بخشی از مقاله
ساخت بدنه های چینی پخت و پز کوردیریت (به روش ریخته گری دوغابی) و بررسی لعاب های مختلف بر روی بدنه
چکیده:
در کار تحقیقاتی حاضر بدنه چینیهای پخت و پز بر پایه کور دیریت ساخته و بررسی هی شوند. و از مواد اولیه مصرفی در صنایع چینی، استفاده شده تا نتایج هر چه بیشتر قابل انتقال به صنعت باشند. برای این منظور پنج بدنه و چهار لعاب با در صدهای مختلف و مواد اولیه متفاوت انتخاب گردیدند. آزمایشهای مختلف روانسازی برای تهیه دوغاب با استفاده از دو روانساز سیلیکات و کربنات سدیم همراه با هم انجام گردید. بدنه ها ابتدا در ه ۹۰ درجه سانتیگراد پخت بیسکویت گشته و پس از اعمال لعاب در دمای ۱۳۵۰ درجه سانتیگراد پخت نهایی گردیدند. نتایج حاصل از شوک پذیری نشان دادند که بدنه انتخاب شده در مثلث ترکیبی اسپینل ؛ کوردیریت وسافرین ولعاب بورو سیلیکاتی مناسبترین ترکیبات میباشند.
ډمقول ډله ظروف پخت و پز به دو دسته مهم ظروف داخل فر و ظروف مقاوم در برابر شعله مستقیم تقسیم می شوند. ظروف داخل فر بایستی بتوانند شوک حرارتی حاصل از خارج شدن از دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد به درون آب سرد را تحمل نمایند. و ظروف مقاوم به شعله باید مقاومت به شوک بیشتری باشند بطوریکه بیان میگردد، ضریب انبساط حرارتی آنها باید از ۲۰۱۰ بر درجه سانتیگراد پایین تر باشد و شوک حرارتی حاصل از خارج شدن از دمای ه ۴۰ درجه سانتیگراد به درون آب سرد را تحمل کنند. از میان ظروفی که قادر به تحمل حرارت مستقیم شعله می باشند می توان به بدنه های لیتیم دار و ظروف بر پایه کوردیریت اشاره کرد [۱ .
میزال کوردیریت این میزال اولین بار توسط پیرلوئیس کوردیر که یک مهندس معدن و زمین شناس فرانسوی بود و در سالهای ۱۸۹۱ - ۱۷۷۷ میلادی میزیسته، کشف گردید ۲ . به همین دلیل نام این مینرال را کوردیریت نهادند. فرمول عمومی این مینرال به صورت میباشد که از خواص آن ضریب انبساط حرارتی پایین
(۱۰، ۱ بر درجه سانتیگراد) و در نتیجه شوک پذیری عالی می باشد. چنین خواص مطلوبی سبب گشته تا از آن به عنوان زیر پایه برای فیلترهای ویژه در موتورهای دیزلی، عایقهای سر جرقه زنها و مبدلهای حرارتی در توربینهای گازی V .استفاده گردد کور دیریت و یاقوت دارای ساختارهای مشابهی هستند و در دو نوع ساختاری یافت می شوند، یک شکل عمومی و معمول در طبیعت به صورت ار تورمبیک (نوع دما پایین) و یک فرم تغییر یافته که دارای ساختار هگزاگونال میباشد و با نام ایندیالیت شناخته میشود ||۳}.
بدنه های کوردیریتی
فاز کوردیریت در دیاگرام سه تایی قرار دارد و محدود به خطوطی است که ۵ نقطه یوتکتیک را به هم وصل می کنند. ایسی فاز دارای سه پلی مورف C، نا! میباشد که در این میان تنها پلی مورف پایدار بC میباشد که در طبیعت یا بدنه های سرامیکی یافت می شود و انواع نF . با تنها در شرایط خاص تشکیل میشوند. بلورهای این فاز در حدود دمای ه ۵ ۲ ۱ درجه سانتیگراد بوجود می آیند [۴]
در تولید بدنه های کور دیرتی مشکل اساسی این است که ترکیب کور دیریت در ناحیه ای از دیاگرام قرار دارد که سطوح لیکویدوس در آن ناحیه شیب زیادی دارد. بنابراین مقدار فاز مذایی که در خلال پخت آنها تشکیل می شود با افزایش اندک دما به سرعت افزایش مییابد || ۵ | بنابراین این نوع بدنه ها محدوده پخت کمی دارند. بطوریکه برای کوردیریت خالص این محدوده پخت ۱۰ - ۵ درجه سانتیگراد میباشد. (در دمای پخت ۱۳۵۰ درجه سانتیگراد) این بدین معنی است که اگر از دمای بوجود آمدن ۱۰ - ۵ درجه بالاتر رویم به صورت غیر ناگهانی به فازهای فورستریت و مولایت تجزیه میگردد که باعث افزایش ضریب انبساط حرارتی می گردند || ۹ . معمول ترین مواد اولیه مصرفی برای این نوع بدنه ها عبارت از رس، تالک و آلومینا میباشند. همچنین در مواردی که ضریب انبساط حرارتی پایین تر نیاز باشد بهتر است بجای تالک از منیزیا و یا سیرالیت " استفاده شود. از افزودنیهای استفاده شده در بدنه های کوردیریتی که اکثرا" برای افزایش محدوده پخت می باشند می توان به زیرکن و بازالت اشاره نمود || ۷ |
روش تحقیق:
انتخاب و ساخت بدنه برای انجام این تحقیق از مواد اولیه متداول صنایع چینی (داخلی و خارجی) استفاده شد. این مواد عبارت از کائولن زد لیتر، تالک مسعودآباد، فلدسپات پتاسیک مشهد، سیلیس همدان، هیدروکسید آلومینیم صنعتی و شیشه بورو سیلیکاتی بودند و اکسیدهای تیتانیم و روی نیز به عنوان افزودنی لعاب مورد استفاده قرار گرفتند. تمام مواد اولیه ذکر شده از مش ۱۷۰ عبور داده شدند. برای مقایسه هر چه بهتر و به دست آوردن بدنه ای با بهترین شوک پذیری ۵ نقطه در دیاگرام سه تایی به نحوی انتخاب شدند که داخل مثلث های ترکیبی مختلف با یک راس کوردیریت قرار داشته باشند. ترکیب این نقاط در جدول زیر آورده شده است. (جدول ۱) در مرحله بعد با استفاده از مواد اولیه ذکر شده و با توجه به آنالیز شیمیایی این مواد محاسبات لازم برای بدنه صورت پذیرفت که نتایج در جدول زیر آورده شده است. (جدول2
تهيه دوغاب برای به دست آوردن درصد بهینه (کمینه) روانساز برای هر بدنه ۵ بچ صد گرمی انتخاب شد و آزمایش های سه مرحله ای روانسازی روی آنها صورت پذیرفت رو انسازهای استفاده شده در این مرحله عبارت بودند از STPP، کربنات سدیم و سیلیکات سدیم (به صورت محلول ه ۲ گرم در لیتر)
ساخت بدنه ها دوغاب های ساخته شده در قالب های گچی ریختهگری دوغابی شده و بدنه ها پس از خشک شدن خارج شده و پس از ماندن در خشک کن در دمای ه ۹۰ درجه سانتیگراد پخت بیسکویت شدند.
يساخت و أعمال لعائب برای ساخت لعاب از ۴ لعاب مختلف که فرمولاسیون آنها از مراجع استخراج شده بودند استفاده شد و بعد از اعمال این لعاب ها بر بدنه ها، در ۱۳۵۰ درجه سانتیگراد پخته شدند.
نتایج و بحمد بنابر آنچه ذکر شد بچ اولیه ۵ بدنه تهیه شدند و ابتدا آزمایش روانسازی روی بدنه ها صورت پذیرفت برای مثال نتایج حاصل از آزمایش روانسازی بر روی بدنه شماره ۳ به صورت دو نمودار زیر می باشند. (اشکال ۳ و ۲). در جدول زیر نیز نتایج حاصل برای ساخت دوغاب ۵ بدنه ذکر شده، آمده است (جدول ۳) همانگونه که مشاهده می شود در نتایج ذکر شده از STPP استفاده نشد زیرا اگر چه که این روانساز اثر مناسبی روی دوغابها داشت اما مقدار کم این ماده نیز باعث چسبیدن بدنه به قالب می شد و لذا از آن صرف نظر شد. دوغاب های حاصله در قالب های گچی بوته شکل ریختهگری شدند و به منظور دستیابی به ریختهگری و زمان گیرش مناسب وزن لیتر دوغابها ۱۹۵۰ گرم بر لیتر در نظر گرفته شدند. پس از انجام ریختهگری قطعات شکل داده شده، جدا شدند و در خشک کن با دمای کمتر از ۱۲۰ درجه سانتیگراد به مدت ۲۴ ساعت نگهداری شدند تا کاملا" خشک کردند. قطعات خشک شده در دمای ه ۹۰ درجه سانتیگراد پخت بیسکویت شدند انتخاب این دما برای وجود تخلخل مناسب بوده است تا اعمال لعاب و گیرش لعاب روی بدنه مطلوب باشد.
برای انتخاب لعاب ها با توجه به موارد ذکر شده در مراجع ابتدا دو لعاب به صورت زیر انتخاب شدند
دوغاب این لعابها به صورت دستی به روش غوطه وری روی قطعات اعمال شدند و پس از خشک شدن، در دمای ۱۳۵۰ درجه سانتیگراد پخت شدند. اما این لعابها ذوب نشده و در برخی موارد به صورت پوسته پوسته در آمدند. برای تامین این لعابها از مواد اولیه ذکر شده به صورت جدول زیر استفاده شده است (جدول ۴) در بدنه هایی که پخته شده بودند در برخی موارد یک لایه زجاجی نازک مشاهده شد از این رو برای بار سوم از یک لعاب به صورت خود لعابی با فرمولاسیون بدنه بعلاوه یک فلاکس (گدازآور) استفاده شد. فرمول زگر این لعاب به صورت زیر می باشد || ۹ |
که برای تامین لعاب از بچشماره ۳ که شیشهای شده بود بعلاوه ۲ درصد اکسید روی به عنوان گدازآور استفاده شده بود.
۰ است . ص. ۰ تا بعد از اعمال این لعاب و پخت در ۱۳۵۰ درجه سانتیگراد نتایج باز هم مانند دو مورد قبلی بود. برای لعاب چهارم از شیشه بورو سیلیکاتی که دارای ضریب انبساط حرارتی پایین است استفاده شد. فرمول زگر این لعاب به صورت زیر میباشد || ۹ |
