پروژه : مراحل تولید سرامیک (درس روش تولید)

مراحل تولید سرامیک

تاریخچه
باستان شناسان در یافته اند که بشر اولیه در حدود ٢٤٠٠٠ سال قبل از میلاد اقدام به ساخت سرامیک می کرده است. این سرامیک ها در چکسلواکی یافت شده اند و به شکل حیوانات وپیکره انسان، تخته صاف و توپ می باشد. این سرامیک ها را از چربی حیوانات به همراه استخوان آنها و خاکستر استخوان و مقداری رس ریز دانه می ساختند و بعد از شکل دادن آن رادر دمایی در حدود ٥٠٠ تا ٨٠٠ درجه سانتیگراد در کوره های گنبدی شکل و یا به شکل نعل اسب پخت می نمودند. اما هنوز معلوم نیست این نوع از سرامیک ها را به چه علتی می ساختند. اولین ظروف سفالی مورد استفاده در ٩٠٠٠ سال قبل از میلاد مسیح ساخته می شد و برای نگهداری غذا و دانه های خوراکی مورد استفاده قرار می گرفت. ساخت شیشه نیز تقریباًهم زمان با سفال ودر ٨٠٠٠ سال پیش در مصر آغازشدبطوریکه در پخت سفال به علت حضوراکسید کلسیم به همراه شن ، وسودا در نهایت به سفال های لعابدا ررنگی منجر شد.
  
آشنایی با سرامیک
سرامیک مشتق از کلمه. keramos یونانی است که به معنی سفالینه یا شئی پخته شده است در واقع منشا پیدایش این علم همان سفالینه های ساخته شده توسط انسانهای اولیه هستند.
در واقع قبل از کشف و استفاده فلزات، بشر از گلهای رس به علت وفور و فراوانی آنها وهمچنین شکل گیری بسیار خوب آنها در در صورت مخلوط شدن با آب و درجه حرارت نسبتاً پایین پخت آنها استفاده می کرد. آلومینوسیلیکاتها که خاکهای رسی خود آنها به حساب می آیند، ازعناصر آلومینیوم، سیلیسم و اکسیژن ساخته می شوند که این سه عنصر بر روی هم حدود 85درصد پوسته جامد کرة زمین را تشکیل می دهند. این سه عنصر فراوانترین عناصر پوسته زمین  هستندصنعت ساخت سفالینه ها در 4000 سال قبل از میلاد مسیح پیشرفت زیادی کرده بود. اکنون،سرامیک را به طور کلی به عنوان هنر و علم ساختن و به کار بردن اشیاء جامدی که اجزاءتشکیل دهنده اصلی و عمدة آنها مواد غیرآلی و غیرفلزی می باشند، تعریف می کنیم و بررسی ساختمان و خواص اینگونه مواد نیز جزء این علم است.

مواد اولیه تولید سرامیک
مهمترین مواد اولیه تشکیل دهنده سرامیکها ، خاک ر س ، آلکالی فلدسپات و سیلیس می باشد.
مقادیر آلکالی فلدسپات، خا ک رس و سیلیس در انواع سرامیکها در شکل نشان داده شده است. خاک رس بیشترین بخش سرامیک را تشکیل می دهد. کانیهای رسی مورد استفاده در صنایع سرامیک شامل کائولینیت ، اسمکتیت، ایلیت، رسهای توپی (بال کلی) و لاتریت است . در سرامیکها، رس به عنوان یک پرکننده ساختمان و دیرگداز عمل می کند .  . رس توپی حاوی حدود 70 % کائولینیت ، ایلیت، کوار تز و مواد آلی است و خاصیت چسبندگی بالایی دارد. گل سفالگری بیشتر از خاک رس تشکیل می شود که در تولید آجر کاربرد دارد . آلکالی فلدسپاتها یکی دیگر از تشکیل دهنده ه ای اصلی سرامیکها هستند . آلکالی فلدسپاتها در طبیعت به دو صورت سدیک و پتاسیک یافت می شوند . دمای شروع ذوب فلدسپاتها بین 1100 تا 1150 درجه سانتی گراد است . فلدسپاتهای سدیک به مقدار کم و فلدسپاتهای پتاسیک (به دلیل نقطه ذوب بالاتر ) به مقدار زیاد در بدنه سرامیکها استفاده می شود .
نقش سیلیس در بدنه سرامیکها ایجاد فاز شیشه و افزایش مقاومت سرامیک است. از ماسه های سیلیسی، قلوه های سیلیسی، کوارتزیت فقیر از آهن می توان به عنوان تأمین کننده سیلیس سرامیکها استفاده نمود
غیر از سه ماده معدنی اشاره شده در بالا که بدنه اصلی سرامیکها را تشکیل می دهند عناصر، ترکیبات و کانیهای دیگری بر اساس نیازهای خاص ، به مواد اولیه سرامیکها اضافه می شو ند و می توانند به عنوان سازنده بدنه سرامیکها مورد استفاده قرار بگیرند . کربن به شکل گرافیت به عنوان پرکننده در ساختمان سرامیکها مورد استفاده قرار می گیرد . از آهک و آراگونیت به عنوان سیمان یا به هم چسباننده مواد در سرامیک سازی استفاده می شود . در پاره ای از موارد از فلزاتی مثل کرم، نیکل و قلع نیز برای ساخت سرامیکهای ترکیبی استفاده می شود . این گونه سرامیکها در مواردی که احتیاج به ماشین کاری 2 (تراشکاری و سوراخکاری) سرامیک باشد تولید می شوند.

مراحل تولید سرامیک
* انتخاب مواد اولیه مناسب بر اساس نوع سرامیک مورد نظر برای تولید.
*آماد ه سازی مواد اولیه که شامل خرد نمودن، پودر و مخلوط کردن مقادیر معینی ازهر یک از مواد اولیه سرامیک می باشد.
*شکل دادن به صورت خشک، نیمه خشک یا دوغابی.
*خشک کردن در فضای باز یا در تونلهای حرارتی.
*پخت سرامیکهای خشک شده در دماهای مشخص و معین شد 

آماده کردن مخلوط
مواد اصلی و ثانوی را باهم مخلوط کرده و چندین بار آسیاب می‌کنند تا اندازه دانه‌بندی به شکل قابل قبولی در آید. عملیات قبل از مخلوط کردن شامل الک کردن ، دانه‌بندی کردن در آب (و احتمالا جدا کردن آهن از مخلوط که با آهنربا صورت می‌گیرد.) می‌باشد. بعد از انجام این کارها ، مواد را با آب مخلوط کرده و منتظر ورآمدن خمیر می‌شوند.

شکل دادن اشیا
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.

فرمت : ورد

تعداد صفحه : 12

قیمت : 2000 ت