فرموله کردن یک پرسلان

اصول فرموله کردن یک پرسلان تقریبا ساده است. شما فقط نیاز دارید کارکرد هر ماده را بدانید، دستورالعمل اولیه و سیستم آزمایشی داشته باشید .

در دهه های اخیر قدم های شگفت انگیزی در تولید بدنه پرسلانی و تجهیزات پخت برداشته شده است. کنترل کننده های کامپیوتری و رباتیک صنعت سرامیک را کاملا متحول کرده اند. لیکن بدنه های رسی نسبت به تغییر مقاومت نشان می دهند. درحالیکه در ماشین های صنعتی شناخت سیستم و آزمون و خطا متداول است، درک رفتار رسی که در ماشین قرار داده می شد سخت تر است. دینامیک پودر، دوغاب، فراوری مواد تر، شکل دهی، خشک کردن و پخت فاکتورهای کلیدی برای بهینه سازی یک فرایند تولید و کیفیت محصول نهایی است. بیایید حداقل چند تا از رموز فرمولاسیون پرسلان متداول رو بررسی کنیم.

یک بدنه کاربردی سنتی پرسلانی یک بدنه رسی زجاجی با میزان کم آلودگی Fe₂O₃ است. دستور یک پرسلان معمولی بسیار راحت استخراج می شود. برخلاف لعاب ها، ما به شیمی پرسلان ها اهمیت نمی دهیم و به خواص فیزیکی آنها توجه می کنیم. بیایید درباره فرموله کردن پرسلان خودتان صحبت کنیم (بدون اینکه خیلی تکنیکال شویم).

درحالیکه اینجا من درباره ساختن یک پرسلان پلاستیک صحبت می کنم، اصول را می توان به سایر انواع پرسلان تعمیم داد. فقط وقتی نیاز است، خارج از چهارچوب فکر کنید.

پرسلان های با کاربرد عمومی شامل:

سیلیس (کوارتز): بدنه متراکمی را برای بدنه اصلی پخته شده ایجاد می کند. (مثل ماسه در بتن)
رس: پلاستیسیته و استحکام خشک را به ماده خیس می دهد و در حین پخت آن را به شبکه ای از کریستال ها تبدیل می کند.
فلدسپار و نفلین سیانیت: ذوب فلدسپار فضای خالی بین ذرات سیلیس و رس را پرکرده و آنها را به صورت یک جرم قوی به هم می چسباند.

پرسلان هایی با کاربردهای خاص می توانند شامل موارد زیر باشند:

آلومینا: بجای سیلیس برای ساخت ماده ای با انبساط کمتر و سخت تر
سخت کننده های آلی: بجای و یا علاوه بر رس (برای مثال برای بدنه های پرسی رس)
فریت: بجای یا علاوه بر فلدسپار برای بدست آوردن دمای ذوب پایین.
مواد معدنی با انبساط کم: برای کاهش انبساط حرارتی

سفیدترین و ترنسلوسنت ترین پرسلان با استفاده از گرانترین و خالص ترین (کمترین آهن) مواد ساخته می شوند. ولیکن برخی کاربردها نیاز به سفیدی درجه بالا ندارند، برای این حالت از رس ها و فلدسپارهای ارزان تر و در دسترس تر می توان استفاده کرد.

نسخه پرسلان جهانی 25 معمولا پرسلانی ارزان و نه چندان سفید در مخروط 10 تولید می کند که پلاستیسیته ملایم و تخلخل صفر (قطعا بسته به خواص ویژه اجزای آن) دارد. این پرسلان از 25% از هرکدام از بالکلی، کائولن، فلدسپار و سیلیس ساخته شده و یا به حالت ساده تر 50% رس و 25% از هرکدام از سیلیس و فلدسپار. هزاران سفالگر و شرکت از این فرمول همین گونه که هست استفاده می کنند یا با مواد خاص و مقتضیات دیگر آن را اصلاح می کنند.

معدن کائولن

بیایید برخی از خواص فیزیکی که باید در یک پرسلان دنبال آن باشیم را بررسی کنیم:

پخت اشباع: جذب آب (یا تخلخل) متداول ترین روش اندازه گیری پخت اشباع است. متداول ترین روش برای رسیدن به تخلخل صفر است. انقباض پخت نیز شاخص خوبی برای پخت اشباع است. وقتی بدنه اشباع شده و در کوره متراکم می شود، به میزان حداقل منقبض می شود و بعد از اینکه بیش-پخته شود، شروع به انبساط و باد کردن مي کند. پرسلان های بسیار زجاجی ترنسلوسنت می توانند بیشتر از 15-18% انقباض کلی (از خاک تا پخت) داشته باشند در حالیکه بدنه های نوع سفید پخت (دارای 0-1 درصد تخلخل) حدود 12% انقباض دارند. عاقلانه است که هدف دمای پخت یک بدنه را بر اساس اطلاعات پخت اشباع آن در محدوده دماهایی زیر و بالاتر قرار دهیم.

ترنسلوسنسی پخته شده: همه ما آن را می خواهیم. ولی قیمت دارد. پرسلان های ترنسلوسنت بیشتر ذوب می شوند و در نتیجه بیشتر تاب برمی دارند. آنها به فلدسپار بیشتر و رس سفیدتر ( معمولا فقط کائولن) که میزان TiO₂ کمی داشته باشد نیاز دارند. که به معنی اینست که کمتر پلاستیک هستند و گرانترند. شما می توانید از طریق پختن ورقه های بسیار نازک (ضخامت2 میل)، چسباندن آنها روی مقوایی حاوی سوراخ و سپس در معرض نور قرار دادن، ترنسلوسنسی پرسلان های پخته شده را مقایسه کنید.

استحکام: فقط کنترل کیفیت در طی سال های مختلف می تواند آن را نشان دهد. تغییرات در انقباض خشک شدن، بازدهی خشک شدن، تخلخل پخت و انقباض و مشخصات و رنگ پخت را بررسی کرده و سعی کنید تغییرات را به ماده اولیه خاصی ارتباط دهید. کمپانی های بالکلی و کائولن مختلف تعهدات و رویکردهای مختلفی برای حفظ خواص فیزیکی مواد خود در صنعت سرامیک دارند. بنتونیت ها برای لکه های آهنی بسیار با دقت کنترل می شوند.

پلاستیسیته: می تواند از انقباض خشک نتیجه گیری شود و یا بصورت فیزیکی با مقایسه کارپذیری تشخیص داده شود. پرسلان های بسیار پلاستیک می تواند تا 7% انقباض خشک داشته باشند، آنهایی که هالویزیت (گل محلاتی – halloysite) دارند حتی بیشتر است. پلاستیسیته می تواند (بعد از اینکه خواص پخت بدست آمد) از طریق افزودن بنتونیت (که انواع آن موجود است) بدست آید.

کارایی خشک کردن. پرسلان ها اغلب حین خشک شدن تمایل به ترک خوردن دارند. آنها استحکام خام (green strength) بدنه های استون ور را ندارند و درصورتیکه حاوی مقادیر زیادی پلاستی سایزر باشند، می توانند انقباض خشک بسیار زیادی داشته باشند. برای شناسایی این مشخصه، از یک تست تسریع شیب خشک شدن (مانند DFAC) استفاده کنید.

استحکام خشک و پخت. پرسلان ها عموما استحکام خشک کم و استحکام پخت بالایی دارند. انواع مختلفی از روش ها برای مقایسه استحکام پرسلان های مختلف وجود دارد. (در صورت وجود از تجهیزات آزمایشگاه و ابتکار استفاده کنید)

بررسی لکه و خال: این مورد را در بدنه پخته شده، بویژه در پخت احیا بررسی کنید. ناخالصی ها می توانند در مواد اولیه مختلف (و بیشتر بالکی و بنتونیت) ظاهر شوند. این مسئله را از طریق شستن مواد از درون یک الک مش 200 نظارت کنید.

محلول ها. بالکلی ها ، بنتونیت ها و برخی اوقات کائولن ها نمک های محلول، سولفات های کلسیم و منیزیم دارند که حین خشک شدن با آب به سطح می آیند و پس از خشک شدن و پخت پسمانده سفید بجا می گذارند. از آزمون SOLU برای تعیین امکان ایجاد مشکل استفاده کنید.

مقاومت شوک حرارتی. این اصطلاح به قابلیت مقاومت بدنه رسی پخته برای مقاومت در برابر شیب دمایی (تغییرات ناگهانی در دما در یک بخش از قطعه) بدون ترک خوردن اشاره می کند. اگر این خاصیت برای شما مهم است، بدنه ها را با استفاده از شعله یا تست غوطه وری در آب جوش/آب یخ مقایسه کنید. تطبیق خوب لعاب می تواند بر قابلیت بدنه به مقاومت شوک حرارتی بدون ترک تاثیر بگذارد.

سهولت تطابق لعاب. برخی پرسلان ها نسبت به بقیه بیشتر دچار خزش لعاب می شوند. بخصوص اگر بدنه در معرض سرمایش سریع بعد از گرمایش قرار گیرد. پرسلان هایی با میزان سیلیس بالا برای تطابق لعاب راحتترند. پرسلان هایی با سیلیس کمتر در فرمول فضای بیشتری برای فلدسپار دارند و بنابراین بیشتر زجاجی می شوند، ولیکن شما باید بدانید چگونه انبساط حرارتی لعاب خود را کاهش دهید تا انطباق یابند.

سفیدی پخت. ساخت پرسلان های سفید کاغذی ممکن است. کائولن های فوق سفید و پلاستی سایزرهای بدون آهن مواد فوق العاده ای هستند، ولی بسیار گران هستند.

فراریّت پخت. بطور مثال، اگر ترنسلوسنسی مورد نیاز است اغلب نیاز است که بدنه بگونه ای فرموله شود که به اندازه کافی نرم شود تا ترنسلوسنسی مطلوب را بدست آورد ولی نه در حدی که بیش از اندازه تاب بردارد. دمای هدف می تواند نسبتا باریک باشد و کنترل خوب پخت نیاز است.

مشخصات سطح. مطلوب ترین سطح زجاجی ترین حالت است. که به معنای این است که فرمول باید حاوی بیشترین فلدسپار ممکن باشد.

کوزه پرسلانی

پرسلان ها می توانند در تمام محدوده های فوق مقایسه شوند. از نظر منطقی شما نمی توانید بهترین تمام موارد فوق را داشته باشید. همیشه باید سبک سنگین کرد، میان گیری کرد، بویژه اگر شما نمی خواهید هزینه خیلی زیاد شود. این خواص فیزیکی می توانند اندازه گیری شوند و یا حداقل با روش ها، تجهیزات ساده و مشاهداتی که در تست های این سایت توصیف شده است مقایسه شوند. بیایید به هرکدام از مواد در این نسخه نگاه کنیم تا عملکرد آنها و نحوه تغییر آنها را درک کنیم.

کائولن

یک پرسلان حقیقی بصورت نرمال تمام پلاستیسیته خود را از یک کائولن می گیرد. از آنجا که کائولن ها پلاستیسیته محدود دارند، این قضیه، کارپذیری پرسلان های پرتابی یا طراحی را محدود می کند. علیرغم اینکه دامنه محدود اندازه ذرات می تواند کارایی خشک شدن ایده آل را کاهش دهد، هنوز برخی کائولن های پلاستیک شگفت آور وجود دارند. اینکه یک کائولن پلاستیک است چون نامش شامل کلمه پلاستیک است و یا فروشنده می گوید پلاستیک است را نپذیرید، خودتان تست کنید. برای پرسلان های ریخته گری، روش کاملا کائولنی تقریبا میسر است (با استفاده از 50% کائولن بجای 25% کائولن و 25% بالکلی) زیرا این بدنه ها به شدت از کاهش انقباض خشک و افزایش نفوذپذیری آب مربوط به ذرات بزرگتر کائولن سود می برند. ولیکن یک پرسلان کاملا کائولنی مقاومت کافی برای کنار کشیدن از قالب گچی بدون ترک خوردن را ندارد. در صورت نیاز مقداری پلاستی سایزر اضافه کنید.

کائولن ها می توانند به میزان زیادی در پخت اشباع متفاوت باشند. کائولن های انگلیسی نیاز به مصرف فلدسپار کمتری دارند زیرا مقداری از فلاکس های طبیعی بصورت مینرال میکا دارند. بنابراین باوجود اینکه ممکن است پلاستیک کمتر باشد، فلاکس کمتری نیاز است، بنابراین می توان در یک فرمول از کائولن بیشتری استفاده کرد. استفاده از ترکیب برندهای مختلف کائولن در تکمیل یک فرمول ایده خوبیست زیرا توزیع اندازه ذرات نهایی بهتری می دهد و در صورت تغییر یک کائولن، تاثیر روی بدنه به حداقل می رسد.

از آنجا که کائولن ها در پلاستیسیته، پخت اشباع، نمک های محلول، اندازه ذرات و سفیدی بسیار گسترده هستند، آزمایش و طبقه بندی آن ها یک چالش محسوب می شود. اغلب دیتا شیت ها چندان مفید نیستند زیرا اطلاعات را به روش های مختلف ارائه می کنند و کمپانی های نادری مواد خود را به روش های معروف شرح می دهند. بنابراین مسئولیت انتخاب بهترین کائولن برعهده شما و قابلیت شما در تخمین و مقایسه آن ها با استفاده از آزمون هایی که خواص فیزیکی مناسب را ارائه می کنند است. ما توصیه می کنیم شما از تست های DFAC، SHAB و LDW برای ارزیابی کائولن ها و بالکلی ها استفاده کنید.

کائولن های با اندازه ذرات بزرگ تر به رنگ کثیف تر، پلاستیک کم تر، گران تر و استحکام خشک کم تر متمایلند بنابراین مزایای آنها هزینه دارد. ساخت بدنه گیرش سریع بدون بالکلی با کائولنهای light burning معمولی مانند EPK ممکن است. برخی افراد هنگامیکه در ترکیب خود بالکلی دارند از کائولن درشت سایز استفاده می کنند که باعث از بین رفتن مزایای آن می شود. قطعا بالکلی های درشت سایز نیز موجودند ولی در نظر داشته باشید آنها همچنان به میزان قابل توجهی نسبت به کائولن های استاندارد ریزترند. همچنین اگر بدنه به طرز صحیحی دفلوکوله نشود، تعدیل و تنظیم مخلوط کائولن مقداری معنی پیدا می کند. بهترین روش اینست که از یک کائولن استاندارد سفید پخت استفاده شود، به طرز صحیح دفلوکوله شود و کار کردن با آن یادگرفته شود. سپس درحالیکه ایجاد هرگونه خاصیت آسیب رسان کنترل میشود، با تعویض برخی از مواد درشت آن را تنظیم کرد.

کائولینیت

بالکلی و بنتونیت

بالکلی نسبت به کائولن کاملا ریزتر و پلاستیک تر است. دسته گسترده ای از بالکلی ها موجودند که برخی از آن ها بسیار بیشتر پلاستیکند. بالکلی های سفید پخت معمولا پلاستیسیته نزدیک به نمونه های تیره را ندارند. بنتونیت بسیار ریزتر از بالکلی است (ذرات نهایی بسیار کوچکترند). بسیار پلاستیک هستند، افزودن تنها 2% به یک فرمول می تواند خواص کارکرد را به شدت بالا بکشد. ولیکن این مواد یک بخش بد هم دارند. بالکلی ها می توانند ده برابر میزان اکسید آهن (با رنگ قهوه ای پس از پخت) نسبت به کائولن و بسیاری از نمک های محلول سنگین که پسمانده های تیره رنگ روی سطح پخته شده به جا می گذارند را داشته باشند.

بسیاری از آنها هم شامل ذرات لیگنیت هستند که می تواند عیوب لعاب ایجاد کند. بنتونیت خام نیز می تواند کاملا کثیف باشد، به رنگ قهوه ای یا قرمز پخته شوند با نقاط و نمک های محلول که گاهی آنقدر سنگین است لعاب تشکیل می دهند. بنتونیت های سفید پخت محدوده پلاستیسیته گسترده ای دارند. برخی از آنها آنقدر پلاستیسیته کمی دارند که تعجب می کنید چرا کسی باید از آنها در سرامیک استفاده کند، و بقیه به طرز شگفت آوری پلاستیکند. ولی آگاه باشید که حتی اگر به 3-5% نیاز داشته باشید، هزینه این یک ماده می تواند بیشتر از 95% بقیه ترکیب باشد. یک مطالعه از تمام بالکلی ها و بنتونیت های در دسترستان می تواند یک آموزش کامل باشد. مجددا بسیار مهم است که یک برنامه تست واضح برای مقایسه این مواد داشته باشید. (مثل چیزی که میتوانید در یک اکانت در https://insight-live.com تهیه کنید.) یک قسمت دیگر باکلی که ارزش گفتن دارد اینست که بالکلی ها شامل سیلیس آزاد می باشند که اگر مقدار قابل توجهی بالکلی در نسخه داشته باشید می توانید میزان سیلیس را کاهش داده و فضا برای افزودن مقدار بیشتری رس برای پلاستیسیته و یا فلدسپار برای پخت اشباع داشته باشید.

بنابراین ساده ترین چیز که می توانید در نسخه استاندارد 25 پرسلان انجام دهید اینست که پلاستیسیته آن را با افزودن 2-3% بنتونیت خام افزایش دهید. هرچند ارزانترین بنتونیت مش200 می تواند تقریبا کثیف باشد، این مقدار کم آنقدر که انتظار دارید بر رنگ پخت اثر نمی گذارد. با وجود اینکه بنتونیت 5 درصد آهن دارد، اضافه کردن 5درصد از آن به فرمول، فقط 0.25% آهن به کل بدنه اضافه می کند. از یک نکته غفلت نکنید: یک کیسه از بنتونیت ممکن است حاوی لکه های آهن نباشد، در حالیکه کیسه بعدی هست. فراوری کنندگان بنتوینت معمولا گارانتی می دهند که درصد مشخصی از آن از مش 200 ریزتر است اما آنها تشخیص نمی دهند که ماده سخت تر چه چیزی است. شما می توانید بنتونیت خام نوع سرامیک میکروفاین (مثلا مش 600) بخرید آنها بسیار گران تر هستند ولی هیچ وقت لکه های پخت ایجاد نمی کنند. اگر سفیدی تمام اهمیت نباشد، می توانید بالکلی را به هزینه کائولن اضافه کنید تا یک بدنه سفید پلاستیک بدست آورید ( ولی باید فلدسپار را کاهش دهید زیرا بالکلی نسبت به کائولن دیرگدازی کمتری دارد). اگر یک پرسلان بسیار سفید می خواهید، باید با چالش کاهش میزان بالکلی و یا حذف کامل آن مواجه شوید. درحالتیکه اهمیت سوپر سفیدی نسبت به یک بدنه کاملا خوب در جایگاه دوم باشد، می توان میزانی بالکلی را تحمل کرد. اگر داشتن پلاستیک ترین حالت بدنه مهمترین چیز است، باید فقط از بالکلی و بدون کائولن استفاده کنید.

بالکلی

فلدسپار

اینها فلاکس ها هستند یا درست تر بگوییم، حاوی فلاکس هستند. فلاکس ها اکسیدهایی هستند که از طریق مایع کردن و حل کردن آهسته برخی از رس ها و سیلیس ها پخت اشباع پخت را بهبود می بخشند. میزان کلی فلاکس مورد نیاز توسط پخت تا محدوه دمایی بالا و پایین دمای کاریتان، مطالعه منحنی های جذب، استحکام و انقباض پخت و تنظیم میزان فلدسپار برای رسیدن به پخت اشباع مطلوب تعیین می شود. میزان فلدسپار برای یک بدنه مخروط 10 بسته به میزان فلاکس سایر مواد در فرمولاسیون از 15 تا 30 درصد متغیر است. برای یک نمونه کائولن آمریکایی، حدود 25درصد برای مخروط 10 و تا 50 درصد برای مخروط 6 است.

فلدسپارها بدون مشکلات نیستند. درحالیکه برخی برندها می توانند نسبتا بدون آهن باشند، سایرین بطرز شگفت آوری تیره تر پخته می شوند. برخی بدلیل انحلال پذیری کم ( مثلا نفلین سیانیت) می توانند مشکل فلوکولاسیون ایجاد کنند. فلدسپارهای سدیمی معمولا تمیزتر و موثرتر هستند. در صورت امکان (برای تعدیل تغییراتی که ممکن است در یکی اتفاق بیفتد) از دو یا سه مدل فلدسپار استفاده کنید.

فلدسپار

سیلیس

سیلیس یک ماده بسیار یکدست و ارزان است. ذرات کوارتز بصورت یک چهارچوب یا میکرو توده برای ماتریس پخت عمل می کند. بعلاوه برخی از سیلیس ها توسط فلاکس حل می شوند تا شیشه های آلومینو سیلیکاتی تولید شود. سیلیس زیاد در یک فرمولاسیون می تواند به پلاستیسیته پایین منجر شود (زیرا فضای کمتری برای رس باقی می ماند). ولیکن بحث زیادی درباره اثرات زیان آور کریستوبالیت وجود دارد (مثلا عیب دانتینگ) که رشد آن حین پخت دمای بالا بخاطر کوارتز آزاد است. بنابراین شایسته است که میزان سیلیس را کاهش داده، بخصوص اگر قابلیت تطابق لعاب خود برای کاهش انبساط را دارید. استفاده از سیلیس کمتر به این معناست که رس بیشتری می تواند اضافه شود که منجر به پلاستیسیته بیشتر شود. سیلیس ریزتر (مش 300) با فلاکس ها بهتر واکنش می دهد و در نتیجه کمتر نیاز است. سیلیس بسیار کم در یک بدنه منجر به خزیدگی لعاب می شود زیرا مینرال کوارتز به انبساط کم کمک می کند و در فیت شدن لعاب همکاری می کند. البته فقدان سیلیس نیز موجب تمایل به تاب دار شدن حین پخت می شود. برای مخروط 10، تکنسین های زیادی به دلیل انبساط و پایداری پخت حین محدوده های دمایی از 20-25 درصد سیلیس استفاده می کنند.

سیلیس

دستورالعمل ها و استراتژی ها

اکثرا اعلام کرده اند که نسخه پرسلان 25 عیوبی دارد که می تواند برای مواد و شرایط فردی اصلاح شود. برای تقویت این فرمول برای مخروط 10:

بالکلی را با کائولن پلاستیک جابجا کنید.
مقداری بنتونیت برای رسیدن به پلاستیسیته لازم اضافه کنید ( برای انقباض خشک بیشتر آماده باشید)
رسها و فلدسپار را متنوع کنید، 2 تا 3 نوع از هرکدام استفاده کنید ( تا نسخه را نسبت به تغییر مواد اولیه منعطف کنید)
تست پخت انجام دهید تا ببینید آیا نیاز به افزایش یا کاهش پخت اشباع و تطابق نسبت فلدسپار به رس هست یا نه.

برای فرموله کردن یک پرسلان فلدسپار مخروط 6 سفید و ترنسلوسنت:

با 20 درصد سیلیس برای فیت کردن لعاب شروع کنید
40 درصد فلدسپار برای پخت اشباع اضافه شود ( نفلین سیانیت یا مینسپار بسیار سفیدند)
40 درصد سفیدترین کائولن که می توانید داشته باشید اضافه شود.
3-5 درصد سفیدترین بنتونیت یا هکتوریت که میتوانید داشته باشید.
یک ترکیب آزمایشی درست کنید و تخلخل پخت، عملکرد خشک شدن و کارپذیری را ارزیابی کنید.
در صورت نیاز پلاستی سایزر را کم یا زیاد کنید.
فلدسپار را به قیمت کائولن برای پخت اشباعبیشتر اضافه کنید. اگر over fire شد، خلاف آن را انجام دهید.
آزمایش را تکرار کنید.

اگر نیاز به فرموله کردن یک پرسلان ریخته گری دارید در نظر داشته باشید که پلاستیسیته بسیار کمتری نیاز دارید. موافقت عمومی در صنعت به این گونه است که بسیار مهم است که از کائولن با ذرات بزرگ استفاده کنیم تا آب به راحتی توسط قالب گچی بیرون کشیده شود. ولیکن برای فعالیت های کوچکتر که نیاز به بهینه کردن زمان آزادسازی قالب ندارند، کائولن نرمال مناسب است.

تمیزترین کائولن ها و بالکلی ها کم ترین پلاستیسیته را دارند بنابراین ریخته گری پرسلان ها (که می توانند این مورد را تحمل کنند) قادر به رسیدن به سفیدی و اثرات ترنسلوسنتی بیشتری نسبت به نمونه های مشابه است. الزامیست که اصول دفلوکولاسیون را بدانید تا میزان آب در دوغاب را به حداقل برسانید و رها سازی قالب و زمان ریخته گری مناسب را بدست آورید. اگر شما به جادوی افزودن مقدار کمی دیسپرزنت به مخلوط آب و رس سفت و ناامید کننده که در برابر تلاطم و هم زدن مقاومت می کند نرسیده اید، زندگی نکرده اید! اگر نیاز به ریخته گری لایه بسیار نازک بدنه دارید، باید مقداری بنتونیت (از 1% شروع کنید) به دوغاب اضافه کنید تا به آن مقاومت لازم برای جداسازی از قالب حین خشک شدن بدهد.

اگر شما دارید یک پرسلان پلاستیکی برای استفاده در شکل دهی، سفالگری با چرخ و شکل دهی با دستگاه درست می کنید، به خواص خشک شدن آن توجه بسیار زیاد کنید. از آنجا که پرسلان ها دانه های ریز دارند، معمولا به خوبی خشک نمی شوند بنابراین پرسلان های پلاستیک حتی ضعیف هستند. برای رسیدن به پلاستیسیته مطلوب بنتونیت کافی اضافه کنید ولی آنقدر اضافه نکنید که منجر به ترک حین خشک شدن شود. مهم است که آزمایشی برای بررسی نرخ خشک شدن و مقایسه بازدهی خشک شدن داشته باشید. برخی برای خشک شدن بهتر به پرسلان شاموت مولوکیت (molochite) اضافه میکنند ولی شما باید خودتان آن را تجربه و بررسی کنید.

مهم نیست چه نوع پرسلانی درست میکنید، دقت کنید که نیاز دارد چقدر پخت اشباع باشد. اگر نیاز نیست جذب آب به صفر برسد، مقدار فلدسپار را کم کنید تا به پلاستیسیته بالاتری در رس برسید ( و قادر به کاهش بنتونیت باشید). چنین بدنه ای همچنان کاربردی و زجاجی است و در برابر دفرمه گی در کوره مقاومت می کند. بعلاوه، تغییرات موادی که منجر به پخت اشباع بیشتر می شوند احتمال کمی دارد که مشکلاتی در یک بدنه که هنوز مقداری فضای خالی دارد ایجاد کند.

وقتی جذب آب پخت رو اندازه گیری می کنید، خواص را در دماهای مختلفی اندازه گیری کنید. “اندازه گیری فقط در دمای کار” یک باریک بینی است که معمولا مشکلاتی ایجاد می کند، بخصوص در شرایطی که دمای کارکرد بالاتر از نقطه ای که تخلخل صفر می شود باشد. بطور مثال، اگر بدنه شما در مخروط 8 به تخلخل صفر برسد، پخت آن تا مخروط 10 دردسرهای دفرمگی بسیار زیادی برای شما درست می کند.

دیاگرام فازی کوارتز، فلدسپار، رس

درست است که ما مطلب را فقط سطحی بررسی کردیم ولی به اندازه مطلوبی برای یک شروع خوب کافی بود. بطور خلاصه، جدول زیر را تهیه کرده ام. که در آن برخی سبک و سنگین کردن ها که باید حین فرموله کردن و یا اصلاح یک پرسلان در نظر بگیرید، لیست شده اند.

ماده	مصرف معمول	جزئیات
سیلیس	20-25%	حداقل 20% استفاده کنید (مگر اینکه لعاب های با انبساط خیلی کم دارید). برای لعاب های با انبساط زیاد مقدار بیشتری استفاده کنید. برای حداکثر ترنسلوسنسی میزان کمتر استفاده کنید ( سیلیس کمتر، فلدسپار بیشتر را ممکن می کند). ریزترین ذرات ممکن را انتخاب کنید تا میزان مورد نیاز کاهش یابد. برای تولید محصول مقاوم تر از آلومینای کلسینه بعنوان جایگزین (اما گران تر) استفاده کنید. با انجام محاسبات انبساط لعاب ها را کاهش دهید تا بتوانید میزان سیلیس را کاهش دهید.
فلاکس	بدنه فلدسپار مخروط 10: 25% فلدسپار مخروط 6: 35% فلدسپار بدنه فریت مخروط10: 10% مخروط 6: 20%	تا کنون فلدسپار ( و نفلین سیانیت ) متداول ترین فلاکس ها بوده اند. درصد آن بستگی به شرایط مطلوب شما دارد. میزانی رو استفاده کنید که درجه زجاجی شدن مطلوب شما در دمای پختتان ایجاد کند. اگر ترنسلوسنسی مهمترین باشد، اغلب فریت و مقدار کمی فلدسپار نیاز است ( فریت بسیار قوی است و میزان کمتری نیاز است و فضای خالی برای رس و سیلیس باقی می گذارد). فرو فریت 3110 متداولترین فریت بدنه است. پخت اشباع را با استفاده از آزمونهایی که در سایت insight-live.com ارائه شده انجام دهید (جذب، انقباض پخت و استحکام در یک محدوده دمایی) و با میزان مطلوب انطباق دهید. از فلدسپارهای مختلف (شامل نفلین سیانیت)، مخلوط فلدسپارها و فریت یا فقط فریت برای دستیابی به بهینه بین پخت اشباع ، سفیدی و هزینه استفاده کنید.
کائولن	مخروط 10:25-50% مخروط6: 20-40%	بطور ایده آل، بیشترین میزان کائولن و کمترین میزان بالکلی که ممکن است ( برای پخت سفیدی). تا جایی که می توانید تست بزنید تا بهترین ترکیب را برای سفیدی و پلاستیسیته بدست آورید. کائولن های انگلیسی کمتر پلاستیکند (و گرانترند) ولی همچنین پخت اشباع بهتری می دهند. کائولن های امریکایی خیلی سفید نیستند ولی از نظر مینرالوژیکی خالص ترند و به فلاکس بیشتری نیاز دارند. کائولن های فراوری و ورقه ورقه شده سفید ترند ولی بسیار گرانترند. هالوسیت ها سفیدترین حالت موجودند ولی بسیار هم گرانند ( و فلدسپار بیشتری نیاز دارند). ترکیبی از دو یا سه کائولن را استفاده کنید تا تاثیر تغییر ناشی از یکی از آنها را حذف کنید.
بالکلی	تا 25%	بالکلی ها آهن بیشتر دارند و بر سفیدی پخت اثر منفی دارند. از آنها بعنوان منبع ارزانتر پلاستیسیته استفاده کنید. درصد بالکلی بیشتر خشک شدن را کند کرده و می تواند ترک های خشک شدن را بیشتر کند. اگر سفیدی و ترنسلوسنسی مهم است فقط از کائولن استفاده کنید (با پلاستی سایزرهای افزوده شده). مقایسه با جزئیات نمونه های پخته و کارپذیری شده برندها منجر به انصراف از بالکلی میشود. درصورت نیاز 3% باریم کربنات ( برای بخش بالکلی) اضافه کنید تا محلول هایی که منجر به بروز سفیدی در سطح می شوند رسوب کنند. دو یا چند بالکلی را برای به حداقل رساندن اثر تغییر در یکی از آنها ترکیب کنید.
پلاستی سایزر	بدنه های پلاستیک: 2-4% بدنه های ریخته گری : 0-1%	دسته گسترده ای موجودند. بنتونیتها ارزانترین هستند. اسمکتایت و هکتوریت های بسیار فراوری شده گرانترینند. محصولات با بیشترین کیفیت 20 یا 30 برابر گرانتر از ارزانترین ها هستند. آزمایش انجام دهید تا انتخاب ها را مقایسه کنید و بهینه را بین تاثیر بر رنگ پخت و پلاستیسیته حاصله پیدا کنید. عملکرد خشک شدن، بادکردگی، لکه دار شدن، قابلیت حل شدن و استحکام برند مورد استفاده را بررسی کنید. پرسلان های با بیشترین کیفیت از رس های بسیار سفید غیر پلاستیک استفاده می کنند که نشان می دهد این جزء برای رسیدن به خواص کارپذیری حیاتی است. اگر پول مد نظر نبود، هالوسیت نیوزلند با VEEGUM را بعنوان پلاستی سایزر و فریت 3110 را بعنوان فلاکس (این انعطاف خیلی زیادی برای به ماکزیمم رساندن سیلیس برای فیت شدن با لعاب را می دهد) استفاده کنید

ترجمه و تنظیم متن توسط سرکار خانم مهندس شجاعی

کارشناس ارشد مهندسی مواد-سرامیک

بیشتر بخوانید