علم سرامیک

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 اشاره می گردد و راههای بوجود امدن آنها نیز ارائه خواهد شد. بدیهی است که برخی از این عیوب وابسته به شرایط و مسایل خاصی می باشد که ممکن است همه جا عمومیت نداشته باشد ولی دانستن اینها خالی از فایده نیست.

یک از دستگاههای موجود در یک شرکت تولید کاشی و سرامیک پرس می باشد. برخی از عیوبی که بواسطه این دستگاه بوجود می آید و یا در ارتباط با این دستگاه است به شرح زیر می باشد:

Pعيب عدم يكنواختي:

عدم يكنواختي را از دو جنبه مي توانيم مورد توجه قرار دهيم. يكي عدم يكنواختي بين قطعات مختلف و ديگري عدم يكنواختي در نقاط مختلف قطعه.

عدم يكنواختي بين قطعاتي که با يك كد مخصوص توليد مي شود:

اگر ميزان فشار پرس در توليد يك محصول در دو روز متوالي متفاوت باشد بنابراين فشردگي بدنه پس از پرس متفاوت خواهد بود. هر چه قطعه متراكم تر باشد انقباض حين پختش كمتر خواهد بود.

وقتي فشردگي محصولاتي كه در دو روز متوالي پرس شده اند يكسان نباشد نتيجتاً انقباض حين پختشان نيز متفاوت خواهد بود.

u با تغيير فشار پرس فشردگي تغيير مي كند و در نتیجه انقباض پس از پخت تغيير مي كند.

v تغيير درصد رطوبت گرانولها: اگر رطوبت گرنولها كاهش پيدا كند افت رطوبت باعث كاهش تغيير فرمهاي پلاستيك شده و در نتيجه فشردگي كاهش مي يابد. كاهش فشردگي منجر به افزايش انقباض حين پخت مي شود كه اين منجر به تغيير ابعاد محصول مي شود.

w توزيع دانه بندي گرانولها: با تغيير دانه بندي گرانولها كه مي تواند ناشي از تغييرات فشار پمپ يا درصد آب دوغاب باشد Df (دانسيته پر شدن قالب) تغيير مي كند و در نتيجه Dc يعني دانسيته پس از پرس تغيير خواهد كرد و در نتيجه ميزان فشردگي قطعه پس از پرس تغيير مي كند و در نهايت انقباض حين پخت تغيير مي كند و در نتيجه محصول توليد شده در دو روز متوالي ابعاد متفاوت خواهد داشت و علاوه بر اين استحكام خمشي محصول و جذب آب محصول نيز تغيير مي كند كه در واقع تفاوت در خواص ذاتي محصول است و مطلوب نمي باشد.

P عيب Halo يا پليسه لبه:

اگر مواد ريزدانه زياد باشد تلورانس بين پانچ و قالب زياد باشد و رطوبت گرانول كم باشد هنگام پرس در مرحله هواگيري وقتي هواي داخل قطعه به سمت لبه ها مي آيد تا از درز بين پانچ و قالب خارج شود به همراه خود در بدنه هاي خشك ذرات ريزدانه را به سمت لبه قطعه مي آورد و در لبه عيب پليسه ايجاد و اين عيب بلافاصله بعد از پرس مشاهده مي شود.

 به دليل بروز عيب پليسه و لب پريدگي كه مورد دوم ناشي از انبساط بعد پرس اضافي است كاشيها را اصولاً بصورت وارانه پرس مي كنند يعني سطح آينه اي كه قرار است لعاب بخورد به سمت پائين و پشت كاشي كه آنرا سطح آرم يا مارك گويند به سمت بالاست.

براي اينكه عيب Halo را كاهش دهيم:

R ميزان ذرات ريزدانه را كاهش دهيم.

R رطوبت گرانول را در حد امكان افزايش دهيم.

R سرعت اعمال ضربه اول را كاهش دهيم.

عيب پوسته اي شدن يا lamnation يا لايه اي شدن:

Lamnation عبارت است از دو پوست شدن يا لايه اي شدن محصول پس از پرس به موازات سطحي كه پانچ پرس بر آنها فشار وارد مي كند قطعه ر يك صفحه دچار گسستگي مي شود.

1- اولين عامل اگر گرانولها زيادي ريزدانه باشد بخصوص در حالتي كه توزيع دانه بندي هم وسيع نباشد. وقتي توزيع دانه بندي وسيع باشد(توزيع اندازه دانه گرانولها) بر طبق تئوري آندريازن ميزان تخلخلها كاهش يافته و ميزان هواي محبوس شده در قطعه افزايش مي يابد و احتمال lamnation بالا مي رود.

 اگر ذرات گرانولها ريز باشند و هم سايز باشند هواي محبوس در قطعه افزايش و ميزان فشردگي در اثر فشار اوليه كاهش و در نتيجه احتمال lamnation افزايش مي يابد.

2- كمبود رطوبت گرانولها هنگام پرس باعث مي شود هنگام اعمال فشار پرس در غياب آب ذرات خاصيت پلاستيسيته نداشته به يكديگر نمي چسبند. عدم اتصال منجر به بروز عيب lamnation مي گردد.

هر چه يك بدنه پلاستيسيته اش بالاتر باشد به ميزان رطوبت بيشتري هنگام پرس احتياج دارند. رطوبت لازم براي ماجوليكا بيشتر از ارتن ور هاست چون ماجوليكا از دو رس متشكل شده است. هر چه پلاستيسيته بدنه اي بيشتر باشد يعني ميزان رسهاي پلاستيكش بيشتر باشد براي پرس نمودن محصول درصد آب بيشتري نياز است تا خاصيت پرس پذيري قطعه مناسب باشد.

اگر بدنه ماجوليكا با %5 رطوبت و زبره %5 روي مش 230 دچار lamnation ناشي از خشكي شود بدنه ارتن ور قلدسپاتي – آهكي با %5/3 آب و زبره %5 روي مش 230 دچار عيب lamnation ناشي از خشكي مي شود.

اگر رطوبت گرانولها بيش از حد باشد حين پرس يك فويل آب راه خروج آب را مي بندد و در نتيجه هوا در بين لايه هاي قطعه محبوس مي شود و نتيجتاً عيب lamnation بروز مي كند.

3- مناسب نبودن ميزان و سرعت ضربه اول

Lamnation دو حالت كلي دارد: يا در سطح قطعه رخ مي دهد يا در وسط ضخامت قطعه كه هر يك دليل جداگانه اي دارد. اگر سرعت اعمال ضربه اول زياد باشد lamnation در سطح قطعه بروز مي كند دز ايمن حالت بايد سرعت اعمال ضربه اول را كندتر و آهسته تر كنيم.

Lamnation ممكن است در مغز قطعه باشد اگر ميزان ضربه اول كافي نباشد lamnation در مغز قطعه بروز مي كند. در اينجا بايد ميزان اعمال فشار ضربه اول را افزايش دهيم. اگر ضخامت گرانول در داخل قالب بيش از حد مناسب باشد عيب lamnation بروز مي كند. ميزان مناسب ضخامت گرانول در داخل قالب حدود دو برابر ضخامت قطعه است. مثلاً ضخامت گرانول براي قطعه اي كه قرار است ضخامت 5 ميليمتر پس از پرس داشته باشد بايد حدود 10 ميليمتر باشد. اگر بجاي 10 ميليمتر ضخامت گرانول 12 ميليمتر باشد در واقع در فشار اول فشردگي سطح قطعه زياد مي شود به نحويكه از خروج هواي محبوي شده جلوگيري مي كند و لذا عيب lamnation بروز مي كند.

4- پر كردن بيش از حد قالب دومين عيبش فرسودگي بيش از حد و زودرس قالبهاست و سومين عيبش گرانتر شدن بدنه است چرا كه اصولاً (البته نه هميشه) كاشي را متري مي فروشند نه كيلويي.

5- دماي قالبها حدود 80-50 درجه مي باشد. اگر دماي قالب بيش از حد باشد افت رطوبت بخصوص در سطح قطعه داريم با افت بيش از حد رطوبت انسجام ذرات بدنه به يكديگر كاهش مي يابد و بخصوص دو پوست سطحي افزايش مي يابد.

6- عدم استراحت كافي گرانولها: عدم خواب كافي باعث مي شود كه رطوبت سطح و مغز گرانولها يكسان نباشد. مغز گرانولها به دليل رطوبت بالا مي تواند منجر به بروز lamnation شود و سطح گرانولها به دليل رطوبت پائين مي تواند lamnation را عامل شود.

7- مورفولوژي ذرات: اگر در بدنه ماده اوليه پولكي شكل مانند تالك زياد موجود باشد احتمال لايه اي شدن افزايش مي يابد. تالك به دليل داشتن مورفولوژي پولكي احتمال بروز lamnation را افزايش مي دهد.

ادامه دارد...........

برای بهتر شدن این وبلاگ لطفاً پس از خواندن مطلب فوق نظر و پیشنهاد و یا سوالات خود را در به مدیر وبلاگ ارسال کنید و یا با این ایمیل بفرستید. متشکرم