علم سرامیک

بررسی عیوب لعاب و راه حل های رفع آنها

عیوب موجود در کاشی های سرامیکی لعابدار علل متفاوتی دارند. یکی از اصلی ترین عیوب کاشی های سرامیکی لعابدار، عیوب لعاب می باشد. جهت به حداقل رساندن و شناختن این عیوب مقاله زیر تقدیم می شود.

 **عیب خزیدگی لعاب یا Crawling**

ظاهر و وضعیت:

لعاب نگرفتگی بدنه (عاری بودن نقاطی از بدنه از لعاب)، به صورتیکه لعاب به شکل جزیره ای در حد فاصل نقاط بدون لعاب تجمع پیدا می کنند.

عوامل ایجاد کننده این عیب:

1- وجود روغن، گریس، گرد و خاک و ...بر روی قطعه بیسکوئیت شده قبل از لعاب کاری

2- ایجاد ترک در لایه لعاب طی مرحله خشک کردن و قبل از پخت به علت وجود مواد کلوئیدی بیش از اندازه در لعاب.

3- وجود نمک های محلول در بدنه

4- اعمال زیاد لعاب به بدنه (ضخیم یا غلیظ بودن لعاب)

راه حل های پیشنهادی برای رفع این عیب:

1- تمیز نگه داشتن قطعه بیسکوئیت شده

2- با دقت جابجا کردن قطعاتی که به روش غوطه وری، لعاب زده میشوند.

3- کم کردن مقدار رس در لعاب

4- افزودن کربنات باریم (به مقدار 1 تا 2.5 درصد) جهت رسوب کردن نمک های محلول

5- کاهش مقدار لعاب اعمال شده

**عیب ترک شبکه ای لعاب یا Crazing**

ظاهر و وضعیت:

ترک ریز شبکه مانند بر روی سطح لعاب.

عوامل ایجاد کننده این عیب:

1-عدم تطابق انبساط حرارتی بدنه و لعاب (بدنه باید انبساط حرارتی بالاتر نسبت به لعاب داشته باشد تا لعاب به اندازه کافی تحت فشار قرار بگیرد. )

2- اعمال لعاب خیلی ضخیم یا غلیظ

3-انبساط رطوبتی بدنه

4- پخت بدنه یا لعاب در دمای پایین تر از حد لازم

راه حل های پیشنهادی برای رفع این عیب:

1-     افزودن انبساط حرارتی بدنه بوسیله :

- پخت بدنه در دمای بالاتر

- نگه داشتن بدنه در بالاترین دما به مدت طولانی تر

- افزودن مقدار سیلیس بدنه

2- کاهش انبساط لعاب بوسیله:

- افزودن سیلیس یا کائولن به لعاب

-استفاده از فریت بوراکس با انبساط حرارتی

-کاهش ضخامت یا درجه غلظت لعاب

-کاهش تخلخل بدنه

**عیب خروج از حالت شیشه ای یا Diversification**

ظاهر و وضعیت:

لعاب های شیشه ای به صورت مات ظاهر می شوند.

لعاب های ترانسپارت  ظاهری شیری رنگ پیدا می کنند (اغلب رنگ های مایل به آبی تا صورتی روی بدنه های تراکوتایی)

عوامل ایجاد کننده این عیب:

اگر در طی خنک شدن لعاب، عمل رسوب لعاب رخ دهد شاهد رخ دادن پدیده های زیر و شاهد بروز عیب Diversification در لعاب ها هستیم:

1-     ظهور کریستال های ریز در سطح لعاب (کریستال های سیلیکات های کلسیم، روی و ...)

2-      رسوب شیری رنگ (بورات کلسیم)

راه حل های پیشنهادی برای رفع این عیب:

1-     سریعتر خنک شدن لعاب تا دمای کمتر از 700 درجه سانتی گراد (به عبارت دیگر وقتی که لعاب در حالت نیمه مذاب قرار داشته باشند)

2-     کاهش مقدار آهک در لعاب

3-     افزودن کائولن به لعاب

4-     استفاده از لعاب با قابلیت حل شدن کم به جای استفاده از لعاب های بدون سرب

**عیب جوش و تاول زدن Blistering**

ظاهر و وضعیت:

دهانه های ترکیده ای که آتشفشان مانند بوده و اغلب دهانه باز و بزرگ در سطح دارند.

عوامل ایجاد کننده این عیب:

1-     ایجاد گاز به علت وجود مواد تولید کننده گاز در حین پخت

2-     عدم پخت کامل لعاب

3-     بدنه و یا لعاب در دمای بیشتر از اندازه کافی پخته شوند.

4-     عدم تطابق کامل لعاب و بدنه.

راه حل های پیشنهادی برای رفع این عیب:

1-پخت آهسته تر و یا نگه داشتن قطعه به مدت طولانی تر در دمای بالا.

2-کم کردن طول سیکل پخت یا کم کردن زمان قرار گرفتن در دمای ماکزیمم یا دمای Drop

3- تغییر ترکیب لعاب یا بدنه

**عیب لعاب ضربه خورده Knocked glaze**

ظاهر و وضعیت:

مواضع لعاب نگرفته در بدنه دیده می شود.

عوامل ایجاد کننده این عیب:

پاک شدن یا ضربه خوردن لعاب قبل از پخت

راه حل های پیشنهادی برای رفع این عیب:

1-     جابه جا کردن قطعه با دقت زیاد و فقط زمانی که کاملاً خشک شده باشد.

2-     افزودن یک بایندر به لعاب (به عنوان مثال: یک درصد صمغ، نشاسته یا کربوکسی متیل سلولز سدیم)

**عیب کم شدن لعاب Starved glaze**

ظاهر و وضعیت:

وجود مواضع کم رنگ و پر رنگ در لعاب

عوامل ایجاد کننده این عیب:

مواد فرار در لعاب از سطح بدنه بوسیله تجهیزات نسوز کوره (Kiln furniture) که متخلخل هستند مکیده می شوند.

راه حل های پیشنهادی برای رفع این عیب:

1-     اجتناب از قرار دادن قطعات لعاب دار  بیش از اندازه نزدیک به آجرهای کوره و یا پایه های جدید.

2-     پخت نکردن هم زمان پخت بیسکوئیت و پخت لعاب

**عیب قطعات چسبیده یا Stuck ware**

ظاهر و وضعیت:

چسبیدن قطعات به یکدیگر یا به صفحه نسوز کوره

عوامل ایجاد کننده این عیب:

تماس قطعات لعاب خورده در حین پخت لعاب یا جاری شدن لعاب به علت نرم شدن زیاد بر روی صفحات کوره.

راه حل های پیشنهادی برای رفع این عیب:

1-اطمینان از عدم تماس قطعات لعاب خورده در حین پخت لعاب

2-پاک کردن لعاب از پایه قطعات لعاب خورده

3-استفاده از روش دیرگداز یا ریختن پودر بر روی صفحات کوره

**عیب لکه دار شدن لعاب یا Specking**

ظاهر و وضعیت:

وجود لکه های تیره در لعاب

عوامل ایجاد کننده این عیب:

آلوده شدن سطح لعاب در اثر :

1-زنگ جدا شده از ابزارهای زنگ زده و نشستن ذرات بر روی لعاب

2-ذرات جدا شده از قطعات بیسکوئیت شده و افتادن آنها بر روی لعاب

3- ذرات جدا شده به هنگام دکور کردن وافتادن انها بر روی لعاب در خلال لعاب کاری غوطه وری

راه حل های پیشنهادی برای رفع این عیب:

1-     اطمینان از عاری بودن ابزارها و مخازن لعاب از زنگ زدگی

2-     اطمینان از عاری بودن قطعات بیسکوئیت شده از مواد جدا شده، قبل از لعاب کاری غوطه وری

3-     سرند کردن لعاب به طور مرتب و منظم

**عیب پوسته ای شدن لعاب Peeling**

ظاهر و وضعیت:

کنده شدن و یا رو آمدن لعاب از روی سطح بدنه(بیشتر در لبه ها ایجاد می شود)

عوامل ایجاد کننده این عیب:

1-     قرار داشتن لعاب تحت فشار بیش از حد

2-     مهاجرت نمک های محلول به سطح بدن هنگام خشک شدن یا پخت که باعث کاهش پیوستگی و چسبندگی لعاب می شود.

راه حل های پیشنهادی برای رفع این عیب:

1-     کاهش انبساط حرارتی بدنه بوسیله:

-         کاهش دمای پخت

-         کاهش زمان نگه داری بدنه در دمای حداکثر پخت

2-     افزایش انبساط حرارتی لعاب بوسیله:

-         کاهش میزان سیلیس و یا آلومینا در لعاب

-         افزودن فریت قلیایی با انیساط حرارتی بالا

3-     افزایش کربنات باریم (به میزان 1 تا 2.5 درصد) به بدنه جهت رسوب نمک های محلول

4-     کشیدن اسفنج مرطوب به لبه ها و دسته های قطعات قبل از پخت بیسکوئیت

**عیب پینهول یا Pinhole**

ظاهر و وضعیت:

وجود سوراخ های نازک سوزنی شکل در لعاب بعد از پخت

عوامل ایجاد کننده این عیب:

خروج گاز از بدنه و یا لعاب در خلال پخت به دلیل:

1-پخت بدنه در دمای پایین تر از حد لازم

2-وجود هوای حبس شده در گل (بدنه)

3-اعمال بیش از حد رنگ های زیر لعابی  و یا پخت آنها در دمای بیش از حد لازم.

4-وجود نمک های محلول (سولفاته) در بدنه

5-وجود بیش از حد وایتینگ (آهک و ....) در لعاب

6-پخت لعاب در دمای پایین تر از حد لازم

7-ایجاد گازهای فرار در لعاب به علت پخت لعاب در دمای بیش از حد لازم

راه حل های پیشنهادی برای رفع این عیب:

1-     پخت بدنه تا دمای توصیه شده

2-     ورز دادن (Aging) کامل گل (بدنه) پلاستیک جهت خروج کامل هوا

3-     کاهش میزان رنگ های زیرلعابی

4-     افزودن 1 تا 2.5 درصد کربنات باریم به بدنه

5-     کاهش میزان وایتینگ در لعاب

6-     کاهش دمای پخت لعاب

7-     پخت لعاب تا دمای توصیه شده

**عیب شوره زدن یا Sulphuring**

ظاهر و وضعیت:

وجود باقیمانده یا شوره کم رنگ بر روی سطح لعاب

عوامل ایجاد کننده این عیب:

واکنش گازهای سولفوری موجود در اتمسفر کوره با لعاب

1-     وجود سولفات در بدنه

2-     وجود گوگرد در گازهای کوره

راه حل های پیشنهادی برای رفع این عیب:

1-ایجاد امکان تهویه کافی در اتمسفر کوره

2-پخت بیسکوئیت تا دمای بالا و در زمان کافی جهت سوختن کامل کربن و گوگرد و خارج شدن آنها از بدنه

**عیب کم رنگ شدن لعاب یا Blurring**

ظاهر و وضعیت:

کم رنگ شدن رنگ های دکور

عوامل ایجاد کننده این عیب:

قابلیت انحلال بالای اکسید های رنگی نسبت به لعاب رنگی

راه حل های پیشنهادی برای رفع این عیب:

1-تجربه یک نوع لعاب دیگر

2-افزودن رس به پیگمنت

3-کاهش دمای پخت

**عیب رنگ پریدگی یا Firing away**

ظاهر و وضعیت:

کم رنگ شدن یا بی رنگ شدن

عوامل ایجاد کننده این عیب:

1-پخت در دمای بالاتر از حد لازم

2-کم رنگ شدن یا رنگ پریدگی صورتی زیر لعابی قلع-کروم در لعاب های با اسید بوریک زیاد

راه حل های پیشنهادی برای رفع این عیب:

1-پخت در دمای پایین تر

2-استفاده از لعاب های دیگر

**عیب ایجاد رنگ های مات یا Matt colors**

ظاهر و وضعیت:

بافت مات در لعاب ایجاد می شود.

عوامل ایجاد کننده این عیب:

1-خروج از حالت شیشه ای (تبلور مجدد)

2-معمولاً به علت پخته شدن در دمای پایین تر نیز این عیب رخ می دهد.

راه حل های پیشنهادی برای رفع این عیب:

1-     پخته شدن در دمای بالاتر و پخته شدن با زمان طولانی تر در دمای حداکثر

2-     به توضیحات قسمت Diversification مراجعه کنید.

 انگوب

دلایل اعمال انگوب:
انگوب ترکیبی است که ما بین بدنه بسکوییت و لعاب قرار می گیرد.
اصولا به سه دلیل عمده انگوب اعمال می شود:
1.پوشاندن رنگ بدنه
2. کم کردن اختلاف ضریب انساط حرارتی بده و لعاب
3. کاهش احتمال بروز عیب پین هول
مورد سوم دلیل اصلی اعمال انگوب است.
اگر لعاب شيشه اي و داراي خاصيت پشت نمايي باشد،‏ رنگ و مشخصات ظاهري بدنه را نمايش ميدهد. براي اينکه محيط مناسبي براي ايجاد دکور داشته باشيم بايد علاوه بر پوشش رنگ بيسکوييت, زمينه قابل دکور و شرايط مناسبي را فراهم کنيم. لذا از انگوب استفاده مي‏کنيم.
انگوب در واقع يک لايه حد واسط است (‏بين لعاب و بدنه)‏ که جهت رفع عيوبي چون رنگ نا مطلوب بدنه و يا اصلاح کننده مشکل ضريب انبساط حرارتي لعاب (‏يا بدنه)‏ مورد استفاده قرار مي‏گيرد.
هنگامي که با لعاب ترانسپارنت سرو کار داريم،‏ هميشه بحث از لايه پوشاننده سطح بيسکوييت و زير لعاب ترانس هم در ميان است. با اين اوصاف بايد از انگوب،‏ به عنوان يک لايه کدر و سفيد که پوشاننده رنگ سرخ،‏ قهوه اي يا صورتي بدنه بيسکوييت است،‏ نام برد. انگوب،‏ گاهي با خواص اصلاح ضريب انبساط حرارتي لعاب (‏عموما افزايش)‏ و برقرار کردن تناسب آن با بدنه،‏ سبب بهبود کيفيت و قيمت تمام شده کاشي مي‏شود‏.
انگوب با تعديل واکنش‏ها‏ي بدنه با لعاب سبب بهبود کيفيت سطح لعاب و زيبايي آن نيز مي‏شود‏. در شرايط خاص و براي اعمال بک لعاب ويژه (‏مثلا لعاب متاليک)‏ وجود انگوبي با شرايط خاص که اهداف مورد نظر در تشکيل فاز‏ها‏ و شرايط لعاب را القا کند نيز ضروري است.


سيستم اعمال لعاب و انگوب به روش بل


معمولا انگوب از مواد خام (‏شامل سيليس و کائولن و فلدسپات وسيليکات زير کونيم و...)‏ و نيز بخشي فريت تشکيل شده که بايست داراي خواص زير باشد:
1- ارزان‏تر ‏از لعاب رويه باشد.
2- زمينه اي سفيد و قابل دکور شدن را فراهم آورد.
3- در دماي پخت لعاب،‏ داراي جذب آب بين صفر تا يک درصد باشد.
4- داراي خاصيت پوشانندگي بوده و اثر نم و رطوبت جذب شده از پشت بيسکوييت – چه در زمان نصب و چه بعد از آن هنگام کارکرد- را نشان ندهد. (‏اثر لکه آب)‏
5- ممكن است داراي خاصيت اصلاح کننده ضريب انبساط حرارتي لعاب باشد.
6- داراي سازگاري با بافت لعاب بوده و کيفيت لعاب تک لايه را بهبود ببخشد.
7- در برخي لعاب‏ها‏ي خاص مثل لعاب متاليک،‏ انگوب داراي خواص منحصر به فردي است که بدون آن امکان استفاده از آن لعاب خاص (‏لعاب متاليک)‏ فراهم نمي‏شود‏.
8- به دوام لعاب افزوده و در دراز مدت سبب بروز عيوب در لعاب (‏مثل ترک اتوکلاو و پوسته اي شدن لعاب)‏ نشود.
9- هم با لعاب و هم با بدنه بيسکوييت پيوند محکمي ايجاد کرده و تحت هيچ شرايطي ازهيچ کدام جدا نشود.
اصولا سطح انگوب مات و کمي زبر است و تمايل به ذوب - ولو اندک – در انگوب نداريم.
براي طراحي انگوب مي‏توان از درصدي فريت مشابه لايه لعاب رويي بعنوان گداز آور استفاده کرده و ساير مولفه‏ها‏ي مورد نياز را به آن افزود. اين مولفه‏ها‏ شامل:‏
- سيليکات زير کونيم (‏بعنوان سفيد کننده و اپک کننده)‏
- اکسيد آلومينيم (‏بعنوان دير گداز کننده و پوشاننده)‏
- دي اکسيد سيليسيم يا سيليس (‏به عنوان دير گداز کننده و بالا برنده ضريب انبساط حرارتي)‏
- اکسيد روي (‏بعنوان سفيد کننده و پوشانده)‏
- انواع کائولن‏ها‏ (‏دير گداز کننده و عامل جلو گيري از رسوب)‏
- انواع مرغوب بنتونيت و بالکلي (‏جلوگيري از رسوب)‏
- افزودني‏ها‏ (‏مثل چسب و روانساز)‏
و ساير مواد کمکي هستند. جهت استفاده از انگوب براي اصلاح ضريب انبساط حرارتي لعاب (‏يا بدنه)‏ نيازمند آن هستيم که مسئله جذب رطوبت توسط بيسکوييت بلافاصله پس از خروج از کوره و انبساط رطوبتي تدريجي آن را در نظر بگيريم.
بهتر است همواره ضريب انبساط حرارتي مجموعه انگوب و لعاب طوري طراحي شود که محصول نهايي خروجي کوره (‏در ضلع طويل با ابعاد بين 25 الي 45 سانتيمتر) داراي 2 الي 3 واحد پلاناريته تاب محدب (‏حدود 0.2 الي 0.3 ميليمتر در مرکر ضلع)‏ باشد.
معمولا در بدنه کاشي ديواري پس از گذشت زمان اندکي (‏مثلا يک تا دو هفته)‏ به دليل انبساط رطوبتي بدنه اين تاب تحدب کاهش يافته و به صفر متمايل مي‏گردد. طبق توصيه کتب معتبر سراميکي معمولا ضريب لعاب نسبت به بدنه بايد 10 واحد کمتر باشد تا همواره لعاب تحت فشار قرار گيرد و به مرور زمان با مشکل ترک لعاب يا crazing در کاشي ديواري مواجه نشويم.
در خصوص بدنه‏ها‏ي کاشي کف ويا پرسلاني،‏ معمولا به دليل کمبود يا عدم وجود جذب آب با اين وضع موجه نيستيم،‏ در برخي موارد حتي افزايش ميزان تحدب ديده مي‏شود‏.
· تجربه شخصي نشان داده که اين مقدار اختلاف ضريب انبساط لعاب و انگوب سبب بروز تاب تحدب شده و از نظر بازار و مشتري پذيرفته نيست. در صورتي‏که بدنه کاشي استاندارد و داراي انبساط رطوبتي کم (‏معادل 0.06 درصد ويا کمتر)‏ باشد،‏ ضمن ارتقاي کيفي انگوب و افزايش الاستيسيته آن،‏ مي‏بايست‏ اختلاف ضريب لعاب و بدنه تا حد 10 درصد ضريب بدنه کاهش يابد. براي مثال براي بدنه‏ها‏ي نرمال کاشي ديوار با ضريب انبساط حرارتي حدود 60 الي 70 اين مقدار 6 الي 7 واحد و ضريب مطلوب لعاب 58 الي 63 و انگوب نيز با کمترين خاصيت اصلاحي ضريب انبساط توصيه مي‏شود‏.
بنا به استنباط شخصي نگارنده اگر کاشي را به مثابه يک نقاشي نگاه کنيم،‏ بخش اصلي و ساختار کاشي در واقع چهار چوب و بوم است که هميشه داراي ويژگي‏ها‏ي ثابت و بدون تغيير است. در حاليکه نقش و اصل زيبايي آن توسط طرح ايجاد مي‏شود‏ و تعيين کننده قيمت و بهاي کار است. پس توليد کننده بايد با انجام طراحي مناسب از دغدغه‏ها‏ي ساختار اصلي کاشي فارغ شده و مشتري نيز به کيفيت کاشي اطمينان داشته باشد و گروه توليد كنندگان همگي روي نقش و طرح کاشي تمرکز نمايند.