علم سرامیک

همانطور که قبلاً هم گفته شد در تولید هر محصول همیشه یک سری عیوبی پیش می آید که شناختن و اطلاع از آن در رفع عیب و افزایش کیفیت محصول تاثیر به سزایی دارد. در ادامه این مطلب به برخی از عیوب موجود در تولیدات سرامیکی و روشهای شناخت و رفع آنها اشاره می گردد.

عيب كثيف شدن قالبها:

1- دمای قالب:

هر چه دماي قالب بالاتر باشد، بدنه كمتر به آن مي چسبد و در نتيجه كثيف شدن قالب كمتر بروز ميكند.

2- رطوبت پودر:

هر چه بيشتر باشد احتمال چسبيدن گرانولها به سمبه يا پانچ بيشتر مي شود.

3- تركيب بدنه:

بدنه هايي كه فاكتور پرس پذيري بالاتري دارند بدنه را كمتر كثيف مي كنند گرانولهای تهيه شده از اسپري دراير نسبت به گرانولهايي كه با آسياب خشك تهيه مي شوند تمايل بيشتري به كثيف كردن قالب دارند.

راه حل هاي كاهش عيب كثيفي قالب:

ساده ترين راه حل دماب قالب را بالا مي بريم اما دما را كه زياد مي كنيم احتمال بروز lamnation سطحي پيش مي آيد.

راه حل ديگر تميز كردن با دستمال آغشته به گازوئيل است.

راه حل ديگر سطح قالبها توسط رزين ترانسپارتي پوشانده شده باشد.

عيب عدم قائمه بودن زوايا يا squerness

هر عاملي باعث شود يك ضلع كاشي بيش از ضلع مقابلش انقباض كند منجر به بروز عيب squerness خواهد شد.

توسط پنتومتري فشردگي نقاط مختلف كاشي را اندازه گيري مي كنيم. هر چه فشردگي بيشتر باشد ميزان فرورفتن سوزن پنتومتري در كاشي كمتر خواهد بود.

فرض كنيد يك ضلع كاشي فشردگي زياد و ضلع مقابلش فشردگي كم دارد در ضلعي كه فشردگي زياد داريم انقباض حين پخت كم خواهد بود و زواياي مقابل آن از 90درجه كمتر خواهد بود. در ضلعي كه فشردگي كمتري داريم انقباض بيشتر بوده و زواياي مجاور آن از 90درجه بزرگتر خواهد بود يعني اگر شكل قطعه پس از پخت به صورت ABCD باشد در ضلع AB فشردگي بيشتر است و در ضلع CD فشردگي كمتر خواهد بود.

همينطور يك عامل ديگر اينكه دراور حركت رفت و برگشتي دارد وقتي سرعت حركت دراور زياد مي شود به يك ضلع( پيشاني قالب) خوراك زيادي نمي رسد و احتمال بروز عيب squerness افزايش مي يابد.

تراز نبودن دراور و پانچ قالب باعث عدم فشردگي يكنواخت در داخل قالب مي شود چون نقاطي كه پانچ مثلاً روي آن كج است فشردگي بيشتر و نقاط مقابل به آن فشردگي كمتر خواهد داشت پس اگر سطح پانچ تراز نباشد اضلاع كناري (نه جلويي و عقبي) يعني BC و AD فشردگي يكنواخت نداشته اين بار اختلاف انقباض در ضلع سمت راست و چپ داريم. مثلاً ضخامت گرانول در ضلع AD بيشتر بوده است لذا فشردگي بيشتر بوده است و انقباض حين پخت كمتر بوده است.

عيب عدم قائمه بودن مي تواند در كوره نيز ناشي از اختلاف دماي ديواره چپ و راست كوره ايجاد شود. آن سمتي از كاشي كه حرارت بيشتري ديده است اصولاً (نه هميشه) انقباض بيشتري خواهد داشت.

ترك قنداق تفنگي:

دو مطلب را بايد به عنوان يادآوري بدانيم تا به سادگي علت ترك قنداق تفنگي را درك كنيم:

اول اينكه در قطعاتي كه پرس مي شوند ميزان فشردگي در تمام نقاط قطعه يكسان نيست مثلاً لبه هاي كاشي فشردگي بيشتري نسبت به مركز كاشي پيدا مي كند لذا پس از پخت ميزان تخلخل وسط كاشي از اضلاع و گوشه هاي كاشي خواهد بود.

دوم اينكه از روي خواص مكانيكي بخاطر داريد كه ترك هنگام رسيدن به تخلخل انرژي سرش مستهلك شده و رشدش متوقف مي شود. اما يك نكته ديگر اينكه استحاله هاي سيليسي حين كاهش دما با انقباض ناگهاني حجم همراه هستند.

نكته بعد اينكه حين سرد شدن در سيكل پخت پس از جهنم در شيب تبريد ابتدا لبه ها سرد مي شوند لذا نسبت به مركز كاشي بيشتر انقباض مي كنند. انقباض بيشتر لبه نسبت به مركز به معناي تمركز تنش كششي در لبه هاي كاشي نسبت به مركز كاشي است. علاوه بر اين سرد شدن زودتر لبه نسبت به مركز منجر به انجام زودتر استحاله هاي كوارتز دما بالا به دما پائين و كريستوباليت دما بالا به دما پائين و كريستوتريدميت دما بالا به دما پائين مي شود.

اين استحاله ها با كاهش ناگهاني حجم همراه هستند و تنش كششي ذخيره شده در لبه كاشي را افزايش مي دهد لذا در لبة كاشي ترك آغاز مي شود اين ترك با رسيدن به منطقه مركز كاشي كه پر تخلخل است مركز كاشي را دور زده و با رسيدن به لبه متراكم مسير خود را ادامه مي دهد. پس از شكست كاشي به دو نيمه تقسيم مي شود كه بواسطه شباهت بسيار زياد هر يك از نيمه ها به قنداق تفنگ اين عيب را به نام ترك قنداق تفنگي مي خوانند.

هر چه ميزان سيليس آزاد بيشتر باشد ميزان اين عيب بيشتر خواهد بود.

عوامل لعاب نگرفتگي:

عواملی که در لعاب نگرفتگی سطح کاشی موثر است و منجر می شود که قطعه معیوب شود را میتوان به صورت زیر نام برد.

1-           تركيب نامناسب لعاب كه باعث كشش سطحي زياد ميشود.

2-            آلوده بودن سطوح بدنه به چربي و گرد و غبار.

3-            انقباض تر به خشك بيش از حد لعاب خام كه مي تواند ناشي از مصرف مقدار زيادي كائولن خام در لعاب يا مصرف بيش از حد رس هاي بسيار پلاستيك يا مصرف زياد مواد آلي مثل C.M.C (كربوكسي متيل سلولز) باشد.

4-            خرد شدن بيش از حد مواد اوليه(دانه بندي بسيار ريز؛ ذرات كلوئيدي را در لعاب افزايش مي دهد كه خود باعث انقباض تر به خشك زياد لعاب ميشود و باعث عدم اتصال كامل بين لعاب و بدنه خواهد شد).

5-            ايجاد لايه ضخيم بر روي قطعه هنگام لعابكاري

6-            استفاده از اكسيد روي يا موادي نظير آن كه انقباض تر به خشك زياد دارد.

7-            وجود شوره در سطح بدنه.

8-            انقباض تر به خشك در برخي قسمت ها منجر به ترك ريزي ميشود و در موقع پخت باز شده و لعاب  نگرفتگي ايجاد مي كند.

كائولن، روي و رسها باعث عيب انقباض ميشود كه از كائولن كلسينه شده در فرمول استفاده ميشود.

عيوب مرحله پخت

عیوبی که در مرجله پخت محصولات سرامیک ممکن است بوجود بیاید می تواند یکی از این موارد باشد.

1-     انفجار يا متلاشي شدن كاشي در طي مرحله گرم كردن پخت

اين عيب  به علت تبخير شديد آب باقي مانده در بدنه كاشي (بيسكويت)بعد از خشك شدن و با لعاب خوردن و يا جذب مجدد آب در طول انباره در قسمت پيش پخت كوره روي مي دهد اگر پس از مرحلة خشك شدن در دراير و بعد از لعاب خوردن يا طي انباره در بدنه رطوبت بيش از حد مجاز وجود داشته باشد (يعني رطوبت داخل بدنه كاشي ورودي به كوره بيش از حد مجاز باشد) انفجار كاشي داخل كوره رخ ميدهد اين مسئله را مي توان با پايين آوردن دماي دور قسمت پيش پخت كوره با استفاده از روش هاي زير رفع كرد يا كاهش داد .

الف- شيرهاي هواي بالاي رولرهاي قسمت پيش پخت را باز تر شود تا هواي تازه و خنك از بيرون و از طريق تزريق كننده ها داخل كوره شود.

ب- دريچه هاي بسته واقع شده در سطح اين قسمت (پيش پخت)را بايد باز كرد.

ج- دياگرام نزديك قسمت پيش پخت را بايد كمي پايين آورد.

دياگرام: وسيله اي است كه براي نگه داشتن دماي قسمت ها مختلف به كارمي رود كه جنس اين دياگرام از پنبه سوز فشرده شده است.

2-                        ترك برداشتن در طول مرحله پيش پخت.

اين ترك در طي مرحله پيش پخت در اطراف كاشي و در لبه  هاي آن مشاهده مي شود و به ندرت و يا در بعضي موارد خاص ممكن است در قسمتي از ضخامت كاشي و تمامي ابعاد كاشي و ضخامت  كل كاشي اين اتفاق بيفتد اين پديده به علت افزايش شديد دماي دور مكيده شده توسط فن مكش رخ مي دهد كه با دماي كاشي ارتباط مستقيم دارد اين مسئله با كاهش دما در اولين شيب و يا شيب موجود در قسمت پيش پخت و يا كاهش دماي شعله مشعلها اوليه قابل رفع است.

3-                        شكاف برداشتن كاشي در طي عمليات سرد كردن:

اين پديده موجب به وجود آمدن ترك هاي شكل در كاشي مي شود كه از لبه هاي كاشي شروع وبه صورت    مانند و نه مستقيم به داخل كاشي نفوذ مي كند و موجب شكستن و سستي بدنه كاشي مي شود .اين پديده در زمان كوتاهي كه به زمان تغيير فاز كورتز موسوم است رخ مي دهد. اين مشكل را مي توان با ساده ترين روش ممكن يعني سرد كردن كاشي از دماي ماكزيمم پخت و يا دماي بحراني در طول مدتي كه به تغيير شكل فاز كوارتز (دماي تغيير فاز كوارتز دماي 575 درجه مي باشد ) نياز است برطرف نمود.

4-                        سياه شدن درون كاشي يا هسته سياه:

علت اين پديده وجود ذرات مواد آلي در كاشي است كه به طور كامل در مراحل پيش پخت اصلي اكسيد نشده اند اين پديده باعث تغيير شكل محصول پخته شده (تغيير در صافي و همچنين دگرگوني و تغيير در ابعاد ) و پيدايش عيوبي در سطح لعاب كاري مي گردد.

علت به وجود آمدن اين عيب(هسته سياه)

الف – فشار بيش از حد پرس  ي فشار بيش از حد در يك نقطه خاص (هر چه فشار بيشتر باشد شدت يا تاثير اين پديده روي كاشي بيشتر خواهد بود)

     ب- نوع مخلوط در نظر گرفته شده براي كاشي (متوسط اندازه دانه ها و نوع خاك رس )

     ج- رطوبت بالاي ماده يا كاشي ورودي كوره

      د- ضخامت بيش از حد قطعه (يا كاشي مورد نظر)

      ه- لعاب در دماي پايين شروع به ذوب شدن مي كند به عبارتي در اين حالت فرمول يا  مواد تشكيل دهنده لعاب تغيير كرده است.

روش هاي رفع اين عيب(هسته سياه):

     الف – افزايش دماي بخش اوليه قسمت پخش پخت (هم بالاي روي رولرها و هم پايين رولرها)

      ب – افزايش دماي زير رولرها تا اندازه اي كه ممكن است .

     ج – افزايش هواي ورودي به مشعل ها به منظور افزايش جريان گردابي و ردوبدل شدن و قبول حرارت بدون اين كه دماي مشعلها افزايش يابد.

      د- ثابت نگه داشتن مكش در مسير پيش پخت تا رسيدن به قسمت پخت

5- كشيدگي گوشه ها ي كاشي به سمت بالا و پائين:     

وقتي چهار گوشه كاشي به بالا كشيده مي شود (كم و بيش و به يك شكل با طول تقريبي 3-2 سانتي متر از گوشه)در حالي كه عملاً بقيه سطوح صاف و هموار باقي مانده است علت اين پديده تفاوت زياد دما در طول قسمت انتهاي پخت (كه دما در اين ناحيه بسیار بالا است )و سطح زيرين رولرها (جايي كه دما خيلي پايين است )مي باشد اين مسئله (عيب)با كاهش تدريجي دماي بالاي رولرها و در قسمت انتهايي پخت و در صورت نياز با افزايش دماي زيرين رولرها به منظور بازگشت اختلاف سايز قابل رفع است به علاوه بايد تست شود تا تغيير شكلها در طول خط كوره ثابت و يكنواخت باشد.

6- تحدب و تقعر همزمان در دو طرف كاشي:

اين عيب به كمك عيب تحدب ظاهر شده در لبه ها به موازات مسير حركت در كوره و تقعر لبه ها به موازات رولرها و به وجود مي آيد . بد شكلي حاصل از تقعر معمولاً در قسمت اول پرسيده مي شود در حالي كه تحدب در انتها ي پخت روي مي دهد براي بر طرف كردن اين عيب نقطه اوج  دماي بسته به قسمتهاي مختلف كوره يا بايستي در هر دو طرف رولرها يعني سطوح بالاي رولرها تغيير داده شود.

7- موج دار بودن كاشي :

اين پديده شامل عيب صافي سطح كاشي است كه فقط در لعابكاري شيشه اي يا شفاف به چشم مي خورد و فقط هنگامي كه ماده در معرض نور قرار مي گيرد آشكار مي گردد.

8- عيب اثر رولرها:

لبه هاي كاشي در جهت حركت رو به جلو در كوره به شكل دوبل باشد با يك انحنا به سمت بالا به اندازه تقريبي 6 الي 8 سانتي متر در جلو و عقب كاشي و يك انحنا در همان كناره  ها به اندازه 12 الي 3 سانتي متر به سمت پايين كشیده مي شود .

روش رفع اين عيب:

افزايش دماي بالاي رولر ها در قسمت انتهاي پخت به منظور بر طرف كردن قسمت محدب كه در 2 الي 3 سانتي متري يك لبه انتهايي قرار دارد در صورت نياز و به منظور اجتناب از اثر اختلاف سايز،كاهش دماي زير رولرها به مقداری كه با افزايش دماي بالاي رولرها سازگار باشد بايد صورت بگيرد.

لطفاً برای بهبود ویلاگ نظرات و پیشنهادات  و سوالات خود را در قسمت نظرهای وبلاگ یا ایمیل اینجانب ارائه دهید. متشکرم