بررسی تالک و بالکلی و نقش آنها در صنعت کاشی و سرامیک
تالک و نقش آن در صنعت کاشی و سرامیک : ویژگی بارز تالک 3MgO.4SiO2.H2O نرمی بسیار زیادش است. از تالک میکرونیزه که از اشعة ماوراء بنفش عبور داده شده به عنوان پودر بچه استفاده می شود. این ماده از لحاظ نرمی بسیار مورد توجه و پسند می باشد اما از لحاظ مورنولوژی مورد پسند و توجه نمی باشد چرا که بواسطه این مورنولوژی پولکی فرم و داشتن سطح زیاد، در یک مقطع می تواند منجر به حبس هوا و منجر به عیب هوادار بودن شود.
از لحاظ خواص رئولوژی جزء مواد غیر پلاستیک (نیمهn,ju7 سخت) است سختی تالک 1 موهس است.
تالک ساختار سه لایه ای داشته و پیوند بین لایه ها از نوع پیوند های واندروالسی است. در پخت رفتار دوگانه نشان می دهد؛ هنگامیکه در بدنه ها مورد استفاده قرار می گیرد:
1- زیر 1100 درجه عامل ایجاد تخلخل است.
2- بالای 1150 درجه به عنوان عامل فلاکسی عمل می کند.
بدنه هایی که دمای پخت زیر 1100 درجه دارند، در واقع بدنه های دیواری می باشند. تالک را در کنار CaCO3 به عنوان مواد تخلخل در این بدنه ها (کاشی دیواری) می توانیم داشته باشیم. عملکرد تالک شبیه به عملکردی است که CaCO3 در کنار ایلیت با رفتار blohineg از خود نشان می داد. امام هنگامیکه دما بالای 1150 درجه باشد مانند بدنه های کاشی گرانیتی به عنوان عامل فلاکسی عمل می کند.
3- در بدنه های کاشی دیواری و کف چنانچه تالک بزنیم مشکلی پیش نمی آید.
4- در پرس تا حدود 10 الی 12درصد وجود تالک مشکل ایجاد نمی کند.
در سیستم های تک پخت چه دیوار و چه کف بیش از 12درصد تالک نمی زنیم. میزان 12درصد آن نیز باعث کاهش استحکام در زیر اعمال چاپ خواهد شد. چون استحکام خام و خشک پایین است، ضایعات زیر چاپ افزایش خواهد یافت.
مشکلی که تالک در بدنه های کاشی کف ایجاد می کند حساسیت بدنه کاشی را نسبت به اختلاف دمای پخت شدیداً افزایش می دهد. حتی در کوره های رولری که گرادیان حرارتی نسبت به تونلی کمتر است باز هم گرادیان حرارتی داریم. وجود حداقل اختلاف دما نیز در کوره می تواند عامل مزاحم بوده و اختلاف رنگ بدنه و اختلاف ابعادی را ناشی شود.
در یک بدنه با محدوده پخت باریک به واسطه داشتن تالک عیب ابعادی بیشتری نسبت به یک بدنه با محدوده پخت وسیع و فاقد تالک مشاهده می شود.
1- از انقباض حین خشک شدن می کاهد زیرا حتی با وجود ریزدانه بودن غیر پلاستیک است.
2- تا دمای 1100درجه از انقباض حین پخت جلوگیری می کند.
3- به علت سختی بسیار کم تالک، سطح مخصوص پرس شده بسیار صاف خواهد بود.
4- رنگ پس از پخت را روشن تر می کند.
5- مصرف آن در بدنه هایی که دمای پخت بیش از 1150درجه دارند، محدوده پخت را باریک می کند.
6- از طریق ایجاد سیلیکات های منیزیم شوک پذیری محصول را افزایش می دهد. (بدنه های ساخته شده در کارگاه)
بالکلی چیست؟
بال کلی (Ball Clay) یک نوع سنگ رسوبی است که حاوی کائولینت و مقدار جزیی ایلیت، کلریت و مونت موریونیت است. همراه با اکثر ترکیبات آلی یافت می شود.بالکلی گاهی همراه لایه های ذغال یافت می شود.مصارف آن در سرامیک های بهداشتی ، چینی های الکتریکی، انواع کاشی ها ، ظروف غذاخوری، صنایع دستی و نسوزها است.
بالکلی و خواص آن در صنعت کاشی :
دومیّن ماده پلاستیک بر اساس اهمّیت در صنعت سرامیک پس از کائولن بالکلی هست.
کائولن جزء مواد اوّلیه محسوب میشود,که در جای اولیه خود باقی مانده ولی بالکلی جزء مواد ثانویه هستند که در مکانهایی غیر از مکان اوّلیه خود یافت میشود.بالکلی توسط آب و باد به مکانهای دیگر منتقل میشوند که این انتقال دو خاصیت مهّم را موجب میشود:
1- ابعاد دانه های بالکلی بسیار ریزتر است.
2- پلاستیسیته بالکلی به مراتب بیشتر از کائولن است.
دلایل استفاده از بالکلی :
1- پلاستیسیته بالا
2- قابلیت شکل پذیری(آب را در خود نگه میدارد)
3- استحکام خام بالا
4- افزایش سیالات دو غابهای ریخته گری؛ اگر خواستیم بدون اینکه آب اضافه کنیم دوغاب را سیال کنیم بالکلی اضافه میکنیم
5- چون تنوع ناخالصی در ان زیاد است به مقدار زیاد نباید از ان استفاده کرد
6- به دلیل ریز دانه بودن و پائین بودن دمای ذوب چنانچه از یک حدی بیشتر استفاده شود نقطه ذوب را شدیداَ پائین میاورد و موجب تغییر شکل محصولات میشود.
7- در بدنه هایی که زیاد استفاده میشوند شدیداً بر روی رنگ بعد از پخت تاثیر میگذارد.
8- اگر مقدار استفاده زیاد باشد ضمن اینکه قابلیت کارپذیری را افزایش میدهد باعث انقباض شدید در بدنه شده و قطعه خشک شده با انقباض شدید در نهایت ترک میخورد.
بالکلی (ballclay) و خاک چینی (china clay).
تفاوت بالکلی و خاک چینی
بالکلی محتوای کائولن کمتر با حضور واضحتر کانیهای میکائی و کوارتز دارد. در مقابل، فرآورده های خاک چینی مقدار بالاتر کائولینیت (90-80 درصد) و مقدار اندکی از کانیهای میکائی دارند و در عمل به مواد کائولینیتی خالص نزدیک هستند.
2-1- کائولینیت در بدنه های سرامیکی
در هنگام انجام مراحل پرس و پخت واکنشهای فرآورده های بالکلی و خاک چینی با هم متفاوت است که میتوان آنها را به صورت زیر جمع بندی کرد:
بالکلی
در هنگام پرس کردن به صورت معمولی انبساط می یابند؛
در فرآورده ناپخته، هم خام و هم خشک مقادیر استحکام خمشی عالی دارند و بنابراین نشان دهنده میزان بالای پلاستیسیته است؛
نمونه های پخته شده در ˚C1020 انقباض محدود 2-0 درصد و سطح تخلخل ظاهری 20-18 درصد دارند؛
با در نظر گرفتن میزان «ناخالصی»های حاضر که فرآیند زینترینگ را آسان میکند، نمونه های پخته شده در ˚C1020 سظوح بالای مقاومت مکانیکی (از 50 تا Kg/cm2 150) خواهند داشت.
ضریب انبساط گرمائی در ˚C1020 در گستره ای از ۱۷۰-120 ضرب در ده به توان منفی هفت بر درجه سلسیوس قرار دارد.
خاک چینی
انبساط پس از پرس بالائی دارند؛
ماده ناپخته، هم خام و هم خشک مقاومت مکانیکی ضعیفی دارد؛
در هنگام خشک شدن انبساط زیادی دارد؛
هنگام پخت در ˚C1020 انقباض ابعادی مشاهده نمیشود و به جای آن انبساط اندک با مقادیر جذب آب بالا (30-25 درصد)، مقاومت مکانیکی پائین در محصولات پخته (Kg/cm2 60-30) و ضریب انبساط گرمائی کم ۱۴۰-۱۱۰ ضرب در ده به توان منفی هفت بر درجه سلسیوس خواهیم داشت.
بنابراین با ماده بسیار دیرگدازی سر و کار داریم که در خالصترین شکل خاک چینی میتواند در گستره 15-10 درصد در بدنه های استون ور پرسلانی به کار رود.
