مواد اولیه سرامیکی-

2- کائولنها (Kaolins)

نام کائولن از شهر کوچک Kao-ling (به معنای تپه بلند) در چین آمده است، جائیکه اولین نمونه از این ماده استخراج شد. فرمول کائولینیت Al2O3∙2SiO2∙2H2O است. کائولن توده ای متراکم از مواد خاکی و میکروکریستالی با سختی یک، وزن مخصوص 6/2 و جلای کمی مرواریدی. کائولن حاصل دگرگونی مواد آلومینیوم سیلیسی (فلداسپارها، پلاژیوکلاز، فلداسپاتوئید) سازنده سنگها در عمق محصول است.

به طور خیلی خلاصه منشأ این ذخایر، دگرگونی فلداسپارهای صخره ای بلوری است که منجر به خروج همزمان عنصرهای قلیائی (سدیم و پتاسیم) میشود. در موارد نادری که کائولن نزدیک به خالص تشکیل میگردد (معمولاً از رگه های فلداسپاتی)، سفید شیری است، پلاستیسیته پائین و سطحی چرب دارد که وقتی لمس شود لایه نازک سفید رنگ پایداری روی پوست بر جای میگذارد.

تصویری از کانی کائولینیت نسبتاْ خالص.

معمولاً ذخایر کائولینیتی مخلوطهایی از کائولینیت، کوارتز (مقاوم در برابر پدیده های دگرگونی و تغییر شکل) و فلداسپارها (اثرهایی از تجمع ناقص و عمل دگرگونی) هستند، اما اکسیدهای آهن (علت اصلی رنگدار شدن ماده) و میکاها نیز باید در نظر گرفته شوند.

عموماً ذخایر کائولن منشأ اولیه دارند. این بدان معناست که آنها در همان جایی هستند که صخره های منبع وجود دارند و بنابراین حمل نمیشوند. حال آنکه ذخایر ثانویه آنهایی هستند که جابجا شدن و ته نشینی دوباره در یک محیط آبی (معمولاً استخری) را از سر میگذرانند.

استفاده از کائولن در سرامیک به حدود ده درصد تولید جهانی محدود میشود، حال آنکه به عنوان ماده سفید کننده و پُر کننده به صورت گسترده در صنعت کاغذ سازی به مصرف میرسد.

صنعت سرامیک از مواد خالص استفاده نمیکند بلکه مخلوطی از کانیهائی را که دو خانواده بزرگ از فرآورده ها را میسازند، مصرف میکند:

بالکلی (ballclay) و خاک چینی (china clay).

تفاوت بالکلی و خاک چینی

بالکلی محتوای کائولن کمتر با حضور واضحتر کانیهای میکائی و کوارتز دارد. در مقابل، فرآورده های خاک چینی مقدار بالاتر کائولینیت (90-80 درصد) و مقدار اندکی از کانیهای میکائی دارند و در عمل به مواد کائولینیتی خالص نزدیک هستند.

2-1- کائولینیت در بدنه های سرامیکی

در هنگام انجام مراحل پرس و پخت، واکنشهای فرآورده های بالکلی و خاک چینی با هم متفاوت است که میتوان آنها را به صورت زیر جمع بندی کرد:

بالکلی

در هنگام پرس کردن به صورت معمولی انبساط می یابند؛

در فرآورده ناپخته، هم خام و هم خشک مقادیر استحکام خمشی عالی دارند و بنابراین نشان دهنده میزان بالای پلاستیسیته است؛

نمونه های پخته شده در ۱۰۲۰ ˚C انقباض محدود 2-0 درصد و سطح تخلخل ظاهری 20-18 درصد دارند؛

با در نظر گرفتن میزان «ناخالصی»های حاضر که فرآیند زینترینگ را آسان میکند، نمونه های پخته شده در ۱۰۲۰ ˚C سظوح بالای مقاومت مکانیکی (از 50 تا ۱۵۰ Kg/cm2 ) خواهند داشت.

ضریب انبساط گرمائی در ۱۰۲۰ ˚C در گستره ای از ۱۷۰-۱۲۰ ضرب در ده به توان منهای ۷ بر درجه سلسیوس قرار دارد.

خاک چینی

انبساط پس از پرس بالائی دارند؛

ماده ناپخته، هم خام و هم خشک مقاومت مکانیکی ضعیفی دارد؛

در هنگام خشک شدن انبساط زیادی دارد؛

هنگام پخت در ۱۰۲۰˚C انقباض ابعادی مشاهده نمیشود و به جای آن انبساط اندک با مقادیر جذب آب بالا (30-25 درصد)، مقاومت مکانیکی پائین در محصولات پخته (Kg/cm2۳۰-۶۰) و ضریب انبساط گرمائی کم ۱۴۰-۱۱۰ ضرب در ده به توان منهای ۷ بر درجه سلسیوس خواهیم داشت.

بنابراین با ماده بسیار دیرگدازی سر و کار داریم که در خالصترین شکل خاک چینی میتواند در گستره 15-10 درصد در بدنه های استون ور پرسلانی به کار رود.

2-2- کائولینیت در بدنه های استون ور پرسلانی

قبلاً ذکر شد که کائولینیت یا خاک چینی در بدنه های استون ور پرسلانی با سطح محتوایی که از 10 تا 15 درصد تغییر میکند، استفاده میشود؛ اما نقش و کارکرد حقیقی آن در بدنه پرسلان چیست؟

علاوه بر ایجاد سفیدی معین در توده، کائولینیت حامل اصلی آلومینیوم اکسید یا آلومینا (Al2O3) است که در مرحله شیشه ای شدن بدنه تعادل واکنش را تنظیم میکند. در واقع، آلومینا میتواند همراه با عناصر قلیائی گدازآور سهمی در تشکیل فاز شیشه ای از نوع سیلیسی-آلومینائی داشته باشد. از سوی دیگر، در طول فرآیند پخت فاز مولایت (3Al2O3∙2SiO2) را تشکیل میدهد که با ساختار سوزن مانندی که دارد، به عنوان «استخوان بندی» برای فرآورده های حاصل عمل میکند و بنابراین در افزایش استحکام مکانیکی سهیم میشود

مواد اولیه سرامیکی-

مطالب مشابه :

مواد اولیه سرامیکی-

تقلید چینی ها در ساختن پیشرفته ترین جنگنده ی جهان !

تاریخچه کاشی و سرامیک

مروارید (Perle)

تولید مروارید مصنوعی

فرم درخواست سفارش کالا + لیست قیمت پنج لایه