سیلیس در بدنه های سرامیکی

تعداد بازدید: 1110
چهارشنبه 03 دي 1393

سیلیس در بدنه های سرامیکی

در صنعت سرامیک تبدیل اشکال سیلیس در بدنه های سرامیکی (Silica in ceramic bodies) به دلیل تغییر حجم ناگهانی و سریعی که ایجاد می کند بسیار خطر ناک به شمار آمده و می توانند باعث ایجاد ترک و شکست در فرآورده ها گردند. به طور عملی در هنگام پخت بدنه های حاوی سیلیس، تبدیلات کوارتز α و β در 573 درجه سانتی گراد می توانند باعث ایجاد ترک و شکست در فرآورده ها شوند. این عمل در هنگام پخت بیسکوئیت به وقوع می پیوندد. از طرف دیگر در هنگام سرد شدن این بدنه ها، تبدیلات کریستوبالیت α و β در 226 درجه سانتی گراد نیز می توانند به وسیله ایجاد تغییر حجم باعث وقوع ترک و شکست شوند.

تبدیلات اشکال سیلیس همیشه عوامل مسئله سازی نبوده و در صنعت سرامیک در بسیار موارد به نحو جالبی از آن ها استفاده می شود. یکی از این کاربردها در خرد کردن فلینت ها است. هنگام حرارت دادن فلینت، کوارتز α و β به یکدیگر تبدیل شده و در نتیجه تنش های حاصل از این عمل فلینت خرد می شود.

سیلیس هایی که از منابع مختلف تامین می شوند، به علت وجود تفاوت ناخالصی های موجود در آن ها، رفتار متفاوت از خود بروز می دهند. این ناخاصی ها به پایین آمدن نقطه ذوب سیلیس کمک می کنند و از طرفی می توانند سبب ایجاد رنگ در آن ها شوند. افزودن سیلیس به بدنه سرامیکی باعث سخت تر و محکم تر شدن آن می شود. سیلیس بافت مطلوب تری را در بدنه ایجاد می کند و خاصیت دیرگدازی و نسوزندگی بیشتر به آن می بخشد.

دانتینگ

دانتینگ (Dunting) عبارت است از ترک فرآورده ها (بدنه) که معمولا در هنگام پخت به وقوع می پیوندد و ناشی از تبدیل اشکال کوارتز و یا کریستوبالیت است. دانتینگ در بدنه هایی ایجاد می شود که استحکام کافی نداشته و قدرت تحمل تنش های حاصل از تبدیلات مذکور را ندارند. به طور کلی ترک ها و شکست های حاصل از دانتینگ شکل خاصی دارند. یک سرامیست با تجربه می تواند با توجه به شکل خاص این ترک ها، دانتینگ را در محصول تشخیص دهد. نوع خاصی از شکست های دانتینگ وجود دارد که معمولا پس از گذشت مدتی، به عنوان مثال حدود چند هفته پس از این که فرآورده از کوره خارج شده است باعث شکست کامل قطعه شده و با مسئله انبساط رطوبتی و ترک های مویی حاصل از آن در سطح لعاب کاملا تفاوت دارد.

در عمل برای مقابله با دانتینگ، بر حسب اینکه دانتینگ چگونه و در چه مراحله ای از روند تولید صورت پذیرفته است و نیز با توجه به امکانات موجود، راه حل های متفاوتی می تواند ارائه شود. ولی به طور کلی پیشنهاد می شود که در این موارد مقدار سیلیس و سرعت افزایش درجه حرارت، به خصوص در حدود درجه حرارت های تبدیلات کاهش داده شده و یا در صورت امکان مقدار فلاکس و درجه حرارت پخت اول (بیسکویت) افزایش داده شود. اقدام اخیر باعث افزایش استحکام و در نتیجه مقاومت بیشتر بدنه در برابر تنش های حاصل از تبدیل اشکال سیلیس می شود.

جلوگیری از ترک لعاب

از تبدیلات اشکال سیلیس جهت جلوگیری از ترک خوردن سطح لعاب به خصوص در ارتن ور ها استفاده می شود. به طور کلی برای جلوگیری از ترک لعاب همواره سعی می شود که لعاب تا حدی به وسیله بدنه تحت فشار قرار گیرد. شکل زیر انقباض بدنه و لعاب را در یک نمونه ارتن ور در هنگام سرد شدن نشان می دهد. هم چنان که مشاهده می شود مقدار انقباض لعاب (خط چین) بیشتر از مقدار انقباض بدنه است. بنابراین در این حالت امکان بروز ترک در سطح لعاب ارتن ور وجود دارد. حال اگر فرض شود که به نحوی در بدنه مقداری کریستوبالیت ایجاد و یا اضافه شده است، کریستوبالیت موجود در 226 درجه سانتی گراد از شکل β به شکل α تبدیل شده و در نتیجه بدنه منقبض شده و لعاب را تحت فشار قرار می دهد. به این ترتیب از ترک خوردن لعاب جلوگیری به عمل آمده است. این پدیده به فشار کریستوبالیت یا Cristobalite Squeeze مشهور است.

معمولا کریستوبالیت در بدنه ارتن ور به وسیله مصرف فلینت ایجاد می شود. فلینت دارای ذرات بسیار کوارتز است و ذرات ریزتر کوارتز آمادگی بسیار بیشتری برای تبدیل به فاز کریستوبالیت دارند. از طرف دیگر ناخالصی کلسیم در فلینت به صورت کاتالیزور عمل نموده و این تبدیلات را تسریع می کند. بنابراین به طور خلاصه این دو عامل یعنی ذرات ریزتر کوارتز و وجود ناخالصی های کلسیم در فلینت باعث می شوند که ذرات کوارتز موجود در فلینت ها تمایل بسیار بیشتری را جهت تبدیل به کریستوبالیت از خود نشان دهند. به همین دلایل برای ایجاد کریستوبالیت در بدنه ارتن ور ها، سیلیس آزاد موجود در فرمول بدنه، از فلینت تامین می شود. در بعضی موارد نیز کریستوبالیت به صورت مصنوعی و به عنوان یکی از مواد اولیه به بدنه ارتن ور اضافه می شوند. باید توجه داشت که در بعضی از بدنه های متراکم، مثل بدنه های استون ور دقیقا عکس این عمل رخ می دهد. یعنی معمولا نه تنها از فلینت استفاده نشده بلکه سعی می شود که حتی المقدور از مصرف آن اجتناب شده و سیلیس آزاد موجود در فرمول بدنه از کوارتز صخره ای و یا ماسه سنگ و غیره تامین شود. این عمل به این دلیل انجام می شود که بدنه های استون ور دارای مقاومت بسیار کمتر و شکنندگی بیشتری هستند، بنابراین نمی توانند در برابر فشار کریستوبالیت مقاومت کنند و به طور خلاصه فشار کریستوبالیت در این بدنه ها نه تنها مفید نبوده بلکه عامل ایجاد دانتینگ خواهد بود. ضمنا باید اشاره شود که تبدیلات کوارتز α و β نمی توانند در اعمال تنش بین بدنه و لعاب موثر باشند. چرا که در درجه حرارت وقوع این تبدیل یعنی 573 درجه سانتی گراد عملا لعاب هنوز دارای خاصیت پلاستیک است و بنابراین به راحتی می تواند خود را با تغییرات بدنه انطباق دهد. در بدنه های ارتن ور فشار کریستوبالیت می تواند از بروز ترک های مویی لعاب ناشی از انبساط رطوبتی نیز جلوگیری کند. چرا که این عمل باعث ایجاد تنش فشاری در لعاب شده و چنانچه بدنه ها پس از مدتی در اثر جذب رطوبت منبسط شود، فقط مقدار تنش فشاری اعمال شده بر لعاب کاهش می یابد.

نحوه ایجاد ترک در لعاب         اثر فشار کریستوبالیت در جلوگیری از وقوع ترک در بدنه های ارتن ور

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

 افسون رحیمی و مهران متین، تکنولوژی سرامیک های ظریف، شرکت سهامی انتشار، 1382.

 حسین پایدار، مواد اولیه مصرفی در صنایع سرامیک، انتشارات غزل، 1384.

صفحه مهندسی مواد و متالورژی

مجله علمی ویکی پی جی

 

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

سیلیکا در بدنه های سرامیکی
برچسب ها: بدنه های سرامیکیسیلیسمواد اولیه سرامیکسرامیک
تقویم نمایشگاه های بین المللی سال 1396
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
نوروز 96 مبارک
      امید به سان بهار راهش را به درون چشم ها و ...بیشتر
افتتاح بیمارستان بیرجند با دستگاه های پاکمن
صبح روز دوشنبه ۱۶اسفند، بیمارستان ۲۸۶ تختخوابی رازی بیرجند، با دستگاه های شرکت پ ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی تهران 96 بیست و دومین دوره
. نمایشگاه بین المللی نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی تهران 96 ب ...بیشتر
افتتاح فاز اول بیمارستان ۵۴۰ تختخوابی کوثر سنندج، با بویلر های شرکت پاکمن
 فاز اول بیمارستان ۵۴۰ تختخوابی کوثر سنندج با بویلر های شرکت پاکمن افتتاح ش ...بیشتر
دومین کنفرانس ملی توسعه پایدار در سیستم های مهندسی انرژی، آب و محیط زیست
دومین کنفرانس ملی توسعه پایدار در سیستم های مهندسی انرژی، آب و محیط زیست با محور ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان شیراز نونزدهمین دوره- تیر96
عنوان : نونزدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان شیراز شهر : شیراز ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی حرارتی، برودتی و سیستمهای تهویه تبریز بیستمین دوره- اردیبهشت 96
عنوان : بیستمین نمایشگاه بین المللی حرارتی و برودتی و سیستم های تهویه ایران ...بیشتر
نمایشگاه ساختمان و صنایع وابسته مصلی تهران سومین دوره-اردیبهشت 96
نمایشگاه ساختمان و صنایع وابسته تهران در اردیبهشت ماه 96 برگزار گردید. ...بیشتر
تقدیر ویژه از جناب آقای مهندس میرزازاده، در دومین جشنواره ملی ابتکارها و اختراع های سوخت و احتراق
در تاریخ 27 بهمن ماه 1395  دومین جشنواره ملی ابتکارها و اختراع های سوخت و ا ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان هفدهمین دوره- مرداد 96
         عنوان نمایشگاه: هفدهمین نمایشگا ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ...بیشتر