تبلیغات
ایران بیتومین - بررسی بدنه پرسلان
 
چهارشنبه 25 اردیبهشت 1392 :: نویسنده : حامد ملکی
كاشی‌های پرسلانی خانواده پرمصرفی از محصولات سرامیكی هستند كه به واسطه تنوع كاربری آن‌ها ، در زمره مهم‌ترین محصولات و تكنولوژی‌های تولید كاشی قرار می‌گیرند. مقاله حاضر پیكان توجه خود را معطوف برخی عیوب عارض فرایند پخت، واكنش‌های حین پخت، فازهای تشكیل دهنده و تغییرات پیروپلاستیك بدنه‌های پرسلان نموده است.

 

برسی عیوب

در سیکل‌های پخت سریع پرسلان لازم است تا به منظور حصول شفافیت بالای لعاب، دوغاب لعاب از زبره بسیار پائینی برخوردار باشد.

این زبره پائین ممکن است به بروز عارضه خزش بیانجامد.

در این شرائط به منظور ممانعت از بروز خزش استفاده از چسب‌هایی از قبیل کربوکسی متیل سلولز ضروری است. بازه مصرف چسب می‌بایست به نحوی انتخاب گردد که موجب افزایش بیش از حد ویسکوزیته دوغاب نگردد. 0/1 تا 0/3 درصد گستره مصرف مناسبی می‌باشد. دوغابی با ویسکوزیته بالا معمولاً موجب ایجاد سطوح چکشی و دیمپل زده بر روی سطح می‌گردد.

تاول یا Blister انبوهه‌ای از حباب‌ها هستند که معمولاً با بقایای کوارتز و کریستوبالیت همراهند. علت بروز آن‌ها یا ماند نامکفی در بازه حرارتی 900 درجه (به منظور خروج کامل اجزاء آلی) و یا پخت بالا می‌باشد. این نقصان رژیم حرارتی به‌واسطه عدم تناسب واکنش‌های Fe3+ و یا پیشرفت دیگر واکنش‌های گازی حادث گردیده و به بروز نوعی تخلخل ثانویه می‌انجامد.

مقاومت مکانیکی و شیمیائی لعاب‌ها را می‌توان به کمک افزایش محتوای سیلیس بهبود بخشید، منتها این عمل موجب کوتاه شدن بازه پخت می‌گردد.

عارضه خزش را می‌توان با استعانت از روش “استحكام سازی فیبری” و به کمک استفاده از مقادیر کمی ولاستنایت در فرمول لعاب بهبود بخشید.

واکنش‌های حین پخت

550 درجه: دی‌هیدروکسیلاسیون کائولینیت

572 درجه: تبدیل آلفا کوارتز به بتا کوارتز

700 درجه: تشکیل Sanidine (ترکیبی از فلدسپارهای قلیائی)

980 درجه: تبدیل متاکائولن به ساختار اسپینل

990 درجه: مساعدت سیلیس آمورف به تشکیل مذاب یوتکتیک.

1075 درجه: آغاز تشکیل مولایت ( اولیه )

1200 درجه: اشباع مذاب از سیلیس. جوانه‌زنی کریستوبالیت: فاز شیشه‌ای یا ذرات کوارتز

1200 درجه: رشد و نفوذ مولایت به درون بقایای فلدسپار

تشکیل مولایت

تشکیل مولایت اولیه:

تشکیل مولایت Epitaxial بر روی کائولینیت

حضور آشکار مولفه‌های رس‌گونه.

تشکیل مولایت ثانویه

مولایت اولیه نقش هسته اولیه واکنش را ایفا می‌نماید.

دیفوزیون قلیائی‌ها موجب به‌جای ماندن یک مذاب آلومینوسیلیکات می‌گردد.

رشد و نفوذ مولایت Perismatic به درون بقایای فلدسپار

ناخالصی‌های موجود می‌توانند بر تشکیل مولایت اثر بگذارند.

تشکیل مولایت سوم:

تنها در پرسلان‌های حاوی آلومینا امکان تشکیل دارد.

آلومینا نقش یک پرکننده داخلی “حقیقی” را ایفا می‌نماید.

حضور آلومینای انحلال یافته در مذاب

جوانه‌زنی و رشد مولایت در سطح تماس آلومینا

تشکیل فاز شیشه

آنالیز کمی XRD:

Mullite

Quartz

Corundom

Glossy

15%

15%

3%

67%

 

 

ترکیب فاز شیشه

‌ای:

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O

12.3

1.24

0.08

0.04

0.67

0.21

 

ارزیابی وضعیت فازها:

مولایت بین 1100 تا 1150 درجه تشکیل می‌شود.

بالای 1150 درجه سطح مولایت، ثابت باقی می‌ماند.

در زیر 1000 درجه، کوارتز کاهش می‌یابد (یوتکتیک 990 درجه).

ثابت باقی ماندن مولایت بیانگر ثابت باقی ماندن آلومینا در فاز شیشه است.

کاهش میزان کوارتز بیانگر خطی در دیاگرام فاز از گوشه SiO2 است.

چه عاملی تشکیل فاز مولایت را کنترل می

‌نماید؟

آلومینا

مولایت اولیه از متاکائولن.

آلومینا از بقایای فلدسپار.

انحلال در فاز شیشه:

به‌واسطه حلالیت آلومینا محدود می‌شود.

معمولاً به کمک حرارت کنترل می‌گردد.

ناخالصی‌های موجود در مواد رسی‌ آلومینا را کاهش می‌دهند.

سطح مولایت توسط حلالیت آلومینا در فاز شیشه‌ای کنترل می‌گردد.

سطح آلومینا در فاز شیشه‌ای توسط سطح قلیائی‌ها کنترل می‌شود.

نسبت R2O :Al2O3 تقریباً ثابت است. بنابراین :

سطح سیلیکا در فاز شیشه‌ای، وبه تبع آن سطح انحلال کوارتز به طور کامل توسط حرارت و زمان ماند در پیک حرارت (که به منظور اشباع فاز شیشه‌ای از سیلیکا ضروری است) تعیین می‌گردند.

نقش کوارتز

کوارتز به عنوان تامین کننده سیلیس مورد نیاز فاز شیشه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. کوارتز هم‌چنین محدودکننده مقاومت کاشی‌های پرسلان نیز می‌باشد. هم‌چنین کوارتز می‌تواند در ترکیب به کریستوبالیت تبدیل گردد.

اثر توزیع دانه‌بندی بر روی انحلال کوارتز:

غلظت کوارتز باقی مانده در بدنه پخته شده مستقل از سایز اولیه ذرات کوارتز است.

به هنگام اشباع مذاب شیشه‌ای از SiO2 انحلال کوارتز متوقف می‌گردد.

کوارتز اضافی به شکل ذرات کوارتز گسسته باقی می‌ماند.

تغییرات پیروپلاستیک

چه عواملی باعث تغییرات پیروپلاستیک می گردند؟

فرض می‌شود که اجزاء تشکیل دهنده فاز شیشه‌ای سیستمی همگن را تشکیل داده باشند. این فرض برای یک بدنه پخته شده پرسلان که سیکل مناسب پخت را پشت سر گذارده باشد صادق است، اما نمی‌تواند برای اولین مراحل پخت نیز صادق باشد.

این نوسانات ترکیبی، منجر به تشکیل فازهای شیشه‌ای با ویسکوزیته‌های متفاوت می‌گردد.

در خلال پخت، ذرات فلدسپار شروع به ذوب نموده و مذاب یوتکتیکی را تشکیل می‌دهند که از آلکالی‌ها غنی و بنابراین ویسکوزیته کمی دارد.

در این مرحله با افت ناگهانی ویسکوزیته، ناحیه فاز شیشه‌ای مواجهیم که که در درون یک ماتریس با ویسکوزیته بالاتر قرار دارد (بقایای رس‌ها و ذرات کوارتز). ناحیه شیشه‌ای با ویسکوزیته کم شروع به جریان یافتن می‌نماید.

تغییرات پیروپلاستیک در چه بازه حرارتی به وقوع می پیوندند؟

مذاب‌های یوتکتیک در 990 درجه و در سیستم K2O-Al2O3-SiO2 تشکیل می‌شوند. کریستالیزاسیون مولایت ظاهرا در 1150 درجه تکمیل می‌گردد. تغییر شکل‌های به‌وقوع پیوسته عمدتاً به این بازه حرارتی منتسب می‌گردند.

چه عواملی تغییرات پیروپلاستیک را کنترل می‌نمایند؟

ویسکوزیته سیستم:

و نه الزاما ویسکوزیته فاز شیشه‌ای.

مولایت ویسکوزیته سیستم را افزایش می‌دهد.

میزان فاز شیشه تشکیل شده در خلال پخت بر روی تغییرات پیروپلاستیک تاثیر دارد و میزان تشکیل این فاز به سطح قلیائی‌ها مربوط می‌گردد.

آلومینا میزان تشکیل فاز شیشه را کاهش می‌دهد‌.

ویسکوزیته فاکتوری تابع حرارت است:

s=3he

مکانیسم تغییرات پیروپلاستیک

همگنی فاز شیشه توسط نرخ دیفوزیون قلیائی‌ها تعیین می‌شود. فلدسپار و نفلین سیانایت منابع اولیه تامین قلیائی‌ها هستند.

تغییر شکل‌های حاصل از تغییرات ویسکوزیته عاملی وابسته به زمان می‌باشد. سطح تغییر شکل‌ها با افزایش زمان افزایش می‌یابند.

سیستم تغییر شکل‌ها سیستمی دینامیک است که در آن نرخ دیفوزیون قلیائی‌ها بر حسب زمان تغییر شکل، هر دو به نرخ گرمایش مرتبطند.

 

ارتباط Warping و Bloating با تغییرات پیروپلاستیک

Warping عبارت است از شیرینکیج دیفرانسیلی حاصل از فشردگی ناهمگن ذرات.

تنش‌های فشاری موجب تغییر شکل می‌گردند.

تنش‌های کششی موجب ترک خوردن می‌گردند.

Bloating درنتیجه انبساط حباب‌های گاز پدید می‌آید.

اثر مشترک فشار گاز و ویسکوزیته فاز شیشه‌ای.

عارضه با تشکیل حفره‌های کروی آشکار می‌گردد.

معمولاً در یک مقیاس گسترده و فراگیر مشاهده می‌شود.

Bloating معمولاً درنتیجه گرمایش سریع بدنه به‌وجود می‌آید. شیمی بدنه و نیز امکان رشد حباب‌ها در ناحیه‌ای که حاوی فاز شیشه‌ای با ویسکوزیته کمتر است از عوامل بروز عارضه‌اند.

دیگر عوامل موثر بر Bloating :

ویسکوزیته پائین فاز شیشه قادر به ایستادگی در برابر فشار درون حفره‌ها نیست. اگر فاز شیشه از Si اشباع شده باشد، لازم است تا ویسکوزیته بالا نگاه داشته شود. افزایش فاصله جدایش بین ذرات، زمان دیفوزیون لازم را افزایش می‌دهد.

سیستم مجدداً به حالت هتروژن (ناهمگن) تبدیل شده است





نوع مطلب :
برچسب ها :
لینک های مرتبط :


 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


ایران بیتومین
استخراج ، بهره برداری،خرید و فروش بیتومین(قیر طبیعی)
درباره وبلاگ

اکتشاف و استخراج معادن بیتومین(قیر طبیعی)
مشارکت و سرمایه گذاری در بهره برداری از معادن بیتومین
فروش مستقیم بیتومین بصورت کلوخه و پودر با اش های مختلف و با مش درخواستی
همکاری باصادرکنندگان بیتومین جهت ارسال بار و پذیرش نماینگی جهت خرید مداوم در تناژ بالا
خرید مستقیم و بدون واسطه قیر طبیعی از معادن بصورت ماهیانه
خرید مستقیم بیتومین از معادن کرمانشاه و لرستان
همراه: 09184694792
hamedmaleki1361@yahoo.com

مدیر وبلاگ : حامد ملکی
نویسندگان
نظرسنجی
نظر شما در باره مطالب این وبلاگ...؟







آمار وبلاگ
کل بازدید :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل پست ها :
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :