بخشی از مقاله
سراميك
به مواد معمولا جامدي كه بخش عمده تشكيل‌دهنده آنها غيرفلزي و غيرآلي باشد را سراميك ميگويند. اين تعريف نه تنها سفالينه‌ها، پرسلان (چيني)، ديرگدازها، محصولات رسي سازه‌اي، ساينده‌ها، سيمان و شيشه را در بر ميگيرد بلكه شامل آهنرباهاي سراميكي، لعاب‌ها،
فروالكتريك‌ها، شيشه، سراميك‌ها و سوختهاي هسته‌اي و ... نيز شامل ميشود از نظر ساختار شيميايي همه موادي كه از مخلوط خاك رس و ماسه و فلدسپار در دماي بالا بدست مي‌آيند و با توده شيشه مانندي انسجام يافته و بسيار سخت و حل نشدني در حلالها و تقريبا گدازناپذيرند سراميك ناميده ميشود.
تاريخچه:
برخي‌ها آغاز استفاده و ساخت سراميك را حدود 7000 سال ق- م ميدانند در حالي كه برخي ديگر قدمت آنرا تا 15000 سال ق.م نيز دانسته‌اند- ولي در كل اكثريت تاريخ نگاران بر 10000 سال ق.م اتفاق نظر دارند كه بديهي است اين تاريخ مربوط به سراميكهاي سنتي است. واژه سراميك از واژه يوناني كراموس به معني سفال يا شيء پخته شده است. از آنجاييكه قديميترين بدنه‌هاي رسي در حدود 22000 سال قبل از ميلاد شناسايي شده‌اند سراميك را هنري است كه شروع آن در گذشته‌اي بسيار دور شايد قبل از اختراع خط رقم خورده ولي در حال حاضر اين هنر فناوري جديدي تلقي ميشود.
مقدمه:
چند سالي است لغت سراميك در ايران و بين طبقات مختلف مردم شايع و رايج و روز به روز استعمال آن بيشتر ميشود و آن را بيشتر مي‌شنويم «سراميك» به معناي خاص كه فقط به يك فن مربوط ميباشد در مجامع صاحب صلاحيت دنيا مورد قبول قرار نگرفته است. در سال 1920 در كنگره‌اي كه تشكيل شده بود اين لغت براي تمام لوازم و موادي كه از سيليكاتها ساخته و حرارت داده ميشود انتخاب گرديد. ريشه آن از يوناني و به معناي پخته شده ميباشد ولي ريشه
قديمي‌تر آن در زبان سانسكريت معناي چيزهاي پخته شده را دارد. به هر تقدير سراميك امروز به تمام صنايعي اطلاق ميگردد كه به نحوي از انحاء با مواد اوليه سيليكاتي ساخته و سپس در درجات حرارت معين پخته و محكم گرديده باشد و معني عام دارد. چيني – شيشه – بلور- سفال، آجرهاي نسوز و معمولي، كاشي و بسياري ديگر از صنايع سيليكات هم جزء فن سراميك محسوب ميگردد. بطوريكه محاسبه كرده‌اند يك سوم صنايع موجود دنيا را صنايع سراميك تشكيل ميدهد. از جمله رشته‌هاي سراميك تهيه و پرداخت اشياء هنري از خاك و سنگ ميباشد كه اقويم به ن
ميتوان گفت به محصولاتي كه بوسيله مواد معدني بهر روشي شكل داده شده و با پختن آن بدست مي‌آيد سراميك ميگويند. همان طور كه گفته شد ماده اوليه سراميك گل رس بوده ضمنا نام كلي هر گونه اشيايي كه مواد اوليه‌اش از گل رس بوده بوسيله دست، قالب يا چرخ خراطي شكل داده شده و در كوزه پخته شده باشد سراميك گفته ميشود. تاريخچه سراميك با پيدايش آتش بوسيله انسانها شروع شده است براي حمل و نگهداري ان و بخاطر اجبار در ساخت ظروف سراميك بوجود آمده است. سراميك در طول صدها سال در ساخت ظروف مورد استفاده قرار گرفته، هم در اعصار قديم و هم امروزه يكي از ادوات ضروري است كه در توليد آجر ساختمان مورد استفاده قرار ميگيرد. سراميك، چيني خاك، در نتيجه صخره‌هاي گرانيت andogen با ريزريز شدن در اثر سائيدگي بوسيله طبيعت بوجود مي‌آيند. هر نوع خاك براي تويد سراميك مناسب نيست خاك مناسب براي استفاده گل رس است. گل رس ماده اصلي دنياست – گل رس بعلت خصوصيات پلاستيكي به شكل‌هاي گوناگوني در مي‌آيند و اشكال خود را در حين پختن حفظ و داراي مقاومت زيادي است.
صنعت سراميك از قديميترين صنايع دنيا محسوب ميشود. زمانيكه گل رس با آب مخلوط ميشود چون داراي خصوصيات پلاستيكي است به آساني به يك خمير قابل انعطاف تبديل ميگردد و اين ماده بعد از پخته شدن نيز سفت و سالم و داراي يك سري خصوصيات غيرمتغير است كه در توليد هنر ديگ‌هاي گلي كاربرد دارد. در آناتولي به سبب اينكه محل تمدنهاي مختلف بوده و در نتيجه
حفاريهاي باستان‌شناسي كه روشني بخش تاريخ ميباشد ديده شده است در آناتولي نمونه‌هاي بسيار قديمي سراميك براي اولين بار مربوط به دوران سنگي بوده كه ظروف سراميك بنام‌هاي حاجي لار، چاتال هويوك، بيجه سلطان، دميرجي هويوك و غيره ميباشد كه در نتيجه حفاريهاي باستان‌شناسي پيدا شده است. اين آثار علاوه بر آثار تزئيني به سبب داشتن شكل‌هاي متعدد نيز مورد توجه است و 3500 سال قبل از ميلاد در دوران كالكاليتيك‌ها، 1000-2500 سال قبل از ميلاد
قوم باستاني ساكن در آناتولي در قرن 11 و 13 بعد از ميلاد يعني سلجوقيان و در قرن 10 ميلادي عثمانيهايي كه به آناتولي آمده‌اند و فرهنگ سراميك باقي مانده از دوران سلجوقي را ادامه داده در قرن 15 ميلادي سراميك با خصوصيات منحصر بفرد خويش را بوجود آورده و همه‌شان نمونه‌هاي زيبايي را يكي پس از ديگري از خود بجاي گذاشته‌اند. هنر سراميك آناتولي كه منابع اوليه خود را از سراميك ترك خارج از آناتولي اخذ نموده در دوران عثماني يك توسعه منحصر بفرد از خود نشان داده بدين ترتيب آثار ترجيحي و صادراتي آن مورد استقبال قرار گرفته است. دوات، شكردان، فنجان،
كاسه، آفتابه، كتري، ابريق، كوزه، تنگ آب، سبو، قدح، قنديل، فانوس اجام، گلدان، ليوان آبخوري، گلابدان، بخوردان، و غيره با متر خاص و با خمير سفيد ساخته شده است. گل رسي كه در توليد ظروف و اشيا سراميكي مورد استفاده قرار خواهد گرفت با توجه به نوع ظروف توليدي براي اينكه در دستگاههاي مخلوط كن و خيس كن شكل حقيقي خود را پيدا كند سعي ميشود با اضافه كردن مقدار آب معين و ضروري خميري يكنواخت و هموژن بدست بيايد. ظروف و اشيا سراميكي به روش دستي، قالبي، پرس كردن، دوران، فيلاژ يا با متر اتراژ و ريخته به شكل مختلف درآيند.
نقش اجراي سه گانه در سراميك:
خاك رس: موجب نرمي و انعطاف و تشكيل ذرات بلوري سراميك ميشود.
ماسه: ويژگي چين خوردن پس از خشك و گرم شدن و تشكيل ذرات بلوري سراميك را كاهش ميدهد.
فلدسپار: در كاهش دادن دماي پخت و تشكيل توده شيشه‌اي و چسباننده‌ي ذرات بلوري سراميك موثر است.
تجزية شيميايي
دانستن تركيب شيميايي مواد اوليه سراميكي به عنوان اساسي‌ترين نياز در فرمول‌بندي صحيح ساختار بدنه‌هاي سراميكي مطرح بوده و به علاوه در صورتي كه تجزية شيميايي يك روش معمول و جاري در آزمايشگاههاي سراميك باشد ميتوان از آن به عنوان وسيله‌اي جهت كنترل كيفيت مواد خام و اوليه مورد استفاده قرار داد و از نقطه‌نظر يكنواختي و ثبات تركيب شيميايي از آن بهره جست.
بايستي توجه داشت كه تجزية شيميايي مواد به دو طريق روشهاي كلاسيك و سنتي و روشهاي مدرن و دستگاهي صورت مي‌پذيرد. گروه اخير به دليل دقت و صحت جوابهاي حاصله و همچنين سرعت بيشتر و نياز به زمان كمتر امروزه در سطح وسيع‌تري مورد استفاده قرار ميگيرد. البته بهره‌گيري از تكنيك‌هاي تجزية پيشرفته نياز به صرف هزينة بيشتر، چه از نقطه‌نظر قيمت دستگاهها و چه از نظر هزينة تربيت نيروهاي متخصص دارد ولي با اين حال كارخانجات سراميك مجبور به تقبل
اين هزينه‌ها بوده تا بدين ترتيب بتوانند جوابهاي دقيق‌تري را در حدقل زمان ممكن به دست آورند.
در زير عمده‌ترين روشهاي تجزية شيميايي كه به طور معمول در آزمايشگاههاي سراميك به كار گرفته مي‌شوند به طور خلاصه شرح داده شده‌اند. جزئيات بيشتر اين روشها در ارتباط و متناسب با نيازها و كاربردهاي خاص آنها ميباشد.
تجزية شيميايي خشك:
در اين روش نمونه‌هاي متفاوتي از مادة مورد آزمون به صورت جامد در يك دستگاه فلوئورسانس اشعة X طيف نگاري مي‌شوند.
اساس كار دستگاه فوق بر اين خاصيت استوار است كه وقتي يك دسته اشعه X (كه پرتوهايي ب
ا طول موج پائين بوه و به عنوان مثال مقدار آن براي مس برابر با 54/1 ميباشد) به سطح يك ماده برخورد مي‌نمايد، بر اثر برخورد اتمهاي نمونه تحريك شده و شروع به انتشار و ساطع نمودن الكترون از خود مي‌كنند. اين انتشار به صورت تصادفي و يا پيوسته و مستمر بوده، بلكه متناسب با مشخصات خاص اتمهاي منفرد مادة موردنظر در فواصل زماني خاص مي‌باشند، لذا هر مادة خاص در طيف نشري خود داراي پيك‌هايي مخصوص به خود بوده و با استفاده از آنها ميتوان نمونه را از نقطه‌نظر كيفي مورد آزمايش قرار داد. علاوه بر آن در صورتي كه از قبل منحني‌هاي استانداردي نيز تهيه شده باشند، نمونه‌ها را از نقطه‌نظر كمي نيز ميتوان مورد تجزيه و تحليل قرار داد.
تجزية شيميايي تر
نظر به آنكه عناصر منفرد را تنها در محلول‌هاي آبي ميتوان تعيين و شناسايي نمود، لذا روش تجزية شيميايي تر كاملا شناخته شده ميباشد.
در تجزيه شيميايي تر به منظور تلاشي ساختمان بلورين مواد از دو روش متفاوت اسيدي و قليايي استفاده ميشود.
الف: روش قليايي
در اين روش امكان تعيين اكسيدهاي زير (بر حسب درصد) ميسر ميباشد:
واكنشگر مورد استفاده مخلوطي از كربناتهاي سديم ( ) و پتاسيم ( ) (به عنوان مواد گدازآور بسيار فعال) ميباشد كه جهت شكستن ساختمان بلورين نمونه‌ها به كار گرفته ميشود.
ب: روش اسيدي
در اين روش ابتدا نمونة خشك مورد آزمون توسط محلول داغ اسيدنيتريك ( ) و اسيد فلوئوريدريك (HF) حل شده و بر اثر آن محلولي حاصل ميگردد كه به راحتي ميتوان از طريق طيف نگاري جذب اتمي خصوصيات آن را تعيين نمود.
اين تكنيك با بهره‌گيري از منحني‌هاي درجه‌بندي صورت گرفته و نياز به آن دارد كه محلول در معرض يك شعله با درجه حرارت بالا قرار گيرد.
منحني‌هاي درجه‌بندي با استفاده از محلول‌هاي حاوي غلظت‌هاي معلوم از عناصر منفرد موردنظر تهيه مي‌گردند. با روش اسيدي ميتوان ميزان اكسيدهاي زير (بر حسب درصد) را تعيين نمود:
خواص فيزيكي – سراميكي
به منظور تعيين خواص فيزيكي و سراميكي، بايستي روند اجرايي زير جهت آماده‌سازي نمونه‌ها صورت پذيرد:
- سايش تر در يك آسياب
- عبور دادن دوغاب از يك الك 1000 (چشمه / سانتيمتر مربع)
- خشك كردن محلول معلق حاصله (شامل آب و ذرات نمونه)
- خردايش و از هم پاشي مادة خشك شده به وسيله آسياب چكشي
- مرطوب كردن پودر و عبور آن از يك الك 90 (چشمه/سانتيمتر مربع)
- فشرده نمودن پودر مرطوب شده با استفاده از يك پرس هيدروليك چهار تن آزمايشگاهي و با فشار مخصوص 300 (كيلوگرم/سانتيمتر مربع)
بعد از آماده شدن نمونه‌ها، آزمايشات زير بر روي آنها صورت ميگيرد:
انبساط بعد از پرس
ابتدا يكي از ابعاد نمونه ( ) به وسيله يك اندازه‌گير با دقت يك صدم واحد اندازه‌گيري ميشود. اكنون تفاضل دو مقدار و طول ضلع مشابه در قالب پرس ( ) تقسيم بر ضربدر 100 برابر با درصد انبساط بعد از پرس (E%) خواهد بود. به عبارت ديگر:
مقاومت مكانيكي در برابر تنش خمشي
به منظور تعيين مقدار بار شكست نمونه در مقابل تنش خمشي (بر حسب كيلوگرم/سانتيمترمربع) از دستگاهي ويژه استفاده ميگردد. نمونه‌هاي موردنياز جهت اين دستگاه داراي ابعاد 10 5 سانتيمتر مربع بوده و از رابطة زير مقدار بار شكست آنها تعيين ميگردد.
CRF= مقدار بار شكست (بر حسب كيلوگرم/سانتيمترمربع)
Rd= مقدار خوانده شده توسط دستگاه (بر حسب كيلوگرم نيرو ( )
L= فاصلة بين دو تيغة نگاهدارنده نمونه در دستگاه (بر حسب سانتيمتر)
h= ضخامت نمونه (بر حسب سانتيمتر)
b = عرض نمونه، متناظر با سطح مقطع شكست (بر حسب سانتيمتر)
در اين مرحله نمونه‌ها درون يك خشك كن آزمايشگاهي تحت دماي 110 و تا رسيدن به وزن ثابت حرارت داده شده و سپس آزمايشات و محاسبات زير بر روي آنها صورت مي‌پذيرد:
انقباض خشك
يكي از ابعاد نمونه بلافاصله بعد از پرس ( ) و بعد از خشك كن ( ) به وسيله يك اندازه‌گير با دقت يك صدم واحد اندازه‌گيري ميشود. تفاضل مقادير و تقسيم بر ضربدر 100، درصد انقباض خشك (R%) را تعيين مي‌كند. به عبارت ديگر:
مقاومت مكانيكي خشك در برابر تنش خمشي
در اين حالت بر روي نمونه‌هاي خشك نظير روند ذكر شده عمل ميگردد.
نمونه‌هاي خشك شده در مرحلة قبل، درون يك كورة الكتريكي مافلي (در دامنه‌هاي حرارتي متفاوت 1060 تا 1120) و همچنين در يك كورة مرحله به مرحلة پيوسته با دورة پخت يك ساعت و در درجه حرارت‌هاي 1000، 1150، 1200 پخت داده مي‌شوند. بعد از تهيه نمونه‌هاي پخته شده آزمايشات زير روي آنها انجام ميشود:
افت اشتعال
ابتدا نمونة پخته شده در دماي 1060 وزن ميگردد ( ). تفاضل مقدار از وزن همان قطعه بعد از خشك كن ( ) تقسيم بر ضربدر 100 برابر با درصد افت وزني حاصل از اشتغال (PF%) ميباشد. به عبارت ديگر:
رنگ و فرم ظاهري سطح
در درجه حرارت‌هاي پخت مختلف رنگ بدنه‌هاي حاصل نيز متفاوت خواهد بود و علاوه بر آن عيوبي نظير وجود ناخالصي‌ها، حفره‌هاي سوزني، كراترينگ يا گودي و غيره خود را در اين شرايط در سطح بدنه نمايان مي‌سازند.
انقباض پخت
ابتدا طول بعد از پخت يكي از ابعاد نمونه ( ) اندازه‌گيري شده و سپس با توجه به طول همان بعد در قالب ( ) ميزان درصد انقباض پخت با استفاده از رابطه زير تعيين ميگردد:
در اين رابطه RF% مبين درصد انقباض پخت ميباشد.
جذب آب:
ابتدا نمونه‌هاي پخته شده در دماهاي متفاوت وزن شده ( ) و سپس درون يك ظرف آب كه بر روي يك چراغ بونزن قرار گرفته، به مدت سه ساعت جوشانده مي‌شوند. بعد از گرفتن آب اضافي قطعات توسط يك پارچة مرطوب، نمونه‌ها مجددا وزن مي‌گردند. ( ). تفاضل دو مقدار و تقسيم بر وزن اوليه ضربدر 100 ميزان درصد جذب آب (A%) را بيان مي‌دارد. به عبارت ديگر:
بعد از تعيين و محاسبة مشخصات فوق‌الذكر، مقادير آنها بر روي برگه‌هاي اطلاعات فني مخصوص مواد پلاستيك و نيمه پلاستيك ثبت مي‌گردند.
مراحل تهيه سراميك:
1- خشك كردن
1-1) مكانيزم انتقال حرارت
1-1-1) خشك كردن از طريق هدايت
1-1-2) خشك كردن از طريق جابجايي
2-1) دسته‌بندي مواد خشك شونده
3-1) پارامترهاي موثر در خشك كردن
4-1) گروههاي مختلف آب
5-1) خشك كردن بدنه خام
1-5-1) شدت خشك شدن بر حسب دانه‌بندي مواد و درصد رطوبت
2-5-1) انقباض تر به خشك
2- پخت بدنه
1-2) پختن يا رنينترينگ
طرز تهيه سراميك
مشخصه ويژه مواد جامد در اين است كه براي خارج كردن رطوبت همراه آنها، ابتدا آن را به غبار تبديل نموده و سپس به راحتي آب را از مواد جامد جدا مي‌سازند در شرايط عادي از حرارت به عنوان منبع انرژي براي تبخير مايع استفاده ميشود.
مكانيزم‌هاي انتقال حرارت:
مكانيزم انتقال حرارت در خشك كن‌ها، اكثرا جابجايي و يا رطوبت ميباشد اگر چه تقريبا و تمام خشك‌كن‌ها بخشي از حرارت از طريق تشعشع انتقال مي‌يابد، ولي اين مكانيزم بندرت عامل اصلي انتقال حرارت است. اين امر ناشي از اين واقعيت است وسايلي كه براي انتقال حرارت به طريق جابجايي يا هدايت بكار برده مي‌شوند به طور طبيعي امكان خارج كردن غبار را فراهم مي‌آورند در حاليكه در انتقال حرارت به طريق تشعشع كه نيازي به اين وسايل نيست امكان خارج كردن همزمان بخار آب از سيستم وجود ندارد به همين علت انتقال حرارت تشعشعي در بيشتر موارد عامل اصلي نيست پس ميتوان آن را به صورت جزء اصلاحي مكانيزم جابجايي و يا رطوبت در نظر گرفت.
خشك كردن از طريق هدايت:
خشك كردن از طريق هدايت با خشك كردن از طريق جابجايي اندكي تفاوت دارد. در حالت هدايت، مواد جامد مرطوب در محفظه‌اي كه از بيرون حرارت داده ميشود، قرار داده شده و بخاري‌هاي حاصله از اگزوزي كه در نظر گرفته شده، خارج مي‌شوند. معمولا فشار محفظه را پايين نگه مي‌دارند تا نيروي محركه حرارتي افزايش يابد. در حالت جابه‌جايي، گاز داغ بر روي سطح مواد جامد مرطوب دميده و در نتيجه منبع حرارتي تامين و نيز امكان خارج نمودن غبار فراهم ميشود در مدتي كه عمل خشك كن در يك خشك كن هدايتي صورت ميگيرد، شدت خشك‌كن معمولا به طور يكنواخت
كاهش مي‌يابد كه اين امر ناشي از كاهش انتقال حرارت از سطح قطعه خشك به عمق مواد جامد در حال خشك شدن ميباشد. زيرا يكي از عوامل اصلي انتقال حرارت، آب موجود در خمير بدنه بوده كه به مرور در حال خارج شدن ميباشد شدت خشك شدن در يك خشك كن هدايتي به سرعت انتقال جرم بستگي چنداني ندارد بلكه به سرعت تبخير مايع و حركت از داخل ماده به سطح بستگي دارد.
خشك كردن از طريق جابجايي:
ضريب انتقال حرارت در مجموع بالا بوده و در طول پروسس خشك كردن تغيير زيادي نمي‌كند. محدوديت شدت خشك شدن در اين حالت تا حدود زيادي ناشي از ضريب انتقال جرم است. اين امر در دو مرحله متفاوت، خشك شدن موسوم به «خشك شدن با شدت ثابت» و «خشك شدن با شدت نزولي» ظاهر ميگردد. در خشك شدن با شدت ثابت، زمان عمليات به وسيله انتقال حرارت، مواد كنترل ميشود. زيرا خشك شدن قطعات مانند تبخير آب از سطح آزاد دريا بوده و قطعات با مطلوبيت بالا داراي ضريب هدايت حرارتي بسيار بزرگي هستند و روند آن قابل پيش‌بيني بوده كه كم و بيش مستقل از كيفيت مواد عمل مي‌كند.
در خشك شدن با شدت نزولي عمليات به وسيله انتقال جرم آب از عمق قطعه به سطح محدود شده و به خواص مواد در حال خشك شدن بستگي دارد و روند آن قابل پيش‌بيني نيست.
دسته‌بندي مواد خشك شونده:
در صنايع، مواد خشك شونده را ميتوان به صورت زير دسته‌بندي نمود:
الف) بلورهاي مواد آلي يا معدني و مواد دانه‌اي شكل (معمولا در مخلوط‌ها) كه غالبا بزرگتر از يك ميليمتر هستند.
ب) مواد جامد متخلخل نظير بدنه‌هاي سراميكي و ذرات لاستيك مصنوعي
ج) خميرها و مواد گلي شكل حاصل از فيلتر پرس‌ها و سانتريفوژها
د) پودرهاي سيال كه معمولا كوچكتر از 200 ميكرون بوده كه در حالت مربوط بطور نسبي سيال و در حالت خشك همچون گردوغبارند.
هـ) مايعات غليظ كه بدون جدا كردن مواد جامد مرطوب بايستي خشك شوند.
و) مايعاتي نظير محلول‌هاي حاصل از استخراج، امولسيون‌ها و تعدادي از محلول‌هاي ديگر.
پارامترهاي مؤثر در خشك كردن:
1) انتقال حرارت 2) محيط خشك كن
3) خواص فيزيكي سيستم‌هاي جامد 4) خواص مواد جامد
گروههاي مختلف آب:
در اين قسمت به گروههاي مختلف آب بر اساس نقش و وظايف مختلف آنها كه در ساختمان بدنه خام تقسيم‌بندي شده‌اند، اشاره ميگردد كه به طور خلاصه عبارتند از: «آب پيوندي» (Bonded- water) - «آب خلل و فرج» (por-water) «آب پلاستيسيته» (plasticity-water)
خشك شدن بدنه خام:
خشك شدن يك بدنه خام در ارتباط با هواي محيط اطراف، با تبخير آب از سطح آن آغاز ميگردد. مانند تبخير آب از داخل نعلبكي در فضاي اتاق يا تبخير آب از سطح آزاد اقيانوس. همچنان كه آب در سطح فرآورده تبخير ميشود. آبهاي موجود در لايه‌هاي داخلي به سطح آمده و جانشين آب تبخير شده مي‌گردند. همزمان با تبخير آب، ذرات بدنه خام نيز به يكديگر نزديك مي‌شوند. اين روند همچنان ادامه مي‌يابد تا اينكه ذرات همراه با لايه آبي كه سطح آنها را پوشانده (آب خلل و فرج) تا حد تماس با يكديگر نزديك شده و نهايتا آبهاي باقيمانده در محل خود حبس شده و قادر به حركت به طرف لايه سطحي نخواهند بود.
شدت خشك شدن بر حسب دانه‌بندي مواد و درصد رطوبت:
هر خانم خانه‌داري نيز از اين موضوع اطلاع دارد كه لباس‌ها در محيط گرم و خشك و متحرك در مقايسه با محيط سرد و مرطوب و بدون تحرك سريعتر خشك ميشود. به دليل خشك شدن توام بدنه خام و قالب گچي و افزايش رطوبت نسبي محيط، اين شرايط خاص به بدنه خام نيز در اكثر اوقات تحويل ميشود. به ظاهر حساسيت قالب گچي، درجه حرارت خشك كن از 45 تا 50 درجه بيشتر نشود. اشاره شد كه به طور كلي مقدار، نوع و دانه‌بندي رسي موجود (همان عواملي كه در
پلاسيتسيته و استحكام خشك مي‌شوند) و به عبارت ديگر تركيب بدنه خام تاثير عميقي در خشك شدن فرآورده‌ها دارد. بديهي است در بدنه‌هايي كه داراي مقادير زيادي رسي بوده و يا در تركيب آنها، رسي‌ها بسيار پلاستيك با دانه‌بندي ريزدانه بكار رفته باشد، داراي مقادير زيادي ذرات كلوئيدي و كوچك هستند بنابراين مسير حركت آب از لايه‌هاي داخلي به لايه‌هاي سطحي بسيار طولاني و پيچيده بوده (بخصوص در قطعات بزرگ و ضخيم) بنابراين سرعت تبخير آب بسيار كم خواهد بود. بايد
توجه داشت كه در چنين شرايطي زمان زيادي به قطع جهت كاهش مقدار رطوبت تا نقطه بحراني داده شود. در غير اين صورت عمل خشك شدن به طور يكنواخت صورت نگرفته و در نتيجه انقباض متفاوت در نقاط مختلف و نهايتا تجمع تنش، قطع تغيير شكل داده و يا ترك خواهد خورد. تركيب بدنه خام صرفا در سرعت تبخير و خشك شدن فرآورده‌ها مؤثر نبوده بلكه در مقدار انقباض تر به خشك نيز تاثير دارد. چنانچه اشاره شد هب عنوان يك قانون كلي مقدار زيادتر و دانه‌بندي ريزتر رسي (مانند پلاستيسيته و استحكام خشك) به معني انقباض تر به خشك بيشتر است عموما به دليل جذب آب بيشتر بديهي است كه نوع رسي مصنوعي نيز در اين مورد موثر است در هر صورت بايد نتيجه‌گيري كرد كه در بدنه با پلاستيسيته بالاتر به دليل انقباض بيشتر، احتمال بيشتري جهت وقوع ترك وجود دارد (در مقايسه با بدنه داراي پلاستيسيته كمتر و در نتيجه انقباض كمتر) در كل با كشيدن پلاستيك بر روي قسمت‌هاي بسيار حساس، سرعت خشك شدن را كاهش مي‌دهند.
انقباض تر به خشك:
در توليد فرآورده‌هاي سراميكي و از جمله سراميكهاي ظريف، مهمترين وظيفه آب در بدنه ايجاد ماده‌اي مناسب (پودر، خمير و يا دوغاب) جهت شكل دادن است. بعد از شكل يافتن فرآورده‌ها آب وظيفه خود را انجام داده و بايد از فرآورده يا بدنه خامه خارج شود. عمل خشك شدن عبارت است از خروج آب به وسيله تبخير (از بدنه خام) بديهي است كه خروج آب به معناي كاهش حجم و يا
ايجاد فرآورده خام ميباشد اصطلاحا به كاهش ابعاد فرآورده‌هاي سراميكي در اين مرحله از توليد «انقباض خشك» و يا به صورت دقيق‌تر «انقباض تر به خشك» گفته ميشود. انقباض همواره عامل ايجاد تنش و در نتيجه احتمال تغيير شكل و وقوع ترك در بدنه ميباشد.
از طرف ديگر انقباض زياد باعث ايجاد تغييراتي در ابعاد قطعه گرديده و بنابراين در مواردي كه ابعاد بسيار دقيقي براي يك قطعه موردنياز است انقباض تا حد امكان بايد كاهش داده شود احتمال بروز چنين خطراتي، به طور كلي باعث شده است كه مرحله خشك شدن در صنعت سراميك به عنوان يكي از خطرناكترين مراحل توليد معرفي گردد. ولي با اين همه اگر چه مقدار زياد انقباض تر به خشك مسئله‌ساز است ولي مقدار كم آن هميشه موردنياز و مطلوب بوده چرا كه باعث سهولت در خروج فراورده شكل يافته از قالب ميگردد.
پخت بدنه
پختن يا زينترينگ:
زينترينگ عبارت است از فرايندي شيميايي – فيزيكي كه در طي آن در اثر تاثير فاكتورهاي مختلفي نظير دما- فشار مقطع مورد نظر به جامد پلي كريستال تبديل شده و به استحكام مي‌رسد بعبارت دقيق‌تر زينترينگ پيوستن و محكم شدن پودرهاي سراميكي در اثر فرايند واكنش حالت جامد (فقط شيميايي) درجه حرارتي پايين‌تر از دمائي كه براي تشكيل فاز مذاب لازم است ميباشد. بنابراين از نظر ترموديناميكي فرايند زينترينگ يك استحاله برگشت‌ناپذير است كه در آن انرژي آزاد به لحاظ كاهش مساحت سطح كاهش مي‌يابد. در بحث عمومي ترموديناميكي، حالت جامد حالت سيلان و حركت نداشته و ميگويند كه مراكز و پودرها نسبت به همديگر در مقطع مربوط (در اثر فرايند متراكم شدن) ثابت مي‌ماند و پل ايجاد شده در بين آنها تغيير نخواهد كرد.
عيوب بدنه
تاب برداشتن بدنه:
يكي از عوامل عمده براي تاب برداشتن حين پخت، اختلاف دانسيته در بدنه خام است. دلايل بسياري براي اختلاف در ميزان تخلخل بدنه خام (در نتيجه دانسيته) وجود دارد. بنابراين در قسمت‌هايي از بدنه در حالت خام كه داراي دانسيته كمتري مي‌باشند يعني تخلخل بالاتري دارند، انقباض بيشتري نسبت به قسمت‌هايي كه داراي دانسيته بالاتري در حالت خام هستند، رخ ميدهد.
گراديان دمائي:
منبع ديگر تاب برداشتن در فرآيند پخت، وجود گراديان دمايي است. اگر بدنه روي صفحه مسطحي گذاشته شود و از سمت بالا گرم شود، اختلاف دمايي مابين بالا و پايين قطعه بوجود مي‌آيد كه ممكن است باعث انقباض بيشتري در بالاي قطعه نسبت به پايين آن شده و موجب تاب برداشتن شود.
جهت‌گيري ترجيحي ذرات صفحه‌اي رسي:
منبع ديگر براي تاب برداشتن پخت، آرايش ترجيحي (جهت‌گيري ترجيحي) ذرات صفحه‌اي رسي حين فرايند شكل دادن است. اين عامل موجب ميشود كه انقباض خشك و پخت به جهت شكل‌دهي بستگي پيدا كند.
نيروي اصطكاك بين بدنه و ستر:
يكي ديگر از عواملي كه در تاب برداشتن قطعه حين پخت تأثير دارد، نيروي اصطكاك بين بدنه و ستر است. بدين معنا كه سطح زيري از سطح بالايي كمتر انقباض پيدا مي‌كند. در اين نوع طراحي بدنه بايستي طوري طراحي شود كه شكل نهايي پس از انقباض، مستطيل شكل شود و مشكلات بوجود آمده به وس
يله اختلاف انقباض پخت و كجي و تاب برداشتن قطعه را ميتوان به سه طريق حذف نمود:
1- تغيير دادن روش فرم‌دهي، براي به حداقل رساندن عوامل تاب برداشتن.
2- طراحي شكل به طريقه‌اي باشد كه تاب برداشتن را جبران كند.
3- بكارگيري روشهاي چيدن محصولات كه اثرات تاب برداشتن را حين پخت به حداقل مي‌رساند.
