اولين ماده مصرفي در ساخت ظروف سفالي
گل رس يا خاك رس است
خاك رس به چند صورت در طبيعت وجود دارد:
1. خاكهاي اوليه :
خاكهايي است كه در كنار سنگهاي مادر رسوب نموده، به وسيله آب يا باد جابه جا نشده، به طور نسبي خالص باقي مانده است.
2. خاكهاي ثانويه :
خاكهايي است كه بر اثر عوامل طبيعي مانند باد و باران و جريانهاي 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 خاكها در مقايسه با خاكهاي 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 رُسها) :
به خاكهايي 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، همچنان 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 دوغابهاي سراميكي و ورز دادن خمير سراميك با مخلوط كن انجام مي گيرد.
خشك كن :
براي خشك كردن دوغاب بدنه هاي خام قبل از پخت آنها را در خشك كن قرار مي دهند.
كوره :
بدنه هاي خام و لعابدار را در كوره مي پزند.
چرخ سفالگري :
براي ساخت ظرفهاي سفالي از چرخ سفالگري استفاده مي شود.
ابزار كوچك چرخكاري: وسايلي است كه براي شكل دادن ظرفهاي 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 قابليتهاي متناسب با آن شيوه باشد .
1- ارتن ور Earthen Ware
قطعه اي از سراميك را نامند كه بين 850 درجه سانتيگراد تا 1000 درجه سانتيگراد آتش ديده و داراي تخلخل نامرتب باشد . در زبان فارسي به اشياء ارتن ور « سفال » گفته ميشود . وليكن اين لغت در برخي مواقع فقط به اشياء سراميكي سراميكي بدون لعاب اطلاق ميگردد . در زبان عرب نيز ( خزف ) ناميده شده و آن عبارتست از پوسته آهكي نوعي از حيوان دريايي . اين نوع سراميك را فرانسويان فيانس (Faience ) نامگذاري كرده اند . در سراميك سازي فرانسه ( فايانلس ) به سفال لعابدار منقوش گفته مي شود . در زبان انگكليسي 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 صورتيكه 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 نزديكترين 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 ـ ارتن ور طبيعي Natural Earthen Ware
كه معمولا از يك نوع ماده اوليه وداراي حداكثر ناخالصي است.
ب ـ ارتن ور ظريف Fine Earthen Ware
عبارت است از قطعه ايي كه مركب ازمواد اوليه پرچسب و كم چسب و داراي حداقل ناخالصي است.
ج ـ 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.
دـ 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 ايي 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 و در درجات c˚1200 تا c˚1300 در مسير حرارت قرار گرفته 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) ودر آلماني (Steinzeng) ناميده ميشود .
استون ورها به انواع ذيل تقسيم مي گردند:
الف ـ استون ور طبيعي S. Natural
كه از يك نوع خاك با حداكثر ناخالصي تهيه مي شود.
ب ـ استون ور ظريف S. Fine
كه از مخلوطي از خاكهاي پرچسب و كم چسب تشكيل شده و پوشش مثلثي ايجاد مي كند .
ج ـ 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.
دـ استون ور جاسپر Jasper S.
كه از آنها به مقدار فراوان از تركيبات باريم استفاده شده است.
هـ ـ استون ور بازالت Basalt S.
كه از بدنه آنها از مقادير زيادي اكسيد آهن استفاده شده است.
3ـ چيني China
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 . درجه پخت اين محصول بين c˚1200 تا c˚1450 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 ـ 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 وداراي تخلخلي بسيار پائين مي باشد:
معمولاً علامت مشخصه چيني هتل آنست كه نسبت به ساير چيني ها بسيار ضخيم تر مي باشد.
ب ـ چيني خانگي House hold China
كه تمام توليد آن مانند چيني هتل است ولي با ساختي ظريفتر و نازكتر كه باعث ايجاد شفافيت در بدنه ظرف مي گردد.
ج ـ چيني استخواني Bone 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 ـ چيني فريت Frit 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 آنكه ايرانيان نيز در قرن نهم ميلادي اين تكنيك را بررسي و تجزيه نمودند .
هـ ـ 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 آنها 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 . اين نوع اجسام ابتدا در حرارت ( c˚900 الي c˚ 950) آتش داده شده و سپس لعابي كه معمولاً شفاف است با درجه حرارت بالاتر ( بين 1300 الي 1500) بر روي آن داده مي شود. 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. همچنين ساير قسمتها شامل بدنه هاي ديرگداز بسيار نرم . اجسام شيميائي ، پرسلين هاي دندانپزشكي . بدنه هاي مقاوم در برابر شوكهاي حرارتي . ابزارهاي برش سراميكي و بدنه هاي انتقال دهنده اشعه مادون قرمز مي باشد.



انواع خاكهاي سراميكي:
به طور كلي خاكهاي سراميكي به دو گروه تقسيم مي شود : نوع اول و نوع دوم
خاكهاي نوع اول:
خاكهاي نوع اول خاكهائي هستند كه در كنار صخره هاي مادر كه فلدسپات باشد بوجود بيايند و هنوز بوسيله باد يا آب به ساير نقاط برده نشده باشند . سنگهاي فلدسپاتي تحت تاثير آبهاي زمين كه به داخل آن نفوذ مي كند مواد محلول خود را از دست مي دهند و متلاشي مي شوند و گاهي نيز بخار يا گازهاي موجود در زمين اين كار را انجام مي دهند و در نتيجه خاكي بوجود مي آورند كه كائولن نام دارد. خاكهاي نوع اول سراميك خالص اند و چيزي با آنها مخلوط نشده است ، رنگ اين نوع خاك ها نيز سفيد است.
خاكهاي نوع دوم:
خاكهاي نوع دوم آن خاكهائي هستند كه از زادگاه اصلي خود توسط باد و باران به ساير نقاط برده شده است. مقدار خاكهاي نوع دوم در طبيعت خيلي بيشتر از خاك هاي نوع اول است.
انتقال خاك توسط آب تاثير زيادي بر روي آن دارد . زيرا در حين جريان داشتن در داخل رودخانه ها ذرات آن ريزتر مي شود . وقتي كه از سرعت آب رودخانه كاسته مي شود مواد سنگين آن رسوب مي كنند و در جائي كه كاملاً ساكن مي گردد ذرات بسيار ريز ته نشين مي شود. اين نوع خاكها در حين عبور از مكانهاي مختلف نسبت به كائولن ناخالص مي شوند و تركيبات پيچيده تري بخود مي گيرند . در اين نوع گلها موادي نظير كوارتز ، ميكا ، آهن و مواد ديگري نظير كربن يافت مي شود. خاكهاي نوع دوم از نظير تركيب با هم تفاوت دارند . در بعضي از انواع آنها كه كائولن دست دوم است آهن وجود ندارد ولي اين كائولن بسيار كمياب است. بال كلي كه يكي از انواع اين گلهاست و به عنوان چسب مصرف مي شود و داراي مقداري آهن است. پس بطور كلي مي توان گفت گل سراميك ماده اي است كه از سيليس و آلومينا و آب تركيب شده باشد و وقتي حرارت ببيند سخت و محكم گردد.


انواع خاكهاي سراميكي:
كائولن:
شرايط مختلف زمين شناسي باعث ايجاد گل هائي با خواص فيزيكي و شيميائي مختلفي شده است. سفال سازان فقط آنهائي را مورد استفاده قرار مي دهند كه براي كار آنها مناسب باشد.
يكي از انواع مهم گل سراميك كه مورد استفاده زيادي دارد كائولن است . اين گل تا اوايل قرن 18 در اروپا مورد توجه نبود و بعداً در سراميك سازي طرف توجه قرار گرفت.
ولي در چين ظروف چيني سفيد در اوايل 200 پيش از ميلاد و يا جلوتر ازآن ساخته مي شد. ايجاد كوره هائي كه درجه حرارت آنها 1200 درجه باشد به همراه ساختن ظروف چيني ظريف و شفاف در چين در حدود 600 سال بعد از ميلاد اتفاق افتاد . از اين نظر چيني ها هزار سال جلوتر از اروپائيها بوده اند. كائولن در چين بيشتر از هر جاي ديگري يافت مي شود . چسبندگي كائولن چيني نيز نسبتاً زياد است وبراي كار بسيار مناسب مي باشد . سراميك سازان چيني در ابتدا ظروف سفيد ولي كم دوامي از كائولن مي ساختند ولي پس از چندين صدسال تجربه توانستند كوره هائي با درجه حرارت بالا به وجود بياورند و يا چيزهائي به كائولن اضافه كنند تا بتوانند چيني واقعي را كه سخت و نسبتاً شفاف است بسازند . كائولن از گلهاي نوع اول است و خود از تجزيه فلاسپات در مجاورت رطوبت هوا و آب به وجود مي آيد ، ذرات آن نسبتاً درشت و در مقايسه با گلهاي نوع دوم چسبندگي آن بسيار كم است . كائولن كلي نسبتاً خالص است و موادي نظير آهن در آن يافت نمي شود .كائولن در 1800 درجه ذوب مي شود و چسبندگي آن نيز كم است . براي اصلاح آن مواد ديگري به آن اضافه مي كنند .
بال كلي:
بال كلي بر خلاف كائولن داراي دانه هاي بسيار ريز و آهن زياد بوده و خاصيت چسبندگي آن خيلي بيشتر است . نقطه ذوب بال كلي پايين تر از نقطه ذوب كائولن است . بال كلي و كائولن هر دو ممكل هم هستند و به همين جهت آنها را با هم مخلوط مي كنند . بال كلي از گلهاي نوع دوم است و در 1300 درجه متراكم و محكم مي شود. درصد انقباض بال كلي 20% است و آن را براي اصلاح گلهايي كه چسبندگي كمتري دارند مصرف مي كنند ولي مقدار آن نبايد بيشتر از 15 % باشد . رنگ بال كلي خاكستري است زيرا كربن آن زياد است ولي اين كربن در موقع پختن مي سوزد و تأثيري روي پخته آن ندارد . بعضي از انواع بال كلي فاقد كربن است و به همين جهت رنگ آنها سفيد مي باشد .
گل نسوز:
اينگل در مقابل حرارت دوام زيادي دارد و بعضي از انواع آن چسبناك وبعضي ديگر فاقد چسبندگي است. رنگ اين گل پس از پختن قهوه اي تيره ميشود . از اين گل براي ساختن آجر نسوز و كوره هاي ذوب فولاد استفاده مي كنند ، اين گل اگر با گلهاي ديگر مخلوط شود وتكسچر ( بافت ) خاصي به آنها مي دهد .
گل استون ور:
استون ور بين 1200تا1300 درجه سانتيگراد پخته شده واز گلهاي نوع دوم محسوب مي شود و رنگ پخته آن از خاكستري روشن تا قهوه اي تيره تغيير مي كند .
گل معمولي سراميك ( اژتن ور ) :
اين نوع گل داراي مقدار زيادي آهن بوده و در حرارت 950 تا 1100 درجه پخته مي شود . ظرفهاي معمولي سراميك و كاشي ها را با اين گل مي سازند .
خاكهاي رسي در ايران :
شناسائي و استخراج خاكهاي رسي در ايران به طور كلي وضعيت علمي مشخص نداشته است . در زمانهاي گذشته وجود سفالگري سنتي در كشور به علت احتياج جامعه رونق فراوان يافته بود ودر مقابل به علت عدم دسترسي به خاكهاي سفيد پخت ، تشخيص و تحقيق و بررسي خاكهاي مذكور كه از مرغوبيت خاصي برخوردار بودند ممكن نگرديده است .
از طرفي پس از صنعتي شدن كشور و احداث كارخانه هاي مختلف با تكنولوژي پيشرفته در 30 سال اخير( كه منجر به توليد انبوه شده است ) و مساعدت كارشناسان خارجي نسبت به شناخت و طبقه بندي خاكهاي مختلف ، هماهنگي و استاندارد نمودن مواد مذكور به طور عام ميسر نگرديده و تاكنون به صورت پراكنده در دسترس مي باشد .
در حال حاضر به جز معدن كائولن زموز مرند كه از طريق سازمان زمين شناسي و ساير مراكز پژوهشي و صنعتي مورد بررسي قرار گرفته است ، ساير معادن از لحاظ علمي داراي شناسنامه مشخص نيست و مداركي كه مفيد در اين زمينه باشد . بسيار محدود و نادر است .

با در نظر گرفتن امكانات موجود از نظر عدم دسترسي به مراجع و مراكز و اسناد مربوط در ايران مؤلف فقط به كمك مقالات و يادداشتهاي منتشرشده وتوجه تجربيات شخصي خود در اين زمينه مطالب مذكور را جمع آوري نموده . كائولين زنوز مرند ـ خاك منطقه كوشك نصرت ـ خاك زنجان ـ ايليت زنجان ـ خاك قواشه سمنان ـ خاك درجزين سمنان ـ خاك ميانه ( قره آقاج ) ـ خاك آباده ـ خاك تاكستان قزوين ـ خاك عبدل آباد قزوين ـ خاك زاويه ساوه ـ خاك هشترود ـ خاك ني ني اصفهان ـ خاك سر كوير ـ خاك آبعلي ـ خاك بوئين زهرا ـ خاك آبگرم زنجان .