شیمی

سرامیک
 
سرامیک­ها، این مواد دست‌ساختة بشر، از ابتدای تاریخ تمدن تا به امروز توانسته‌اند مواد بسیار مفیدی را در اختیار انسان­ها قرار دهند. از سفالینه‌های هزاران سال قبل تا راکتورهای هسته‌ای و اخیراً نیز محافظ سفینه‌های  فضایی و غیره

 

یکی از کاربردهای مواد سرامیکی که در ارتباط نزدیک با زندگی بشر است، شامل بکارگیری قطعات سرامیکی در بدن انسان می‌باشد. به این دسته از سرامیک­ها "بیوسرامیک (Bio-ceramic)" گویند. این دسته از سرامیک­ها اهمیت فراوانی در زندگی روزمره یافته­اند. البته استفاده از مواد مختلف بعنوان "ایمپلانت (implant)" به دورة قبل از میلاد مسیح بر می­گردد. اما از اواخر قرن نوزدهم، در اثر پیشرفت و افزایش اطلاعات پزشکی در این مورد کوشش­های جدی انجام گرفت.


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  شنبه 4 آبان1387ساعت 10:2  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

مواد سرامیکی خواص ویژه ای از خود نشان می دهند به طوری که این امر موجب می گردد که جایگزین دیگری با مواد دیگر نداشته باشد وبنابراین نقش ویژه ای در تهیه انواع بیشماری از ادوات و تجهیزات بازی می کند. برای ایجاد یک خواص خوب و مناسب ودر نتیجه بکارگیری صحیح مواد سرامیکی دانستن اطلاعات درمورد رابطه بین خواص و ریزساختار مواد سرامیکی ضروری است. ریزساختار مواد بستگی زیادی به فرآیند تولید و روش تهیه دارد. سرامیک های پیشرفته امروز کاربردهای بسیار فراوانی دارند و امروزه سعی بر تولید مواد سرامیکی است که به شکل کامل تولید شده و بعد از تولید نیاز به ماشین کاری و در نتیجه تحمیل هزینه اضافی به سیستم حذف گردد.

مواد جدیدی که امروزه اهمیت ویژه ای برای تحقیق و توسعه این مواد در نظر گرفته می شوند در زمینه سرامیک به شرح زیر می باشند :

بیوسرامیک ها که تاثیر به سزایی در رشد صنعت پزشکی و بهبود وضعیت سلامتی جوامع انسانی داشته اند، مواد ساینده نظیر ابزار برش و چرخ های ساینده که کاربری آن در صنایع کاربردی فلزات و ... است. سرامیک های سخت و بسیار سخت (hard and Super hard ceramics ) موادی هستند که مطالعه بر روی آن ها بسیار پر اهمیت و البته هزینه بر است.

روش های مطالعه رفتار مواد در دماهای بالا، فیلترها، خوردگی مواد نیز نیاز به تقویت دارد. تجزیه SO و NO در فرآیند احتراق محصولات سرامیکی در دماهایی پائین از طریق احیای کاتالیتیک (Catalytic reduction ) مورد بررسی قرار گیرد.

اجزای سرامیکی برای هایپر فیلتراسیون (Hyper filtration ) گازی در اندازه مولکولی در مایع آب مناسب هستند. الکتروسرامیک ها کاربردهای بسیار متنوعی داشته و شامل سرامیک های با هدایت یونی (کاربرد در باتری ها و سنسورها )، عایق های الکتریکی، نیمه هادی ها و سوپرهادی ها می گردند.

سرامیک های فروالکتریک کاربردهای بسیار زیادی در خازن ها، سنسورها، سرامیک های پیزوالکتریک، اجزای الکترواپتیک ترمیتورها دارند که بسیار مورد توجه محققان هستند. سرامیک های فرو مغناطیس نقش اساسی در صنعت الکترونیک ایفا کرده و کاربرد آن در سیستم های ذخیره سازی، ارتباطات ماهواره ای، تلویزیون و سایر سیستم های الکترونیکی است.

اجزای کوچک شده الکتروسرامیک ها (Miniaturization ) موادی هستند که در آینده کاربردهای زیادی خواهند داشت.

+ نوشته شده در  شنبه 4 آبان1387ساعت 10:0  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

سرامیکهای ساختاری (structuralceramics) دستهای از سرامیکهای پیشرفته هستند که امروزه استفاده وسیعی از جمله کاربردهای مکانیکی، نظامی، شیمیایی، حرارتی و غیره یافته‌اند و طبق پیش­بینیهای اعلام شده، بازار آنها رو به گسترش است. مقالة زیر، به معرفی ویژگیها، کاربردها و بازار جهانی سرامیکهای ساختاری میپردازد:

براساس تقسیم‌بندی کلی، سرامیک‌ها را می‌توان به سه دسته سرامیک‌های "عامل"، "ساختاری" و "ترکیبی" تقسیم‌بندی نمود. در این نوشتار سعی بر آن شده است که ابعاد مختلف نظیر تقسیم‌بندی، خواص، کاربرد و بازار جهانی سرامیک‌های ساختاری به اختصار تبیین شود.

تقسیم بندی سرامیکهای ساختاری

سرامیک‌های ساختاری را می‌توان بر اساس مواد بکار رفته در آنها تقسیم‌بندی نمود:

1) سرمت‌ها یا کامپوزیت‌های سرامیک – فلز

2) سرامیک‌های اکسیدی (برلیم، آلومینات‌ها، اکسید منیزیم، زیرکونات‌ها)

3) سرامیک‌های پرطاقتشده (PSZ, TZP, ZTA, ZTM)

4) سرامیک‌های نیترید سیلیسیم Si3N4

5) سرامیک‌های کاربید سیلیسیم SiC

علاوه بر تقسیم‌بندی فوق، تقسیم‌بندی‌های دیگری نیز وجود دارد که در کتاب‌های مرجع می‌توان یافت.

خواص ممتاز سرامیکهای ساختاری پیشرفته

خواص ممتاز سرامیک‌های ساختاری پیشرفته عبارتند از:

1) مقاومت مکانیکی بسیار بالا

2) سختی قابل توجه

3) مدول‌ الاستیسیته بالا

4) پایداری ابعاد خوب

5) مقاومت زیاد در مقابل خوردگی و اکسیداسیون

6) دوام زیاد در مقابل سایش

7) دوام زیاد در مقابل تشعشعات

8) پایداری حرارتی بالا

9) دانسیته جرمی بالا

10) ضریب اصطکاک کم

11) ضریب انبساط حرارتی کم

کاربردهای سرامیکهای ساختاری پیشرفته

سرامیکهای ساختاری به‌عنوان اجزای تحمل‌کنندة تنش یا پوشش در قسمتهایی که تحت تنش هستند بهکار برده می‌شوند. به علاوه، مقاومت این سرامیکها در برابر خوردگی، سایش و دمای بالا، این مواد را برای کاربرد در تجهیزات صنعتی زیادی مناسب ساخته است. افزایش بازده و کاهش مصرف انرژی، محرک تحقیقات بر روی سرامیکهای ساختاری پیشرفته هستند. (مآخذ2)

بر اساس خواص ویژه‌ای که سرامیک‌های ساختاری پیشرفته دارند، این‌گونه سرامیک‌ها امروزه استفاده‌های فراوانی در زمینه‌های مختلف از زندگی روزمره گرفته تا کاربردهای نظامی ‌دارند. برخی از کاربردهای سرامیک‌های ساختاری پیشرفته در جدول زیر آورده شده است. این کاربردها گویای این مطلب است که مواد پیشرفته از جمله سرامیک‌های نوین از مواد اساسی و ضروری برای دنیای صنعتی امروز است.

بهصور کلی 43 درصد از سرامیکهای ساختاری برای قطعات مقاوم به سایش در کشتی‌ها و هواپیماها، قرقره‌ها، قالب‌ها، نازل‌ها، سوپاپ‌ها، درزگیرها، میلة استوپر، یاتاقان‌ها و اجزای لازم برای ساخت خمیر کاغذ استفاده می‌شوند. اگر چه سرامیکهای ساختاری با شدت زیادی در حال تجاری‌شدن هستند اما در بعضی از این قطعات، قیمت آنها به‌عنوان یک مانع فراروی توسعة بازار آنها عمل می‌کند.

از دیگر کاربردهای مهم این قطعات، استفاده از آنها در ساخت تجهیزات نیمه‌هادی و لباس‌های ضدگلوله است که باعث مشارکت بخش دفاعی آمریکا در بازار این مواد است.

بعد از سرامیک‌های مقاوم به سایش، بیوسرامیکها با 20 درصد از سهم بازار سرامیک‌های ساختاری در مرتبة دوم قرار دارند. موارد استفاده بیوسرامیکها در ایمپلنت‌های سرامیکی و شیشه‌سرامیکی، شیشه‌سرامیکهای روکش دندان و مواد کپلی (posteriorMaterial) است.

سرامیک‌های مورد استفاده در ابزارهای برش نیز 17 درصد از بازار سرامیکهای ساختاری را تشکیل می‌دهند که شامل آلومینا (Alco3)، Al2O3/TiC، آلومینای تقویت‌شده با SiCو سیالن‌نیتریدسیلیکون (مادة پیوندی در زمینه دیرگدازهای کربورسیلسیمی) میباشند. (مآخذ3)

بازار سرامیکهای ساختاری در جهان

در سال 2005 شاهد بازار جهانی 4.5 میلیارد دلاری برای سرامیکهای ساختاری خواهیم بود و رشد خوبی در بازار اجزای مقاوم به سایش، یاتاقانها، درزگیرها، تجهیزات فرآیندها و پوششهای سرامیکی محقق می‌شود. (مآخذ2)

بازار سرامیکهای ساختاری پیشرفته در آمریکا از 541 میلیون دلار در سال 2000 به 736 میلیون دلار در سال 2005 خواهد رسید و بالاترین نرخ رشد متوسط سالیانه را برای چند سال آینده در مقایسه با بازار سرامیک‌های پیشرفته دیگر خواهد داشت. (شکل1)

همچنین در گزارشهای دیگر، بازار سرامیک‌های ساختاری آمریکا از 425 میلیون دلار در سال 1998 به 640 میلیون دلار در سال 2003 خواهد رسید که متوسط نرخ رشد سالیانه سرامیک‌های ساختاری در این 5 سال حدود 8.2 خواهد بود. (مآخذ4)

مآخذ:

1) مقاله "کاربردهای سرامیک‌های سازه‌ای" نوشته توسط دکتر یوسفی، اولین سمینار خودکفایی صنعت سرامیک کشور

+ نوشته شده در  شنبه 4 آبان1387ساعت 9:52  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

میکروگویچه های سرامیک عایق چه هستند ؟ چه کار میکنند ؟ چگونه عمل می کنند ؟

هر میکروگویچه سرامیک آنقدر کوچک است که با چشم بدون مسلح مانند یک دانه آرد بنظر می رسد ( اندکی ضخیمتر از موی انسان ).ضخامت گویچه به اندازه یک دهم قطر آن است . سرامیکهای موجود درون افزوده مخلوط Hy Tech دارای مقاومت فشار حدودا ٢٨٠ ( کیلوگرم بر سانتیمتر مربع ) هستند . نقطه نرم شدن آنها حدود ١٨٠٠ درجه سانتیگراد است و در مقابل مواد شیمیایی مقاوم هستند . سرامیکهای Hy Tech فاقد سم و نسوز هستند .

Hy Tech گامی فراتر رفته و با تخلیه گاز درون میکروگویچه ها . دردرون گویچه ها خلا ایجاد کرده است . بنا بر قوانین فیزیک از آنجایی که دردرون خلا هیچگونه ماده موجود نمی باشد هیچ چیزی نمی تواند از درون خلا از راه انتقال بگذرد . هنگام مخلوط شدن با رنگ با خشک شدن سطح مورد استفاده . میکروگویچه ها به همدیگر نزدیک می شوند و یک نوار فیلم صاف و هموار تشکیل می دهند . میکروگویچه های سرامیک خلا دار به جهت ساختارشان همچنانکه مانع از انتقال گرما میشوند ٩۵ درصد اشعه خورشید و ٨۵ درصد اشعه ایکس را به اتمسفر منعکس می کنند . عالی-فن ماده افزودنی رنگ از آنجایی که فاقد هر گونه ماده سمی است به طبیعت و سلامتی انسان ضرر نمی رساند سطوحی که با این ماده پوشانده شوند از اشعه مضر ایکس و حشرات در امان خواهند ماند . میکروگویچه های سرامیک عالی-فن همان مواد سرامیک مورد استفاده در سپرهای گرمای ماسوره های فضایی هستند .

Hy Tech ماده افزودنی رنگ از آنجایی که فاقد هرگونه ماده سمی می باشد . دوست طبیعت و سلامتی انسان است . سطوحی که با این مواد پوشانده شوند از اشعه مضر ایکس و حشرات در امان خواهند ماند .

:: نتایج آزمایشات عایق گرما و روکش سرامیک

تحت کنترل دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه نوادا . لاس و گالاس . در آزمایشگاههای محیطی نواحی لم یزرع . روی تکنولوژیهای جدیدی که باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می شود . کار شده است .

آزمایش از دو کلبه همسان که نسبت به آفتاب در موقعیت یکسانی قرار گرفته اند تشکیل یافته است . کلبه ها با دستگاههای گرم کننده و سرد کننده . وات مترهای دیجیتال . دستگاههای اندازه گیری جریان گرمای لحظه ای و گرمای داخل مکان مجهز شده اند . شدت نور خورشید که از سطح افقی اخذ می شود و جهت و سرعت باد محلی نیز اندازه گیری می شود .

همه داده ها در فاصله زمانی منظم از طریق کامپیوتر ثبت و نگهداری شده اند . بدین ترتیب این داده ها با استفاده از یک مدل کامپیوتری در دوره های طولانی تجزیه و تحلیل شده و با هدف مقایسه بکار برده شده است . 

اولین تکنولوژی مورد آزمایش . تکنولوژی رنگ با پایه سرامیک است . دوره آزمایش مابین ماههای ژوئن الی سپتامبر ١٩٩۴ در اواخر تیر الی اواسط مهر ١٣٧٣ است .

درون هر دو کلبه با رنگهای روکش دار معمولی پوشانده شده . رنگ یکی از اتاقها با ماده افزودنی عایق سرامیک تقویت شده است .

نتایج نشان داده اندکه در مقایسه با اتاق رنگ شده با رنگ سرامیک اتاقهای رنگ شده با رنگ معمولی بطور آشکاری انرژی بیشتری نیاز دارند .

+ نوشته شده در  شنبه 4 آبان1387ساعت 9:49  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

ساسوئولو» شهری است در ایتالیا که صنعت تولید سرامیک در آنجا متمرکز شده است..
 گزارشی از رشد تصاعدی صنعت سرامیک در استان یزدظرف دو سال گذشته، ایران به معدن طلایی برای تولید کنندگان ماشین آلات سرامیک بدل شده است. در این مدت تاجران محلی سرمایه گذاری های عظیمی در احداث کارخانه های جدید و یا توسعه خطوط موجود نموده اند که هدف از این کار افزایش ظرفیت تولید و بهبود کیفیت خصوصاً در بخش کاشی می‌باشد. شرکت های ایتالیایی بخش اعظم قراردادهای تأمین ماشین آلات را به خود اختصاص داده اند. در این میان شرکت ساکمی به عنوان پیشتاز و به دنبال آن شرکتهای «باربیری و تاروتسی»، «سیتی» و «سیستم» در بخش طرح و چاپ، درجه بندی و پالت، شرکت LB Officine Meccaniche در بخش پروژه های کاشی پرسلان و «تکنوفراری» و دیگر شرکتها به عنوان تأمین کننده ماشین آلات تکی در این بازار فعال می‌باشند

 


+ نوشته شده در  شنبه 4 آبان1387ساعت 9:47  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

تــاریخچه تکامل هنر و صنعت سرامیک در جهان

 

اولین دگرگونی مهم در این صنعت اختراع چرخ سفالگری است . در حقیقت استفاده از چرخ سفالگری ( احتمالا قدیمیترین ماشین بشر ) بیانگر آغاز مکانیزه شدن این صنعت است .

 

در حدود هزارهء سوم پیش از میلاد مصریان از چرخ سفالگری استفاده می کردند . اگر چه مصریان از زمانهای بسیار قدیم یعنی تقریبا از آغاز دوران کشف سفال با لعاب آشنایی داشتند ولی با این همه اکثر سفالهای دوران باستان در اغلب نقاط جهان بدون لعاب اند .

 

در درخشان ترین دوران تمدن یونان در عصر پریکلیس ( قرون پنجم و چهارم پیش از میلاد ) تزیینات زیبا و مشهور سفالهای یونانی آغاز می شود . تصاویری که از آن دوران در دست است نشان میدهد که در  آن زمان هنوز از چرخ سفالگری پایی استفاده نمی کردند .

 

این تصاویر صحنه هایی را نشان می دهد که شاگرد سفالگر چرخ سفالگری را با دست می گرداند . در آغاز سدهء سوم پیش از میلاد در یونان چرخهای پایی رواج یافتند .

 

در دوران باستان تمدن روم نقش مهمی در تکامل صنعت سفال نداشته است . سفالهای رومی اصولا برای مصرف ساخته می شده اند و دارای ارزشهای هنری و تکنیکی خاصی نیستند .

 

در گوشهء دیگری از جهان یعنی در چین سفالگری بیشتر از هر مکان دیگری پیشرفت کرده بود . چینی ها از همان دوران نوسنگی برتری خود را در این صنعت به نـــمایش گذارند حرارت کوره های آنها در دوران باستان تا 1200 درجه می رسیده است . در حالی که در دیگر مراکز سفالگری اروپا و آسیا حرارت کوره ها از کوره ها 800 تا 900 درجه تجاوز نمی کرده است .

 

در حفاری هایی که در چین انجام شده ظروف استون ور بسیار مرغوب سفید رنگ متعلق به 1400 سال پیش از میلاد به دست آمده است . در حفاریهای انجام شده در نزدیکی هنگ چو پرسلین های لعابداری که درجه حرارت 1200 پخته شده اند مربوط به 1000 سال پیش از میلاد کشف شده است .

 

بدین ترتیب برای این صنعت در دوران باستان چین حتی عنوان سفالگری نیز نمی تواند صحیح باشد چرا که چینی ها در هزاره اول پیش از میلاد مدتها بود که مرحله ساخت سفال را پشت سر گذاشته و در حال ساخت ( استون ور ) و ( پرسلین ) بودند .

 

با گذشت زمان پرسلین های چینی نیز کاملتر و پیشرفته تر شدند به نحوی که در دوران " هان " 200 سال قبل از میلاد تا 200 سال بعد از میلاد تقریبا همزمان با دوران اشکانیان پرسلان های چینی در حرارت 1300 تا 1400 درجه پخته می شدند نکته جالب توجه اینکه در قرون وسطی کبالت مورد نیاز برای تزیینات آبی رنگ این ظروف از معادن نایین و یا احتمالا کاشان به چین صادر می شده است پرسلین های چینی با تزیینات سفید و آبی رنگ این دوران بسیار مشهور است .

 

و اما سرامیک غرب در قرون وسطی به نظر می رسد این صنعت در این دوران رشد چشمگیری نداشته است . ظاهرا سفالگری لعابی در غرب در قرون وسطی رایج شد و فکر پوشاندن ظروف سفالی با لایه ای از سرب پدید آمد . در حدود اواخر سده دوازدهم بالاخره به کاربردن لعاب سربی در جهان غرب متداول شد اما به عنوان مثال لعاب قلع دار تا سده چهاردهم در فرانسه ناشناخته مانده بود ( این لعابها در عصر هخامنشی در ایران مورد استفاده بوده اند ).

 

هنگامی که به سرامیک اروپا در اواخر قرون میانه یعنی سده های چهاردهم پانزدهم و شانزدهم نظر می افکنیم بیش از هر چیز نفوذ صنایع مشرق زمین و در صف اول صــنعت سرامیک ایران را می بینیم . این سه قرن و به خصوص قرن پانزدهم برای صنعت سرامیک غرب قرن تب و تاب لعاب قلعی و به عبارت دیگر قرن ماجولیکاست . در پایان این قرن ظروفی با لعاب اوپاک قلع در جزایر ماجورکا و نیز فاانزای ایتالیا با نامهای ظروف ماجولیکا و فاینس می شدند .

 

در چنین وضعیتی صنعت سرامیک اروپا به قرن شانزدهم پا گذاشت . در تاریخچه صنعت سرامیک در قرن شانزدهم دو شخصیت بیشتر از همه می درخشیدند : برنارد پالیسی و فرانچسکو مدیسی .

 

برنارد پالیسی به آزمایشات زیادی بر روی بدنه های ارتن و رولعابهای قلعی پرداخت و ارتن ورهای مشهور و ساده خود را که در بدنه آنها از کائولین استفاده شده بود به وجود آورد .

 

در قرن شانزدهم یک ایتالیایی به نام فرانچسکو مدیسی از اهالی فلورانس توانست اولین پرسلین را در دنیای غرب بسازد . این نوع پرسلین ها واقعی نبودند  بلکه ترکیبی از شیشه و سرامیک بودند .

 

فرمول تقریبی بدنه خام این پرسلین به این صورت بوده است :

 

40 درصد شیشه 30 درصد فریت 20 درصد خاک چینی یا سنگ چخماق و 20 درصد بال کلی .

 

این نوع پرسلین ها نیمه شفاف بوده و توسط رنگ آبی در زیر لعاب تزیین می شدند در این قرن لعابهای کدر قلع از محدوده اسپانیا و ایتالیا خارج شده و در دلفت هلند نیز رایج شد . در قرن هفدهم در صنعت سرامیک جهان اتفاق مهمی به وقوع نپیوست . در این قرن لعاب قلع دار به وسیله هلندی ها در انگلستان رواج پیدا کرد .

 

در اواخر قرن هفدهم در سال 1673 میلادی لویی چهاردهم امتیازی را به لویی پانترت برای ساخت نوعی پرسلین در روئن بخشید . این پرسلین شبیه پرسلین مدیسی بود بدین ترتیب پرسلین فریتی به سرعت در شهرهای دیگر فرانسه از جمله سنت کلاد پاریس و سور رواج یافت .

 

در اواخر همین قرن در انگلستان نیز یک سرامیست انگلیسی به نام جان دایت موفق به ساخت پرسلان فریتی شد . بدین ترتیب صنعت سرامیک غرب وارد قرن هجدهم شد . قرن هجدهم برای صنعت سرامیک جهان قرن بزرگ تجربه و قرن طلایی صنعت سرامیک لقب گرفته است .

 

صنعت سرامیک از قرن هجدهم در صف اول تکامل صنعتی قرار گرفت و امروز به عنوان یکی از پیشرفته ترین صنایع مقامی را در حد صنعت الکترونیک کسب کرده است . هر چند در این قرن بدنه های جدیدی مثل پرسلین منیزیتی و یا شیشه سرامیکها ساخته شد ولی مهمترین واقعه صنعت سرامیک در قرن هجدهم تحقق آرزوی دیرین جهان غرب بود که بالاخره پس از 400 سالی که از آشنایی دنیای غرب با پرسلین ها می گذشت صنعت سرامیک اروپا توانست پرسلین واقعی یا پرسلین سخت را بسازد .

 

در اوایل قرن هجدهم فردریش آگوستوس زمامدار ساکسنی با توجه به تمایلی که به ساخت پرسلین داشت کیماگری به نام والتروان تیشن نهاس را به خدمت گرفت و او را دور از مردم در رژی نزدیک میسن برای ساخت پرسلین زندانی کرد . در سال 1701 یک کیمیاگر 16 ساله به نام جوآن بوتگر نیز به همین ترتیب به خدمت آگوستوس درآمد و زندانی شد . نام این جوان بعدها در تاریخ صنعت سرامیک جاودانی شد چرا که وی بالاخره در سال 1709 پس از سالها حبس موفق به ساخت اولین پرسلین سخت در دنیای غرب شد . این عمل پس از کشف یک نوع رس سفید در رگه های معادن آهن در منطقه " آو " صورت گرفت .

 

sofal

 

بوتگر دو فرمول برای بدنه داشت :

 

بدنه شماره 1 شامل 60 درصد کائولن آو _ 30 درصد رس کولدیتز و 10 درصد سنگ آهک .

 

بدنه شماره 2 شامل 55 درصد کائولن آو _ 30 درصد رس کولدیتز و 15 درصد آهک .همانطور که ملاحضه می شود هیچ یک از این بدنه ها دارای فلدپاست و یا کوارتز نیستند .اما ناگفته نماند که کائولن منطقه آوحاوی مقدار قابل ملاحظه ای کوارتز فلداسپات و میکا بوده است .ضمنا فرمول لعاب برای هر دو بدنه عبارت بود از :

 

55 درصد رس کولدیتز _ 30 درصد کوارتز و 15 درصد سنگ آهک و بدین ترتیب بالاخره در سال 1712 کارخانه پرسلین سخت میسن تاسیس شد .

 

در همین قرن پرسلین سخت به طور کاملا مستقل به وسیله گرانیز در تورنیا و نیز دیمیتری و نیوگرادف در روسیه ساخته شد .

 

از دیگر وقایع مهم صنعت سرامیک در قرن هجدهم استفاده از خاکستر استخوان و تولید چینی استخوانی ابتدا در انگلستان و سپس در دیگر نقاط جهان است تا قبل از این دوران یعنی قرن هجدهم استخوان کاربرد چندان با اهمیتی نداشت و فقط به مقدار کمی در ساخت شیشه های شیری مورد استفاده قرار می گرفت . در اولین سالهای قرن هجدهم در انگلستان از خاکستر استخوان به عنوان یکی از مواد اولیه سرامیک استفاده شد .

 

در سال 1744 یک انگلیسی به نام" توماس فرای " فرمولی را کشف کرد که در آن به طور موثر و عملی از خاکستر استخوان استفاده شده بود . اما در دههء آخر این قرن بود که" جوزیا اسپاد " فرمول مشهور چینی استخوانی را کشف کرد و بالاخره در سال 1794 چینی استخوانی به طور کامل تولید شد .

 

بدین ترتیب قرن هجدهم قرنی که برای صنعت سرامیک جهان قرن نوآوریها بود سپری شد و قرن نوزدهم را باید قرن تحکیم و تثبیت این صنعت بنامیم . در این قرن صنعت سرامیک به صورت صنعتی کاملا مستقل و جاافتاده درآمد . در این قرن دانشمندانی نظیر دانشمند آلمانی " هرمان زگر "برای اولین بار در مورد سرامیک تحقیق کردند و بالاخره در قرن نوزدهم صنعت سرامیک نیز مانند دیگر صنایع سنتی در مراکز خاصی نظیر " لیورپول شرقی " "اوهایوی امریکا " " سلب در باواریای آلمان " " لیموز در فرانسه و استوک آن ترنت در انگلستان متمرکز شد .

 

این خلاصه ای بود از تکامل صنعت سرامیک در جهان و عمدتا اروپا تا آغاز قرن بیستم .

 

 

 

آشــنایی با تاریخ سرامیک ایران

 

هنگام بررسی تکامل صنعت سرامیک  در جهان ، قید شد که در حدود هزاره پنجم قبل از میلاد در سرزمین ایران از چرخ سفالگری اسیتفاده می شده است . در این دوران ( تا هزاره اول قبل از میلاد ) مراکز متعددی در ایران ظروف سفالین می ساخته اند .به عنوان مثال می توان از تپه حصار دامغان ، تپه حسنلو ، حاجی فیروز ، پیتسالی تپه و نیز یانیک تپه در آذربایجان غربی ، تپه سیلک کاشان ، تپه کیان نهاوند ، تل باکسون در نزدیکی تخت جمشید ، تپه موشلان اسماعیل آباد ، زیویه کردستان ، شوش ، مارلیک یا چراغعلی تپه ، کلورز ، عمارلو و املش در استان گیلان و بسیاری مناطق دیگر نام برد.

 

به طور کلی در سفالهای این مناطق علی رغم وحدت و هماهنگی ، نوعی ویژگی منحصر به خود نیز محسوس است .

 

اولین قطعات سرامیک که در ایران به دست آمده است ، سفالگری هزاره هشتم قبل از میلاد است . این سفالها در منطقه گنج دره تپه واقع در غرب کرمانشاه و نیز در غاری به نام کمربند در نزدیکی بهشهر در استان مازندران کشف شده اند .

 

لعاب حدود هزار سال قبل از میلاد ( و حتی پیش از آن ) در ایران شناخته شده بود ولی عمومیت نداشت ، سطح آجرهای معبد چغازنبیل ( قرن سیزدهم قبل از میلاد ) با لعاب پوشانده شده است . به علاوه بعضی از سفالهای شوش و نیز سفالهای زیویه کردستان ( هزاره اول پیش از میلاد ) دارای رقیقی می باشند .

 

از سفالهای دوره ماد (728 تا 550 قبل از میلاد ) در مناطقی مانند “ نوشی جان ” نزدیک ملایر و برخی نقاط دیگر آثاری بدست آمده ولی در مجموع در این مورد اطلاعات زیادی در دست نیست .

 

از دوران هخامنشی ( 550 تا 331 ق . م ) کاشیهای لعابدار بسیار زیادی از شوش و تخت جمشید به دست آمده است . رنگ لعابهای این کاشیها آبی ، سفید ، زرد و سبز می باشد .

 

از ظروف  دوره هخامنشی  نمونه های کمی باقی مانده است ، اغلب این ظروف بدون نقش هستند ولی بسیاری از آنها دارای لعاب ( سفید شیری ) می باشند .

 

اکثر باستان شناسان و محققان دلیل عدم پیشرفت فن و هنر ساخت ظروف سفالین را در این دوره توجه شاهنشاهان هخامنشی به ظروف زرین و سیمین  می دانند .

 

دوره اشکانیان ( 250 ق . م 224 ب . م  ) در مقایسه با دوره هخامنشی برای صنعت سرامیک ایران ، دوران افول و سستی بوده است . ظروف سفالین این دوره غالبا ساده و بدون نقش بوده و تزئینات و نقوش سفالهای ما قبل تاریخ ایران در این دوره کاملا فراموش شده و از بین رفته اند ، ولی با این همه استفاده از لعاب در این دوره بسیار رایج بوده است .

 

بزرگترین نمونه های صنعت سرامیک در این دوره تابوت هایی از جنس سفال لعابدار ( سبزـ آبی ) می باشند .

 

صنعت سرامیک ایران در دوره ساسانی ( 227 تا 651 ب . م ) تفاوت چندانی با دوره اشکانی نداشته و لعاب مصرفی عمدتا دارای همان دو رنگ عصر اشکانی یعنی سبز و آبی بوده است ولی به نظر میرسد که تزئینات دقیق و نیز جنس لعاب مرغوبتر شده است .

 

یکی از فنون تزئینی در این دوره چسباندن قطعات کوچک گل روی بدنه ظروف و در نتیجه ایجاد نقوش و تزئینات برجسته مختلف می باشد .

 

در قرون هفتم میلادی در سال 637 در جنگ قادسیه ، تیسفون پایتخت امپراطوری ساسانی سقوط کرد و فرهنگ و تمدنی در ایران شکل گرفت که بعدها به فرهنگ و تمدن اسلامی معروف شد . پس از این مرحله تحولی شگرف و عمیق در کلیه ارکان و شئون زندگی مردم و از جمله در صنعت سرامیک به وقوع پیوست . دوران حیات فرهنگ و تمدن اسلامی ، دورانی بسیار طولانی است که تا کنون نیز ادامه دارد . در این دوران صنعت سرامیک نیز فرازو نشیب های بسیاری را گذراند ، بنابراین برای بررسی سیر این صنعت از آن تاریخ تا کنون صنعت سرامیک ایران را در پنج دوره و به طور خلاصه مورد بررسی قرار خواهیم داد :

 

دوره اول : قرن اول تا پنجم ( هجری )

 

دوره دوم : قرن پنجم تا اواسط قرن هشتم

 

دوره سوم : قرن نهم

 

دور چهارم : قرن دهم تا دوازدهم

 

دوره پنجم : قرن سیزدهم تا زمان فعلی

 

اولین دوره یعنی قرن اول تا پنجم ( قرن هفتم تا پانزدهم میلادی ) مقارن سلطنت خلفای اموی و عباسی و نیز سامانیان و آل بویه در ایران است . صنعت سرامیک ایران در این دوران به رشد و بالندگی رسیده بود . در قرون سوم و چهارم صنعت سرامیک ایران شاهکارهایی را به وجود آورد که دارای ارزش های هنری و فنی بسیار والایی هستند ، در اواخر این دوره یعنی در هنگام سلطنت خاندان آل بویه صنعت سرامیک ایران تا حدی نزول داشته است .

 

دوره دوم تکامل صنعت سرامیک که از قرن پنجم تا اواسط قرن هشتم ( قرن یازدهم تا اوایل قرن چهاردهم میلادی ) است . مقارن سلطنت سلجوقیان ، خوارزمشاهیان و بالاخره مغولان در ایران می باشد .

 

پس از فتوروسستی ای که در صنعت سرامیک ایران در اواخر دوره اول یعنی در زمان آل بویه پیش آمد ، در دوره دوم شاهد بیشترین رشد و تکامل صنعت سرامیک ایران هستیم .

 

اگر برای صنعت سرامیک غرب ، قرن هجدهم دوران نهایت شکوفایی است ، برای صنعت سرامیک ایران ، قرن ششم و هفتم هجری ( دوازدهم و سیزدهم میلادی ) را باید عصر طلایی این صنعت به شمار آورد .

 

در این دوره نیز بسیاری از انواع ظروفی که در دورهء قبل بیان شد ، مثل ظروف زرین فام ( ساخته شده در کاشان ، ری ،  ساوه ) و یا ظروف بی لعاب ساده و منقوش ساخته می شدند . همچنین انواع جدیدی از ظروف در این دوره تولید شدند :

 

مهمترین بدعت در سرامیک این دوره ساخت بدنه های فریتی ( بدنه های فریتی و البته نه نوع پرسلن هنوز هم در ایران به طور سنتی ساخته می شوند . در منطقه زنوز آذربایجان شرقی ، هنوز سفالگران نوعی بدنه سفید تقریبا مرغوب " ارتن ور" را از اختلاط کائولین خام و تغلیظ نشده با خرده شیشه تولید می کنند . خرده شیشه در حقیقت نوعی فریت است . ) در ایران است ، این بدنه ها نازک و نیمه شفاف بودند بنابراین می توان آنها را نوعی پرسلین دانست . در حقیقت این بدنه ها پرسلین های فریتی هستند که صنعت سرامیک غرب بعدها ( قرن شانزدهم ) موفق به ساختن آنها شد از دیگر انواع ظروف سفالین در این دوره ظروف مشهور مینایی هستند که روی لعاب آنها با لعابهای با نقطه ذوب پایین تر نقاشی شده است . بنابراین لعابهای این ظروف در کوره در دو مرحله ذوب شدند . نقوش این ظروف به قدری زیباست که می توان هر یک از آنها را به عنوان نمودار نقاشی آن دوران مورد بررسی قرار داد.

 

رنگهای ظروف مینایی به طور کلی عبارت اند از : سیاه ، سفید ، قهوه ای ، زرد ، آبی لاجوردی ، سبز ، فیروزه ای و قرمز . رنگ لعاب متن نیز سفید یا آبی است . زیباترین این ظروف ظاهرا در کاشان ساخته می شده اند ولی ظروف مینایی در ری و ساوه نیز تولید . به هر حال این دوران شکوه صنعت سرامیک ایران دیری نپایید .

 

در دوران سوم یعنی نیمه دوم قرن هشتم و نیز قرن نهم مقارن با دوران تیموری صنعت سرامیک بار دیگر دچار سستی و رکود نسبی شد . سرامیک ایران بعد از حمله مغول و تیمور دیگر هرگز نتوانست به رشد و بالندگی خود در قرن ششم و هفتم برسد. 

 

اگر چه در این دوران صنعت ساخت ظروف دوره چهارم صنعت سرامیک ایران که مقارن قرون دهم ، یازدهم و دوازدهم هجری می باشد . با شروع دوران صفویه آغاز می شود . طی سلطنت پادشاهان صفوی روحی تازه در کالبد صنعت سرامیک ایران دمیده شد ، اما با این وصف صنعت سرامیک ایران دیگر هرگز به رشد و اعتلایی که در قرون ششم و هفتم داشت نرسید .

 

به این ترتیب صنعت سرامیک ایران به دوران پنجم یعنی قرن سیزدهم تا کنون مقارن با عصر زندیه ، قاجاریه و پهلوی می رسد . در این دوران صنعت سرامیک ایران بار دیگر به دوران رکود خود پا می گذارد . در اوایل این دوره یعنی حدود نیمه اول قرن سیزدهم ، هنوز بعضی از ظروف دوره صفوی مثل ظروف آبی و سفید و ظروف گمبرون در ایران ساخته می شدند . ( اگر چه دارای مرغوبیت ظروف عهد صفوی نبودند ) ولی بعد از این سالها دیگر ساخت این ظروف متوقف شدچار رکود شد ، می شده است در دهه های بعدی با ورود کالاها و مصنوعات کشورهای غربی رشد طبیعی صنعت سرامیک ایران کاملا متوقف شد . در این دوره صنعت سرامیک سنتی ایران به هیچ وجه قادر به رقابت با چینی های خارجی که به سرعت به ایران صادر می شدند نبود . به همین دلیل نیز کارگاه های ظروف سرامیک هر روز کمتر و کوچکتر می شدند تا به امروز که دیگر چندان اثری از عصر طلایی سرامیک ایران باقی نمانده است .

+ نوشته شده در  شنبه 4 آبان1387ساعت 9:44  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

گزارش صنعت کاشی ‌و‌‌‌سرامیک

 کشورایران سرزمینی دارای تاریخ و تمدن کهن درهنر و صنعت با ذخایر متنابهی از کانی‌های مورد نیاز صنعت کاشی به شمار می‌آید. صنعت کاشی در ایران سابقه‌ای دیرین دارد. این صنعت باتوجه به برخورداری از منابع ذخایرطبیعی نیروی انسانی ، انرژی و تکنولوژی دارای مزیت نسبی افتصادی ارزشمندی است .

 

وضعیت جهانی صنعت کاشی‌و‌‌‌سرامیک

به اختصار وضعیت جهانی صنعت کاشی‌و‌‌‌سرامیک طی سال 2004 میلادی (جدول 1) در ذیل آورده شده است :

- تولید جهانی 030/6 میلیون مترمربع

- مصرف جهانی 724/5 میلیون مترمربع

- مازاد جهانی 306 میلیون مترمربع درسال 2004

- صادرات جهانی 505/1 میلیون مترمربع درسال

- صادرات جهانی 3/26 درصد کل مصرف جهانی می‌باشد

- صادرات 15 کشور اول صادرکننده 6/24 درصد مصرف جهانی می‌باشد

- صادرات ایتالیا و اسپانیا 50 درصد صادرات جهانی و 2/13 درصد مصرف دنیا است

- واردات 21 کشور عمده واردکننده 9/14 درصد مصرف جهانی است

- ایران رتبه 16 دنیا در مصرف کاشی را دارد

- ایران رتبه 10 دنیا را در تولید سرامیک دارد.

- مواجه شدن کشورایتالیا واسپانیا با کاهش تولید و صادرات

- برزیل باتولید 534 میلیون مترمربع و صادرات 100 میلیون مترمربع چهارمین رتبه دنیا را دردست دارد.

- چین باتولید 1950 میلیون مترمربع و مصرف 1700 میلیون مترمربع مقام اول تولید و مصرف را دردنیا دارا می‌باشد و با 206 میلیون مترمربع صادرات مقام سوم دنیا را کسب نموده است .

- کشور برزیل ، ترکیه ، روسیه ، هلند ، اندونزی ، تایلند ، هند، ویتنام ، مراکش ، کاستاریکا با
سرمایه‌گذاری‌های انجام شده درحال توسعه و افزایش تولید می‌باشند.

      کشورهای صادرکننده توانسته‌اند حضور خود را در بازارهای جهانی به عنوان تولید‌کننده و توزیع کننده تثبیت نماید و این حضور بطور کلی ناشی از این است که آنها به مناطق مصرف نزدیک بوده و دارای نام تجاری معروف هستند.

جدول 1- وضعیت تولید، مصرف و  بازار کاشی‌و‌‌‌سرامیک درجهان

واحد:میلیارد مترمربع

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

سال

030/6

950/5

750/5

226/5

071/5

823/4

592/4

تولیدجهانی میلیاردمترمربع

724/5

724/5

426/5

864/4

587/4

226/4

164/4

مصرف‌جهانی‌میلیارد‌مترمربع

306

500

546

362

484

597

428

مازاد      "             "

5

4/8

5/9

9/4

5/9

38/12

3/9

درصدمازادبه تولید

وضعیت صنعت کاشی‌و‌‌‌سرامیک در کشور

وضعیت تولید

تولید کاشی درایران تا قبل از سال 1339 به صورت دستی در کارگاه های کوچک صورت می‌گرفته است و در این سال تولید کاشی ماشینی با احداث کارخانه کاشی ایرانا آغاز گردید و به دنبال آن کارخانجات سعدی نیلو، یزد ، اصفهان ، حافظ جزء اولین واحدهای تولید کاشی احداث و راه‌اندازی شدند. روند رشد و توسعه کارخانجات تا سال 1372 به 14 واحد به ظرفیت 5/31 میلیون مترمربع رسید که سهم کاشی دیواری با 7 واحد 85 درصد و سهم کاشی کف با7 واحد 15 درصد بود . درپایان سال 83 تعداد کارخانجات به 56 واحد با ظرفیت اسمی 176میلیون مترمربع  و تولید نیز به 123 میلیون مترمربع رسید(جدول 2). لازم به ذکراست که درحال حاضر حدود 40000 نفر بطور مستقیم دراین صنعت مشغول فعالیت می‌باشند.

*باتوجه به اینکه اکثر طرحهای جدید سال 83 درنیمه دوم راه‌اندازی شده‌اند، راندمان واقعی نیست .

وضعیت طرحهای توسعه و واحدهای جدید

                        تا پایان سال 1383 مبلغ 462 میلیون دلار از بدو تاسیس صندوق ارزی (سال 1381) به طرح‌های توسعه و واحدهای جدید کاشی سرامیک تخصیص ارز گردیده و گشایش اعتبار شده و 189 میلیون دلار تخصیص ارز گردیده که گشایش نشده است ( تعدادی نیز به صورت فاینانس ماشین‌آلات خود را وارد نموده‌اند) سهم کاشی‌و‌‌‌سرامیک از کل ارز گشایش یافته 8 درصد می‌باشد. به هرصورت تا پایان سال 85 تعداد کارخانجات به 71واحد و ظرفیت اسمی بالغ بر 310میلیون مترمربع خواهد رسید(جدول 3).


 

جدول 3- وضعیت ظرفیت اسمی کارخانجات کاشی‌و‌‌‌سرامیک تاپایان سال 1384

                                                                                                             واحد: میلیون مترمربع           

ظرفیت کاشی درسال 84

ظرفیت جدید درسال 83

نام واحد

 

ردیف

گرانیتی

کف

دیوار

گرانیتی

کف

دیوار

*

 

 

 

5/2

8

ایرانا

1

4

 

*

 

5/1

6

الوند

2

 

 

 

 

 

10

اصفهان

3

 

 

 

 

2/4

 

ارچین

4

 

 

 

 

75/0

 

بهرنگ

5

3

 

*

 

 

4

پارس

6

 

 

 

 

 

5/2

تبریز

7

 

 

 

 

5/2

 

تبریزکف

8

 

 

 

 

 

3

سامان

9

 

 

3

 

2/1

 

سرامیک البرز

10

 

 

1

 

 

5/1

سمنان

11

 

 

3

 

 

2/2

سعدی

12

 

 

 

 

5/1

 

جم

13

 

 

 

 

-

5/6

حافظ

14

 

 

 

5/1

 

4

سینا(ساوه)

15

 

 

 

 

5/1

 

خیام

16

 

 

 

 

 

7/2

خزر

17

 

 

 

 

 

5/2

زرین خراسان

18

 

 

3

 

 

3

عقیق

19

 

 

 

 

 

8/1

کاشانه کازرون

20

 

 

 

 

75/0

75/0

کاشان

21

 

5/1

 

-

1

 

کسری

22

 

 

 

2

4

 

کویر

23


+ نوشته شده در  شنبه 4 آبان1387ساعت 9:24  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 
کورهٔ تونلی یا Tunnel Kiln یکی از کوره‌های مورد استفاده در شاخه‌های مختلف صنایع سرامیک است. اولین کورهٔ تونلی در سال ۱۷۵۱ توسطی فردی به نام وینسنز ابداع شد و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال، مواد دیرگداز و چینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره در گروه کوره‌های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات متحرک و آتش ثابت است.

 

ساختار کورهٔ تونلی

کورهٔ تونلی یک تونل دراز و باریک است که کف آن ریل‌گذاری شده‌است و محصولات، با عبور از درون آن در معرض حرارت قرار می‌گیرند و پخته یا زینتر می‌شوند. محصولات برای عبور از کورهٔ تونلی می‌بایست بر روی واگن‌های مخصوصی چیده شوند. کورهٔ تونلی شامل سه مرحلهٔ پیش‌گرمایش، پخت و خنک‌کن می‌باشد. در ساده‌ترین نوع کورهٔ تونلی، مشعل‌های موجود در منطقهٔ پخت باعث گرم شدن هوای کوره می‌شود. این هوا با حرکت به سمت ورودی تونل (پیش‌گرمایش) آرام آرام حرارت خود را به واگن‌های این منطقه منتقل می‌کند و در نهایت از دودکش خارج می‌شود. از سوی دیگر هوای تازه از خروجی تونل وارد می‌شود و در مواجهه با واگن‌هایی که مرحلهٔ پخت را پشت سر گذاشته‌اند، آنها را آرام‌آرام خنک می‌کند و دمایش به تدریج افزایش می‌یابد تا به منطقهٔ پخت برسد و اکسیژن لازم برای احتراق مشعل‌های این منطقه را فراهم نماید. البته قسمتی از هوای گرم شده به بیرون از کوره هدایت می‌شود تا در خشک‌کن و بعضا برای تنظیم دمای هوای سالن تولید مورد استفاده قرار بگیرد. معمولا ۶۰درصد از طول کوره به منطقهٔ پخت، ۲۰درصد به منطقهٔ پیش‌گرمایش و ۲۰درصد به منطقهٔ خنک‌کن اختصاص دارد.

دمای مناطق مختلف کوره از طریق ترموکوبل و سیستم‌های کنترل اندازه‌گیری و تنظیم می‌شود. همچنین اتمسفر کوره نیز از نظر اکسیدی، احیایی یا خنثی بودن قابل کنترل است.

مزایای کورهٔ تونلی

استفاده از کورهٔ تونلی در مقایسه با سایر انواع کوره‌ها (کوره‌های سنتی، هوفمن و متناوب) دارای مزایایی است که برخی از آنها را می‌توان بدین شرح برشمرد:

  1. کنترل مناسب‌تر دمای کوره و یکنواختی حرارت
  2. افزایش کیفیت تولید
  3. تشابه کیفی محصولات
  4. افزایش سرعت تولید
  5. کاهش نیروی انسانی
  6. کاهش مصرف انرژی
  7. کاهش آثار زیان‌بار زیست‌محیطی

کاربرد کورهٔ تونلی در صنایع آجر و سفال

کورهٔ تونلی یکی از پیشرفته‌ترین انواع کوره‌است که در صنایع آجر و سفال مورد استفاده قرار می‌گیرد. خشت‌های خام که قبلا از خشک‌کن تونلی عبور کرده‌ و بیشتر آب خود را از دست داده‌اند، وارد منطقهٔ پیش‌گرمایش می‌شوند و تا ۳۵۰ درجهٔ سانتی‌گراد گرم می‌شوند. خشت‌ها سپس وارد منطقهٔ پخت می‌شوند و با توجه به نوع مواد اولیه، در دمایی بین ۸۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد پخته می‌شوند.

 
کوره هوفمن

 

کورهٔ هوفمن یا کورهٔ هوفمان (Hoffmann kiln) یکی از کوره‌های مورد استفاده در شاخه‌های مختلف صنایع سرامیک است. این کوره در سال ۱۸۵۶ توسط فردی به همین نام ابداع شد و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال و مواد دیرگداز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره در گروه کوره‌های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات ثابت و آتش متحرک است.

چگونگی پخت محصولات در کورهٔ هوفمن

کورهٔ هوفمن، تونل طویلی است که به شکل حلقه یا بیضی ساخته می‌شود و با استفاده از دیواره‌ها یا تیغه‌هایی به اتاقک‌هایی تقسیم می‌شود. اتاقک‌های کورهٔ هوفمن از کانال دریچه‌ها یا درهایی که در تیغه‌های جداکنندهٔ اتاق‌ها تعبیه شده‌است، با یکدیگر در ارتباط هستند. هر یک از اتاق‌ها نیز یک درب خروجی به بیرون دارند که برای بارگیری و تخلیهٔ کوره مورد استفاده قرار می‌گیرند. به این درها خمیره یا قمیره می‌گویند. اندازهٔ کورهٔ هوفمن با استفاده از این درها بیان می‌شود؛ مثلا یک کورهٔ ۳۲ قمیره‌ای، کوره‌ای است با ۳۲ درب که هر درب به یک اتاقک برای چیدن آجرها (یا سایر محصولات) مرتبط است.محل استقرار سوخت‌پاش‌ها نیز در سقف قرار دارد.

در کورهٔ هوفمن، محصولات قبل از آنکه مستقیما توسط آتش پخته شوند، با حرارت سایر اتاقک‌ها گرم می‌شوند که اصطلاحا پیش‌گرمایش نامیده می‌شود. این حرارت همراه با گاز خروجی اتاقک پخت و از طریق دریچه‌هایی که قبلا تعبیه شده‌است حرکت می‌کند و به اتاق‌های مجاور وارد می‌شود و محصولات موجود در آن‌ها را پیش‌گرم می‌کند. زمانی که در یک اتاق، عملیات پخت در جریان است، در اتاقک مقابل (دورترین اتاق)، عملیات تخلیه و بارگیری در جریان است. این کار با استفاده از دری که اتاقک به بیرون کوره دارد انجام می‌شود. ضمن بار گیری، هوای خنک نیز وارد کوره می‌شود که به وسیلهٔ آتش موجود در اتاقک پخت و از طریق دریچه‌های تعبیه شده بین اتاق‌ها مکیده می‌شود. بنابراین هوا از اتاق‌هایی که عملیات پخت قبلا در آنها صورت گرفته‌است حرکت می‌کند و باعث خنک شدن محصولات پخته‌شده می‌شود. به این ترتیب در حلقهٔ کورهٔ هوفمن دو جریان هوا وجود دارد؛

هوایی که در نیم‌دایرهٔ اول، از اتاق پخت به سمت بیرون جریان دارد و اتاق‌های بعدی را پیش‌گرم می‌کند.
هوایی که در نیم‌دایرهٔ مقابل، از بیرون به سمت اتاقک پخت جریان دارد و اتاق‌های قبلی را خنک می‌کند.

با اتمام عملیات پخت در اتاق پخت، در اتاق روبرویی حلقهٔ هوفمن نیز عملیات بارگیری تمام می‌شود و درب آن به بیرون بسته می‌شود. در این مرحله، مشعل‌ها از سقف اتاق پخت به سقف اتاق بعدی منتقل می‌شوند و درب اتاق روبرویی این اتاق (اتاق پخت جدید) برای تخلیه و بارگیری گشوده خواهد شد.

 انواع کورهٔ هوفمان

کوره‌های هوفمان در چند مدل مختلف ساخته می‌شود:

  • کورهٔ حلقوی
  • کورهٔ زیگ‌زاگ (zig-zag)
  • کورهٔ بوکس (Bocks)
  • کورهٔ هاریزن (Harrizon)

اما معمولا به کورهٔ حلقوی، کورهٔ هوفمن اطلاق می‌شود.

+ نوشته شده در  شنبه 4 آبان1387ساعت 9:4  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 
رسها به همراه کلوئیدها ، فعالترین بخش خاک محسوب می شوند و اکثر آنها دارای ساختمان بلوری هستند. قبل از مطالعه کانیها توسط اشعه ایکس تصور می‌شد که کانیهای رسی ذرات کوچک و ریز کانیهای اولیه نظیر ذرات کوارتز ، فلدسپار و میکاها باشند، در حالی که در حال حاضر کانیهای رسی ، ترکیب شناخته شده‌ای دارند که شبیه این کانیها نیست و تنها کانی میکا به آنها شبیه است. کانیهای رسی ، اغلب کانیهای جدید یا حاصل انحلال کانیهای اولیه یا کانیهای ثانویه هستند.

تصویر

تاثیر آب و هوا بر خاک رس

خاکها در مناطق گرم و شرایط آب و هوایی مرطوب جایی که زهکشی مناسبی ندارد، دارای میزان بالایی از کانیهای اولیه حل شده می‌باشند که به کانیهای رسی تبدیل شده‌اند. خاکهای موجود در مناطق گرم و مرطوب ، میزان بالایی از رس حتی در اعماق 5 تا 20 متری دارند. در حالت زهکشی مناسب ، کانیهای رسی از درون سیستم خاک خارج می‌شوند. بعضی کانیهای رسی در اثر تجزیه و دگرسانی کانیهای اولیه نظیر میکاها تشکیل می‌شوند.

منشا تشکیل دهنده رسها

  • رسهای درجا که در حین تشکیل خاک شکل می‌گیرند.

  • رسهای تغییر مکان یافته که در اثر فرسایش بیشتر حرکت کرده و مجددا در محل جدید نهشته می‌شوند.

  • رسهای تبدیل شده که از رسهای به شدت هوازده و فرسایش یافته تجمع کرده و در رسوبات و خاکها رسوب گذاری می‌کنند.

  • رسهای تشکیل شده جدید که در اثر تبلور مجدد رسهای موجود در محلولها ، در خاک در حال تشکیل شکل می‌گیرند.

تصویر

کانیهای رسی

این کانیها سیلیکاتهای آلومینیوم آبداری هستند که ساختمان ورقه‌ای داشته و مانند میکاها ، از فیلوسیلیکاتها می‌باشند.

ساختمان کانیهای رسی

  • لایه‌ای از چهار وجهی‌های (تتراهدرالهای) Si _ O. در این لایه ، هر چهار وجهی با چهار وجهی مجاورش ، سه اتم اکسیژن به اشتراک گذاشته‌اند. واحد پایه است، اما Al می‌تواند حداکثر جانشین نصف اتمهای Si شود.

  • لایه‌ای متشکل از Al در موقعیت اکتاهدرال با یونهای و بطوری که در عمل یونهای بین دو لایه از یونهای O/OH قرار می‌گیرند. عناصر Mg ، Fe و سایر یونها ، ممکن است جانشین Al شوند.

    • گیبسیت : لایه Al _ O/OH را لایه گیبسیت می‌گویند. چون ساختمان این کانی کلا از چنین لایه‌هایی تشکیل شده است.

    • بروسیت : لایه Mg _ O/OH را لایه بروسیت می‌گویند. چون ساختمان این کانی کلا از این لایه‌ها تشکیل شده است.

تقسیم بندی ساختمانی رسها

  • گروه کاندیت :

    • ساختمان دو لایه ای دارند یعنی لایه تتراهدرال بوسیله یونهای O/OH به لایه اکتاهدرال متصل است.

    • در آن جانشینی به جای Al و Si صورت نمی‌گیرد، لذا فرمول ساختمانی آن است.

    • اعضا این گروه کائولینت ، هالوئیزیت (کائولینیت آبدار) ، دیکیت ، ناکریت هستند.

    • فاصله بنیادی (فاصله بین یک لایه سیلیس با لایه سیلیس بعدی) 7 آنگستروم است.

  • گروه اسمکتیت :

    • ساختمان 3 لایه‌ای دارند. بطوری که یک لایه اکتاهدرال مانند ساندویچ بین دو لایه تتراهدرال سیلیس قرار دارد.

    • فاصله بنیادی 14 آنگستروم است و با جذب آب تا 21 آنگستروم می‌رسد.

    • اعضا این گروه شامل مونتموریلونیت ، ساپونیت ، نانترونیت (وقتی Fe جانشین Al می‌شود) و استونزیت (وقتی Mg جانشین Al شود) می‌باشند.

  • اعضای گروه اسمکتیت :

    • ورمیکولیت : ساختمانی مشابه اسکمتیت دارد، ولی در آن تمام موقعیتهای اکتاهدرال بوسیله و اشغال شده و جانشین شده است.

    • ایلیت : این کانی نیز ساختمانی مشابه اسکمتیت دارد، اما به علت جانشینی به جای در لایه‌های تتراهدرال ، کمبود بار بوجود می‌آید که بوسیله که در موقعیتهای بین لایه‌ای قرار می‌گیرد، جبران می‌شود. یونهای ، و نیز در آن دیده می‌شوند. فاصله بنیادی 10 آنگستروم است.

    • کلریت : ساختمان سه لایه‌ای (مثل ایلیت و اسکمتیت) دارد، ولی لایه‌های بروسیت (Mg _ O/OH) بین آنها قرار دارند. فاصله بنیادی 14 آنگستروم است.

منشا کانیهای رسی در رسوبات یا سنگهای رسوبی

  • رسهای موروثی یا وراثتی : این رسها از انواع آواری هستند.

  • رسهای تازه تشکیل شده (Neoformation) : این رسها به صورت برجا و در اثر ته‌نشینی مستقیم از محلول یا از مواد سیلیکاته آمورف و یا حاصل جانشینی هستند.

  • رسهای تبدیلی (Transformation) : رسهای موروثی از طریق تبادل یونی یا تغییر منظم کاتیونها ، به رسهای تبدیلی ، تبدیل می‌شوند.

فرایندهای تشکیل دهنده انواع رسها

  • محیط هوازدگی و تشکیل خاک : اصلی‌ترین محیط تشکیل رسها مخصوصا رسهای موروثی یا وراثتی است.

  • محیط رسوبگذاری : رسها از آب حوضه یا آبهای حفره‌ای ته‌نشین می‌شوند (مخصوصا رسهای تازه تشکیل شده).

  • دیاژنز و دگرگونی درجه پایین : در طول این فرآیند انواعی از رسها (مخصوصا رسهای تبدیلی) حاصل می‌گردند.

دیاژنز کانیهای رسی

کانیهای رسی در طول دیاژنز اولیه و دیاژنز نهایی و همچنین در طول دگرگونی تغییر یافته و حتی دگرسان می‌شود. اصلی‌ترین فرایند فیزیکی که رسها را تحت تاثیر قرار می‌دهد، فشردگی (Compaction) است که باعث خروج آب و کاهش ضخامت آنها تا 0،1 ضخامت اولیه می‌شود.
+ نوشته شده در  شنبه 4 آبان1387ساعت 8:58  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

کلمه سرامیک از Clay یا خاک رس گرفته شده است که در لاتین به آن Kerames گفته می‌شود. این واژه در اثر کثرت استعمال به سرامیک تبدیل شده است.


تصویر

اطلاعات اولیه

سرامیکها معمولا به استثنای فلزات و آلیاژهای فلزی و مواد آلی ، شامل تمام مواد مهندسی می‌شوند که از نظر شیمیایی جزو مواد معدنی هستند و بعد از قرار گرفتن در دمای بسیار بالا ، شکل اولیه خود را حفظ کرده و مقاوم‌تر می‌شوند. ظروف سفالی ، چینی و چینی‌های بهداشتی و غیره ، جزو این گروه می‌باشند.

تاریخچه

آشنایی انسان با مواد سرامیکی و استفاده از آنها ، قدمتی بطول تاریخ دارد. سفالینه‌های کشف شده در مناطق باستانی دنیا نشان می‌دهد که انسان در دوران باستان ، گل رس و چگونگی کار با آن و پخت و مقاوم‌سازی آن آشنا بوده است. اما امروزه سرامیک ، کاربردهای بسیار فراتر از ظروف سفالی یا چینی دارد و در صنعت و تکنولوژی ، استفاده‌های فراوانی از آن می‌شود.

مواد اولیه سرامیکها

سرامیکها ، از سه ماده اولیه خاک رس ، فلدسپارها و ماسه تهیه می‌شود. خاک رس ،‌ همان سیلیکاتهای آلومینیوم هیدراته است که به صورت کانی‌های مختلفی یافت می‌شوند.

طبقه‌بندی کانی‌های رس

کانی‌های سیلیکاتی دو لایه‌ای

  • کائولینیت : بررسی پراش اشعه ایکس ، وجود دو لایه را در کائولینیت نشان می‌دهد. لایه اول شامل واحدهای 2-Si2O5 چهار وجهی است و لایه دوم از واحدهای هشت وجهی 2-Al2(OH)4 تشکیل شده است. از اتصال دو لایه ، یک لایه واحد بوجود می‌آید که تکرار آن ، لایه کائولینیت را می‌سازد.

  • هالوی‌سیت : کانی دیگر ، هالوی‌سیت است که در مقایسه با کائولینیت کاربرد کمتری دارد.

کانیهای سیلیکاتی سه لایه‌ای

  • مونت موری لونیت : مونت موری لونیت دارای سه لایه ، دو لایه به صورت چهاروجهی‌های سیلیکاتی و لایه وسط به صورت گروه‌های هیدروکسی آلومینات است. به علت توانایی گیر انداختن سیستمهای مولکولی مختلف ، اغلب به عنوان کاتالیست مصرف دارند.

  • ایلیت : ساختمان ایلیت ، تقریبا شبیه مونت موری لونیت می‌باشد و چون همیشه همراه با مخلوط کانیهای دیگر است فرمول دقیقی نمی‌توان برای آن در نظر گرفت.

ترکیبات ثانوی خاک رس و تاثیر آن بر سرامیکها

ترکیبات ثانوی ، شامل ترکیبات آهن ، ماسه ، کربناتهای کلسیم و منیزیم ، میکا و مواد آلی است که مقادیر آنها در انواع خاک رس متغیر می‌باشد. ترکیبات آهن موجود در خاک رس مثل پیریتها و هیدروکسیدهای آهن و . . . باعث پایین آمدن نقطه ذوب و تغییر رنگ سرامیک قبل از پخت به زرد متمایل به قهوه‌ای و بعد از پخت به صورتی متمایل به قرمز تیره می‌شوند. ماسه ،‌ باعث کم شدن حالت پلاستیته و کاهش قدرت چسبندگی می‌شود.

کربناتهای کلسیم و منیزیم به عنوان ناخالصی باعث آسیب دیدگی محصول شده و بعد از پخت ، باعث افزایش خلل و فرج و کاهش قدرت مکانیکی و خواص نسوزی محصول می‌شوند. نمکهای سولفات و کربنات و کلریدهای فلزات قلیایی خاک رس و وانادیوم ، قابل حل در خاکهای رس هستند و موجب پخش مواد در توده خاک رس می‌شوند. ترکیبات وانادیوم لکه‌های زرد متمایل به سبز ، روی محصول ایجاد می‌کنند. ترکیبات آلی موجود در خاک رس ، باعث ایجاد رنگ خاکستری می‌شوند.

تصویر

انواع سیلیکا

دی‌اکسید سیلیکون ، معمولا به سه صورت سنگ ، گرانول و پودر وجود دارد. دی‌اکسید سیلیکون در حالت سنگ به صورت کوارتز یافت می‌شود که در این حالت خیلی کمیاب است. به علت خالص بودن بهترین نوع سیلیکا برای مصرف در سرامیک‌ها است. نوع گرانول در صنعت سرامیک سازی خیلی رایج می‌باشد. این نوع سیلیکا را معمولا قبل از مصرف ، دانه‌بندی کرده ، می‌شویند. نوع پودر سیلیکا معمولا خالص نبوده و در ساخت سرامیک چندان مصرف ندارد.

نقش فلدسپارها در سرامیک‌سازی

فلدسپارها خاصیت سیال‌کنندگی دارند و امروزه نیز از این ترکیبات در صنعت سرامیک استفاده می‌کنند. نقش این ترکیبات در سرامیک سازی ، ایجاد فاز شیشه‌ای در توده اولیه است.

انواع فلدسپارها در سرامیک

  1. فلدسپار پتاسیم KO , Al2O3 , 6SiO2

  2. فلدسپار سدیم Na2O , Al2O3 , 6SiO2

  3. فلدسپار کلسیم CaO , Al2O3 , 6SiO2

از بین اینها فلدسپار پتاسیم از همه مهمتر است، ولی در عمل موادی که به عنوان سیال کننده بکار می‌روند، مخلوطی از فلدسپارهای مختلف هستند.
+ نوشته شده در  شنبه 4 آبان1387ساعت 8:48  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 
به مواد (معمولاً جامد)ی که بخش عمدهٔ تشکیل دهندهٔ آنها غیرفلزی و غیرآلی باشد، سرامیک گفته می‌شود.

 

این تعریف نه‌تنها سفالینه‌ها، پرسلان(چینی)، دیرگدازها،محصولات رسی سازه‌ای، ساینده‌ها، سیمان و شیشه را در بر می‌گیرد، بلکه شامل آهنرباهای سرامیکی، لعاب‌ها، فروالکتریک‌ها، شیشه-سرامیک‌ها، سوخت‌های هسته‌ای و ... نیز می‌شود.

 تاریخچه

برخی آغاز استفاده و ساخت سرامیک‌ها را در حدود ۷۰۰۰ سال ق.م. می‌دانند . در حالی که برخی دیگر قدمت آن را تا ۱۵۰۰۰ سال ق.م نیز دانسته‌اند ولی در کل اکثریت تاریخ‌نگاران بر ۱۰۰۰۰ سال ق.م اتفاق نظر دارند (بدیهی است که این تاریخ مربوط به سرامیک‌های سنتی است.)

 ریشه لغوی

واژهٔ سرامیک از واژهٔ یونانی کراموس (κεραμικός) گرفته شده‌است که به معنی سفال یا شیء پخته‌شده‌است.

 طبقه‌بندی سرامیک‌ها

سرامیک‌ها از لحاظ کاربرد به شکل زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

  • سرامیک‌های سنتی (سیلیکاتی)
  • سرامیک‌های مدرن (مهندسی)
    • سرامیک های اکسیدی
    • سرامیک های غیر اکسیدی

سرامیک‌های اکسیدی را از لحاظ ساختار فیزیکی می‌توان به شکل زیر طبقه‌بندی کرد:

  • سرامیک‌های مدرن مونولیتیک (یکپارچه)
  • سرامیک‌های مدرن کامپوزیتی

 انواع سرامیک‌ها

 سرامیک‌های سنتی

این سرامیک‌ها همان سرامیک‌های سیلیکاتی هستند. مثل کاشی، سفال، چینی، شیشه، گچ، سیمان و ...

 سرامیک‌های مدرن

این فرآورده‌ها عمدتاً از مواد اولیهٔ خالص و سنتزی ساخته می‌شوند. این نوع سرامیک‌ها اکثراً در ارتباط با صنایع دیگر مطرح شده‌اند.

 سرامیک‌های اکسیدی

برخی از پرکاربردترین این نوع سرامیک‌ها عبارت‌اند از:

  • برلیا (BeO)
  • تیتانیا (TiO2)
  • آلومینا (Al2O3)
  • زیرکونیا (ZrO2)
  • منیزیا (MgO)

 سرامیک‌های غیراکسیدی

این نوع سرامیک‌ها با توجه به ترکیبشان طبقه‌بندی می‌شوند که برخی از پرکاربردترین آنها در زیر آمده‌اند:

  1. نیتریدها
    • BN
    • TiN
    • Si3N4
    • GaN
  2. کاربیدها
    • SiC
    • TiC
    • WC

و....

 صنعت سرامیک

بازار سرامیک‌های پیشرفته در ایالات متحده امریکا در سال ۱۹۹۸ نزدیک به ۷۰۵ میلیون دلار بود که در سال ۲۰۰۳ به ۱۱ بیلیون دلار رسید.


 خواص برتر سرامیک‌ها نسبت به مواد دیگر

  • دیرگدازی بالا
  • سختی زیاد
  • مقاومت به خوردگی بالا
  • استحکام فشاری بالا

 کاربردهای مختلف مواد سرامیکی

در زیر کاربردهای رایج مواد سرامیکی به همراه چندنمونه از مواد رایج در هر کاربرد آورده شده‌است:

  1. الکتریکی و مغناطیسی
    • عایق‌های ولتاژ بالا (AlN- Al2O3)
    • دی الکتریک (BaTiO3)
    • پیزوالکتریک (ZnO- SiO2)
    • پیروالکتریک (Pb(ZrxTi1-x)O3))
    • مغناطیس نرم (Zn1-xMnxFe2O4)
    • مغناطیس سخت (SrO.6Fe2O3)
    • نیمه‌رسانا (ZnO- GaN-SnO2)
    • رسانای یونی (β-Al2O3)
    • تابانندهٔ الکترون (LaB6)
    • ابررسانا (Ba2LaCu3O7-δ)
  2. سختی بالا
    • ابزار ساینده، ابزار برشی و ابزار سنگ‌زنی (2O3TiN-Al)
    • مقاومت مکانیکی (SiC- Si3N4)
  3. نوری
    • فلورسانس (Y2O3)
    • ترانسلوسانس(نیمه‌شفاف) (SnO2)
    • منحرف کنندهٔ نوری (PLZT)
    • بازتاب نوری (TiN)
    • بازتاب مادون قرمز (SnO2)
    • انتقال دهندهٔ نور (SiO2)
  4. حرارتی
    • پایداری حرارتی (ThO2)
    • عایق حرارتی (CaO.nSiO2)
    • رسانای حرارتی (AlN - C)
  5. شیمیایی و بیوشیمیایی
    • پروتزهای استخوانی P3O12(Al2O3.Ca5(F,Cl))
    • سابستریت (TiO2- SiO2)
    • کاتالیزور (KO2.mnAl2O3)
  6. فناوری هسته‌ای
    • سوخت‌های هسته‌ای سرامیکی
    • مواد کاهش‌دهنده‌ی انرژی نوترون
    • مواد کنترل کننده‌ی فعالیت راکتور


 منابع

  1.  موریس داماس. «مبانی تمدن صنعتی». تاریخ صنعت و اختراع. ترجمهٔ عبدالله ارگانی. ۱۳۶۲.
  2.  P. Rado, An introduction to the technology of pottery, Pergamon Press, 1988
  3.  یوسف مجیدزاده. «سفال برای باستان شناسان». ماهنامه فروهر. ۱۳۶۲، ۲،

  • Chiang, Y., Brinie, D.P., Kingery, W.D., Physical Ceramics, John wiley and sons, 1997.
 
 

javascripts



google
بزرگترین سایت جاوا اسکریپت ایران
Clock And Date