انواع مختلف تستهای لعاب
تنشهاي به وجود آمده در بدنه و لعاب کاشی دليل وعيب اصلي براي پيدايش ترك وبريدگي لعاب است.بخشي ازنقص هادرموقع پخت ياسردشدن قطعات وقسمت ديگرآن درطي زمان وپس ازانباركردن يابعدازاينكه بدست مصرف كننده مي رسدخودرا ظاهرمي كند.بطوركلي براي پيش گيري ازنقص ها يا تشخيص نوع عيب هاي به وجودآمده بايدآزمايشهايي برروي موادخامايجادبگيردكه درزيرمهمترين آنها به طوراختصارآورده مي شود.
تشخيص نوع ترك لعاب کاشی :
ساده ترين روش اندازه گيري سختي لعاب خراش سختي ،طبق موس است كه باچسم سخت تري(چاقو) برروي لعاب خراشي داده وسختي آن بطورتجربي با جدول سختي موس مقايسه مي شود.امكان ديگري براي اندازه گيري سختي وجود داردوان بدين ترتيب است كه ازسطح قطعه لعابكاري شده نمونه اي به قطر10 سانتي مترآماده و آن رادرزيرظرفي به فاصله تقريبا يك متر(بستگي به نوع دستگاه دارد) قرارمي دهند.درظرف فوق مقداري تقريبا 30 كيلوگرم ماده سختي مانند كوارتز يا كوروند يا كربيدسيليس ريخته و ازسوراخي كه درزيراين ظرف قرارداردمواد را بر روي نمونه جاري مي سازند.مدت 15دقيقه موادرابرروي نمونه ريخته وپس ازگذشت اين زمان مقدارافت وزني نمونه راكه براثرسايش انجام گرفته،اندازه گيري كرده ومقايسه ومحاسبه مي كنند.روش ديگراندازه گيري سختي همان طريق اندازه گيري سختي فلزات است.برروي لعاب توسط الماس دستگاه سختي سنج(سختي ويكرزياراكول) با وزنه مشخصي فشارواردآورده ومقداردهنه فرورفتگي الماس دقيقا اندازه گرفته وباجدولهاي ويژه آن مقايسه و مقدارسختي خوانده مي شود.البته روشهاي گوناگون اندازه گيري سختي ديگري وجود داردكه اين سه روش بيان شده فوق نسبت به ساير طريقه هاي ديگرارجحيت بيشتري داردومتداولتر است.
پايداري لعاب کاشی درمقابل اسيدها وبازها :
براي تعيين پايداري قطعات يا لعاب درمقابل اسيدها وبازها طبق استانداردهاي متداول آزمايش مي شود.به اين منظور نمونه رادرپارافين گرم شده فروبرده (غيرازسطح لعابكاري شده) سپس اين نمونه رادرظرف محتوي اسيد كلريدريك 3درصدي يا براي آزمايش پايداري درمقابل بازها درمحلول 3درصدي KOH، براي مدت 7روز فرو مي برند.
اگردرسطح لعاب علائمي ازخوردگي يا رنگ پريدگي مشاهده شودمي توان طبق استاندارهاي موجود مقايسه و درجه بندي كرد وپايداري آن رادرمقابل اسيدها وبازهاتعيين كرد.به همين ترتيب مي توان لعاب رادرمقابل محلولهاي شيميايي ديگرآ زمايش كرد.
پايداري لعاب کاشی درمقابل عوامل محيط :
يكي ديگرازآمايشهاي مهمي كه برروي موادسراميكي لعابكاري شده انجام مي شودپايداري يامقاومت اين اجسام درمقابل تغييرات جوي محيط مانند آب باران،گازها وغبارهااست.البته تغييرات دردما به ويژه سرما يا گرماي تابستان اثرزيادي داردكه دراينجا آورده نمي شودودرباره آنها دربسياري ازكتابها واستانداردها بيان گريده است.تا زمانيكه گازهاي موجوددرمحيط خشك باشندمانندگازSO2 وغيره اثرزيادي برروي لعاب نمي گذارندولي بمحض وجودرطوبت يا آب،واكنش وخوردگي به شدت شروع وتحت تشكيل اسيديا بازهايي مانندH2SO2،H2SO4،H2CO3 وغيره انجام مي شود. ساده ترين روش اندازه گيري سختي لعاب خراش سختي،طبق موس است كه باچسم سخت تري(چاقو) برروي لعاب خراشي داده وسختي آن بطورتجربي با جدول سختي موس مقايسه مي شود.امكان ديگري براي اندازه گيري سختي وجود داردوان بدين ترتيب است كه ازسطح قطعه لعابكاري شده نمونه اي به قطر10 سانتي مترآماده و آن رادرزيرظرفي به فاصله تقريبا يك متر(بستگي به نوع دستگاه دارد) قرارمي دهند.درظرف فوق مقداري تقريبا 30 كيلوگرم ماده سختي مانند كوارتز يا كوروند يا كربيدسيليس ريخته و ازسوراخي كه درزيراين ظرف قرارداردمواد را بر روي نمونه جاري مي سازند.مدت 15دقيقه موادرابرروي نمونه ريخته وپس ازگذشت اين زمان مقدارافت وزني نمونه راكه براثرسايش انجام گرفته،اندازه گيري كرده ومقايسه ومحاسبه مي كنند.روش ديگراندازه گيري سختي همان طريق اندازه گيري سختي فلزات است.برروي لعاب توسط الماس دستگاه سختي سنج(سختي ويكرزياراكول) با وزنه مشخصي فشارواردآورده ومقداردهنه فرورفتگي الماس دقيقا اندازه گرفته وباجدولهاي ويژه آن مقايسه و مقدارسختي خوانده مي شود.البته روشهاي گوناگون اندازه گيري سختي ديگري وجود داردكه اين سه روش بيان شده فوق نسبت به ساير طريقه هاي ديگرارجحيت بيشتري داردومتداولتر است.
تعيين دامنه ذوب – غلظت وتنش سطحي لعاب کاشی :دامنه ذوبي يا محدوده ذوبي،اختلاف دمايي است كه بين شروع ذوب وذوب كامل وجوددارد.لعاب با دامنه ذوبي زياد راميتوان درمحدوده حرارتي بيشتري پخت بدون اينكه نقصي درلعاب به وجودآيد.درصنعت،دامنه حرارتي داراي اهميت زيادي است زيرا يك لعاب براي مثال در1000 درجه سانتيگراد ذوب شده وميتواند به آساني تا 1140درجه راتحمل كندبدون اينكه نقصي مانندتورم درلعاب ياشره كردن ياجوشيدن لعاب به وجود آيد.درضمن بايدمتذكرشدكه درتمام مناطق كره زمين كوره يك دماي يكنواخت وبرابري حكمفرمانيست. هرچه مذاب لعاب غليظ ترباشدبه همان اندازه مي تواند بيشتر درمجاورت دما قرارگيرد.بنابراين مشاهده مي شودكه گرانروي بامحدوده ذوبي يا برعكس با همديگر بستگي داشته واين خودبستگي به فرارواني تركيب شيميايي لعاب دارد.براي اندازه گيري غلظت (گرانروي) لعاب روشهاي متعدد ومختلفي وجود داردكه چندنوع آن دراينجا به عنوان مثال آورده مي شود.غلظت رابعضي مواقع با فروبردن گلوله اي پلاتيني درمذاب شيشه يا لعاب اندازه گيري مي كنندكه دراين حالت سرعت فرورفتن ان تعيين ومحاسبه مي شود وآن اندازه اي است براي غلظت لعاب.اغلب گرانروي درصنعت به اين ترتيب اندازه گيري مي شودكه صفحه اي ازپرسلان يا شيارهايي ناوداني تهيه كرده ولعاب به صورت قرصي دربالاي اين فرورفتگي ها قرارمي گيرد. صفحه پرسلاني همراه باقرص لعاب با زاويه 45درجه داخل كوره قرارمي دهند.پس از حرارت دادن مقدارطول لعاب جاري شده دراين ناودانها اندازه گيري مي شودواين اندازه اي براي گرانروي است. اين آزمايش مقايسه اي است وخطاهاي فراواني دربردارد.راحترين وجديدترين وسيله اي كه ميتوان دامنه ذوبي
رانسبتا دقيق اندازه گرفت ميكروسكوپ حرارتي است.بااين وسيله ميتوان كليه حالات وفازهاي مختلف ازحالت جامد تا ذوب كامل مانند نقطه زينتر،دماي شروع ذوب،تورم،كشش سطحي وغيره رامشاهده ودرصورت امكان عكس برداري كرد.ميكروسكوپ حرارتي ازيك كوره تشكيل شده ونمونه درداخل آن قرارمي گيردوحرارت داده مي شود.دريك طرف دهانه كوره منبع نوراني قراردارد به طوريكه به نمونه نورمي تاباندودرطرف ديگر سايه نمونه برروي صفحه مات يافيلم با بزرگنمايي مشخص مي افتدكه ميتوان بدين طريق حالات مختلف نمونه رادرحين حرارت دادن مشاهده كرد.براي مقايسه حالات گوناگون نمونه،ابتدا ازآن در20درجه سانتيگرادعكس گرفته مي شود،سپس با افزايش دما درهردرجه مورددلخواه يا فاز بدست آمده مجددا عكسبرداري مي كنند. مثلا در550درجه سانتيگراد كوچكترين حجم نمونه است كه آنرا دماي زينتر ناميده ودردماي 600درجه سانتيگراد آغاز ذوب نمونه ودردماي 800درجه سانتيگراد نمونه به حالت نيم كره كامل تشكيل شده وبالاخره در 1000درجه سانتيگراد ذوب كامل انجام مي گيرد.كشش سطحي درتمام حالتها ونسبتها يك ثابت معتبرنيست، بلكه به شدت تحت تاثيربدنه موادلعاب قراردارد،بنابراين يك لعاب مي تواند درمقابل بدنه اي سراميكي تركننده باشد ودرمقابل بدنه اي ديگر غير تركننده .يك اندازه مشخص وتعيين كننده مقدار تنش سطحي، مقدارزاویه تشكيل دهنده مرزي (يازاويه تماس) بين لعاب وبدنه است.روش ديگري براي اندازه گيري كشش سطحي ذوب كردن مقدارمعيني لعاب برروي يك صفحه سراميكي است. دراين حالت هرچه سطح بخش شده لعاب وسيعتر وگسترده تر باشد تنش سطحي كمتري داردوهرچه مقدار اين سطح كوچكترباشد كشش سطحي بزرگتراست. الكلها نيزمي توانند آب بندي باشند زيرا الكل نسبت به آب داراي كشش سطحي كمتري است وبنابراين مي تواندبه راحتي ازروزنه هاي بسيارريز نيش سوزني عبوركند.براي اندازه گيري وتعيين نفوذ الكل دربدنه نمونه كاملا لعابكاري شده رادرمحلول رنگ شده فروبرده وبه مدت 24 ساعت تحت فشاريك آتمسفرقرارمي گيرد.
پس ازگذشت اين مدت ذكرشده نمونه را ازمحلول خارج ومي شكنند.اگرالكل دربدنه نفوذ كرده باشدبه آساني قابل مشاهده واندازه گيري است.
ديلاتومتري :امروزه براي اندازه گيري انبساط حرارتي موادوقطعات اماده ازدستگاه ديلانومتر استفاده مي شود.اين دستگاه تابعيت تغييرات طول نمونه رانسبت به دماهاي مختلف نشان يا ثبت مي كند.براي نمونه جهت اندازه گيري انبساط حرارتي بستگي به نوع ديلانومتر متفاوت است.اغلب ازبدنه يا لعاب به طورمجزانمونه تهيه مي شود.براي تهيه نمونه از لعاب ابتدا آنراذوب ودرقالبي مي ريزند،پس ازانجمادابعادموردنظرتوسط اره الماسه بريده ومجددا جهت تنش گيري حرارت داده ميشود.انبساط حرارتي لعاب وبدنه به طورمجزا اندازه گيري وسپس بايكديگر مقايسه مي شوند.
لعاب بايدتحت مقداركمتري تنش فشاري برروي بدنه بنشيندتاتشكيل ترك ندهد.البته ميتوان با اضافه كردن موادي به موادبدنه انبساط حرارتي آنرا قدري افزايش دادكه لعاب برروي بدنه تحت تنش فشاري كافي
قرارگيرد.اندازه گيري انبساط حرارتي اجسام فقط تانقطه تبديل آن كافي است زيراازاين دما به بعدلعاب به فازمايع تبديل مي شود. تشكيل ترك معمولا درزمان انجمادلعاب ازنقطه تبديل به پايين انجام مي گيرد.دراين محدوده حرارتي بايدلعاب زيرتنش فشاري قرارگيرديعني لعاب بايدداراي ضريب انبساط حرارتي كمتري نسبت به بدنه باشد.امروزه در كليه كارخانجات توليدلعاب وسراميك ازاين دستگاه با اهميت استفاده فراواني مي شود.روشها وآزمايشهاي گوناگون ديگري براي اندازه گيري تنش لعاب وبدنه وجود داردكه دراينجا بدليل كم اهميت بودن آن،آورده نميشود.
تورم بدنه وترك لعاب کاشی :
تاكنون ازنقصهاي به ويژه توليد ترك وجلوگيري ازآنها صحبت شدكه تااندازه اي مشخص ومعلوم بوده اند.عيب ديگري وجودداردكه نتيجه آن همچنين تشكيل وتوليدترك درلعاب است ودرباره اين نقص هنوزمجهولاتي وجود دارد.اين عيب تورم بدنه است كه هفته ها يا ماهها بعدازانباركردن يا درحين كاربردقطعات ظاهر مي شودوموجب ترك خوردن لعاب مي گردد.امروزه به اين نتيجه رسيده اندكه تورم بدنه سراميكي درمدت زمانهاي بسيارطولاني دراثرجذب رطوبت محيط است.اجسام سراميكي لعابكاري رپخته شده به علت داشتن تخلخل ياحفره هاي مختلف ديگري مانند سوراخهاي نيش سوزني يامحل پايه وتكيه گاههايامواضع بدون لعاب وغيره كه اجتناب ناپذيرنيزهستند،رطوبت محيط رابه خودجذب وشروع به تورم مي كنند.تورم بدنه براثرجذب رطوبت محيط،به همان اندازه انبساط حرارتي مسئول توليدترك درلعاب است.براي اندازه گيري ومحاسبه مقدارتورم ازدستگاهي به نام اتوكلاو استفاده مي شود.
توسط اين دستگاه با فشاربخارزيادبه طورمصنوعي درقطعات سراميكي تورم ايجادمي شود.
بدون كاربرداين دستگاه،كنترل دائمي تورم بدنه پخته شده درصنعت بسياروقت گيروغيرممكن به نظرمي رسد.اين آزمايش بسياردقيق است،به طوري كه آزمايش تورم توسط اين دستگاه ومشاهدات ساليانه تورم بدنه هاي پخته شده به حالت عادي هردوبرابرومطابقت دارند.براي اينكه بتوان بيشترين تورم رابدست آورد(تقريبا90درصد) بايدبا بدنه 100ساعت زيرفشار2/0 آتمسفرقرارگيرد،البته همين مقدارتورم راميتوان با5آتوفشاروبه مدت 4ساعت بدست آورد وجسم رادمقابل تورم آزمايش كرد.تورم بدنه بستگي به دماي پخت داردوهرچه آن بيشترگردداحتمال تشكيل تورم كمتراست.تورم همچنين به نوع موادبدنه بستگي دارد.افزايش مقداركوارتزدرموادبدنه تورم راقدري كاهش مي دهد.برعكس فلدسپات اثرزيادي برروي ازدياد تورم ودر نتيجه ترك هاي موئين دارد به ويژه دردماهاي بالاتر. آهك اثرزيادي برروي تورم دارد به ويژه تاثيربيشترمي شود،اگرمقداري كوارتز تواما همراه آن بوده ومقدارفلدسپات آن كم باشد،دردماي بالايSK 5a حتي با محتوي بودن مقداري فلدسپات تورم به شدت كاهش دارد.كائولن برروي متورم شدن بدنه بي اثراست.كربنات باريم اثربسيارنامطلوبي برروي متورم شدن موادبدنه داردوتاثيرآن به مراتب بيشترازكربنات كلسيم است.مقداربسياركمي ديوپسيداثرزيادي برروي تورم زدايي مواددارد.ديوپسيد تشكيل شده ازسيليكات كلسيم منيزيم(2SIO2،Mgo،Cao).
قديمي ترين روش تشخيص نوع تنش،محاسبه تعدادواندازه ترك هاي بوجودآمده درسطح بدنه است.ترك هاي ريز مشبك (توري شكل) كه درموقع سردشدن يا بعدا به وجود مي آينددليل تنش زيادي مابين بدنه ولعاب است وآنها به علت انقباض شديد لعاب توليد مي شوند.يعني دراين حالت انبساط حرارتي لعاب به مراتب بزرگتر ازانبساط حرارتي بدنه است. ترك هاي موئيني كه به دليل تنس كمتري به وجودمي آيد(اغلب بعد از گذشت يك روز) اغلب ترك هاي بزرگتري هستندوتشكيل يك توريا شبكه غيريكنواختي درسطح مي دهد.اگرانبساط حرارتي لعاب خيلي كم باشد،لعاب به صورت تكه يا پوسته هاي كوچكي ازروي بدنه مي جهد،به ويژه ازلبه هاي قطعات. ازروش تنش گيري به موقع مي توان تا اندازه اي ازپيش آمد اين نقص ها ممانعت به عمل آورد.بعضي ازاين روشها عبارتنداز:ضربه زدن به لعاب با وسيله سختي،خراش دادن لعاب وبالاخره حرارت دادن وسپس سردكردن سريع لعاب.
براي پيشگيري ازتوليدترك ميتوان مقداري درحدود5الي 12 درصدكوارتزبه لعاب اضافه كردودرصورت احتياج بيشتر به اين ماده بايدزگر لعاب راتغيير دادبه طوري كه انبساط حرارتي كمتري به دست آيد.
شوك حرارتي(سريع سردكردن) :براي تعيين مقاومت لعاب وبدنه درمقابل تغييرات دما،قطعه لعابكاري وپخته شده رادردماي معيني حرارت داده وسپس آن رادرآب سرد20درجه فرومي برند.دماي گرم كردن قطعات فوق از100درجه سانتيگرادشروع وهردفعه پس ازفروبردن آن درآب10درجه به دماي كوره افزوده مي شود.اگرنمونه تا120درجه سانتيگرادرابدون ترك خوردن تحمل كند،دراين صورت ميتوان گفت كه اين لعاب تا 8روز پس ازپخت بدون ترك مقاومت خواهدكرد.اگرتا150درجه سانتيگرادراتحمل كرد اين لعاب 3تا4ماه بدون ترك است وهمچنين تحمل آن تا160درجه سانتيگرادبرابرمي شودبا15ماه مقاومت نمونه در مقابل ترك وتحمل 180درجه سانتيگراد2تا3سال وبالاخره تحمل 200درجه سانتيگراد،اين لعاب بطوركلي درمقابل تشكيل وتوليد براي هميشه مقاوم است.اين آزمايش راميتوان براحتي درهردستگاه خشك كن موجود درآزمايشگاه انجام داد.آبي كه نمونه رادرآن فرومي برندبه علت گرم شدن بهتراست پس ازانجام هرچندآزمايش كنترل كرد،به طوريكه در20درجه سانتيگرادثابت نگهداشته شود.ترك هاي بسيارريز ونازكي كه توسط چشم بخوبي مشاهده نمي شوند،با فروبردن نمونه درمحمول رنگ،ترك ها بخوبي رويت مي شوند.
آزمايش حلقه تنش در لعاب کاشی :
براي اندازه گيري تنش واختلاف تقريبي مقدارآن دربدنه ولعاب طبق شرايط معمولي صنعتي مي توان به ترتيب زيرعمل كرد:ازموادبدنه حلقه هايي به قطر5سانتيمترتهيه مي شود.ازيك حلقه درحدودنيم تايك سانتي مترآن خارج مي كند.اين حلقه ها پس ازلعاب كاري (لعاب موردنظربراي همين بدنه) دركوره پخت مي شوند.اگرلعاب انبساط حرارتي كمتري ازبدنه (حلقه) داشته باشد،بنابراين دهانه حلقه قدري بسته وحلقه تنگتر مي شود.درصورتيكه لعاب تمايل به ترك خوري داشته باشد حلقه بازترمي شود.
