت اينكه برخي پوشش‌هاي سطحي بسيار آبدوست هستند ولي در تخريب رنگدانه‌هاي آلي، NOx و BTEX ضعيف عمل مي‌كنند هنوز مشخص نشده است.
در اين تحقيق پوشش‌هاي نانوساختار با استفاده از روش‌هاي صنعتي براي اعمال، از قبيل چاپ اينك‌جت، چاپ رولري يا روتاري كه در تمامي كارخانجات توليدي به صورت روزمره مورد استفاده قرار مي‌گيرد بر روي سطح اعمال مي‌شود. در اين تحقيق اعمال نيمه هادي فعال بر روي سطح ميكرو ساختار كاشي مورد بررسي قرار مي‌گيرد. مواردي كه مد نظر است عبارتند از:
1- مقايسه تاثير متغيرهاي فرآيند از قبيل روش اجراي اعمال مواد بر روي سطح، ميزان مواد فتوكاتاليست در سطح، شرايط حرارتي اعمال شده بر سطح كاشي و ساختار پوشش سطحي
2- تشخيص رفتار تركنندگي و خاصيت فتوكاتاليستي سطح اعمال شده براساس روش‌هاي مختلف
3- مشكلات و موانع پيش روي اجراي صنعتي ساختارهاي فتوولتاييك بر روي سطح كاشي و سراميك
2- مواد و روش‌ها:
بدنه‌هاي پرسلاني استن‌ور مختلفي از كارخانجات توليدي كاشي تهيه شد (PS). اين بدنه‌ها به انواع مختلف لعابدار(G) و غيرلعابدار (U)، نيمه آماده (خام، G* و (U*و محصولات نهايي پخته شده (F) (GF,UF) تقسيم‌بندي شدند كه تمامي موارد مورد بررسي قرار گرفت.
سوسپانسيون آناتاز 100 درصد كه مربوط به شركت كلروبيا (Colorobbia Italia) است براي انجام آزمايشات انتخاب شد و بر روي سطح كاشي چاپ شد. ميزان متوسط اندازه دانه در اين تركيب 10 نانومتر است كه اين اندازه به روش Dynamic Light Scatteringو با استفاده از ZetasizerNanoseries Malvern محاسبه شده است. ميزان كشش سطحي در حدود mN×m-1 40 مي‌باشد كه با استفاده از OCA 15 Tensiometer بدست آمده است. ميزان ويسكوزيته mPa×s 32 و 6 به ترتيب براي دماي اتاق و 80 درجه سانتيگراد و با استفاده از ويسكوزيمتر چرخشي مدل (Bohlin C-VOR 120rotational rheometer) محاسبه شده است.
سرامیک مشتق از کلمه keramos یونانی است که به معنی سفالینه یا شئی پخته شده است. در واقع منشا پیدایش این علم همان سفالینههای ساخته شده توسط انسانهای اولیه هستند. در واقع قبل از کشف و استفاده فلزات، بشر از گلهای رس به علت وفور و فراوانی آنها و همچنین شکلگیری بسیار خوب آنها در در صورت مخلوط شدن با آب و درجه حرارت نسبتاً پایین پخت آنها استفاده میکرد. آلومینوسیلیکاتها که خاکهای رسی خود آنها به حساب میآیند، از عناصر آلومینیوم، سیلیسم و اکسیژن ساخته میشوند که این سه عنصر بر روی هم حدود 85 درصد پوسته جامد کره زمین را تشکیل میدهند. این سه عنصر فراوانترین عناصر پوسته زمین هستند.