علم سرامیک

اولين ماده مصرفي در ساخت ظروف سفالي گل رس يا خاك رس است خاك رس به چند صورت در طبيعت وجود دارد:

1) خاك هاي اوليه :خاك هايي است كه در كنار سنگ هاي مادر رسوب نموده، به وسيله آب يا باد جابه جا نشده، به طور نسبي خالص باقي مانده است.

2) خاك هاي ثانويه :خاك هايي است كه بر اثر عوامل طبيعي مانند باد و باران و جريان هاي موقت يا دايمي رودخانه ها از محل اوليه منتقل و در اين جا به جايي با مواد آلي و اكسيدهاي مختلف مخلوط شده است. اين نوع خاك ها در مقايسه با خاك هاي اوليه خلوص كمتري دارند اما از چسبندگي بيشتري برخوردار است.

موارد و مصالح مورد استفاده در سفالگري از نظر كميت فيزيكي به چند دسته تقسيم مي شوند:

1) مواد اوليه پلاستيك(شكل پذير يا رُس ها) :به خاك هايي گفته مي شود كه خاصيت «پلاستي سته» دارند. يعني خاصيتي كه ماده را قادر مي سازد تا در اثر يك نيروي خاري بدون شكست و گسستگي تغيير شكل داده، بعد از حذف يا كاهش نيرو، هم چنان شكل خود را حفظ كند.

2) مواد اوليه غيرپلاستيك :خاصيت تغيير شكل ندارند

مواد اوليه غير پلاستيك به چند دسته تقسيم مي شوند:

1) پر كننده ها :مانند سيليس، سنگ چخماق و تالك، مواد غيرپلاستيكي هستند كه به بدنه افزوده مي شوند. معمولاً داراي نقطه ذوب بالا و مقاومت شيميايي خوبي هستند.

2) گداز آورها :مانند فلدسپات، اكسيدهاي سديم، پتاسيم، بور يا باريم كه در بدنه و لعاب سازي به كار مي رود. گداز آورهاي مورد استفاده در سراميك سازي، بسيار متنوع اند.

ابزار و وسايل توليدسفال:

- سنگ خرد كن :براي تبديل قطعه هاي سنگ بزرگ به خرده سنگ استفاده مي شود.

- آسياب :براي پودر كردن مواد معدني به كار مي رود.

- الك :براي دانه بندي، تميز كردن و جداسازي مواد از يكديگر از الك استفاده مي كنند.

- مخلوط كن :به هم زدن دوغاب هاي سراميكي و ورز دادن خمير سراميك با مخلوط كن انجام مي گيرد.

- خشك كن: براي خشك كردن دوغاب بدنه هاي خام قبل از پخت آن ها را در خشك كن قرار مي دهند.

- كوره: بدنه هاي خام و لعابدار را در كوره مي پزند.

- چرخ سفالگري: براي ساخت ظرف هاي سفالي از چرخ سفالگري استفاده مي شود.

- ابزار كوچك چرخكاري: وسايلي است كه براي شكل دادن ظرف هاي سفالي، هنگام چرخ كاري به كار مي رود.

بررسي كيفيت مواد اوليه كاربردي

مواد اوليه مناطق مختلف كيفيات و خصوصيات متفاوتي دارند و هر كدام براي ساخت نوع خاصي از محصول و شيوه توليد مورد استفاده قرار مي گيرند. به طور مثال محل مورد استفاده براي كاردستي، چرخكاري و قالبي بايد داراي قابليت هاي متناسب با آن شيوه باشد .

1) ارتن ورEarthen Ware: قطعه اي از سراميك را نامند كه بين 8 شد. در زبان فارسي به اشياء ارتن ور«سفال» گفته مي شود. وليكن اين لغت در برخي 50 درجه سانتيگراد تا 1000 درجه سانتيگراد آتش ديده و داراي تخلخل نامرتب با مواقع فقط به اشياء سراميكي سراميكي بدون لعاب اطلاق مي گردد. در زبان عرب نيز(خزف) ناميده شده و آن عبارتست از پوسته آهكي نوعي از حيوان دريايي. اين نوع سراميك را فرانسويان فيانس(Faience) نام گذاري كرده اند. در سراميك سازي فرانسه(فايانلس) به سفال لعابدار منقوش گفته مي شود. در زبان انگليسي ارتن ور (Earthen Ware)ناميده مي شود.(معناي تحت الفظي ارتن ور به نام بدنه خاكي است). در انگليسي كلمه پاتري (Pottory)در اين مورد بكار مي رود در صورتي كه معناي لغوي پاتري از دو كلمه پات (Pot)به معناي ظرف و اري (Ery) به معناي كار كردن و ساختن تشكيل شده است. كه مجموعاً به معناي ظرفسازي و به معناي خاص جنبه سراميك سازي دارد . در خاتمه نزديك ترين لغتي كه به پاتري وجود دارد كلمه(كوزه گري) است. در زبان آلماني نيز (Steingert)ناميده شده است .ارتن ور خود از لحاظ تركيب به چندين نوع تقسيم شده كه به شرح ذيل مي باشد :

الف) ارتن ور طبيعي Natural Earthen Ware كه معمولا از يك نوع ماده اوليه وداراي حداكثر ناخالصي است.

ب) ارتن ور ظريف Fine Earthen Ware عبارت است از قطعه اي كه مركب ازمواد اوليه پرچسب و كم چسب و داراي حداقل ناخالصي است.

ج) ارتن ور تالكي Earthen Ware Talc كه نوعي از ارتن ور با استحكام زياد است و بعلت ريزي دانه هاي تالك محصول مرغوبي را بدست مي دهد.

د) ارتن ور نيمه شيشه اي Semivitruse Earthen Ware كه از تركيب سه ماده اصلي تشكيل شده و داراي تخلخلي متوسط بوده وحاوي درصد جذب آب كم مي باشد. اين نوع ارتن ور سفيد رنگ برخي اوقات شفاف نيز بوده و بعلت عدم وجود اتصال(آلومينيوم سيليكات) بين ذرات بسيارترد و شكننده مي باشد. بدين لحاظ اكثر اوقات با چيني اصل اشتباه شده و در زبان عرف بنام بدل چيني مشهور است.

2) استون ور Stone Ware قطعه اي است لعابدار و يا بدون لعاب كه قسمت اعظم آن از مواد ديرگداز تهيه شده و تا نيمه شيشه اي شدن(درجه بحراني) گرما ديده است. استون ورها عموماً شفافيتي ندارند و كاملاً مات هستند ولي از استحكام عالي برخوردار هستند. در فارسي نام تجاري آن(چيني سنگي) مي باشد. در فرانسه (Cres) در آلماني (Steinzeng) ناميده مي شود. استون ورها به انواع ذيل تقسيم مي گردند:

الف) استون ور طبيعي S. Natural كه از يك نوع خاك با حداكثر ناخالصي تهيه مي شود.

ب) استون ور ظريف S. Fine كه از مخلوطي از خاك هاي پرچسب و كم چسب تشكيل شده و پوشش مثلثي ايجاد مي كند .

ج) استون ور صنعتي غير متخلخل Tecnnical S. كه از مواد خام خالص و كنترل شده تهيه و بدقت مخلوط و حرارت ديده و با حداقل تخلخل بيشتر در صنايع شيميايي استفاده مي شود.

د) استون ور جاسپر Jasper S. كه از آن ها به مقدار فراوان از تركيبات باريم استفاده شده است.

ه) استون ور بازالت Basalt S. كه از بدنه آن ها از مقادير زيادي اكسيد آهن استفاده شده است.

3) چينيChina: اين نوع سراميك داراي بدنه اي كاملاً سفيد و شفاف با درصد تخلخل كم و گاهي صفر است. لعاب چيني همواره ترانسپرانت و شيشه اي مي باشد. چيني از مواد اوليه مرغوب و كاملاً خالص تهيه شده است .چيني ها از لحاظ تركيب مواد به انواع ذيل تقسيم مي گردند:

الف) چيني هتل Hotel China داراي تركيبي سه ماده ايي است كه شامل اكسيد آلومينيوم و سيليس فراوان بوده و به اضافه مقدار درصدي كم از آهك كلسينه شده كه در شرايطي ويژه حرارت ديده و داراي تخلخلي بسيار پائين مي باشد: معمولاً علامت مشخصه چيني هتل آنست كه نسبت به ساير چيني ها بسيار ضخيم تر مي باشد.

ب) چيني خانگيHouse hold China : كه تمام توليد آن مانند چيني هتل است ولي با ساختي ظريف تر و نازك تر كه باعث ايجاد شفافيت در بدنه ظرف مي گردد.

ج) چيني استخوانيBone China : كه شامل مقادير فراواني خاكستر استخوان مي باشد كه باعث توليد شفافيت بهتري در بدنه ظرف مي گردد. چيني هاي استخواني اكثراً در انگلستان ساخته مي شوند.

د) چيني فريتFrit China : كه شامل مقاديري گدازنده فلاكس (Fluxe)است كه سبب شفافيت بدنه مي گردد. نام باليك ور (BellekWare)نيز در همين زمينه به كار مي رود. چيني هاي مشهور له ناكس (Lenox)در آمريكا نيز از اين نمونه است. توضيح آن كه ايرانيان نيز در قرن نهم ميلادي اين تكنيك را بررسي و تجزيه نمودند .

ه) چيني سخت High Strenght China داراي تركيبي هستند كه در آن آلومين به مقدار زياد جانشين كوارتز شده است.

ت ـ چيني آشپزخانه اي Kitchen Ware كه داراي ضريب انبساط حرارتي كم بوده و اغلب شامل مقاديري كرودريت (Cordierite)يا اكسيد ليتم بصورت مواد معدني مختلف در آن ها وجود دارند. اون ور (Oven Ware)نوعي از چيني هاي آشپزخانه اي مخصوص داخل فر است و نوعي ديگر ظروف مقاوم در برابر شعله (Flame Ware)مي باشد كه پخت غذا بر روي حرارت آزاد را ميسر مي كند.

4) پرسيلن Porcelain پرسيلن ها يك بدنه كاملاً سخت و شفاف سراميكي اند كه معمولاً داراي تركيبات سه ماده ايي مي باشند. در مورد بعضي از پرسلين ها مانند پرسيلن هاي الكتريكي هردوي اين اعمال در يك جا انجام مي گيرد. در زبان فني عرفي اكثر قطعات فني و مهندس و نيز چيني هاي بدون لعاب را كه داراي درصد تخلخل صفر باشد پرسلين مي نامند.

5) سراميك هاي خالص Special Ceramics بخشي از اين نوع سراميك براي قطعات غير مادي جهت صنايع الكترونيك بوده كه شامل تيتانيت ها (Titanite)و فريت ها (Ferrites) مي باشد. هم چنين ساير قسمت ها شامل بدنه هاي ديرگداز بسيار نرم. اجسام شيميائي، پرسلين هاي دندانپزشكي. بدنه هاي مقاوم در برابر شوك هاي حرارتي. ابزار هاي برش سراميكي و بدنه هاي انتقال دهنده اشعه مادون قرمز مي باشد.

الباقي اين مبحث را در مقاله آينده پي مي گيريم.