بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
به نام خدا
روش تولید سرامیک ها
اسلاید 2 :
تعریف سرامیک ----------------------------------------------------------------------------------------------- 3
طبقه بندی سرامیک ها ----------------------------------------------------------------------------------------- 4
انواع سرامیک ها ---------------------------------------------------------------------------------------------- 5
دستگاه های مورد استفاده در تولید سرامیک ها ------------------------------------------------------------------ 6
مراحل تولید سرامیک ----------------------------------------------------------------------------------------- 14
روش های تولید قطعات سرامیکی ----------------------------------------------------------------------------- 21
اسلاید 3 :
تعریف سرامیک
به موادی (معمولاً جامد) که بخش عمدهٔ تشکیلدهندهٔ آنها غیر فلزی و غیرآلی باشد، سرامیک گفته میشود. همچنین بر اساس برخی تعاریف، از نظر شیمیایی به موادی که از مخلوط خاک رس با ماسه و فلدسپات در دمای زیاد تشکیل شده و به صورت تودهای شیشه مانند درمیآیند و نیز تقریباً گداز ناپذیر و غیر حلال و بسیار سخت هستند، سرامیک گفته میشود.
اسلاید 4 :
طبقه بندی سرامیک ها
سرامیکها از لحاظ کاربرد به شکل زیر طبقهبندی میشوند:
سرامیکهای سنتی (سیلیکاتی)
سرامیکهای مدرن (مهندسی)
سرامیکهای اکسیدی(برلیا،تیتانیا،آلومینا،منیزیا)
سرامیکهای غیر اکسیدی(نیتریدها و کاربید ها)
سرامیکهای اکسیدی را از لحاظ ساختار فیزیکی میتوان به شکل زیر طبقهبندی کرد:
سرامیکهای مدرن مونولیتیک (یکپارچه)
سرامیکهای مدرن کامپوزیتی
اسلاید 5 :
انواع سرامیک ها
از نظر ساخت چند نوع سرامیک داریم؟
سرامیک ها به طور کلی به چهار دسته زیر تقسیم می شوند:
فرآورده های سرامیکی ویژه و تکنیکی (مانند سرامیک ها و کاشی های ضد اسید)
سرامیک های دیر گداز
فرآورده های سرامیکی زمخت
فرآورده های سرامیکی ظریف
فراورده های سرامیکی که در این میان بیشترین استفاده را دارند، خود در دسته بندی های زیر تقسیم می شوند:
ظروف خانگی سرامیکی
سرامیک های بهداشتی ساختمانی
کاشی ها
عایق های الکتریکی و مقره ها
اسلاید 6 :
دستگاه های مورد استفاده برای تولید سرامیک
در کارخانه های کاشی و سرامیک برای تولید محصولات خود از ابزارآلات پیشرفته مربوط به هر مرحله استفاده می کنند؛ این دستگاه ها به ترتیب استفاده در مراحل ساخت سرامیک عبارتند از:
"سنگ شکن، باکسفیدر، بالمیل دوغاب و لعاب، اسپری درایر، دستگاه پرس، کوره های رولری و تونلی، خط لعاب و دکور زنی، دستگاه های مربوط به بسته بندی و درجه بندی"
اسلاید 7 :
سنگ شکن سانتریفیوژ
اسلاید 8 :
باکسفیدر
اسلاید 9 :
بالمیل
اسلاید 10 :
اسپری درایر
اسلاید 12 :
کوره رولری
کوره تونلی
اسلاید 14 :
مراحل تولید سرامیک
مرحله اول: آماده کردن مواد اولیه مورد نیاز برای ساخت سرامیک
بدنه سرامیک ها معمولا از خاک های مختلف که در شرایط مختلف و از معادن مختلف برداشت می شود. این سرامیک ها خود بر اساس کاربرد و نقشی که دارند، از مواد اولیه متفاوتی ساخته می شوند که عبارتند از: مواد اولیه پلاستیک، پر کننده یا فیلر ها و کمک ذوب ها یا گداز آور ها.
منظور از موارد اولیه پلاستیک همان خاصیت پلاستیسیته خاک رس است که به صورت زیر تعریف می شود:
خاصیت پلاستیسیته خاصیتی است که به وسیله آن یک جسم می تواند در اثر فشار و ضربه حالت ارتجاعی داشته باشد و بدون شکستن، تغییر شکل دهد و بعد از رفع فشار یا ضربه دوباره به حالت اول خود باز گردد. یکی از ویژگی های خاک رس داشتن پلاستیسیته است.
پر کننده ها یا فیلر ها به مواد غیر پلاستیک گفته می شود که دارای دما ذوب بالا و مقاومت شیمیایی بالایی می باشند و وظیفه آن ها این است که از تغییر شکل بدنه در زمان پخت و حرارت دهی جلوگیری کنند. همچنین این موارد کمک می کنند که لعاب با کیفیت بهتری با خود سرامیک پیوند برقرار کند.
گداز آور ها موادی هستند که به دلیل کاهش نقطه ذوب بدنه یا هم لعاب، مصرف بالایی در سرامیک و کاشی سازی دارند. این مواد در زمان حرارت دادن ذوب می شوند و وقتی در حال سرد شدن هستند به حالت شیشه در می آیند. مهمترین گداز آور های بدنه که برای کاشی و سرامیک مورد استفاده قرار می گیرد و مهم ترین گداز آور ها عبارتند از: اکسید های پتاسیم، سدیم، کلسیم و منیزیم که برای تامین آن ها باید از فلدسپات های سدیک، کلسیک و پتاسیک استفاده کرد.
قسمت بعدی که در مرحله اول قرار می گیرد آماده سازی این مواد اولیه است که روند این کار ها به نوع مواد و اندازه آن ها بستگی دارد که در ادامه به صورت مختصر توضیح می دهیم:
قدم اول آماده سازی خرد سازی مواد سخت و دانه درشت است که به وسیله یک سری سنگ شکن ها را به مواد ریز تری تبدیل می کنند.
مرحله بعد آسیاب کردن است که برای این کار از آسیاب های گلوله استفاده می شود.
در آسیاب علاوه بر مواد اولیه، کمی روان ساز مانند سیلیکات سدیم اضافه می کنند و این موضوع باعث می شود که کم کم در زمان آسیب کاری ملات نهایی تبدیل به یک دوغاب روان گردد.
نکته ای که در این میان باید در نظر داشته باشید این است که در هر مرحله باید نظارت ها طبق استاندارد هایی انجام شود.
اسلاید 15 :
مرحله دوم: آماده سازی پودر
برای آماده ساختن پودر از دوغاب، باید از اسپری درایر یا همان خشک کن های افشان استفاده کرد. دوغابی که در آسیاب ها درست شده است در مخازن دوغاب ریخته می شود که این موضوع باعث یکدست شدن آن می شود، سپس پمپ هایی با فشار بالا دوغاب را به یک محفظه استوانه ای که اسپری درایر نام دارد می رسانند و آن دوغاب را در هوا اسپری می کنند، دوغاب در این محل با هوای گرم و خرارت برخورد می کند و در پایان پودری نرم روی نوار نقاله زیر این استوانه ریخته می شود.
کیفیت این پودر به عواملی مانند: " نوع نازلهای پاشنده و تعداد و انداز سوراخ و آرایش آنها، نوع اسپری درایر، کیفیت پمپاژ و فشار پمپ، رطوبت پودر و دانه بندی پودر، ابعاد محفظه، کیفیت دوغاب و فرمول بدنه و خصوصاً پلاستیسیته آنها و دانسیته و وسیکوزیته و دانه بندی دوغاب، حرارت داخل محفظه، فشار داخل محفظه و میزان رطوبت محفظه، ثبات فشار گاز، ماندگاری پودر، استحکام پودر و هموژن بودن رطوبت آنها، جنس نازلها و سایر اجزاء نازل" بستگی دارد.
اسلاید 16 :
مرحله سوم: شکل دهی یا پرس کردن پودر
این روش به این صورت است که مخلوط مواد اولیه که به صورت پودری با دانه بندی مناسب در آمده در حفره های قالب و تحت فشار قرار می گیرد و به این صورت شکل قالب را به خود می گیرد. در این شرایط رطوبت موجود در پودر باید حدود 5 درصد باشد. امروزه در صنایع تولید کاشی، پرس های بسیار مدرن و با توانمندی های بالا وجود دارد که حتی می توانند طرح را در مرحله پرس کردن اعمال نمایند.
برای اینکه اشیا سرامیکی شکل و فرم مطلوبی داشته باشند، از عملیات قالبگیری استفاده میشود. روشهای مختلف قالبگیری به شرح زیر میباشد :
قالبگیری با برش عمودی : این روش برای شکل دادن اشیایی بکار میرود که میتوان از چرخش استفاده کرد. مثلا برای تهیه فنجان و بشقاب و . . . از این روش استفاده میشود. ماده اولیه سرامیک در قالبی که روی یک پایه در حال دوران است، ریخته میشود و از بالا اهرمی که در انتهای آن الگوی برش وجود دارد، روی ماده سرامیکی قرار گرفته و شکل دلخواه را روی آن ایجاد میکند.
قالبگیری : این نوع شکل دادن مختص اشیایی است که دارای سطح مقطع ثابت هستند. ماده سرامیکی را با فشار وارد اتاقک مخلوط کننده میکنند، این ماده بعد از قالبگیری و برش از قسمت دیگر دستگاه خارج میشود.
قالبگیری فشاری : این روش برای خمیرهای سرامیکی نیمه خشک و تر بکار میرود. در این روش خمیر سرامیکی در قالبهای مخصوص فشار داده میشود و شکل مطلوب بدست میآید. آجرهای نسوز ، عایقهای الکتریکی و سرامیکهای مخصوص با این روش ساخته میشوند. خشکاندن اشیای قالبگیری شده.
سرامیک خام دارای مقدار آبی حدود 5 الی 30 درصد است. این آب همان آب جذب شده بوسیله مواد اولیه است. این مقدار آب باید کاملا از اشیای قالبگیری شده خارج گردد. قبل از پختن اشیا خام سرامیکی خشکاندن آن طی دو مرحله انجام میگیرد.
در مرحله اول خارج سازی آب با سرعت ثابت انجام میگیرد و طی آن لایههای نازک آب بطور پیوسته در سطح جسم مشاهده میشود، بعد از خشک شدن این لایه آبی مرحله دوم آغاز میشود. مرحله دوم خارج سازی آب از خلل و فرج شی با سرعت در حال کاهش میباشد. ماکزیمم انقباض در اوایل هر دو مرحله مشاهده میشود. خشککنها به دو روش پیوسته یا متناوب عمل میکنند.
اسلاید 17 :
مرحله چهارم: خشک کردن سرامیک
در زمان هایی قدیم خشک کردن در تونل ها طولانی انجام میشد و این کار تا چند روز طول می کشید، این در حالی ست که اگر شما از دستگاه های خشک کن مدرن استفاده کنید می توانید بعد از حدود 20 دقیقه سرامیک های خود را خشک کنید. همچنین خشک شدن به روش قدیمی باعث بروز مشکلاتی مانند ترک خوردگی و جای گذاشتن سرامیک ها و کاشی ها روی هم میشد که این موضوع حتی بعد از لعاب کاری جلوه کار را از بین می برد. البته این مشکلات با استفاده از دستگاه ها جدید حل شده است
اسلاید 18 :
مرحله پنجم: انجام لعاب کاری و اصلاحات ظاهری
برای آنكه سطح جسم درخشنده ، صاف و زیبا ، ضد آب ، ضد شیمیایی و در صورت نیاز آراسته شود روی آن را پس از خنك كردن با یك لایه نازك لعاب می پزند . لعاب ( رنگ معدنی ) به حالت مایع روی جسم خشك شده اندود می شود . لعابها اصولا مواد معدنی و سیلیسی هستند كه یك لایه شیشه ای مانند در سطح خارجی سرامیك .تشكیل می دهند.
در کاشی های تک پخت، کاشی های کف و پرسلان لعاب دارد بعد از خشک کاری کاشی، وارد مسیر آبی می شوند و سپس لعاب کاری آستری که به آن آنگوب نیز می گویند روی آنها اعمال می شود و سپس لعاب کاری توسط دستگاه های دیگر انجام شده و طرح های مورد نظر روی کاشی و سرامیک انجام می شود. البته گفتنی است که هر رنگ از چاپ باید توسط دستگاه مجزایی انجام شود که البته این موضوع به مواردی مانند طول خط تولید، خشک شدن کاشی و سرامیک ها بعد از هر مرحله از لعاب کاری بستگی دارد. ماشین آلات جدید که برای لعاب کاری مورد استفاده قرار می گیرند به این صورت می باشند که می توانند چاپ های بیشتری روی کاشی اعمال کنند. مراحل لعاب کاری به صورت زیر می باشد:
ابتدا مواد اولیه را انتخاب می کنند.
سپس طبق فرمولی که برای تهیه لعاب وجود دارد ترکیبات آن را با هم مخلوط می کنند.
در زمان سایش و آسیاب کردن میزان دانسیته را برای دوغاب در نظر می گیرند.
ماده مورد استفاده برای لعاب را از الک رد می کنند تا دانه های یک دستی پیدا کند.
برای ماندگاری بیشتر لعاب آن را هواگیری می کنند.
اسلاید 19 :
مرحله ششم: پخت سرامیک مورد استفاده
بعد از این که لعاب کاری انجام شد، نوبت به پخت سرامیک می رسد. اساس پخت سرامیک منحنی زمان-دما است که به آن منحنی پخت سرامیک نیز می گویند و این منحنی برای محصولات مختلف و کاشی هایی با استفاده های مختلف متفاوت است و این منحنی با توجه به دما ها و تنظیمات ترموکوپل موجود در دیواره ها یا سقف کوره در نظر گرفته می شود. بازده و راندمان پخت کاشی به به انرژی گرمایی بستگی دارد که توسط محصولاتی که در کوره قرار گرفته اند جذب می شود. در صورتی که در این مرحله توجه کافی به موضوع پخت نشود و اصول لازم برای انجام این کار رعایت نشود ممکن است که به مشکلاتی مانند مواردی که در ادامه برای شما بیان می کنیم بر بخورید:
استحکام کم و ترد و شکننده بودن
شفافیت و موارد مربوط به درخشندگی سطح بیشتر در مورد لعاب های تراس و اپک
تغیر طیف چاپ و زمینه
گونیا نبودن و اختلاف سایز
کثیف بودن سطح لعاب
وجود نقاط سیاه روی لعاب
ترک های مویی لعاب ترک های مکانیکی و شکستگی و گوشه پریدگی
دفرمگی تابدار شدن کاشی ها و سایر موارد مربوط به مسطح بودن
اسلاید 20 :
مرحله هفتم: پولیش کاری
این مرحله فقط برای کاشی های گرانیتی بدون لعاب انجام می شود، کاشی های گرانیتی به دسته ای از کاشی ها گفته می شود که قدرت جذب آب آنها کمتر از نیم درصد باشد. زمانی که پولیش کاری انجام می شود روزنه هایی که احتمالا روی سطح وجود دارد. این روزنه ها به علاه بر این که باعث کاهش عمر کاشی و سرامیک و نفوظ آب در آن می شود.
