مشاهده نسخه کامل
: مواد سراميکي و شيشه
سلام دوستان
به توصيه دوستان بخش علمي تاپيک رو به اين مکان آوردم. البته کاش بخشي مربوط به علوم مهندسي در اين جا اضافه مي شد.
لطفا کساني که در اين مورد فعاليت دارند من رو در اين تاپيک ياري کنند.
[][ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
اسلام و جهان اسلام:
ظهور ناگهاني اسلام به عنوان يك مذهب و تمدن بزرگ در جهان، از حيرت انگيزترين رويدادهاي تاريخ بشر است. در سال 610 ميلادي، حضرت محمد (ص )كه بازرگاني اهل مكه بود. شروع به افشاي رسالت خود و دعوت مردم به اسلام و اطاعت از خداوند كرد. پس از اديان يهود و مسيحيت، اسلام مردم را دعوت به توحيد و خداپرستي مي نمود. و در زمان رحلت رسول اكرم (ص)در سال 632 ميلادي، تمامي قبايل عرب در شبه جزيره عربستان، به دين اسلام گرويده بودند. لشگرهايي از مسلمانان نيز به سرزمين هايي در شمال، غرب، شرق حمله كردند تا دين خود را گسترش دهند و در طي تنها ده سال، كشورهاي ثروتمند سوريه،مصر، و ايران را به تصرف خود درآوردند. براي نظارت بر اين سرزمين هاي جديد و پهناور، در سال 660 ميلادي، پايتخت از مكه به دمشق در سوريه تغيير يافت و سپس در سال 750 به بغداد منتقل شد. در اين زمان سپاهيان اسلام به عمق آسياي مركزي نفوذ كرده و از شمال آفريقا به اسپانيا و فرانسه حمله كردند و نهايتاٌ در سال 732 توسط شارل مارتل در جنوب فرانسه متوقف شدند. تغيير سرعت فتوحات مسلمانان و تبديل آن به يك امپراطوري متحد نيز پديده اي شگفت اور است مدت كوتاهي پس از فرو پاشي سياسي، امپراطوري بزرگ اسلام، به چند قسمت شد، ولي ولي وحدت فكري، فرهنگي و اقتصادي مسلمانان، تحت حمايت وحدت عقيدتي ايشان ادامه يافت و جنبه هاي مشخصي از تمدن اسلامي، در توليدات هنري و صنعتي آنان تاثير گذاشت.
['][ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[تجارت و شهرها:
رشد شهرهاي بزرگ تا حدود زيادي نشانگر رشد دنياي جديد اسلام بود. شهرهاي جديد و بزرگي چون بغداد و قاهره در اوايل دوران اسلامي بنا نهاده شدند و شهرهاي قديمي مانند دمشق در اين هنگام، توسعه بيشتري يافتند. جمعيت ده ها و صد ها هزار نفري اين شهرها، درآن زمان در شهر هاي اروپايي ديده نمي شد و براي اروپائيان وجود چنين جمعيتي در شهر ها غير قابل تصور بود. جمعيت زياد موجب افزايش ثروت و سرمايه گذاري در توليد و تجارت شد. رفت و آمد آسان در ميان جهان يكپارچه اسلام نيز سبب تسهيل تجارت و افزايش قدرت اقتصادي مسلمانان گرديد.خواربار و مواد خوراكي در شهرهاي بزرگ به وفور توليد مي شد. ولي بازارها مملو از موادي بودند كه از سراسر كشور هاي اسلامي به آن وارد مي شد، از جمله ادويه جات، عطر ها، منسوجات، مواد فلزي، سراميكي و شيشه اي كه در صد ها كيلومتر دور تر ساخته شده وبه بازارها راه مي يافتندتا بازارهاي تجملاتي شهر ها را پر كنند. ثروتي كه از راه اين تجارت هاي پر سود حاصل مي شد، تنها در دست طبقه حاكم متمركز نمي گرديد، بلكه به دست بازرگانان و طبقات برتر نيز مي رسيد. آسان بودن سفر به شهر هاي ديگر موجب شد تا صنعتگران و هنرمندان نيز با خانواده هاي خود، مسافت هاي طولاني را به اميد يافتن بازارهايي پر سود و زندگي مرفه تر بپيمايند.[
[استفاده از شيشه در جهان اسلام
تاريخچه شيشه در جهان اسلام به سه دوره تقسيم مي شود: اولين دوره تا قرن يازدهم ميلادي ادامه مي يابد.در دوره دوم از قرن دوازدهم تا پانزدهم ميلادي و دوره سوم تا به امروز ادامه دارد. در دو دوره اول، شيشه تا حدود زيادي كالايي مصرفي به شمار مي رفت كه در رقابت با اجناس ديگري، خصوصاٌ نقره، برنز و سراميك بود، كه غالباٌ براي تامين وسايل تجملي يك زندگي مرفه مورد استفاده قرار مي گرفت. بيشتر شيشه هاي كار بردي كه براي نگه داري و حمل و نقل مواد ديگر به كار مي رفتند، از بين رفته اند. زيرا هم صاحبانشان به خوبي آن ها را حفظ نكردندو هم جويندگان آثار باستاني در حفاري هاي خود متوجه آنان نشده اندو آن تعدادي را كه يافته اند به موزه هاي غرب منتقل نمودند.
نمونه هاي معمولي شيشه كه در دوره هاي اوليه ساخته شده اند، شامل شيشه هايي است كه براي مصارف علمي و پزشكي به كار مي رفتند، مانند ظروف تقطير،فنجان هاي شيشه اي براي خون گيري از بيماران و ظروف مخصوص اندازه گيري دقيق و وزن كردن مايعات و اجسام ديگر، شيشه هاي مخصوص عطريات و لوازم آرايشي جزء گروه ديگري هستند كه شامل گلاب پاش، قمقمه، و ظروف مخصوص روغن، خمير و مرهم مي باشند.
ظروف پذيرايي، بزرگترين گروه ظروف شيشه اي هستند كه عبارتند از بشقاب، كاسه، بطري جام و پياله براي صرف غذا و آشاميدني ها. صنعت ساخت شيشه براي پنجره ها. به صورتي كوچك و پراكنده وجود داشت.در خانه هاي قديمي آسياي شرقي، شيشه وجود نداشت. و تنها ندرتاٌ در مساجد و مكان هاي عمومي ديده مي شد.
صنعت شيشه سازي پيش از آن در كشورهايي كه بعدها قسمت مركزي امپراطوري اسلام را تشكيل دادند وجود داشت. مصر و سوريه قرن ها توليدكنندگان اصلي شيشه به شمار مي رفتند و در ايران پيش از اسلام نيز، شيشه هاي بريده شده و ظريف به نحو استادانه ساخته مي شد. صنعت شيشه سازي ادامه يافته و گسترش پيدا كرد. و روش هاي جديد شيشه سازي نيز به تدريج رواج يافتند. به عنوان مثال، استفاده از (ميله مخصوص شيشه گري)براي نگه داشتن يك شيء شيشه اي پس از جدا شدن از رواج يافته و شكل محصولات شيشه اي كم كم تغيير يافت. با وجود اين انقلابي در صنعت شيشه گري به وقوع نپيوست.
[F[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ][/
گسترش شيوه ها]در اين ميان، موضوع حيرت انگيز، ظهور شكل ها و طرح هاي تزئيني مشابه در مكان هايي مانند شمال آفريقا تا شرق ايران است كه صدها كيلومتر دور تر از اين مراكز قرار داشتند. علت اين امر، حلقه هاي ارتباطي تجاري است كه توسط بازرگانان كشور هاي اسلامي اداره مي شد و اين افراد، دور افتاده ترين نقاط امپراطوري اسلامي را به يكديگر مرتبط مي سا ختند. در شهر هاي بزرگ خاور ميانه، محصولات تمامي امپراطوري اسلامي در معرض فروش قرار مي گرفت. و اين يكي از راه هاي انتقال و گسترش شيوه هاي توليد محصولات به شمار مي رفت. يك ياز راه هاي ديگر، حركت خود صنعتگران بود كه گاهي به علت بي نظمي هاي اجتماعي يا جنگ به مناطق توسعه يافته تر مهاجرت مي نمودند. به همين دلايل، گاهي نمي توان با اطمينان خاطر اظهار نمود كه يك شيوه خاص براي اولين بار در كدام مناطق رونق يافته و يا يك شيء خاص در كجا ساخته شده است.
بازرگانان با مناطق بسيار دور دست نيز تبادل كالا انجام مي دادند و شيشه به اروپا، چين و ژاپن نيز راه يافت. شيشه گران اسلامي با محصولات فريبنده و خيال انگيز خود، توجه تمامي دنيا را به سويث خود جلب نمودند تا آن كه در قرن پانزدهم، كارگاه شيشه گري و نيز، اين صنعت ظريف را گسترش دادند. ما شاهد رشد و توسعه شيوه هاي تزئيني در اولين قرن دوران اسلامي هستيم. ساده ترين ظروف با دميدن در شيشه داغ شكل گرفته و سپس لبه هاي ظرف پيچانيده شده و شيارهايي به دور آن زده مي شد. از قالب براي شكل هاي پيچيده تر و يا تكرار يك طرح به صورت نقش برجسته استفاده مي شد. ،كه در اين موارد، هنر اصلي از آن فردي بود كه قالب را مي ساخت و نه شيشه گر.
تزئين ظروف با قالب فشاري و انبر (گيره)راهي بود كه شكل دادن سطح شيشه با دست را كمي آسان تر سازدو تراشيدن شيشه با نوك الماس و سائيدن آن با چرخ، جلوه هاي خطي را بر روي شيشه بوجود مي آورد، ولي برش با چرخ، زيباترين روشي است كه با آن مي توان جلوه هاي بسياري را، از طرح هاي خطي ساده گرفته تا طرح هاي خطي ساده تا طرح هاي نقش برجسته عميق (شكل 29)و از برش هاي مورب تا نقوش برجسته متصل و بهم پيوسته را با آن بوجود آورد. شيوه هاي ساخت يا تزئين ظروف هر چه كه باشد، كپي كردن شكل ها و طرح ها از مواد ديگر، بسيار به چشم مي خورد. به كار بردن طرح ها و الگوهاي برگرفته از ظروف نقره و برنز، در ظروف اوليه شيشه اي بسيار متداول بوده اند. در حالي كه حكاكي بر روي سنگ هايي مانند عقيق و كريستال باعث الهام بخشي در برش با چرخ بوده است.
]نقاشي با رنگ هاي لوستر- كه نوعي رنگ درخشان نقره اي است) يكي از نوآوري هاي دوران اسلامي است كه ممكن است شكل پيشرفته اي از نقاشي با لعاب و مينا بر روي شيشه باشد كه در ميان رومي ها رواج داشته است. رنگ هاي درخشان و متاليك لوستر باعث تغيير شكل ظروف معمولي به اشيايي تجملاتي گرديد.
تزيين با مينا كاري
به نظر مي رسد صنعت شيشه گري در ايران از قرن دوازدهم به بعد، رو به زوال نهاد. از سوي ديگر در سوريه و مصر، شاهد تحول و دگرگوني در اين صنعت هستيم. در دوره هاي اوليه، ساختن سطح شيشه با دست بيشتر مورد توجه شيشه گران بود، در حالي كه در اين زمان، توجه آنان بيشتر معطوف به تزئينات نقاشي مي گرديد. شيشه هايي كه بر روي آن با لوستر نقاشي مي شد، كم كم به تزئينات زراندود و سپس تزئينات ميناكاري گسترش يافتند. رنگدانه هاي ميناكاري از طريق سائيدن شيشه هاي رنگي درخشان يا مواد معدني در روغن بدست مي آمدند. سپس اين مخلوط بر روي ظرف شيشه اي نقاشي مي شد. آنگاه ظروف شيشه اي نقاشي شده، مجدداٌ درون كوره حرارت مي ديد تا رنگ ها به سطح شيشه محكم بچسبند. رنگ هاي ميناي قرمز، آبي، سياه، سبز، سفيد و زرد، گاهي با طلا مخلوط شده و شيشه گران با آن ها آثار برجسته اي مي ساختند. ظروف شيشه اي اسليمي، معمولاٌ درون قاب يا حاشيه اي جاي مي گرفتند و بر روي آن نيز كتيبه اي نوشته مي شد، كه گاهي نام سلطان و يا درباريان در آن به چشم مي خورد. جام ها و بطري هايي نيز يافت شده اند كه بر روي آن تمثال ها و تصاويري نقاشي شده اند. اين اشياء بسيار گران قيمت مي باشند و در كشور هاي خارج از سرزمين هاي اسلامي نيز مانند چين و كشور هاي اروپايي به دست آمده اند. جامي افسانه اي به نام «ماجراي ادنهال
]در اواسط قرن سيزدهم كه در سوريه ساخته شده و به زودي به اروپا راه يافت، همچون گنجينه با ارزشي كه متعلق به يك شواليه بوده و مي بايست پس از جنگ هاي صليبي به سرزمين اصلي خود بازگردد، در پوششي چرمين محافظت مي شده است. اين اثر، سال به خانواده تعلق داشته است كه از اهالي ادنهال در شمال انگلستان بوده اند.
چراغ هايي كه براي مساجد و اماكن مقدس در سوريه و مصر ساخته شده اند، دسته مهم وديگري از شيشه ها
'] را تشكيل مي دهند. در موزه اسلامي قاهره، مجموعه كاملي از چراغ هاي متعلق به قرن سيزدهم تا پانزدهم ميلادي وجود دارد. آخرين چراغ اين مجموعه، طرحي قديمي دارد، ولي به طور مشخص در ونيز ساخته شده است. در قرن پانزدهم ميلادي، صنعت شيشه گري اسلامي رو به افول نهاده و محصولات تجملي از ونيز به كشورهاي اسلامي وارد مي شد كه البته اشياء شيشه اي در ميان اين محصولات كمتر به چشم مي خورندو علت زوال صنعت شيشه گري اسلامي هيچگاه به طور صحيح توضيح داده نشده است. برخي علت آن را نابودي شهرهاي سوريه توسط تيمور در اوايل قرن پانزدهم مي دانند و برخي ديگر كاهش قيمت اشياء شيشه اي ونيزي در بازارهاي محلي و استقبال از آن ها را سبب اين امر مي شمارند. آن چه مسلم است، اين صنعت ظريف در قرن هاي بعدي در تمامي جهان اسلام رو به زوال نهاده و از بين رفت.
شيشه هاي جديدتر اسلامي:
در آخرين دوره اسلامي، عموما شيشه از اروپا به كشورهاي اسلامي وارد مي شد. شيشه ها در ابتدا از كارگاه شيشه گري ونيز و پس از آن از بوهم (آلمان) كه صادرات خود به كشورهاي اسلامي را به سبك اسلامي مي ساختند، وارد اين كشورها مي شدند.[/font]
شواهدي از ساخت شيشه در جهان اسلام در اين دوران وجود دارد، كه متعلق به قرن شانزدهم تركيه وقرن هفدهم ايران است. البته اين شيشه ها چندان ظريف نيستند و به خوبي نيز حفظ شده اند، به همين علت بسياري از شيشه ها از بين رفته و ناشناخته باقي مانده اند. مداركي دال بر ساخت ظروف و پنجره هاي شيشه اي در تركيه در قرن شانزدهم و اشتغال مردم استانبول به ساخت ظروف و بطري هاي شيشه اي در قرن هفدهم وجود دارد. ژان شاردن، جهانگرد فرانسوي قرن هفدهم در سفرنامه خود نوشته است كه ايرانيان ساليان دراز با هنر شيشه گري آشنا بوده اند سال ها پيش از آن كه يك شيشه گرفقير ايتاليايي اين هنر را در ايران مجدداٌ رواج دهد. و مي گويد بيشتر شيشه ها پر از تَرَك بوده و رنگي متمايل به خاكستري داشتند. جهانگرد ديگري به نام ژان باپتيست تاورينه كه در قرن هفدهم به ايران سفر كرده، در سفر نامه خود چنين مي نويسد: «در شيراز، بطري هاي شيشه اي بزرگ و كوچك زيادي وجود دارد كه براي نگهداري گلاب و عطريات به كار مي روند. همچنين ظروف شيشه اي بزرگتر براي جمع آوري شور و ترشي ساخته مي شود كه اين مواد غذايي را به جاهاي ديگر نيز صادر مي كنند.»گويا تنگ هاي بزرگي هم براي صادر كردن شراب معروف شيراز مورد استفاده قرار مي گرفته اند. امروزه، اين ظروف كاربردي، باقي نمانده اندو نمي توان با اطمينان كامل هيچ يك از شيشه ها را متعلق به قرن چهاردهم و پانزدهم و منسوب به آسياي ميانه دانست.
در قرن نوزدهم ميلادي، تحت تاثير جنبش هاي ملي و ارتقاءصنايع و هنرهاي بومي و همچنين به علت تاسيس هنرستان ها و كالج هايي به شيوه اروپا، تلاش هايي براي احياي مجدد شيشه گري صورت گرفت كه موفق ترين ان ها در ايران بود و با كمك اروپاييان اين صنعت نيرومند پاي گرفت. بهترين محصولات متعلق به اين دوره، عطر پاش هاي زينتي است. كه با توجه به نقاشي مينياتوري قديمي شكل گرفته اند. اروپاييان اين تزئينات را «خارجي»مي نامند و بسياري به آن ها علاقمند هستند. البته به اشتباه اين محصولات را متعلق به قرن شانزدهم ميلادي مي دانند.
مواد استراتژيک (سراميک های پيشرفته)
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] picture/nano.jpg
مواد نقشی اساسی در پیشرفت جوامع و بهبود وضعیت زندگی افراد دارند. مواد با ایجاد وضعیت مطلوب تر استانداردهای زندگی را بهبود می بخشد، نیازهای یک جامعه را مرتفع می سازد، برای امنیت، ارتباطات، بهداشت و سلامتی و ساخت مکان مناسب برای زندگی بکار برده می شود. در طول تاریخ مواد مورد استفاده توسط بشر، پیشرفت آنان را در دوره های مختلف مشخص می سازد.
عصر حجر، عصربرنز و عصرآهن هر کدام به نوبه خود مشخص می سازد که در عصر مربوطه چه مواداصلی و ممتاز مورد استفاده بشر در آن دوره بوده اند. عده ای عصر حاضر را عصر سیلیکون نامگذاری کرده اند، اما با این سرعت پیشرفت روزافزون در طی سی سال آینده تکنولوژی بر پایه سیلیکون با محدودیت های اساسی روبرو خواهد شد. به هر حال، افزایش متناسب قدرت محاسباتی و تجهیزات، را به سمت مرحله بعدی رهنمون می سازد. علم مواد اخیراٌ از روشی سنتی موسوم به Edisonian سعی و خطا برای کشف مواد به سمت مواد طراحی شده بر اساس یک سیستم پایه، جهت دستیابی به نیازهای ویزه حرکت کرده است. این جابجایی نشان می دهد که در عصر کبیر بعدی امکان دارد ما به عصر "طراحی مواد" برسیم.
صنایع پایه استراتژیک موادی را شامل می گردد که ارتباط وسیع و مهمی با بخش های تجاری، دفاعی و اقتصاد ملی دارد. به عنوان مثال می توان به صنایع فولاد، آلومینیوم و تیتانیوم اشاره کرد، صنایع رایج و متداول موادی را شامل می گردد که هم اکنون بطور کامل اجرایی هستند و یا اینکه در بخش تجاری و یا دفاعی به عنوان یک پروژه قابل قبول مورد پذیرش قرار گرفته اند. به عنوان مثال در این گروه می توان به مواد و تکنولوزی های سوپرآلیاژها، کامپوزیت های ویزه و سرامیک ها، خاک های کمیاب و متالورژی پودر اشاره نمود. مواد آینده، موادی هستند که قابلیت و پتانسیل استفاده بالایی دارند اما نیاز به تحقیقات و پیشرفت بیشتری قبل از مصرف آنها به طور وسیع وجود دارد. نمونه ای از این علوم، علوم شبیه سازی بدن و نانوتکنولوژی است. هم چنین مواد غیر سوختی و مواد حیاتی مثل نفت، زغال سنگ و اورانیوم نیز جزء مواد استراتژیک محسوب می گردند.
مواد استراتژیک دیروز و امروز : با توجه به هوا، آب و غذا همواره اعلام حیات بشر وابسته به مواد بوده است. امروزه افزایش در تولید وابسته به عرضه مواد قابل رقابت در عرصه جهانی، کاهش بودجه های تحقیق و توسعه، کاهش هزینه های انرژی، توانایی کار و مزیت های نسبی منطقه ای است. پیوند بین مدیریت علم مواد، موفقیت و امنیت در سیستم مواد استراتژیک یک اتفاق بدیهی و ساده نیست و به آسانی میسر نمی گردد.
پس از جنگ جهانی دوم، پیشرفت های تکنولوژیک، سطح زندگی بشر را در حدود 50 تا 70 درصد افزایش داده است. علم مواد در حقیقت تمام محصولات و پروسه ها و فرآیندهایی را دربرمی گیرد که جامعه مدرن امروز به آن نیاز دارد.
اگر پیشرفت علم مواد وجود نداشت هفت مورد از ده مورد کارهای برتر انجام شده در دنیا در سال های اخیر قرن بیستم امکان پذیر نبود. فرود انسان در ماه، ساخت هواپیما، ترانزیستور، مدارهای مجتمع کامپیوتری (IC )، ساخت موتور جت برای هواپیما و ماهواره های ارتباطی همه و همه به پیشرفت علم مواد بستگی داشته و دارد. کامپیوترهای دیجیتالی، تلویزیون و ساخت کانال پاناما همه به واسطه استفاده از مواد بهتر قابل انجام شد.
میزان تولید فولاد هر کشور یکی از فاکتورهای اصلی برای بررسی میزان رشد آن کشور محسوب می گردد. با توجه به رشد سریع صنعتی در چین، میزان رشد تولید در چین در طی پنج سال دو برابر شده است. رتبه های بعدی تولید ژاپن و آمریکا هستند. با رشد تکنولوژی امروزه میزان مصرف انرژی طی بیست و پنج سال اخیر با کاهش 27 درصدی روبرو بوده است
آلومینیوم
آلومینیوم طی فرآیند الکترومتالوژیکی تولید شده و با توجه به قابلیت بازیابی وآسانی مصرف آن محصول قابل توجهی است. این ماده را می توان از سنگ های معدنی ویا توسط بازیابی محصولات مصرف شده تهیه نمود. درروشی که از مواد خام به تولید آلومینیوم می پردازیم سنگ معدن بوکسیت از معدن استخراج شده و پس از تصفیه به آلومینا (اکسید آلومینوم) تبدیل می شود که ماده اولیه تولید فلز آلومینیوم است. درروش دوم از تصفیه فلزات قراضه استفاده می شود که در آن این فرآیند مصرف انرژی کمتری دارد. آلیاژ آلومینیوم با توجه به خصوصیات مورد نظر، از قبیل استحکام، شکل پذیری و مقاوت نسبت به خوردگی طراحی و تولید می شود. برخی ازعناصری که به همراه آلومینیوم به عنوان عناصر آلیاژی مورد مصرف می شود عبارتند از مس، منگنز، سیلیکون، منیزیوم و روی. برخی از کاربردهای آلومینیوم عبارتند از ساختمان سازی، بسته بندی انعطاف پذیر و هم چنین مستحکم(فویل غذا- ظروف نوشابه)، حمل و نقل (اتومبیل، هواپیما، کشتی و واگن های ریلی). مقایسه خواص مکانیکی متالورژی پودر آلومینیوم نشان می دهد که این فلز مزیت بسیار خوبی به علت سبک بودن و پائین بودن دانسیته اش دارد. ازخصوصیات دیگر این ماده می توان به مقاومت نسبت به خوردگی، هدایت و خواص نهایی خوب آن اشاره کرد.
تیتانیوم
این ماده به عنوان نهمین عنصر فراوان در پوسته زمین و چهارمین عنصر فلزی فراوان محسوب می گردد. تیتانیوم استحکام خوبی دارد، وزن سبکی دارد و کارایی زیادی دارد. تولید با بیشترین نسبت استحکام به وزن را در بین فلزات دارد. این ماده در صنایع هواپیمایی، فرآیندهای شیمی و پتروشیمی، نفت و گاز، صنایع دریائی، زیست شناسی، کاربرد رایج تر آن در ساخت توپ گلف و کاشت ها و ایمپلنت های پژشکی است. با توجه به نسبت بالای استحکام به وزن آن و خواص قابل قبول آن امروزه تیتانیوم در طراحی های جدید سیستم های نظامی قابل حمل و نقل کاربرد یافته است. استرالیا بزرگترین تامین کننده این ماده به شکل مینرالی است. بیشترین معادن تیتانیوم به صورت پخش در نقاط مختلف وجود دارد و کمتر به صورت متمرکز در یک منطقه خاص یافت می شود. اما هنوز تولید آن مشکل و هزینه بر است و لذا برای کارهای تجاری مناسب نیست. یکی از بیشترین کاربردهای فلز تیتانیوم در موتور جت است که به دلیل استحکام بالای آن و وزن کم و مقاومت خوب آن در برابر خستگی است. آلیاژ تیتانیوم در بدن هواپیما و قالب های راکت های فضایی به دلیل سبکی وزن و پایداریش بکار می رود. در هر طراحی جدید می بینیم که میزان و درصد استفاده از تیتانیوم در هوا پیما افزایش یافته است. به عنوان مثال در هواپیما 4-f تیتانیوم از نظر درصد وزنی مورد مصرف قرار گرفت،اما هواپیمای مدرن تر 15-f درحدود 26 درصد و هواپیمای آینده که 22-f است در حدود 39 درصد تیتانیوم در خود جای داده است. هزینه استخراج و پروسسینگ برای قالب تولید تیتانیوم درحدود شش برابر قیمت تمام شده برای آلومینیوم ولی برای فولاد است. هم اکنون کارهای زیادی برای کاهش هزینه های استخراج، ذوب و فرآیند تولید تیتانیوم در حال انجام است که هم اکنون مطالعات برروی تکنولوژی تولید پودر برای ایجاد قطعه به صورت صنعتی درحال انجام است تا هزینه های مصرف انرژی را کاهش دهند. دانشگاه کمبریج روش جدیدی را ابداع کرده است که در این روش می توان دریک روز تیتانیوم بیشتری در مقایسه با یک هفته کار به صورت سنتی تهیه نمود و همچنین قیمت تمام شده به یک سوم هزینه های تولید کنونی کاهش می یابد.
سوپر آلیاژها :
اصطلاح سوپر آلیاژها برای اولین بار به فاصله کمی بعد از جنگ جهانی دوم برای گروهی از آلیاژهای فلزی بکار برده شد که برای استفاده در توربوشارژها و توربین های موتور هواپیما جهت کاربرد در دماهای بالا مورد استفاده قرار گرفتند. این مواد به خاطر خصوصیات دما بالایشان به عنوان مواد استراتژیک مهمی شناخته شده اند. سه گروه اصلی سوپرآلیاژها عبارتند از سوپرآلیاژهای برپایه نیکل، آهن و کبالت (عنصر اصلی موجود در آلیاژ). سوپر آلیاژها مزیت های زیادی دارند. این مواد هم استحکام بالایی دارند وهم اینکه دردماهای بالا قابلیت استفاده دارند. یک کاربرد نظامی سوپرآلیاژها درموتور هواپیماهای نظامی است که با توجه به نیروی خروجی موتور و دمای بالای کارکرد شرایط را برای آلیاژهای معمولی غیر قابل مصرف می سازد.
عناصر کمیاب
این هفده عنصر به خاک های کمیاب شهرت دارند. برخلاف نامشان این مواد در پوسته زمین فراوانند اما درهیچ کجای زمین به صورت متمرکز یافت نمی شوند. خاک های کمیاب خواص مختلف و زیادی از جمله هسته ای، متالوژی، شیمیایی، کاتالیتیکی، الکتریکی، مغناطیسی و اپتیکی دارند که این خصوصیات آنها را برای استفاده در کاربردهای High-tech و با تکنولوژی بالا مناسب می سازد.
متاسفانه استخراج این عناصراز دیگر مواد کاری بسیار پرهزینه و زمان بر است (که حتی برای تعدادی از این عناصر ممکن است به دو سال برسد) و این در حالی است که وجود مقدار کمی از این عناصر برای صنایع الکترونیک لازم و ضروری است.
در کاربردهای نظامی مثل سیستم های راهنمای اسلحه ها، نمایشگرهای کابین هواپیما و سیستم های آنتن رادار کاربرد این مواد مسلم است. تعدادی از خاک های کمیاب به دلیل خواص مغناطیسی و حرارتی شان بسیار کاربرد دارند و نقش اساسی در تکنولوژی ساخت قطعات مینیاتوری و کوچک ازمتیل موتورها، اجزای سرامیکی وتوربین های قدرتمند دارند. بیشترین میزان تولید این مواد درمیان کشورهای جهان در چین است که حدود 90 درصد تولید این مواد را به خود اختصاص داده است.
درصورت تکمیل شدن تحقیقات برروی این مواد شاهد خواهیم بود مشکلات موجود در صنعت تولید اتومبیل کاهش یافته، کارکرد اتومبیل ها افزایش یافته، سریع تر، کوچک تر و با تجهیزات نمایشگر الکترونیک پیشرفته تری عرضه خواهند شد.
کامپوزیت های پیشرفته
کامپوزیت درحقیقت ترکیب دو یا چند ماده با خصوصیات غیر مشابه است تا بتوان ماده جدیدی با خواص بهتر تهیه نمود. مواد کامپوزیتی که می شناسیم تنوع بسیار زیادی دارند واز چوب های لایه(پلی وود)، لعاب مینا برروی فلزات، صفحات کاغذی سخت شده با پلاستیک، بتون مسلح با فولاد، فایبرگلاس، تایر اتومبیل (لاستیک تقویت شده با شیشه، سرامیک و یا فلز) می توان به عنوان مثال های مواد کامپوزیتی روزمره نام برد. کامپوزیت ها به صورت پلاستیک های تقویت شده به صورت فیبر یا الیاف در زمینه پلیمری شناخته شده اند. این مواد کاربردهای زیادی در صنایع نظامی دارند. آنها می توانند عملکرد قطعه را افزایش داده و در سیستم های ماهواره ای، هواپیما وسایل نقلیه روی خشکی، کشتی، زیردریایی و .... کاربرد دارد. این مواد سبک وزن و با ساختار مستحکم باعث تقویت سرعت، بهبود مصرف سوخت، در علوم مختلف از جمله علوم هوایی دارد این مواد در مقابل خستگی و خوردگی و مقاوم بوده و دوام و ماندگاری قطعات را افزایش می دهند. هم اکنون تحقیقات وسیعی برای تجاری تر کردن و تهیه آسان تر این مواد در حال انجام است تا بتوان موادی با وزن کم و استحکام بالا برای کاربردهای ویژه نظیر انرژی محیطی، حمل و نقل ،ساختمان سازی و امنیتی و محافظتی تهیه نمود.
سرامیک های پیشرفته :
همانگونه که می دانید سرامیک ها و صنایع مرتبط با آن بسیار محدوده گسترده ای دارند و از مواد سفالی گرفته تا ترکیب سرامیک ها با فلزات و عناصر فلزی که برای بهبود خواص با یکدیگر ترکیب می شوند و سرامیک های الکتریکی، بیوسرامیک های مهندسی این محدوده ادامه دارد. الیاف سرامیکی یکی از مواد مهم در صنایع مختلف محسوب می شود و اکنون مشکل موجود هزینه بالای تولید این الیاف است که قیمت آن را بالا می برد. سرامیک های پیشرفته کاربردهای زیادی در صنایع تولیدی، ژنراتورهای برق، هوافضا، حمل و نقل، صنایع نظامی و هم چنین به عنوان سپرهای محافظتی از بدن دارند. از دهه 1990 و با شروع رشد در صنایع سرامیک های پیشرفته محصولات جدید زیادی به بازار آمده اند ولی می بایست کارهای بعدی برای کاهش قیمت بر روی آنها انجام شود تا با قیمت فلزات قابل مقایسه باشند. سرمایه گذاری بخش خصوصی با توجه به زمان بازگشت سرمایه این مواد چندان نمی تواند قابل توجیه باشد. سرامیک ها می توانند جزء موادی باشند که کارکرد سوخت و عملکرد آن را در موتورها بالا برده، مقاومت سایشی ترکیبات را افزایش دهند، وزن وسایل نقلیه و هواپیماها را کاهش داده و باعث افزایش راندمان در انواع ماشین آلات گردند.
خواص سرامیک ها :
مواد سرامیکی خواص ویژه ای از خود نشان می دهند به طوری که این امر موجب می گردد که جایگزین دیگری با مواد دیگر نداشته باشد وبنابراین نقش ویژه ای در تهیه انواع بیشماری از ادوات و تجهیزات بازی می کند. برای ایجاد یک خواص خوب و مناسب ودر نتیجه بکارگیری صحیح مواد سرامیکی دانستن اطلاعات درمورد رابطه بین خواص و ریزساختار مواد سرامیکی ضروری است. ریزساختار مواد بستگی زیادی به فرآیند تولید و روش تهیه دارد. سرامیک های پیشرفته امروز کاربردهای بسیار فراوانی دارند و امروزه سعی بر تولید مواد سرامیکی است که به شکل کامل تولید شده و بعد از تولید نیاز به ماشین کاری و در نتیجه تحمیل هزینه اضافی به سیستم حذف گردد.
مواد جدیدی که امروزه اهمیت ویژه ای برای تحقیق و توسعه این مواد در نظر گرفته می شوند در زمینه سرامیک به شرح زیر می باشند :
بیوسرامیک ها که تاثیر به سزایی در رشد صنعت پزشکی و بهبود وضعیت سلامتی جوامع انسانی داشته اند، مواد ساینده نظیر ابزار برش و چرخ های ساینده که کاربری آن در صنایع کاربردی فلزات و ... است. سرامیک های سخت و بسیار سخت (hard and Super hard ceramics ) موادی هستند که مطالعه بر روی آن ها بسیار پر اهمیت و البته هزینه بر است.
روش های مطالعه رفتار مواد در دماهای بالا، فیلترها، خوردگی مواد نیز نیاز به تقویت دارد. تجزیه SO و NO در فرآیند احتراق محصولات سرامیکی در دماهایی پائین از طریق احیای کاتالیتیک (Catalytic reduction ) مورد بررسی قرار گیرد.
اجزای سرامیکی برای هایپر فیلتراسیون (Hyper filtration ) گازی در اندازه مولکولی در مایع آب مناسب هستند. الکتروسرامیک ها کاربردهای بسیار متنوعی داشته و شامل سرامیک های با هدایت یونی (کاربرد در باتری ها و سنسورها )، عایق های الکتریکی، نیمه هادی ها و سوپرهادی ها می گردند.
سرامیک های فروالکتریک کاربردهای بسیار زیادی در خازن ها، سنسورها، سرامیک های پیزوالکتریک، اجزای الکترواپتیک ترمیتورها دارند که بسیار مورد توجه محققان هستند. سرامیک های فرو مغناطیس نقش اساسی در صنعت الکترونیک ایفا کرده و کاربرد آن در سیستم های ذخیره سازی، ارتباطات ماهواره ای، تلویزیون و سایر سیستم های الکترونیکی است.
اجزای کوچک شده الکتروسرامیک ها (Miniaturization ) موادی هستند که در آینده کاربردهای زیادی خواهند داشت.
خواص شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی مواد سرامیکی را بسیار متمایز کرده است. در زیر به نمونه هایی از کاربردهای جدید مواد سرامیکی اشاره می شود:
حمل و نقل :
کاتالیست ها موادی هستند که جهت پالایش گازهای آلاینده اتومبیل ها بکار برده می شوند. این مواد فوم مانند امروزه تولید شده اند اما فیلترهایی که برروی موتورهای دیزلی نصب می شوند هنوز نیاز به تحقیقات بیشتری دارد زیرا مشکل خوردگی در این سیستم ها وجود دارد.
ترمزهای یکپارچه و یا سرامیکی با الیاف کامپوزیتی برای کامیون ها، قطار، هواپیما و اتومبیل هنوز نیاز به تحقیق بیشتر از نظر طول عمر، هزینه تولید و کارایی دارد. استفاده از ترکیبات سرامیکی در دریچه های اطمینان،محفظه ها و کپسول ها اجزای چرخنده ماشین آلات توربوشارژ، رولرها و ... نمونه های دیگری از کاربرد این مواد است که به علت هزینه بالای آن وهم چنین مشکلات مربوط به قابلیت اطمینان به کارکرد این مواد به شدت محدود شده اند. ترکیباتی که برای ژنراتورهای توربین های گازی مورد استفاده قرار می گیرند امروزه تقویت شده اند و سلول های سوختی با کارکرد مناسب امروزه گسترش یافته اند.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
تولید انرژی:
جهت تولید انرژی عمدتاً از زغال سنگ، گاز یا سوخت هسته ای استفاده می شود. به علت رفتار ترمومکانیکی و شیمیایی دیرگدازها استفاده از زغال سنگ محدود شده است. تقویت سیستم توربین های احتراقی نیاز به بهبود کیفیت سرامیک هایی که در آن توربین ها مورد استفاده قرار گرفته اند، پوشش های محافظ حرارتی و هم چنین کاهش هزینه های تولید دارد. مشکل کاهش آلودگی های ناشی از مواد و امواج رادیواکتیو در مجتمع های تولید انرژی می بایست حل گردد. فاکتورهای زیست محیطی که شامل نوع و میزان مواد آلاینده است، ریسک سلامتی، درصد آلایندگی و روند آلودگی خاک، آب و هوا می بایست تحت کنترل قرار گیرد. الیاف، اکسید کرم و ذرات ریزدانه و... می توانند سرطان زا بوده و در نتیجه می بایست برای این مواد جایگزینی تهیه شود.
صنعت ساختمان : [ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
با توجه به اینکه صنعت ساختمان تاثیر زیادی بر زندگی مردم دارد درنتیجه مواد سرامیکی در این بین تاثیرگذار هستند. این مواد شامل انواع سیمان، بتن، گچ، کاشی و آجر می گردد. سرامیک های سنتی هم اکنون دراین صنعت مورد استفاده قرار می گیرند ولی به علت کم بودن تحقیقات پیشرفته بیشتر در این زمینه نیازمند صرف هزینه و دقت بیشتری است. امروزه تحقیقات بر روی مواد لازم جهت مرمت آثار باستانی و مقبره های قدیمی و ... در حال توسعه است.
تهیه پودر:
تهیه پودر نیازمند مطالعات تکمیلی بیشتری در زمینه فرآیند شکل دهی و افزایش دانسیته قطعات است. برخی از روش های شکل دهی مانند پرس کردن، ریخته گری دوغابی و ریخته گری نواری کاملا شناخته شده اند. زینترینگ بسیار مورد مطالعه قرار گرفته است و مکانیزم های آن در سرامیک ها مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل سازی اختلاف دانسیته در هنگام فرآیند پرس و انقباض ناشی از زینترینگ می بایست برای محاسبه قطعات قبل از تولید مورد توجه قرار گیرد. قالبگیری تزریقی یکی از روش هایی است که هزینه های تولید را پائین آورده اما به علت استفاده از مواد ارگانیک می بایست که از سیستم خارج شوند باید دقت لازم مبذول گردد.
بیوسرامیک ها
امروزه ایمپلنت های مورد استفاده در ارتوپدی به طور متوسط طول عمری در حدود 10 تا 15 سال دارند که بیشتر کاهش طول عمر این مواد به علت تجزیه است، که این امر به دلیل پوشش های پلی اتیلن فلزات و سرامیک ها ( آلومینا – اتیریا و زیرکونیای پایدار شده) است. سعی بر این است که عمر متوسط قطعات به بیش از سی سال افزایش یابد که نیازمند ایجاد پوشش های جدید سرامیکی برای قسمت های مختلف است. همچنین باید قابلیت اعتماد به این قطعات سرامیکی افزایش یابد. سعی بر این است که با کنترل شرایط ریزساختاری (کلوئیدی و سل ژل) با کنترل مواد پایه آلومینایی و زیرکونیایی مقاومت در برابر ترک و پایداری را افزایش داد.
متالورژی پودر:
صنعت متالوژی پودر، صنعتی است که در آن با استفاده از فشار بالا، پودر فلزات را تبدیل به قطعات و اجزایی می کنیم که از روش های دیگر معمول، تولید آن امکان پذیر نمی باشد. قطعات متالورژی پودر می توانند از فلزات آهن، آلومینیوم، مس، نیکل، تیتانیوم، پلاتین، منیزیوم، استرانسیوم عناصر کمیاب و مواد دیگر تهیه شوند. در صنعت متالورژی پودر از قطعات تکه تکه شده فلزات استفاده نمی کنند بلکه از پودرهای فلزات که توسط روش های بمباران اتمی، یا ریزسازی فلز ذوب شده، احیاء اکسیدها، الکترولیز(تجزیه بوسیله جریان برق) و احیای شیمیایی تهیه می شوند. خواص بسیار نامحدودی برای قطعات متالورژی پودر حاصل می گردد به طوری که استحکام بالاتر، دانسیته تقویت شده و گزینه های مقصد دیگری نسبت به تهیه فلزات به صورت سنتی دراین روش حاصل می گردد.
قطعات متالورژی پودر رشد زیادی در صنایع خودرو و هواپیما داشته است. متور هواپیما بیش از 4500 پوند از قطعات سوپر آلیاژهای تهیه شده به روش متالورژی پودر را در خود جای داده است.
خواص قطعات متالورژی پودر بسیار برای صنایع هواپیمایی مهم است زیرا این قطعات در دماهای بالای بکاررفته و تلورانس و تحمل بالایی از خود نشان می دهند
سیستم های میکرو الکترومکانیک (MEMS )
ادغام ترکیبات برای تولید سیستم
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
امروزه استفاده از مواد با ابعاد میکرونی و ادغام ترکیبات مختلف این مواد، ما را قادر ساخته تا موادی تهیه کنیم که در حقیقت تقویت شده از لحاظ مکانیکی هستند.
ادغام سنسورها و پردازشگرها به ما این امکان را می دهد که قطعه ای را تهیه کنیم به عنوان مثال سنسور نقش چشم و دست را بازی کرده و پردازشگر نقش مغز سیستم را به عهده داشته باشد. این سیستم ها توانایی های زیادی در زمینه های مختلف همانند فعالیت در سیستم های مغناطیسی، اپتیکی، شیمیایی، بیولوژی، حرارتی و مکانیکی را دارا هستند. این موادها برای تولید، قطعات و سیستم های هوشمند بکار برده می شوند.
کاربرد مواد MEMS با سنسور فعال کننده کیسه هوا در اتومبیل رشد پیدا کرد و اندازه کوچک قطعات MEMS و هزینه پائین تولید آن ها، این مواد را تبدیل به موادی مناسب برای نوآوری های جدید نمود. با توجه به پتانسیل بالای این مواد جهت صنایع نظامی پروژه های بسیار زیادی دراین زمینه در کشورهای مترقی چون ایالات متحده آمریکا در حال انجام است. این سیستم ها شامل سیستم های مادون قرمز (infra red ) رایج در انواع گوشی های تلفن همراه، سنسورهای بیولوژیکی و شیمیایی می شود.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
مقدمه: شیشه همانند دیگر مواد سرامیکی ماده ای ترد و شکننده است و در نتیجه استخکام خمشی و کششی آن کم است. هنگامی که این ماده بر اثر ضربه، فشار و یا اختلاف و گرادیان حرارتی در سطح و قسمت های داخلی شیشه ترک برداشته و می شکند به قطعات تیز و برنده ای تبدیل می گردد که بسیار خطرناک می باشند. تمپر کردن در حقیقت روشی است که در این روش همانند آنیلینگ با استفاده از حرارت دادن شیشه و سردکردن کنترلی آن می توان به افزایش استحکام شیشه کمک نمود و هم چنین از تبدیل شیشه به قطعات ریز تیز و برنده جلوگیری نمود.
شیشه تمپر شده استحکامی در حدود دو برابر و یا بیشتر از شیشه های آنیل شده دارد. این شیشه ها پس از شکست به ذرات بسیار ریزی تبدیل می شود که خطرات ناشی از مجروح شدن را کاهش می دهد. کاربرد شیشه های تمپر شده: شیشه نمای سردر، درب های شیشه ای، ورودی ساختمان ها، حمام، حصارهای شیشه ای و کلاً مواردی که نیاز به استحکام بالا و خواص محافظتی دارد.
روش های تمپرینگ:
روش حرارتی:
در این روش یک شیشه آنیل شده؛ تا 680 درجه سانتیگراد حرارت داده شده و به یکباره سرد می شود. اگر سرعت سردکردن بالا باشد، شیشه تا چهار برابر استحکام شیشه های آنیل شده مستحکم می شود و به هنگام شکست به ذرات بسیار ریز تبدیل می گردد. اگر سرعت کردن کمی آرام تر باشد افزایش استحکام تا دو برابر استحکام اولیه خواهد رسید.
روش شیمیایی:
در این روش شیشه درون محلول شیمیایی قرار داده شده تا استحکام مکانیکی آن افزایش یابد. شیشه هایی که تمپر شیمیایی شده اند، خواص مشابهی با تمپر حرارتی دارند اما این نوع شیشه ها کاربردهایی در شیشه های پنجره ندارد ولیکن در صنعت و در جایی که نیاز به شیشه های مستحکم نازک باشد مورد مصرف قرار می گیرد.
فرآیند تمپرینگ:
پروسه و فرآیند تپمرینگ شیشه های معمولی سودالایم بسیار ساده است. برای این کار می بایست شیشه را به صورت یکسان در تمامی نقاط آن تا بالای نقطه نرم شوندگی آن حرارت داد به طوری که شیشه حالت تخت خود را از دست ندهد. پس از حرارت دهی می بایست شیشه سرد شده و این سرد کردن باید به طور یکسان در سطوح بالایی و پایینی صورت گیرد. در این مرحله دمای سطح شیشه نسبت به دمای داخل شیشه کمتر خواهد بود و با توجه به اینکه شیشه تا زیر نقطه نرم شوندگی آن سرد شده است، شیشه به جامدی سخت تبدیل شده است. با سرد کردن بدنه، هنگامی که بدنه شیشه تبدیل به جامد می گردد، قسمت های داخلی شیشه دمای بالاتری نسبت به سطح شیشه دارند و این موضوع موجب می گردد که قسمت های داخلی نسبت به بیرون تحت انقباض قرار بگیرند. این موضوع موجب ایجاد فشار بر سطح و در نتیجه افزایش استحکام شیشه می گردد.
از نظر علمی می دانیم که نقطه نرم شوندگی شیشه در حدود 550 درجه سانتیگراد است. در زیر این دما ما می دانیم که شیشه کاملاً حالت جامد دارد و در بالای این دما حالت شیشه تبدیل به حالت پلاستیک می گردد. اگر در این حالت ما افزایش 9 درجه ای در دما را داشته باشیم شاهد خواهیم بود که ویسکوزیته شیشه نصف می گردد و به راحتی قابلیت شکل دادن پیدا می کند.
برای اینکه به بیشترین سطح تنش (منظورایجاد تنش فشاری در سطح است) در شیشه دست یابیم و در نتیجه عملیات تمپرینگ تحت شرائط استاندارد صورت پذیرد، در هنگامی که ما به سرد کردن شیشه از بالای نقطه نرم شوندگی آن به دمای محیط مشغول هستیم نیاز به ایجاد اختلاف دمایی در حدود 100 تا 170 درجه سانتیگراد بین سطح و قسمت های داخلی شیشه است. (این میزان بسته به استاندارد متفاوت است). در شیشه هایی که ضریب انبساط حرارتی کمی دارند، همانند شیشه های بوروسیلیکات (پیرکس)، سخت شیشه از طریق حرارتی دشوار است.
شکل 1، تفاوت دمایی و تنش های زودگذر را در شیشه در طول فرآیند تمپرینگ نشان می دهد.
در فرآیند تمپرینگ در زمان های مختلف چه اتفاقاتی می افتد؟
ثانیه صفر- شیشه وارد کوره نشده است و در نتیجه هنوز بر شیشه هیچ تنشی وارد نمی گردد.
ثانیه 20 – شیشه در درون کوره قرار گرفته و در نتیجه انبساط سطح بر اثر حرارت موجب فشار می گردد.
ثانیه 70 - در این حالت اندک اندک اختلاف دمایی که بین سطح و داخل در ابتدا وجود داشت رو به کاهش می گذارد.
ثانیه 140 – شیشه در بالای نقطه نرم شوندگی خود قرار گرفته است و مشاهده می شود که هیچ تنشی بر شیشه وارد نمی گردد.
ثانیه 160 – شیشه کوینچ می شود.
ثانیه 165 – کوینچ شیشه یه پایان می رسد و کشش کمی در سطح مشاهده می شود.
ثانیه 175 – سرعت سردکردن بالاست و در نتیجه در سطح کشش مشاهده می شود.
ثانیه 230 – دمای نرمالیزاسیون – در این مرحله تنش های نرمال ایجاد می گردد.
ثانیه 320 – شیشه تمپر شده است.
برای یک شیشه 4 میلیمتری و استفاده از کوینچ توسط جریان هوا مطابق استاندارد، نیاز به حدود 5 ثانیه برای ایجاد اختلاف 170 درجه ای بین سطح و قسمت های داخلی شیشه می باشد و قسمت های داخلی شیشه در این مرحله با سرعتی در حدود 12 درجه سانتیگراد بر ثانیه شروع به سرد شدن می کنند. اگر قبل از اینکه مرکز شیشه سخت گردد (565 درجه سانتیگراد)، می خواهیم که به اختلاف دمایی مورد نظر دست یابیم، با توجه به پنج ثانیه زمان سردکردن با سرعت سرد کردن 12 درجه سانتیگراد بر ثانیه (60 درجه سانتیگراد)، می بایست از دمای 625 درجه سانتیگراد آغاز کنیم.
هرچقدر به دماهای بالای 625 درجه سانتیگراد برویم زمان بیشتری برای رسیدن به اختلاف دمایی مورد نظر وجود دارد و در نتیجه نیاز به جریان هوای کمتری برای سرد کردن است. اما مشکل اینجاست که هرچه دما بالاتر می رود شیشه نرم تر می گردد و هم چنین خصوصیت اپتیکی شیشه نیز کاهش می یابد. در زیر 625 درجه سانتیگراد شیشه سفت تر و مستحکم تر است و خصوصیات اپتیکی مناسب تر است، اما زمان کمی داریم و در نتیجه باید از هوای بیشتری برای کوینچ استفاده کنیم تا به اختلاف دمایی مورد نظر دست یابیم. این سرد کردن سریع تر موجب ایجاد تنش های ناپایدار بیشتری در شیشه شده و کیفیت استحکامی شیشه را بهبود می بخشد اما مشکل اینجاست که ممکن است موجب شکسته شدن شیشه بر اثر تنش های وارده بر شیشه در حین کوینچ گردد.
برای دستیابی به دمای برون رفت کوره (Texit)، می بایست دمای کوره را در 625 درجه سانتیگراد تنظیم نمود و شیشه را برای چند ساعت در کوره قرار داد و باید اطمینان حاصل نمود که دمای کوره در این زمان تغییر نمی کند. اما شرایط هیچ گاه به این صورت نمی باشد و بنابراین دمای کوره را بالا می بریم و زمان ماندن در آن دما را کاهش می دهیم. حال با در نظر گرفتن فرمول زیر می توانیم زمان مورد نظر را محاسبه نماییم:
Texit=((TFurnace-Tambient)(1-e-k) + Tambient)/17.5
ضخامت شیشه / زمان ماندن در کوره برحسب ثانیه K=
اگر شرایط حرارتی در سیستم ثابت باشد مقدار 5/17 در فرمول بالا به 2/11 تبدیل می گردد.
حال بسته به زمان ماندن در کوره و شرایط دیگر این میزان سنجیده می شود. هرچقدر دمای برون رفت شیشه با دمای کوره نزدیک تر باشد حرارت دهی کوره آرام تر صورت می پذیرد و در نتیجه یکسانی دمایی بیشتری در شیشه ایجاد می گردد.
کوره های مورد استفاده تمپرینگ:
کوره های تمپرینگ از نوع کوره های رولری بوده و رولرهای آن می تواد از نوع فیوز سیلیکا انتخاب گردند. استفاده از رولرهای فیوز سیلیکای توخالی برای کوره های تمپرینگ مزیت هایی دارد که در زیر آورده شده است:
استحکام مکانیکی مناسب
مقاومت به شوک حرارتی بسیار خوب و حالت هموژن و یکدست سیلیکا
مقاومت شیمیایی بالای آن و عدم واکنش آن با شیشه در طول فرآیند تمپرینگ
ذخیره سازی حرارتی کم آن و در نتیجه کاهش زمان افزایش دما در آن
وزن کم آن و در نتیجه آسانی شریط نگهداری
قابلیت استفاده تا دمای 800 درجه سانتیگراد
باتوجه به اینکه مقداری از حرارت از طریق تشعشع به سیستم منتقل می گردد در شیشه های مختلف، زمان حرارت دهی متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال در شیشه های کم گسیل با توجه به اینکه تابش گرمایی به دلیل وجود لایه های پوششی به خوبی انجام نمی گیرد، زمان حرارت دهی افزایش می یابد. در سیستم های حرارتی FCH با توجه به اینکه انتقال حرارتی به وسیله همرفت یا جابجایی به میزان زیادی صورت می گیرد زمان گرمادهی از حدود 40 ثانیه برای هر میلیمتر ضخامت شیشه به حدود 33 تا 30 ثانیه برای هر میلیمتر کاهش می یابد.
شکل 2- منحنی گرمادهی برای شیشه های شفاف و کم گسیل در دو نوع کوره اشاره را نشان می دهد.
شکل 3- نمایش یک سیکل کامل تمپرینگ.
هنگامی که یک شیشه در کوره قرار داده می شود، در ابتدا دمای قسمت های مرکزی شیشه از قسمت های سطح شیشه پایین تر است و موجب می شود که سطح شیشه تحت فشار قرار بگیرد (در این حالت تنش ایجادی همانند شیشه های تمپرشده است) و در نتیجه شیشه بسیار مستحکم است. در شیشه های ضخیم (ضخامت بیش از 10 میلیمتر)، تنش ایجاد شده در حین عملیات تمپرینگ زیاد شده و اگر درز و یا ترکی در شیشه وجود داشته باشد شیشه ممکن است بشکند و اگر این اتفاق بیفتد شیشه به به قطعات بسیار ریزی تبدیل می گردد.
هنگامی که شیشه در دمای بالای نقطه نرم شوندگی اش حرارت می بیند، حالت پلاستیک در آن اتفاق می افتد و تنش های موجود در شیشه آزاد می گردد. اگر دمای حرارت دهی شیشه به دماهای بسیار بالاتر از نقطه نرم شوندگی اش برسد، شیشه بسیار نرم شده و در نتیجه گوشه ها و لبه های آن خم می شود و در نتیجه شیشه ما در نهایت یک شیشه موج دار خواهد بود. هم چنین اگر رولرها به خوبی هم مرکز نشده باشند، این موضوع نیز باعث توزیع موج در شیشه می گردد.
هنگامی که شیشه وارد مرحله کوینچ می شود، سطح شیشه به سرعت سرد می شود اما قسمت های داخلی شیشه حرارت خود را آرام تر از سطح خارج می کنند. برآیند تفاوت حرارتی در سرد کردن شیشه است که میزان تنش نهایی در شیشه را مشخص می کند.
ایجاد اختلاف دمایی بین سطح و مرکز شیشه در شیشه های ضخیم، قیل از اینکه شیشه سخت شود آسان است و در نتیجه می توان شیشه را در دماهای پایین تر از کوره خارج نمود. هم چنین فشار هوای لازم برای کوینچ در این شیشه ها نسبت به شیشه های نازک، به مراتب کم تر است. این به این معنی است که فشار هوای سردکردن، که موجب رسیدن دمای شیه به دمای اطاق می گردد بسیار بیشتر از فشار هوای کوینچ است. اگر فشار هوای کوینچ به اندازه فشار هوای سرد کردن افزایش یابد؛ تنش های کششی زیادی در سطح ایجاد می شود که ممکن است موجب ایجاد ترک در قطعات شیشه ای در حین سرمایش گردد.
از چه میزان فشار هوا باید در کوینچ استفاده نمود؟
موارد زیر همگی بر روی این موضوع تاثیرگذارند:
طراحی محفظه نازل پاشش هوای کوینچ، دانسیته شیشه، دانسیته و دمای هوای پاشش.
در حقیقت کار سیستم فشار هوای کوینچ به این صورت است که مقداری هوای سرد را برحسب کیلوگرم بر ثانیه بر روی شیشه می پاشد و موجب خروج گرما از شیشه شده و هم چنین با جایگزینی هوای گرم با هوای سرد و تازه بازدهی سیستم را افزایش دهد. مقدار انرژی که از شیشه خارج می شود به ضریب انتقال حرارتی مشهور است. در سیستم های قدیمی کوینچ نیاز به حدود 97/6 کیلوپاسکال (28 Inch water column)برای تمپر شیشه 4 میلیمتری بود. بازده سیستم های امروزی بهبود یافته و این میزان به حدود 73/3 کیلوپاسکال (15 Inch water column)رسیده است. با افزایش ضخامت شیشه میزان فشار هوای مورد نیاز کاهش می یابد.
در کوینچ استاندارد برای شیشه های با ضخامت بیش از 4 میلیمتر میزان فشار هوای مورد نیاز به شرح زیر است:
شیشه 5 میلیمتری: 28*(4/5)^3=14.34 in wg
شیشه 6 میلیمتری: 28*(4/6)^3=8.29 in wg
شیشه 10 میلیمتری: 28*(4/10)^3=1.79 in wg
شیشه 15 میلیمتری: 28*(4/15)^3=0.53 in wg
در کوینچ با بازدهی برای شیشه های با ضخامت بیش از 4 میلیمتر میزان فشار هوای مورد نیاز به شرح زیر است:
شیشه 5 میلیمتری: 15*(4/5)^3=7.68 in wg
شیشه 6 میلیمتری: 15*(4/6)^3=4.4 in wg
شیشه 10 میلیمتری: 15*(4/10)^3=0.96 in wg
شیشه 15 میلیمتری: 15*(4/15)^3=0.28 in wg
ثابت کوینچ (Qc) می تواند طبق فرمول زیر محاسبه شود:
Qc = P * (a)^3 e.g. 28 * 4^3 = 1792
P فشار و a ضخامت شیشه است.
محاسبه فشار برای شیشه های دیگر ساده است:
Qc/a e.g. 1792/10^3 = 1.79 in wg
همانگونه که اشاره شد دانسیته شیشه بر روی میزان خروج حرارت از شیشه تاثیرگذار است. دانسیته هوا در حالت استاندارد در یک روز با 15 درجه سانتیگراد دما، 1013 میلی بار می باشد که برابر 224/1 کیلوگرم بر مترمکعب می باشد که هم دما و هم فشار هوا بر دانسیته تاثیر می گذارد.
دانسیته در صفر درجه سانتیگراد= دانسیته در 15 درجه سانتگراد * (15+273)/ (0+273) با افزایشی در حدود 5/5 درصد
هم چنین فشار هوای جوی اعم از کم فشار و پرفشار نیز بر روی دانسیته هوا تاثیرگذار است:
در یک روز پرفشار:
دانسیته در 1040 میلی بار = دانسیته در 1013 میلی بار * 1040 / 1013 با افزایشی در حدود 7/2 درصد
بنابراین میزان سرعت فن سیستم بسته به پرفشار بودن و کم فشار بودن هوا می بایست کم و یا زیاد گردد تا میزان نهایی جریان هوایی که به شیشه برای سرد کردن آن دمیده می شود در هر دو حالت یکسان بماند
[ليزر آخرين و پيشرفته ترين منبع نوری ماست . کلمه ليزر از حروف اول کلمات Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation گرفته شده است
به عبارت بهتر ليزر تشعشع توليد شده توسط تقويت کننده های نوری ميباشد که در طيف های مختلف از مادون قرمز تا فوق بنفش آن در پزشکی کاربرد دارد. نور ليزر مادون قرمز و فوق بنفش را با چشم نميتوان ديد. ليزر منبع نوری است که نور بينهايت خالص توليد ميکند . درنور خالص بجای طيفی از طول موجها ، فقط يک طول موج داريم . اگر منشوری را جلوی يک منبع نور معمولی نگه داريم شما ميتوانيد طيفی از رنگها (قرمز-نارنجی-زرد-سبز-آبی-نيلی-بنفش) را که از طرف ديگر منشور خارج ميشود مشاهده نماييد در حاليکه اگر اين منشور را در مقابل نور ليزر بگيريم همان رنگی که وارد منشور ميشود از طرف ديگرش خارج ميشود و ديگر طيفی از نور مشاهده نخواهد شد.
از مشخصات ديگر نور ليزر همدوسی آن است که در نور معمولی وجود ندارد . در دو شکل زير ،شکل سمت چپ نور معمولی است ولی شکل سمت راست نور ليزر است. همانگونه که مشاهده ميکنيد امواج نور معمولی درهم وبرهم است ولی امواج نور ليزربا هم بالا و پايين ميروند . به اين خاصيت نور ليزر همدوسی يا کوهرنسی ميگويند.[
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
انواع مختلفی از ليزرهای پزشکی وجود دارند . دو گروه اصلی آنها عبارتند از :
ليزرهای پر قدرت/High Power Lasers: برای بريدن ، لخته کردن و بخار کردن بافت استفاده ميشوند . به اين نوع ليزر اغلب ليزر جراحی ميگويند چون از آن ميتوان بجای تيغ جراحی استفاده نمود.
ليزرهای کم توانLow Level Lasers: از آن ميتوان در تحريک فرآيند های سلولی استفاده نمود. از اين نوع ليزر به عنوان ليزرهای تحريک زيستیيا ليزرهای با توان کم نيز نام برده ميشود .اثرات زيستی آنها مثل ليزرهای جراحی گرمايی نيست .
ليزيك يك شكل جديد جراحي ليزري است كه قادر است طيف وسيعي از نزديک بيني (و آستيگماتيسم و دوربيني) را اصلاح كند. در اين فرم عمل بهبود ديد سريع بوده و ناراحتيهاي پس از عمل كمتر ميشود. در اين عمل در ابتدا يك لايه با ضخامت حدودا" 160 ميكرون از سطح قرنيه برداشته ميشود و سپس توسط ليزر اكسايمر كه با كامپيوتر كنترل ميشود تراش قرنيه متناسب با شماره عينك صورت ميگيرد.
چه مدت است كه ليزيك انجام ميشود؟
اولين نمونه هاي مشابه اين عمل (كراتوميليوزيس) روي انسان در سال 1963 انجام شد. اين روش به تدريج پيشرفت و بهبود پيدا كرده است. ليزر اكسايمر بيش از 20 سال است كه براي مورد استفاده قرار مي گيرد. جراحان چشم بيش از30 سال است كه توانسته اند لايه نازك از قرنيه را بردارند. اين دو روش (برداشتن يك لايه نازك و انجام ليزر زير آن) در سال 1991 با هم تركيب شده و يك شكل جديدي از عمل جراحي انكساري به نام ليزيك پديد آمد. اغلب تجربيات با ليزيك در خارج از آمريكا انجام شده است.
كلينيك نور از سال 1373 انجام اعمال جراحي ليزر و از نيمه دوم سال1374 عمل ليزيك را براي اولين بار در ايران و خاور ميانه آغاز كرد.
براي انتخاب روش مناسب اصلاح ديد اعم از عينك، كنتاكت لنز و يا روش هاي جراحي، بهتر است ابتدا با ساختمان و عملكرد چشم آشنا شويد. عمل اصلي چشم متمركز كردن نور بر روي پرده شبكيه است. هنگاميكه چشم توانايي انجام اين كار را نداشته باشد، نياز به عينك يا كنتاكت لنز (لنز تماسي) پيدا خواهيد كرد. نور از طريق قرنيه كه همان قسمت شفاف جلويي چشم است وارد چشم شده و پس از عبور از عدسي چشم كه با دقت بيشتري نور را بر روي شبكيه متمركز ميكند، به پرده شبكيه ميرسد. پرده شبكيه كه در پشت چشم واقع شده است، همانند فيلم عكاسي دوربين عمل نموده و نور را به امواج الكتريكي تبديل ميكند. اين امواج توسط عصب چشم به مغز هدايت ميشود. بنابراين براي واضح ديدن، پيش از همه چيز لازم است نور بر روي شبكيه متمركز شود. توضيح مختصري درباره قسمتهاي مختلف چشم، به درك بهتر روشهاي مختلف اصلاح ديد كمك خواهد كرد.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
قرنيه
قرنيه در واقع مقطعي از يك كره يا يك جسم بيضوي است كه از وراي آن قسمت رنگي چشم (عنبيه) ديده ميشود. اعمال جراحي ليزر و ليزيك براي اصلاح شماره عينك، بر روي اين قسمت از چشم انجام ميگيرد
عنبيه و مردمكعنبه قسمت رنگي چشم است كه به رنگهاي مختلف مانند آبي، سبز، قهوهاي، عسلي و ... ميباشد. عمل اصلي عنبيه كنترل اندازه مردمك بوده و همانند ديافراگم در دوربين عكاسي، كنترل ميزان نور ورودي به داخل چشم است، بطوريكه روزها كه نور محيط بيشتر است، مردمك كوچكتر و بالعكس شبها بزرگتر ميشود
چشم
ساختمان شفافي است كه در پشت مردمك واقع شده است. عمل اصلي عدسي متمركز نمودن دقيق نور بر روي شبكيه بويژه در هنگام مطالعه است كه با تغيير شكل عدسي صورت ميگيرد. از سن 45-40 سالگي به بعد, تغيير شكل عدسي كمتر صورت گرفته و ميزان تطابق براي مطالعه كردن و كارهاي نزديك كمتر ميگردد
چشم
]عصب چشم تصاوير دريافتي را بصورت امواج الكتريكي از شبكيه به مغز انتقال ميدهد
زجاجيه]ماده ژله مانند شفافي است كه محوطه داخل چشم را پر ميكند و به چشم شكل كروي ميدهد. با افزايش سن تغييراتي در اين ژل به وقوع ميپيوندد كه بصورت اشكال متحركي شبيه مو, نقاط سياه رنگ يا بال مگس (كه اصطلاحا مگس پران ناميده ميشود) در ميدان بينايي بنظر ميآيد و بويژه هنگام نگاه به يك زمينه يك دست و روشن بيشتر جلب توجه ميكندقسمت سفيدي چشم است كه باعث استحكام و محافظت چشم ميگردد
نور چهار مشخصه اصلی دارد :
الف- طول موج (wave length): فاصله بين دو نقطه يکسان موج مي باشد که مشخص کننده رنگ موج است. با تعيين رنگ، انرژی و طول موج می توان يک موج را نسبت به ديگر موج ها سنجيد. به عنوان مثال طول موج های کوتاه در طيف مرئی در ناحيه بين آبی و فوق بنفش قرار می گيرد در حاليکه رنگ قرمز دارای طول موج های بلندتری می باشد. فاصله بين اين قله های موج آن چنان کوچک است که واحد آن را نانومتر (ده به توان منفي نه ) يا ميکرون (ده به توان منفي شش ) قرار داده اند.
تشعشع الکترومغناطيسي طيف طولاني از طول موج هاي بلند راديويي تا طول موج هاي کوتاه اشعه ايکس را شامل مي شود.
ب- فرکانس (Frequency): فرکانس موج تعداد موج هاي عبور کرده از يک نقطه در يک فاصله زماني مشخص مي باشد . واحد آن سيکل بر ثانيه يا هرتز Hz مي باشد. فرکانس و طول موج به سرعت موج وابسته اند.
طول موج هاي بلند تر از قبيل نور قرمز در فرکانس هاي پايين تراز نور آبي قرار دارند ولي فرکانس در کل خيلي بالا است ( ده به توان چهارده هرتز ).
ب - سرعت (Velocity) : سرعت موج تعيين کننده تندي عبور موج از يک محیط مشخص می باشد. به عنوان مثال سرعت عبور نور در خلاء سيصد هزار کيلو متر در ثانيه مي باشد. سرعت در محيط هايي مثل شيشه يا آب کاهش مي يابد.
ت- دامنه (Amplitude ) : دامنه يا شدت موج با ارتفاع يا بلندي (height ) ميدان الکتريکي يا مغناطيسي مشخص ميشود.
از آنجا که نور داراي ميدان الکتريکي و مغناطيسي مي باشد اين ميدانها با ماده بر هم کنش نشان می دهند . ميدان مهم ميدان الکتريکي است چون با الکترونهاي کوچک که در ترکيبات مواد شرکت دارند بر هم کنش دارد. اين الکترونها همصدا وهماهنگ باموج نور وارده نوسان مي نمايند و مي توانند تأثير يا تغيير در عبور نور از ميان يک ماده به چند طريق انجام دهند.
1- پخش کردن (Scsttering ) موج نور از مسير اصلي منحرف ميشود.
2- انعکاس (Reflection ) موج به داخل محيطي خارج از ماده برميگردد.
3- انتقال (Transmission ) موج از ماده با کمترين تغيير شدت عبور مي نمايد.
4- جذب (Absorption ) مهمترين پروسه در خيلي جاها جذب مي باشد که انرژي موج نور در ماده باقي مي ماند. مقدار زيادي از انرژي باعث ايجاد حرارت و تغيير در خواص ماده مي شود.
شدت نور ليزر به حدی است که می تواند باعث تبخير مواد و ايجاد تغييرات غير قابل برگشت شود. اشعه ليزر مي تواند به نقطه هايي با اندازه های مختلف تنظيم (فوکوس ) شود و به همين صورت توليد شدت های مختلف نور را مي کند.
حفره ليزر : ( Cavity)يک حفره ليزر با مجموعه ای از آينه ها تعريف مي شود که امواج نور را در محيط ليزر به جلو و عقب مي فرستد. آينه عقب معمولأ کاملأ منعکس مي کند در حاليکه آينه جلو به مقدار کمي از نور ليزر اجازه عبور مي دهد. آينه ها بايد دقيقاً تنظيم شده و بطور مطمئني بسته شوند.
توان يا پاور دنسيتي(power density )يک تشعشع ، توان نور ليزر بر واحد سطح با واحد وات بر سانتي متر مربع ( Watt/ Cm2 ) است.
مساحت نقطه نور و توان ليزر مشخص کننده Power density مي باشد.
انرژی : معرف کل انرژی نور مي باشد و واحد آن ژول است . يک ژول برابر با يک وات برای مدت يک ثانيه مي باشد. قدرت ليزر با انرژی تقسيم بر زمان ( يا طول مدت يک پالس ) رابطه دارد. Fluence سرعت انتقال انرژی را تعيين مي کند. به عنوان مثال ، 100 ژول را مي توان در 1 ثانيه با 100 وات و يا در 100 ثانيه با 1 وات منتقل نمود.
اندازه نقطه (Spot Size ) : اندازه نقطه ليزر يکي از دو فاکتور کنترل power density مي باشد.اندازه نقطه با موارد زير مشخص مي شود.
1- فاصله کانوني لنز فوکوس کننده.
2- طول موج ليزر
3- نوع ليزر
نوع ليزر از روی حفره ليزر ( laser cavity ) مشخص مي شود و نشان دهنده توزيع توان ليزر در يک نقطه مي باشد.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
تصاویر تزیینی است
Billie Mitchell هرگز قصد نشان دادن اثر خود را در دنياي سفال نداشت. ده سال قبل حتي خواب اين را هم نمي ديد كه پيكره ها و مجسمه هاي يكتا و بي همتايي بسازد كه در نمايشگاه هاي هنري در طول جنوب مردم را متحير سازد. تاكنون آن است كارهايي كه او بطور كامل انجام مي دهد و موفقيت هاي او به عنوان سفال گر تمام وقت اثرات او را در مسابقات هنري به صورت يكپارچه در مي آورد.
محل تولد فلينت, ميشيگان, 1950, Mitchell هرگز مانند بچه ها از [اثرات] هنري شگفت زده نمي شد. حتي وقتي كه به فونيكس, آريزونا رفتند, هنگامي كه در كلاس سوم بود او نتوانست استعدادي را كه دارد تشخيص دهد. به هر حال او از آينده خود به عنوان يك هنرمند اطلاعي نداشت و بي اختيار فرهنگ جنوب غربي او را تحت تاثير قرار داد كه منجر به ارائه كارهاي بعدي او شد. در دوران نوجواني و در سال 1986 كه به اورلاندو, فلوريدا رفت, اولين كلاس هاي هنري خود را گرفت. هنوز استعداد واقعي او به منصه ظهور نرسيده بود.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
تصاویر تزیینی است
Mitchell به طور تفريحي كار مي كرد و و در دنياي هنر, تنها تعداد كمي كلاس هنر در كالج انجمن محلي گذراند و و نقاشي با آبرنگ و رنگ روغن را فرا گرفت. بعد از وقفه اي كوتاه, Mitchell در نهايت در كلاس هاي سفال گري محلي Patty Caldwell شركت كرد. به قصد شناسايي خود, سفال گر غير حرفه اي اقدام به برگزاري كلاس و[هم چنين] فروشگاه از [كارهاي] هنرمندان سفالگر مشهور شامل, Lana Wilson, Charlie Riggs و Vince Pitelka كرد. او دريافت كه با رفتن به مسافرت و يا [مراجعه به آثار افراد] حرفه اي كه او آنها را تحسين مي كرد مي تواند تكنيك ويژه خود را دوست داشتني تر از كارهاي قبلي خود كند.
Mitchell به زودي توانست قابليت هاي خود را در سفالگري ببيند. او سعي در ساخت هردو نوع بدنه دست ساز و غير دست ساز از نوع Throwing نمود اما دريافت كه شوق و علاقه او به سمت كارهاي دست ساز تمايل بيشتري دارد. او مي گفت:" تلاش براي درك مسير راه خود در رس و سفالگري ممكن است حتي تمام مدت زندگي را در بر بگيرد." " من خوشبخت بودم زيرا براي من تنها 8 سال طول كشيد تا بفهمم كه چه كاري را عاشقانه دوست دارم."
سفالگر 53 ساله, [از موضع خود] عقب نشيني دارد كه ناشي از تجربه در اين مورد مي باشد كه كارها به هنرمندان تحميل مي شود. 8 سال قبل در مورد Mitchell, تشخيص داده شد كه ايشان دچار نوعي سرطان مربوط به غدد لنفاوي مي باشد كه به مناطق ديگر بدن ايشان نيز سرايت كرده است. هنگامي كه تعداد زيادي از مردم – هنرمندان و غير هنرمندان - اجازه مي دهند زندگي شان به واسطه حملات بيماري از بين برود, Mitchell از سرطان به عنوان وسيله اي استفاده كرد تا دين خود را نسبت به هنر خويش ادا كند.
او مي گفت:"وقتي شما سرطان داريد, اگر مي خواهيد كه در طول آن زندگي كنيد, شما مي بايست چيزهايي داشته باشيد كه به شما كمك كند تا ذهن تان را از شما دور كند, كاري براي انجام دادن". در روزهايي كه به سختي مي توانست راه برود تنهايي در طبقه پايين زير زمين كارگاه, بر روي وسائل ملافه انداخته و بر روي زمين اطاق نشيمن خود كار مي كرد. حتي هنگامي كه سرطان باعث شد كه به سختي بتواند از بستر بيرون بيايد, خود را مجبور مي كرد كه حتي شده براي مدت 20 دقيقه كار كند.
او به ياد مي آورد:" با آن مدت كار كردن مدتي طولاني براي من به طول مي انجانيد تا 1 قطعه ساخته شود, اما من با زحمت ادامه مي دادم". "من هرگز در تمام طول زندگيم بسيار طاقت فرسا, كار نكرده ام اما در طول آن زمان, من نوري را در انتهاي تونل ديدم." و بعد از حدود 6 ماه دعوت به جنگ Mitchell شروع به كاهش يافتن كرد. سرطان سير قهقرايي خود را شروع كرد و به او اجازه داد كه به كارگاه زيرزميني خود برگردد.
Mitchel بطور كامل از خطر رهايي نيافته بود. بعد از دو سال بيماري, سرطان دوباره بازگشت و دوباره توان او را گرفت. اما مبارزه ابتدايي او با بيماري به او آموخته بود كه پيروزي امكان پذير است. و اين جمله را همراه با يك لبخند و با دهن كجي بيان كرد كه: " وقتي يك زن سمج و سرسخت چون من وجود دارد, اجازه نمي دهم كه آن مرا از كارهايي كه دوستشان دارم بازدارد".
و يا يكي ديگر, Mitchel خودش را روي زمين و در ميان ملافه و كيسه رس يافت. او انديشيد:"نمي دانم اگر من هنوز همان (نيروي) عقب نشاندن را كه الان دارم مي داشتم بنابراين نبايد سرطان مي گرفتم"." اگر بگوييم چيزهاي خوبي از سرطان مي تواند بيايد, خنده دار به نظر مي آيد, اما حقيقت دارد. در آن موقع در مورد كارهايي كه امروزه مي كنم به من الهام مي داد. براي Mitchel مشكل است كه آنچه را كه امروزه انجام مي دهد, توضيح دهد, البته او با تواضع مي گويد كه :"من آنها را سبد مي نامم و نمي توانم كلمه ديگري براي توصيف آنها پيدا كنم". "سبد" نمي تواند به درستي توصيف كننده كارهاي Mitchel باشد كه شامل كيف و كيسه پول, پوتين و چكمه, كيف لوازم و اثاثيه قابل حمل و ... نيز مي باشد. در نگاه اول, مجسمه هاي دست ساز بي همتا عملا به نظر مي رسد كه از چرم مي باشد. با يك نيشخند شيطنت آميز, Mitchel پذيرفت كه از گول زدن مردم به اين صورت كه اشياي او را واقعي بپندارند لذت مي برد. او مي گويد:" يكبار خانمي به من گفت كه من نبايد كيسه يا كيف پول خود را بيرون از غرفه رها كنم زيرا ممكن است آن را بدزدند". "آن بزرگترين تعريفي بود كه من تابحال دريافت كرده ام".
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
تصاویر تزیینی است
سفالگران اصلي آتلانتا به اين اعتقاد رسيده اند كه او در حدود هفته ها و يا ماه ها قبل از اينكه واقعا شروع به انجام كاري بكند در مورد آن كار فكر مي كند. اولين مرحله در كار او ايجاد لوحه هاي منقوشي است كه با گردش اشياي مارپيچ فنر مانند حكاكي شده بر روي آنها ايجاد مي گردند كه اين روش را از فروشگاهي كه توسط سفالگري به نام lana Wilson معرفي شده بود اقتباس كرده است. او مي گويد:"اولين باري كه من اشياي مارپيچ فنر مانند را حكاكي كردم, من نشستم و 40 عدد از آنها را حكاكي كردم". او مي خواهد كه اشياي مارپيچ فنر مانند را به صورت طرح هاي دلخواه و مورد نظر خويش تبديل كند. "وقتي كه من براي اولين بار با لوحه هاي منقوش از اشياي مارپيچ فنر مانند كار كردم, فقط آنجا نشستم و با حيرت به آنها نگاه مي كردم. خيلي زيبا بود, من كاري كرده بودم كه مي توانست زمينه اي زيبا, با بهترين حالت به ما بدهد.
يكبار Mitchel قوه خلاقه خود را بكار برد و رسي كه تا مرحله اي خشك شده است تا بتواند خودش ثابت بايستد و به نقطه ليدرهارد(leather-hard) رسيده, به او اين ايده را داد كه مي باست زير دست او كار كند.او مي گويد صبر و بردباري كليدي بود كه به ايجاد سبدهاي او ختم شد. فرآيند خشك كردن دو تا شش هفته با پيشرفت ثابت به طول مي انجامد تا مجسمه ها و قطعه ها ترك نخورده و تكه تكه نشوند. بعد از پخت بيسكوييت Mitchel سبده را به آرامي تا مخروط 7 حرارت مي دهد.
نتايج نهايي چيزهايي است كه به ايجاد حيرت در Mitchel ادامه مي داد. او اخيرا گفته است كه:" تا امروز من هنوز از اين حيرت زده مي شوم كه اين هنر از كجا نشات مي گيرد". من روش هايي براي ساخت نقش ها و ضخامت هاي متفاوت پيدا مي كنيم - و هيچ كدام از آنها – بطوريكه رقابتي كه مرا به هيجان آورد بدين صورت كه آنها آن را از فرآيند خشك كردن مي سازند و تنها دو پخت دارد.
Mitchel با شوهرش در حومه شهر Acworth آتلانتا زندگي مي كند و براي مدت 8 سال است كه بطور تمام وقت به سفالگري مي پردازد. او مي گويد كارهاي اكنون او الهام گرفته از خودش مي باشد. به جاي تحليل رفتن بعد از روزهايي كه در آنها 16 ساعت كار مي كند او تنها تمايل دارد كه بيشتر كار كند . او اقرار كرد كه" در مورد بعضي از كارهايم برايم ناراحت كننده است كه مي بينم فروخته مي شوند چون من مقدار زيادي از وجود خودم را در آن قرار داده ام". " اما وقتي شما مي بينيد كه كسي آثار هنري اي را كه شما ايجاد كرده ايد را به اندازه شما, دوست دارد, اين باعث مي شود كه قلب شمااز خوشي شروع به جست و خيز كند".
mamad esfooni
19-08-2007, 11:35
سلام به بروبچس!
یه سوال تخصصی داشتم اگه کسی میدونی لطفا کمک کنه.
به خاک نسوز (که ماده اصلی سرامیک هاس) چه موادی اضافه بشه که تو حرارت بالا (مثلا 1200) انبساط بده...یعنی میخام دقیقا عکس کاره کاشی پزا رو بکنم!!! مرسی:31:
zaminshenas
19-08-2007, 20:20
almaasاین مطالب چه ربطی به رشته زمین شناسی داره ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟
almaasاین مطالب چه ربطی به رشته زمین شناسی داره ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟
سلام
فرمايش شما صحيح اما متاسفانه تاپيک علوم مهندسي وجود نداشت و به توصيه دوستان مجبور شديم نزديک ترين تاپيک رو انتخاب کنيم.
اميدوارم مزاحم بحث هاي علمي شما نباشم.
zaminshenas
20-08-2007, 10:44
سلام
فرمايش شما صحيح اما متاسفانه تاپيک علوم مهندسي وجود نداشت و به توصيه دوستان مجبور شديم نزديک ترين تاپيک رو انتخاب کنيم.
اميدوارم مزاحم بحث هاي علمي شما نباشم.
خوب میتونید با مدیریت در میون بگذارید و تا اونها براتون ایجاد کنن
مدیریت رو هم میتونید در اولین تاپیک ها در قسمت در ارتباط با انجمن پیدا کنید که اکثرا آقا میثم اونجا بیشتر حضور دارن .
ودر قسمت پیشنهادات می تونی مطرح کنی تا مورد بررسی قرار بگیره و حتی پیام خصوصی به مدیریت بفرستی
امید وارم توضیحاتم بدردت بخوره :11:
دوستان عزيز
اگه دنبال مطلب درباره مهندسي مواد و سراميک مي گرديد اين لينک خيلي به دردتون مي خوره.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ([ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ])
مي تونيد مطالب خوبي رو پيدا کنيد.
E-Mail: info@almas-magazine.com
زیاد مبوط به زمین نمیشه
خب اشکالی نداره بمونه اینجا
نمگ هاي محلول چيست؟
"SOLUBLE SALTS" نام رايج استفاده شده براي محصولات جديدي است كه براي رنگ زني مواد سراميكي بدون لعاب به خصوص كاشي هاي پرسلاني به كار مي رود. اين مواد در سال 1990 به بازار معرفي شدند.
بطور كلي "SOLUBLE SALTS" محلول هاي آبي كمپلكس هاي آلي از فلزهاي رنگ ساز مي باشند.اين محلول هاي رنگ ساز، قادر به رنگ كردن لايه هاي سطحي مواد سراميكي بوده و علاوه بر آن به دليل خواص خود در عمق چند ميليمتري از سطح نفوذ كرده و امكان پوليش محصول نهايي بدون تاثير منفي برروي دكور را مي دهد.
"SOLUBLE SALTS" در فرم محلول هاي آبي كمپلكس هاي متال ارگانيكي است ، كه مي توان آن را به فرم كلي زير نوشت:
Me(L)n.nH2O
Me نشانگر يون رنگساز فلزي و L عامل كمپلكس است كه يك مشتق آلي توليد كرده و عامل شكل گيري كمپلكس مي باشد.
يون هاي رنگ ساز معمولا يون هاي متاليك مانند CO,Ni,Fe,Cr,Sb,W,Ruبوده و اكسيدهاي رنگي مربوطه در طول پخت شكل مي گيرد.
ليگاندهاي L در ابتداي ورود "SOLUBLE SALTS" به بازار، آنيون هاي غير آلي مانند كلريدها، نيترات ها و سولفات ها بودند. اگر چه اين محلول ها رنگ مورد نظر را ارئه مي دادند اما سبب ايجاد مشكلاتي مانند توليد گازهاي زيان آور (كلرين ،NOx و Sox) در طول پخت مي شدند.در برخي موارد نفوذ اين محلول هاي نمكي غير آلي يون هاي رنگ ساز به درون بدنه سراميكي بسيار كم بوده و استفاده از اين مواد را براي بدنه هاي پوليش شده محدود مي ساخت. از طرف يگر گازي كه در هنگام پخت توليد مي شود سبب ايجاد ترك هايي حتي برروي محصولات پوليش شده مي نمايد. به اين دليل محلول هاي رنگي موجود در بازار، امروزه شامل تركيبات متال ارگانيكي هستند كه در آنها L يك آنيون آلي است كه به محصولات بدون ضرري مانند CO2 و آب تجزيه مي شود.اين عامل آلي به يون فلزي توسط اتم هاي متفاوت متصل شده و يك كمپلكس تشكيل مي شود، كه نوع آن بر اساس ظرفيت يون و تعداد گروه هاي ليگاند متفاوت است.
انتخاب اين عامل براساس ميزان حلاليت آن در آب و پايداري محلول آبي صورت مي گيرد.
Soluble Salts" تجاري محلول هاييمي باشندكه بصورت عمده آبي هستند . اما اين بدان معني نيست كه حلال هاي ديگر نمي توانند همراه با آب به كار روند. به طور خاص حلال هاي مناسب براي اين هدف حلال هاي آلي قطبي مخلوط نشدني با آب مانند الكل ها و گليكول ها مي باشند.
حضور آب در محلول هاي رنگي سبب نفوذ محلول ها به درون بدنه سراميكي مي شود و به تدريج در طول مراحل اوليه پخت تبخير مي شود . حلال هاي آلي ديگر نيز به دي اكسيد كربن و آب تجزيه شده و از محصول خارج مي شوند.
رنگ زني با "soluble Salts" :
مهمترين خواص فيزيكي و شيميايي "soluble Salts"آنهايي هستند كه بر روي قدرت نفوذ اين محلول هاي رنگي در بدنه سراميكي اثر گذار هستندكه عبارتند از:
Ph
دانسيته
ويسكوزيته
ميزان جامد
:ph
"soluble Salts" محلول هايي هستند كه Ph آنها معمولا بالاتر از 7 مي باشد . زيرا در اين Ph ، كمپلكس هاي متال ارگانيكي داراي پايداري زيادي براي مدت زمان طولاني مي باشند. Ph بر روي نفوذ اين محلول ها نقش مهمي دارد. محلول ها با Ph بالاتر معمولا نفوذ بيشتري دارند ،زيرا با بدنه كمتر واكنش مي كنند. Ph محلول هاي اسيدي ممكن است بصورت شيميايي با بدنه و بخصوص كربنات ها واكنش داده و توليد دي اكسيد كربن كند كه در اين صورت مشكل ايجاد حباب خواهيم داشت.
دانسيته:
بالاتر بودن ميزان دانسيته به معني ميزان كمتر آب در سيستم مي باشد. بايد توجه داشت كه نقش اساسي براي نفوذ محلول ها را آب بازي مي كند.
اين امر بدان معني است كه محلول ها با دانسيته نسبي پايين راحت تر نفوذ مي كنند.
ويسكوزيته:
ويسكوزيته "soluble Salts" در زمان كاربرد وابسته به خصوصيات ذاتي محلول و تكنيك به كار گرفته شده دارد. افزايش نسبي در ويسكوزيته محلول، سبب كاهش قدرت نفوذ و عمق نفوذ مي شود اما بايد توجه داشت كه اين امر براي نفوذ و پخش يكنواخت رنگ ضروري مي باشد.
ميزان جامد:
اين امر به وزن مشتقات آلي به عنوان درصدي از وزن كلي محلول بستگي دارد. با افزايش ميزان جامد ، مقدار آب و در نتيجه ميزان نفوذ كاهش مي يابد.
واكنش با بدنه:
نفوذ وسپس پخش "soluble Salts" در بدنه به فاكتورهاي متفاوتي وابسته است كه به نوع بدنه استفاده شده و خواص شيميايي محلول هاي به كار رفته مربوط مي شود. در اينجا خلاصه اي از اين وابستگي توضيح داده مي شود:
تركيب:
بسته به خواص مينرالوژيكي مواد خام به كار رفته در بدنه ، تمايل محلول هاي رنگي به نفوذ در بدنه شكل داده شده تغيير مي كند. براي مثال، نفوذ در بدنه هاي با ميزان زياد رس هاي مونت موريلينيتي ، كمتر صورت مي گيرد.
دماي بدنه در زمان دكور زني:
دماي بالاتر بدنه در زمان دكور زني سبب نفوذ كمتر محلول هاي رنگي به دليل تبخير سريعتر آب استفاده شده به عنوان حلال مي كند.
انتقال كاپيلاري:
نفوذ داخل بدنه سراميكي فرم داده شده از درون كاپيلارها صورت مي گيرد. هر چه سايز كاپيلارها بزرگتر باشد، نفوذ بهتر صورت مي گيرد. تغيير در اندازه ذره پودرها و همچنين فشار شكل دهي سبب تغيير ميزان نفوذ در بدنه مي شود. پارامرهاي تكنيكي به كار گرفته شده نيز به شدت برروي نفوذ اثر گذار است.
تخلخل:
محلول هاي رنگي مي تواند بر روي بدنه هاي سراميكي پخته نشده نيز به كار رود. ميزان و اندازه تخلخل در بدنه هاي پخته شده و نشده بسيار متفاوت است و نفوذ در محصول نهايي پخته شده بالاتر است.
جذب آب:
آب به كار رفته در محلول مي تواند بر روي سطح ماده سراميكي جذب شده و بنابر اين جذب كاپيلاري را كاهش دهد. اين امر سبب كاهش ميزان نفوذ و همچنيت افزايش زمان نفوذ مي شود.
مقدمه اي بر استفاده از شيشه هاي بازيافتي در لعاب هاي سراميكي
برگرفته از وبسايت سراميست
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید
بسياري از موادي كه در شيشه هاي سودالايم مورد استفاده قرار مي گيرند (شيشه مورد استفاده در زندگي روزمره)، همان موادي هستند كه در فرمولاسيون لعاب ها، ولي البته با خصوصيات متفاوت اندكي، استفاده مي شوند. در اين مقاله به امكان سنجي استفاده از شيشه هاي بازيافتي در فرمولاسيون لعاب هاي مورد استفاده در صنايع سراميك پرداخته شده است. در ابتدا دانستن اطلاعاتي مقدماتي در مورد شيمي لعاب، مي تواند مفيد واقع گردد:
لعاب و يا شيشه از چه موادي تهيه مي شود؟
مواد موجود در شيشه هاي سودالايم متغير است و هميشه مقاديري رنگدانه و مواد ديگر، در آن بسته به نوع [محصول توليدي] كارخانه و [شدت رنگ مورد نياز]، وجود دارد اما ميانگين اكسيدهاي اصلي موجود در شيشه ظروف را مي توانيد در جدول 1 مشاهده نماييد.
وزن مولكولي درصد بر اساس وزن نوع اكسيد
60 3/73 SiO2
62 1/14 Na2O
1/56 4/9 CaO
3/40 9/1 MgO
9/101 3/1 Al2O3
جدول 1- اكسيدهاي اصلي تشكيل دهنده شيشه ظروف
امروزه در صنعت سراميك، روشي براي سنجش و آناليز شيميايي مواد به وجود آمده است كه امكان يا عدم امكان استفاده از مواد مختلف را به عنوان ماده اوليه لعاب بررسي مي نمايد. در اين روش كه به اصطلاح "فرمولاسيون واحد" ناميده مي شود از وزن مولكولي اكسيدها و درصد وزني آنها در تركيب شيميايي استفاده مي كند تا برآن اساس به اعداد نسبي مولي هر اكسيد كه در ماده اوليه وجود دارد برسد. اكسيدها به صورت RnOm نشان داده مي شوند كه R بيانگير عنصر مورد نظر، n تعداد اتم هاي عنصر R و m تعداد اتم هاي اكسيژن است.
"فرمولاسيون واحد" در حقيقت روش تجزيه اي محسوب مي شود، زيرا [در اين روش، نوشتن فرمول] شيميايي اكسيدها را به صورت مولكولي RO ( و هم چنين R2O) و يا ستون مواد گدازآور مي نويسند. در خصوصيات فيزيكي شيشه ها مشاهده مي شود عناصري كه اكسيد آنها در ازاي يك مولكول، داراي يك مولكول اكسيژن است به عنوان مواد گدازآور شناخته مي شوند كه در حقيقت نقش آنها كاهش دماي ذوب شيشه است (ستون سمت چپ در جدول 2 كه شامل عناصر قليايي و قليايي خاكي است). موادي كه در ستون وسط قرار دارند به صورت R2O3 نوشته مي شوند كه معمولاً Al2O3 اصلي ترين ماده اين گروه محسوب مي شود. اين گروه شيشه سازي را كاهش داده، لعاب را سخت تر كرده و مقاومت شيميايي لعاب را افزايش مي دهد. اصلي ترين ماده اي كه عمدتاً در ستون سمت راست نوشته مي شوند SiO2 است كه به عنوان ماده شيشه ساز و ماده پايه لعاب شناخته مي شود.
RO2 R2O3 RO
SiO2 2.762 Al2O3 0.029 Na2O 0.516
CaO 0.379
MgO 0.105
جدول 2 – فرمولاسيون اكسيدي نسبي
لعاب هاي مورد استفاده در صنعت سراميك مي بايست در دماهاي بالاي كوره به صورت شيشه اي درآيند. سپس بسته به شكل ظاهري و خصوصيات مربوطه، لعاب ممكن است به صورت شيشه اي پس از فرآيند سرد كردن باقي بماند [و در حقيقت كريستاليزه نشود] و يا اينكه در برخي موارد به صورت اختياري به صورت لعاب هاي كريستالي درآيد. در جدول شماره 2 فرمولاسيون اكسيدي نسبي در ميانگين شيشه هاي سودالايم آورده شده است.
با توجه به اين روش، وزن مولكولي شيشه هاي سودالايم 226 درنظر گرفته مي شود. نسبت هاي موجود در مواد، تعيين كننده خصوصيات دماي پخت لعاب است. به عنوان مثال براي لعابي كه در 900 درجه سانتيگراد پخت مي شود، انتظار مي رود كه نسبت سيليكاي آن 1 تا 5/1 در فرمول واحد باشد و اگر دماي پخت بالاتر در نظرگرفته شود، نسبت سيليكا بالاتر مي رود. هم چنين انتظار مي رود در لعاب هاي با ميزان دماي پخت بالاتر، نسبت آلوميناي بالاتري نيز مشاهده شود. بنابراين بايد درنظر گرفت كه ميزان فلاكس و يا گدازآور و ساير موارد در لعاب متغير بوده و وابسته به دماي پخت است و براي حصول به لعابي مناسب مواد ديگري نيز به لعاب اضافه گردد.
به علاوه ضريب انبساط حرارتي بدنه و لعاب نيز مي بايست هماهنگ باشد تا بتوان از لعاب به عنوان پوشش بدنه استفاده نمود. در صورت استفاده از شيشه در صنعت لعاب، شيشه ها مي بايست آنقدر ريز دانه و ساييده شوند تا در مخلوط لعاب، بتوانند به علت واكنش پذيري بالا، به خوبي ذوب شده و مورد استفاده قرار بگيرد.
نكته ديگري كه استفاده از شيشه هاي بازيافتي براي ما به ارمغان مي آورد اين است كه استفاده از شيشه هاي بازيافتي علاوه بر اينكه به پالايش محيط زيست و از بين بردن آلودگي كمك مي نمايد، نه تنها قيمت تمام شده لعاب را بالا نمي برد، بلكه آن را كاهش نيز مي دهد. در نتيجه استفاده از اين نوع شيشه ها در صنعت لعاب به عنوان يك ماده كمكي [و نه اصلي] مي تواند مفيد باشد.
درك مفهوم انبساط حرارتي در لعاب هاي سراميكي
اگر بخواهيم پديده هايي هم چون ترك و خردشدن بدنه هاي سراميكي را درك كنيم مي بايست ميزان انبساط حرارتي را بدانيم و اينكه اين پارامترها چه رابطه اي با شيمي لعاب دارند و راه هاي محاسبه آن چيست. براي اينكه لعاب را بر روي بدنه اعمال نموده و آن را با بدنه هماهنگ كنيم راه هاي زيادي وجود دارد.
تقريباً تمامي بدنه هاي سراميكي پخته شده هنگامي كه حرارت مي بينند منبسط مي شوند و هم چنين به هنگام سردشدن منقبض مي گردند. با توجه به اينكه بدنه هاي رايج و معمول از دو قسمت بدنه و لعاب كه هركدام خصوصياتي جداگانه دارند تشكيل شده است بنابراين مي بايست مشخصه هاي انبساطي آنها مورد بررسي قرار بگيرد. لعاب ها معمولاً بر روي بدنه اتصال داشته و در نتيجه بايد خود را با تغييرات حرارتي بدنه وفق دهد. تنش هايي كه به اين طريق بر روي لعاب ايجاد مي شود قسمتي از اين موضوعي است كه ما آن را "پيوند بين لعاب و بدنه" مي خوانيم.
درك مفهوم انبساط حرارتي در لعاب هاي سراميكي (2)
براي اينكه پيوند موفقي داشته باشيم بايد دو نكته مهم را رعايت كنيم:
الف- مطابقت و سازگاري:
در پيوند بين لعاب و بدنه منحني هاي انبساطي مي بايست سازگاري داشته باشند. بايد اين نكته را در مورد بدنه هاي سراميكي بدانيم كه اين بدنه ها در مقابل فشار مقاوم هستند اما در برابر كشش بسيار ضعيف عمل مي نمايند. اگر لعاب در بدنه در هر زمان تحت كشش قرار بگيرد (به عنوان مثال در نتيجه سرد كردن ناگهاني سطح) تمايل به ايجاد شبكه اي از ترك دارد تا تنش هاي ايجاد شده را آزاد نمايد. به همين علت اگر لعاب تحت مقدار كمي فشار باشد خوب است.
ب- اتصال مستحكم:
در اكثر موارد لايه واكنشي يا سطح مشترك يك اتصال بين بدنه و لعاب برقرار مي كند. هنگامي كه لايه لعاب ذوب مي شود شروع به واكنش با بدنه كرده و در بدنه نفوذ مي نمايد و لايه اي باتركيب مابين لعاب و بدنه تشكيل مي شود. دما، مدت زمان ماندن در دماي نهايي، سرعت سرد كردن، شيمي لعاب و بدنه و اندازه دانه ذرات، همه و همه بر روي ايجاد و توسعه منطقه واسط تاثيرگذارند. در بدنه هاي ارتن ور وجه مشترك زياد نيست، اما در بدنه هايي كه دماي پخت بالاتري دارند، همانند بدنه هاي پرسلاني، ميزان سطح مشترك بيشتر است. لعاب هاي فريت شده با توجه به اينكه فعاليت بيشتري دارند، سطح مشترك بهتري ايجاد مي نمايند.
درك مفهوم انبساط حرارتي در لعاب هاي سراميكي (3)
ترك برداشتن سطحي (ايجاد شبكه ترك ها در سطح لعاب پخته شده) و خرد شدن (پوسته اي شدن در لبه ها و گوشه هاي لعاب پخته شده) عمده ترين مشكلاتي هستند كه كارشناسان خطوط توليد و آزمايشگاه معمولاً با آن مواجه مي شوند. بسياري از كارخانجات سراميك و حتي سفالگران كه به طور شخصي كار مي كنند به همين دلايل بسياري از محصولات خود را از دست مي دهند و به دلايل بهداشتي و ... محصولاتشان غيرقابل عرضه مي شود و متاسفانه هنوز عده اي اين موضوع را باور نكرده اند.
اگر لعاب انبساط بيشتري نسبت به بدنه داشته باشد، اين به اين معني است كه انقباض بيشتري نيز در هنگام سرمايش خواهد داشت. اين موضوع باعث مي شود كه لعاب تحت كشش قرار گرفته، كشيده شده و در نتيجه به هنگام سورت سايز كاشي تغيير مي كند (لعاب با اندازه 6 تبديل به سايز 5 مي شود). [عموماً سراميك ها مقاومت كششي كمي دارند] اگر تمايل داريد كه لعاب هايي با ترك هاي ساختگي ايجاد نماييد، مي توانيد لايه نازكي از نفلين سيانت را كه با آب مخلوط كرده ايد بر روي كاشي اعمال كنيد و پس از آن در مخروط 10، بدنه را پخت كنيد. كشش هم چنين مي تواند براثر اين موضوع باشد كه يك لعابِ خوب، به دليل جذب رطوبت و انبساط بدنه تحت تاثير كشش قرار بگيرد (پديده انبساط رطوبتي). آب جذب شده با قليايي ها و قليايي هاي خاكي موجود در بدنه پخته شده كه واكنش نكرده اند و در بدنه باقي مانده اند، واكنش مي كند. فرض مي شود كه بدنه رسي زجاجي بوده و مواد اضافه شونده اي براي جلوگيري از اين عيب به بدنه افزوده مي شود.
پوسته اي شدن برعكس است (لعاب با اندازه 6 تبديل به سايز 7 مي شود) به طوري كه مناطقي از لعاب نمي تواند بر روي بدنه باقي بماند و در نتيجه ورآمده و به صورت پوسته اي از سطح بدنه پخته شده جدا مي شود. اگر مي خواهيد كه طرح هاي زيبايي را از اين طريق ايجاد نماييد، بايد بدنه اي متشكل از بالكلي و سيليكا با نسبت 50:50 تهيه نموده و لعابي با ميزان فلدسپار كم بر روي آن اعمال كرده و در مخروط 10 پخت نماييد.
تصورات غلط زيادي براي حل مشكلات مربوط به ترك وجود دارد به طوري كه عده اي سعي دارند به جاي اينكه به دلايل واقعي يعني عدم هماهنگي انبساط بپردازند به موارد غير اصولي توجه نمايند. خيلي مشكل نيست كه اتصال لعاب - بدنه اي تهيه كنيم كه در طي مرحله سردكردن در كوره انقباض كمي از خود نشان دهد. محدوده مناسب اتصال براي ما مقداري است كه اطمينان بيابيم لعاب، به هنگام سرمايش و گرمايش و در طول سال هايي كه مورد استفاده قرار مي گيرد تحت مقدار مناسبي از فشار قرار دارد. لعاب مي بايست داراي سيستمي باشد كه مقداري فشار بر لعاب وارد نمايد كه به همراه لايه هاي مياني توانايي نگهداري لعاب در طول مدت زمان زياد مورد استفاده را داشته باشد. بنابراين تنش فشاري، عاملي كمك كننده براي پايداري پيوند بين لعاب و بدنه، هنگامي كه در زمان مصرف تحت تاثير حرارت قرار مي گيرد، محسوب مي شود.
درك مفهوم انبساط حرارتي در لعاب هاي سراميكي (4)
روش هاي مناسب سازي لعاب ها (جهت اتصال مناسب لعاب و بدنه)
ديلاتومتري
اگر از ابزاري هم چون ديلاتومتر استفاده مي نماييد، مي توانيد در مورد پديده انبساط حرارتي ديد وسيع تري داشته باشيد. اين ابزار، وسيله اي استاندارد براي اندازه گيري ضريب انبساط حرارتي نمونه هاي كوچك از دماي اتاق تا دماي مورد نظر براي لعاب و يا براي بدنه است. اين وسيله متشكل از يك كوره كوچك است كه در آن يك ميله كوچك ساخته شده از بدنه و يا لعاب حرارت مي بيند. ميله در درون يك لوله ديرگداز به همراه يك ميله حساس به مقدار حركت قرار داده شده است. (نمونه دستگاه هاي جديد با نور ليزر كار مي كند). تغييرات طول با توجه به ميزان ثابت افزايش دما از دماي اتاق تا دماي نرم شوندگي لعاب ثبت شده و به شكل منحني ديلاتومتري نشان داده مي شود.
منحني افزايش دماي ديلاتومتري را به صورت معكوس درنظر بگيريد: در سرمايش، شيشه ذوب شده در نقطه نرم شوندگي تبديل به جامد مي شود. از اينجاست كه بدنه قابليت انتقال تنش ها را به شيشه به دست مي آورد. مجموع انبساط حرارتي براساس درصد افزايش طول ميله در همين دما محاسبه مي شود. به دليل اينكه لعاب ها دماهاي پخت متفاوتي دارند، استاندارد مفيد و سودمندي تهيه شده است: مجموع انبساط را بر عدد درجه دماهايي كه براي توليد محصول گرفته مي شود تقسيم كنيد (در هنگامي كه منحني اغلب به صورت خطي است اين محدوده قابل قبول است). به اين ترتيب مي توان تغييرات طول را برحسب دما (درجه سانتيگراد) محاسبه نمود. براي نمونه هاي سراميكي محدوده دسيمال (6-10) مورد استفاده قرار مي گيرد. به اين ترتيب انبساط 7 در حقيقت 6-10 × 7 (برحسب اينچ بر درجه سانتيگراد و يا سانتيمتر بر درجه سانتيگراد به صورت اختياري).
همانگونه كه توضيح داديم، يك لعاب ايده آل مي بايست ضريب انبساط، كمتري نسبت به بدنه داشته باشد تا لعاب مقداري تحت تنش فشاري قرار بگيرد و بنابراين متخصصين مي بايست متغيرهاي منحني ديلاتومتري را طوري درنظر بگيرند كه مسير منحني لعاب كمي پايين تر از بدنه باشد. اما سئوال اين است كه چه ميزان پاين تر از بدنه؟ اين مقدار بستگي به نوع لعاب لعاب و بدنه اي دارد كه در شركت هاي مختلف مورد مصرف قرار مي گيرد تا لعاب مناسبي توليد شود.
درك مفهوم انبساط حرارتي در لعاب هاي سراميكي (5)
نكته جالب توجه اين است كه اگرچه ديلاتومتري يك ديد ترسيمي از تاريخچه انبساط حرارتي لعاب و بدنه ارائه مي نمايد، اما متخصصين هنوز به دنبال راه حلي براي درك بهتر رابطه بين منحني بدنه و لعاب مي گردند. اما اين كار را چگونه انجام مي دهند؟
روش هاي ديگر آزمايش
آنها مي بايست قطعات را تحت تنش هاي حرارتي زياد و آزمايش هاي مكانيكي قرار دهند تا بتوانند به راه حلي براي كاهش ترك برسند. متخصصين به مرور زمان و براثر تجربه و ثبت نتايج آزمون هاي مختلف به دانشي در مورد نسبت بين لعاب و بدنه دست يافتند اما پس از اينكه دستگاه ديلاتومتري عرضه شد، به وسيله منحني ديلاتومتري و بدون نياز به انجام آزمون هاي ديگر اين كار صورت مي گرفت.
تست هاي صنعتي مربوط به مناسب سازي لعاب براي اعمال بر روي بدنه آنقدرها هم پيچيده نيست. آزمايش اسيد [براي بررسي مقاومت شيميايي] [و هم چنين اتوكلاو و شوك حرارتي] براي بررسي نقش تنش در پيوند بين لعاب و بدنه، تا چه حد معتبر است؟ به عنوان مثال، نمونه هاي چندتايي از بدنه هاي لعابدار به طور مكرر در معرض بخار در اتمسفر و فشارهاي بالا، حرارت ديدن در هوا و يا آب جوش و سپس سرد كردن سريع در آب سرد قرار مي گيرند. بنابراين لازم است كه استانداردي براي اين منظور درنظر گرفته شود به طوري كه مطمئن شويم قطعات، به صورت كامل در هرسيكل حرارت ديده اند و سرد شده اند و نتايج به طور صحيح ثبت شده اند. متخصصين مي بايست اين قابليت را داشته باشند كه نتايج آزمون ها را به نتايج مورد نظر در سيستم مربوط سازند. در بدنه هاي با جذب آب [بالا]، بسيار مهم است كه بدانيم انبساط بدنه همراه با جذب آب اتفاق مي افتد. در آزمايش بالا فاكتور مهم قرار گرفتن به مدت زمان طولاني در معرض گرما و هم چنين سردشدن تمام و كمال قطعه است. (حتي عده اي قطعات را در فريزر و در زير دماي يخ زدگي آب قرار مي دهند). عده اي استاندارد را به صورت سيكل پنج دقيقه اي آب سرد – آب گرم قرار داده اند.
آزمايش دوم اندازه گيري استحكام پخت است. براي اين كار يك نمونه ميله اي از نمونه لعاب زده و پخته شده و سپس در دستگاهي كه نيروي شكسته شدن قطعه را محاسبه مي كند شكسته مي شود. سپس ميانگين استحكام بدنه هاي لعابدار با بدنه هاي بدون لعاب مورد مقايسه قرار مي گيرد. در اين روش شما مي توانيد استحكام تغيير يافته براثر تغيير فرمولاسيون و تغيير انبساط لعاب را مقايسه نماييد. بايد قطعه مورد نظر استحكام بالايي داشته باشد و لعاب نيز تحت تنش فشاري خيلي زيادي قرار نگيرد. در اين حالت شما ممكن است در بيرون كوره به استحكام هاي بالايي دست پيدا نماييد، اما ممكن است پس از مدت زمان طولاني مصرف شرايط به كلي تغيير كند.
درك مفهوم انبساط حرارتي در لعاب هاي سراميكي (6)
استفاده از محاسبات براي مناسب سازي لعاب
ممكن است منطقي به نظر برسد كه ما انبساط حرارتي تمام موادي را كه در در لعاب خود مورد استفاده قرار داده ايم را محاسبه و سپس جمع كرده و بسته به درصد استفاده آنها در لعاب، انبساط حرارتي لعاب محاسبه شود. اما اين روش زياد صحيح نيست. مشكل محاسبه انبساط لعاب از مواد اوليه، اين است كه در مورد اوليه، اعداد و ارقام موجود، مربوط به ساختار كريستالي و مينرالوژيكي ماده است (يا شايد بهتر است بنويسيم مربوط به ذرات ماده است) و مربوط به شيمي ماده نمي باشد. يك مثال كلاسيك در اين مورد كربن است. گرافيت يك ماده نرم است كه به عنوان روانساز به كار مي رود و الماس سخت ترين ماده اي است كه در جهان وجود دارد. هردور اين مواد يك فرمول شيمايي دارند، اما ساختار مينرالوژيكي متفاوت دارند. در صنعت سراميك مثال كلاسيك پودر سيليس است. اين ماده انبساط حرارتي بسيار زيادي دارد و مي توان گفت بيشترين ميزان انبساط حرارتي را دارد. سيليكاي فيوز شده (سيليكايي كه ذوب شده باشد و سريعاً قبل از اينكه كريستاليزه شده باشد، سرد شده باشد) ميزان انبساط حرارتي بسيار كمي دارد و جزء مواد سراميكي اي محسوب مي شود كه كمترين ميزان انبساط حرارتي را دارد. [اين درحالي است كه هردو از SiO2 تشكيل شده اند].
چگونه چنين چيزي ممكن است؟
جواب اين است كه كوارتز شكل كريستالي دارد و اين در حالي است كه سيليكاي فيوز شده شيشه است و اين درحالي است كه ماهيت شيميايي هردو كاملاً يكسان است. اين موارد ذكر شده را مي توان تقريباً براي تمام مواد كريستالي ديگر نيز تكرارپذير دانست. حال به علت اينكه اغلب مواد، مخلوطي از مينرال هاي مختلف هستند و حتي ممكن است مخلوطي از انواع مختلفي از يك نوع مينرال باشند.
لعاب پخته شده در حقيقت ماهيت شيشه اي دارد و به صورت كريستالي نيست [مگر به صورت دلخواه و براي ايجاد افكت كريستاليزه شود]. بنابراين ميزان انبساط آن به صورت تئوريك برابر است با مجموع انبساط اكسيدهايي كه آن را تشكيل داده اند. هر ماده اي يك يا چند اكسيد را به تركيب قطعه مورد نظر وارد مي كند و حتي ممكن است يك اكسيد توسط چند ماده تامين شود [به عنوان مثال SiO2 مي تواند توسط سيليس، فلدسپار و يا ... اضافه شود]. بنابراين محاسبه انبساط لعاب از طريق درصد اكسيدها عملي است (البته مي بايست در اين مورد احتياط كرد كه بعداً توضيح داده خواهد شد). انبساط هركدام از اكسيدها (ميزان انبساط اكسيدهاي سراميكي، به خصوص انواع معروف آنها، كاملاً شناخته شده و مشخص است) و محاسبه انبساط لعاب از طريق فرمول آن ممكن است.
براي اينكه به نتايج موثرتر و قابل قبول تري برسيم مي بايست محدوديت هاي اين روش را بدانيم. نخست اينكه، نمي توان به طور دقيق و درست ضريب انبساط حرارتي را محاسبه نمود. تكنيك هاي رياضي مختلفي ايجاد شده است كه نتايج خوبي ارائه مي كند ولي هنوز يك روش عمومي كه در همه جا كاربرد داشته باشد وجود ندارد. به ياد داشته باشيد كه ديلاتومترها نيز مشكلات مخصوص به خود را دارند و لعاب بر روي يك قطعه ممكن است انبساط حرارتي مشابه براي نمونه آزمايشي را نشان ندهند (در هنگام تنوع نتايج).
روش افزودني محاسبه انبساط، رايج بوده و كاملاً قابل انجام است. هم چنين تفاوت بين انبساط هاي اكسيدها آنقدر زياد است كه قطعآً محاسبات جهت دار خواهد بود. با اين وجود به ياد داشته باشيد كه: محاسبات نسبي بوده و مقدار انبساط حرارتي به دست آمده قطعي نمي باشد. اما سئوالي در اينجا مطرح مي گردد اين است كه آيا اين نتايج همان اعدادي هستند كه ما به آنها نياز داريم؟ يعني اگر لعابي داراي ترك بود، مي بايست ضريب انبساط حرارتي آن را كاهش دهيم. آيا ما به اعداد قطعي نياز داريم تا ضريب انبساط حرارتي لعاب و رس را نمايش دهيم؟ پاسخ اين سئوال منفي است و به همين دليل انبساط حرارتي محاسبه شده كاملاً موثر عمل مي كند و اكسيدهايي كه موجب كاهش و يا افزايش آن مي شوند كاملاً شناخته شده اند. اين حالت مشابه اين موضوع است كه شما با وسيله نقليه اي رانندگي مي كنيد كه كيلومتر شمار آن خراب است و شما سرعت خود را براساس رفت و آمدهاي اطراف خود مورد سنجش قرار دهيد. دختر بچه ها معمولاً زير سرعت مجاز و پسرهاي نوجوان تمايل به رانندگي بيشتر از سرعت مجاز دارند. راه هاي مختلف نيز نشابه بدنه هاي مختلف رسي است.
حالا يك سئوال ديگر: شما براي حل مشكل ترك مي بايست انبساط را به چه ميزان تعديل كنيد؟ اگر لعاب شما خيلي زود و بعد از اينكه از كوره پخت بيرون آمد ترك خورد، نشانگر وجود مشكلات بزرگ و نه سطحي در لعاب است. بنابراين اگر ميزان انبساط لعاب ترك خورده در اين شرايط 5/7 است بايد سعي كنيد كه آن را به 7 برسانيد. بعد از آزمايش تنش، حالا مي توانيد آن را كاهش و يا افزايش دهيد.
درك مفهوم انبساط حرارتي در لعاب هاي سراميكي (7)
اهداف انبساط محاسبه شده براي بدنه هاي رسي
افرادي كه مدت زيادي با بدنه هاي رسي كار كرده باشند مي توانند متوجه شوند كه آيا بدنه و يا لعاب جديدي كه مي خواهند مورد مصرف قرار دهند، ترك مي خورد يا نه. به ياد داشته باشيد كه به هرحال محاسبات نسبي بوده و به شرايط سيستم بستگي دارد به طوري كه لعاب مات دولوميتي ممكن است نياز به محاسبه انبساط 7 براي مچ شدن بر روي بدنه داشته باشد و اين در حالي است در اين حالت بلور Zinc Lithia به مقدار زياد ايجاد نمي شود.
يك مثال براي لعاب ابريشمي مات كه در مخروط 10 پخت مي شود براي درك بيشتر مفهوم آورده مي شود:
ماده اوليه مقدار
Cluster Feldspar 33.0
Dolomite 23.0
EPK Kaolin 22.0
Silica 22.0
آناليز فرمولي و درصدي:
درصد فرمول اكسيد
33/8 41/0 CaO
90/5 41/0 MgO
97/3 12/0 K2O
16/1 05/0 Na2O
23/0 0 Fe2O3
09/0 0 TiO2
05/0 0 P2O5
25/16 44/0 Al2O3
02/64 98/2 SiO2
Cost/Kg = 0.23 و Ratio= 6.70 و Expan=6.45
شركتي كه از اين نوع لعاب استفاده مي كند آن را براي استفاده در بدنه هاي قهوه اي رنگ حاوي آهن كه در محيط احيايي و مخروط 10 مناسب ارزيابي كرده است. اين لعاب نه تنها ترك نمي خورد بلكه مي تواند استحكام بدنه را نيز افزايش دهد. اين موضوع اهميت دارد به دليل اينكه اين قبيل بدنه ها معمولاً از نظر استحكام ضعيف عمل مي كنند. (مشخصه بدنه هاي حاوي آهن معمولاً رنگ هاي گرم آنهاست و معمولاً زجاجي شدن در اين بدنه ها كم است). اگر لعاب بر روي بدنه مچ نباشد مي تواند استحكام را كاهش دهد اما اگر لعاب بر روي بدنه بهخوبي جفت و جور شود مي تواند استحكام را افزايش دهد. محصولات توليدي اين كارخانه نسبت به محصولات مشابه كه از بدنه هاي رسي محكم تر استفاده مي كردند ولي لعاب آن بدنه ها به خوبي بر روي بدنه جفت و جور نمي شد، بادوام تر است.
اگر لعابي خوب عمل نمود، انبساط محاسبه شده هر لعاب ديگري كه در آن از همان مواد و يا مواد مشابه استفاده شده است مي تواند مورد مقايسه قرار گرفته تا بتوان نتيجه گيري قابل قبولي در اين مورد انجام شود.
اگرچه متخصصين كارخانجاتي كه مجهز به ديلاتومتري هستند، مي توانند بين آزمون هاي تنش حرارتي، استحكام براي هماهنگي و اتصال مناسب لعاب بر روي بدنه و انبساط اندازه گيري شده واقعي ارتباط برقرار كنند و اعداد محاسبه شده را به دست آورند. اما اين روش با جود اينكه كاملاً دقيق نيست اما انعطاف پذيري بيشتري داشته و مي توان پيش بيني نمود كه محصولات بدون اينكه نياز به پخت نمونه ها داشته باشد و اندازه گيري شوند، چه خصوصياتي خواهند داشت.
درك مفهوم انبساط حرارتي در لعاب هاي سراميكي (8)
انبساط چگونه محاسبه مي شود؟
نشان داده شده است كه انبساط حرارتي اغلب يك خصوصيت افزاينده است. اين به اين معني است كه دانستن ميزان انبساط اكسيدهاي تشكيل دهنده لعاب مي تواند اين امكان را فراهم سازد كه بتوانيم انبساط لعاب را با يك محاسبه ساده تعيين نماييم. معادله انبساط لعاب هاي محاسبه شده (G) برابر است با:
G=Ea × Pa + Eb × Pb + Ec × Pc etc
كه در اين فرمول a، b و c اكسيدهاي مورد استفاده در لعاب، E ميزان انبساط اجزاء و P نيز درصد هر اكسيد در لعاب است. به عنوان مثال اگر لعابي شامل 50 درصد اكسيد aبا انبساط 5 و 50 درصد اكسيد b با انبساط 10 باشد ميزان انبساط از رابطه زير محاسبه مي شود:
0.50 × 5) + (0.50 × 10) = 7.5)
به ياد داشته باشيد كه اين روش، يك روش تقريبي براي محاسبه لعاب است به طوري كه فاكتورهاي ديگر به خصوص برهم كنش بين تركيب هاي اكسيدهاي مختلف نيز تاثيرگذار است. مشكلي كه در اينجا وجود دارد اين است كه ميزان انبساط حرارتي كه از منابع مختلف براي مواد گزارش مي شود نيز مي تواند متفاوت باشد و يا ممكن است واحد آن متفاوت باشد، براساس فرمول مولي باشد و يا آناليز درصدي. بنابراين تهيه ميانگين از داده ها نيز ممكن است با مشكل مواجه شود. به طور نسبي مي توان اينطور نتيجه گيري كرد كه در حدود 90 درصد در لعاب ها Na2O و K2O موجب افزايش انبساط حرارتي، CaO متعادل كننده و MgO، Al2O3، SiO2و B2O3 ضريب انبساط را كاهش مي دهند. البته بي قاعدگي هايي نيز وجود دارند و مي بايست شكل هاي انبساط محاسبه شده با مقدار انبساط فيزيكي مورد مقايسه قرار بگيرد. معمولاً اين بي قاعدگي ها به هنگام استفاده از فريت و مخصوصاً فريت هاي حاوي بور و ليتيم با ميزان بالا اتفاق مي افتد
درك مفهوم انبساط حرارتي در لعاب هاي سراميكي (9)
صنايع شيشه هاي هنري و سازندگان فريت
براي هنرمندان شيشه گر نيز موضوع انبساط حرارتي اهميت زيادي دارد، زيرا آنها مي خواهند قطعات خود را كه معمولاً ضخيم نيز هستند را در مدت زمان چند دقيقه به جاي سرد كردن در چند ساعت، سرد كنند. شيشه هاي مورد استفاده آنان معمولاً در چندين رنگ و هم چنين فرمول هاي شيميايي متفاوت به يكديگر متصل مي شوند. بنابراين مي بايست هنگامي كه سرد مي شوند ضريب انبساط مناسب و هماهنگي داشته باشند تا ترك نخورد. به عنوان مثال در شيشه هاي سودا يا كربنات سديم ميزان انبساط 7-10×90 است. تنش ها معمولاً براثر سرد و گرم كردن نمونه ها بر روي قطعه ايجاد مي شود و در نتيجه قطعه مورد نظر ترك مي خورد.
معمولاً هنگامي كه از شركتي فريت خريداري مي كنيد مي بايست اعداد مربوط به انبساط را نيز بگيريد. ممكن است اين محاسبات به وسيله ديلاتومتر و يا محاسبه تهيه شده باشد. شركت Ferro محاسبات خود را برحسب درجه سانتيگراد بيان مي كند و به صورت COE×10-6 نمايش مي دهد. پس از اينكه انبساط حرارتي لعاب و يا فريت در آزمايشگاه محاسبه شد، انبساط حرارتي در دماي بين 0 تا 450 درجه سانتيگراد و با استفاده از سرعت گرمايش سه درجه سانتيگراد بر دقيقه مدنظر قرار مي گيرد.
بازرسي كاشي ها براي بررسي عيوب ساختاري
صنعت کاشی و سرامیک، صنعت نوپایی است که امروزه نوآوری های زیادی در زمینه های مختلف تولید آن و اتوماسیون در آن صورت گرفته است. تقریباً می توان گفت که در تمامی مراحل تولید آن نوآوری های تکنیکی زیادی انجام شده است، مگر در قسمت نهایی تولید آن که هنوز به صورت دستی است و بازدید چشمی سطح برای جداکردن کاشی ها، درجه بندی آنها و مرجوع کردن طرح های معیوب ضروری است. این مقاله به بررسی مشکلاتی که عیوب به وجود می آورند و اشکالات طرح در بازرسی اتوماتیک پرداخته و روش هایی را که برای مشخص ساختن عیوب در کاشی های ساده و طرح دار بررسی می نماید.
در این تحقیق به بررسی مشکلات بازرسی چشمی، آنالیز و مشخصاتی می پردازد که توجیه اقتصادی داشته و به راحتی قابل استفاده باشد:
- اتوماسیون روش کهنه رایج و روش بازرسی دستی مبتنی بر ادراکات ذهنی
- کاهش نیاز به حضور انسان در محیط های آلوده و ناسالم
- بازرسی بهتر و در عین حال باهزینه کمتر
- همگنی و یکسانی بیشتر در درجه بندی های مختلف محصولات
- افزایش عملکرد محصولات و رفع تنگناهای شرایط تولید
افزایش های اخیر ایجاد شده در تولید کاشی و سرامیک این حقیقت را مشخص می سازد که چاره ای جز انجام اتوماسیون در کنترل نهایی محصولات وجود ندارد. Finney [1] تحقیقاتی را بر روی بازرسی ظروف سرامیکی رومیزی انجام داده است. ایشان به بررسی یک نوع از عیوب تنها به وسیله آنالیز شدت تصاویر هیستوگرام (Histogram) پرداخت. هیستوگرام نموداري ميله اي است كه بر اساس فراواني داده ها در دسته هايي رسم مي شود و به كمك آن مي توان داده ها را تشريح كرد و نمايش طرز انتشار، فواصل و ارتفاع سلول ها از هم را بررسی نمود. در این مقاله عیوب مختلف، روش ها و تکنیک های بررسی آنها بررسی می گردد. محدوده روش ها شامل Pin-hole های کوچک و ترک برای کاشی های صاف، برپایه قرار دادن فیلترهای خطی جداگانه و برای کاشی های طرح دار، براساس توزیع Wigner و حضور تناوبی فاصله طرح ها و طبق الگوریتم عیوب رنگی طرح چه به صورت شدت رنگ غیرمعمول و خصوصیات ساختاری کاشی های طرح دار است
miloo12000
25-10-2009, 15:44
سلام دوست عزیز.راستش من دنباله یه پروژه میگردم در مورد ساخت شیشه های سودالایم با افزودنیه اکسید بیسموت , خیلی ممنون میشم اگه بهم کمک کنی.با تشکر.
vBulletin , Copyright ©2000-2024, Jelsoft Enterprises Ltd.