metallurgydata متالورژی دیتا

متالورژی،نانو،ریخته گری،مدلسازی،جوشکاری،فرج،متالوگرافی،بیومتریال،ایمنی صنعتی،استخراج،عملیات حرارتی،فلزات،مهندسی مواد،خوردگی،دیرگداز

metallurgydata متالورژی دیتا

متالورژی،نانو،ریخته گری،مدلسازی،جوشکاری،فرج،متالوگرافی،بیومتریال،ایمنی صنعتی،استخراج،عملیات حرارتی،فلزات،مهندسی مواد،خوردگی،دیرگداز

metallurgydata       متالورژی دیتا

به لطف خدا،metallurgydata کاملترین و پر بازدیدترین(آمار حقیقی و قابل باز دید)مرجع اطلاعات مواد و متالورژی با بیش از 1200 عنوان ،شامل هزاران متن،کتاب،تصویر،فیلم تخصصی در خدمت شما می باشد.پاسخ به سئوالات و مشاوره رایگان با تجربه20 سال تحقیق و مطالعه در شاخه های مختلف متالورژی.
http://kiau.ac.ir/~majidghafouri
09356139741:tel
ghfori@gmail.com
با عرض تقدیر و تشکر از توجه و راهنمایی کلیه علاقمندان
با ctrl+f موضوعات خود را در متالورژی دیتا پیدا کنید

پیامرسان تلگرام: metallurgydata@

بارکد شناسایی آدرس متالورژی
بایگانی

metallurgydata@


مجید غفوری
http://s9.picofile.com/file/8326796268/Refractories.jpg

 دیرگدازها
۱- مواد دیرگداز (Refractories Material)
مواد دیرگداز مواد دارای مقاومت حرارتی هستند که در دماهای بالا پایدار هستند و خواص فیزیکی و شیمیایی شان در این دماها حفظ می گردد.
مواد دیرگداز گران بها هستند و هرگونه خرابی در این مواد باعث افزایش زمان تولید،از بین رفتن ادوات و در برخی مواقع باعث از بین رفتن محصول می گردد. نوع دیرگداز مصرفی بر روی میزان مصرف انرژی و کیفیت محصول تأثیر می گذارد. بنابراین انتخاب نوع دیرگداز برای کاربردهای معین بسیار مهم می باشد. دیرگدازها همچنین برای فرآیند ایمن در تولید مواد ضروری است. نباید برای پرسنل خط تولید و کسانی که آنها را نصب می کنند،شرایط خطرناک ایجاد کنند. ضمناً دیرگدازها نباید در شرایط استفاده شدن و هم پس از اینکه به صورت زباله صنعتی در می آیند،موجب آلودگی زیست محیطی شوند.
در این مقاله نوع و خواص دیرگدازها را مورد بررسی قرار می دهیم.
۲- دیرگداز چیست ؟
دیرگدازها مواد غیرآلی، غیر فلزی و مقاوم در برابر حرارت هستند که این مواد می توانند در مقابل عوامل ساینده و یا خورنده در دماهای بالا مقاومت کنند. این عوامل خورنده و یا ساینده می توانند در حالت جامد، مایع و یا گاز باشند. به خاطر وجود شرایط متنوع محیطی، انواع متنوعی از دیرگدازها با خواص متفاوت ساخته شده اند. دیرگدازها از مواد پخته شده، مواد شیمیایی و انواع چسب های کربنی(بایندرهای کربنی) تشکیل شده اند. این مواد دارای گستره شیمیایی متنوع هستند و دارای اشکال مختلفی نیز هستند. (ترکیب شیمیایی و اشکال استفاده از دیرگدازها بر اساس کاربردهای گوناگون آنها تعیین می شود)
۳- ساختار فازی مواد دیرگداز
دیرگدازها از مواد ناهمگون ، چند ترکیبی و دارای تخلخلی هستند. در ساختار این مواد ، سنگ دانه های پایدار در برابر حرارت بوسیله ی فازهای چسبنده و افزودنی ها در کنار هم قرار گرفته اند.
مواد دیرگداز در دماهای پایین شبه تردند و هنگامی که دما بالا می رود از خود رفتار ویسکوز نشان می دهند. بخاطر تغییرات نقطه به نقطه در ریزساختار دیرگدازها و انعطاف پذیر نبودن آنها، استحکام در محل های مختلف دیرگداز متفاوت است. این مواد به خاطر خزش در دمای بالا یا تغییر شکل پلاستیکشان شاخص هستند. تردی و مدول الاستیک بالای این مواد باعث شده است تا در برابر تنش های حرارتی و شک ها حساس بوده و در تحت این شک ها بشکنند.
۴- دیرگدازها برای چه کاربردهایی مصرف می شوند؟
دیرگدازها ابتدائاً بوسیله صنعت متالوژی مورد استفاده قرار می گرفت. در این صنعت کوره های ذوب فلزات و خطوط نقل و انتقالات مذاب و سرباره بوسیله ی مواد نسوز پوشش داده می شد.همچنین جداره های دودکش ها و مجاری عبور گاز نیز بوسیله مواد دیرگداز پوشش دهی می شود. با توجه به کاربردها، دیرگدازها باید تأثیرات مخربی همچون مواد سایش، فشار، عوامل شیمیایی، شک حرارتی، ضربات فیزیکی، تجزیه های حرارتی، و… تحمل کند. این عوامل مخرب معمولاً در دمای بالا اتفاق می افتد.
از آنجایی که فرآیندهای متالوژی نیازمند دماهای عملیاتی بالاست، مواد دیرگداز مورد استفاده در این صنعت باید در دماهای بالا و پایین تر از دمای عملیاتی پایدار باشند. در جدول یک دمای ذوب برخی از عناصر که در متالوژی از آنها استفاده می شود، آورده شده است.
۵- لازمه های دیرگدازی
لازمه های عمومی یک ماده ی دیرگداز را می توان به صورت زیر بیان کرد:
قابلیت تحمل در دماهای بالا
قابلیت تحمل در برابر تغیرات ناگهانی دما
قابلیت تحمل برخورد با فلزات مذاب، گازهای گرم و خوردگی سایشی(erosion) و…
قابلیت تحمل فشار در شرایط کارکرد
قابلیت تحمل در مقابل بارگذاری و نیروهای سایشی
ضریب انبساط حرارتی پایین
قابلیت نگهداری حرارت
نداشتن قابلیت ترشوندگی و جلوگیری از نفوذ مواد در تماس با آنها (مانند سرباره و مذاب فلزی)
۶- دیرگدازها از چه موادی ساخته می شوند؟
مواد خامی که عمدتاً در تولید دیرگدازهای اساسی استفاده می شوند عبارتند از:
منیزیم کربنات (magnesites) ، دولومیت، کانی های کروم دار (chrome ore)، اسپینل و کربن
آجرهای دیرگداز اساسی مانند آجرهای منیزیا-کرومیتی و منیزیا- اسپنلی از کلینکر مصنوعی اکسید منیزیم (synthetic magnesia clinker) یا منیزیای طبیعی پخته شده به همراه سنگ معدن کروم دار و پیش واکنش دهنده اسپنیل و یا مواد پوشش دهنده ی آلومینیایی ساخته می شوند. اسپینل که یک ساختار مقاوم در برابر شک های حرارتی است. یا در آجر اولیه وجود دارد و یا در طی حرارت دیدن آجر در محیط کار تولید می شود.
۷- توسعه ی دیرگدازها با گذر زمان
سال ۱۹۵۰، تکامل و استفاده از دیرگدازهای منیزیایی به همراه کربن. این دیرگدازها با دیرگدازهای دولومیتی و به صورت ترکیبی استفاده می شوند. این دیرگدازها در ابتدا برای کوره های اولیه اکسیژنی (furnace basic oxygen) توسعه یافتند. تقریباً در همان سال ها خلوص منیزیا به عنوان یک فاکتور مهم مورد توجه قرار گرفت و دانه های منیزیایی با خلوص بالا و با درصد بورکم ( % ۹۶ ) به صورت وسیع مورد استفاده قرار گرفت.در این نوع دیرگدازها نسبت آهک به سیلیس ۱-۳-۲است.سال ۱۹۸۰ ، دیر گدازهای منیزیا گرافیتی توسعه یافتند .در ابتدا این دیرگدازها با درصد کربن بیشتر و سپس با اضافه کردن افزودنی های آنتی اکسیدان میزان کربن باقی مانده در این نوع دیرگدازها افزایش یافت. در سال های اخیر، تمایلات به سمت استفاده از دیرگدازهای مهندسی (engineered refractories) افزایش یافته است. این نوع دیرگدازها دارای مکانیزم های سایش خاص هستند. در این نوع دیرگدازها، افزودنی هایی از جمله اکسیدآهن خالص و کربنات منیزیم فیوزد (fused magnesite) در مقادیر کم اضافه می شود تا ویژگی های خالص در آجرها بوجود آید. این افزودنی ها عمدتاً کمتر از ۶% کل مخلوط را تشکیل می دهند. هنگامی که دانه های منیزیایی زنیته شده درشت تر شوند، دیرگدازها مقاومت خوردگی بهتری پیدا می کند.
نقطه ذوب مواد دیرگداز در حالتی که خالص باشند در گستره ۱۸۱۵-۳۳۱۵ درجه سانتیگراد است. در جداول ۲و۳ نقطه ذوب چندین ترکیب دیرگداز آورده شده است. دیرگدازها در شرایط کاری تنها می توانند مقدار کمی فاز مذاب(حدود ۵-۱ درصد) را در ساختارشان تحمل کنند و خواص ساختاری شان را حفظ کنند. البته بحث های بعدی نشان می دهد که به هر حال استفاده از بسیاری از این مواد به دلیل عواملی همچون قیمت یا ناپایداریشان در اتمسفرهای خاص محدود شده است. همچنین وجود ناخالصی های ابتدایی و یا ناخالصی هایی که در محیط کاربرد به نسوز وارد می شوند، باعث کاهش چشم گیر نقطه ذوب آنها می شود.
۸- ویژگی های دیرگدازها
خواص مهم دیرگدازها که بیشتر مورد بررسی قرار می گیرد عبارتند از : ترکیب شیمیایی, دانسیته بالک. تخلخل ظاهری (apparent porosity)، گرانش ویژه ی نسبی (specific gravity apparent) و استحکام در دماهای معمولی.
این خواص اغلب از جمله خواصی است که برای کنترل تولید و فرآیند کنترل کیفیت استفاده می شود. ترکیب شیمیایی به عنوان پایداری برای طبقه بندی دیرگدازها استفاده می شود. دانسیته، تخلخل و استحکام محصولات پخته شده از فاکتورهای زیادی تأثیر می پذیرد. از میان این فاکتورهای زیاد می توان به نوع و کیفیت مواد اولیه، اندازه و شکل ذرات، درصد رطوبت مواد در طی فرآیند پرس کردن، فشار پرس، دما و مدت پخت، اتمسفر کوره و سرعت سرد کردن اشاره کرد.
همان گونه که در بالا اشاره گردید مواد نسوز باید حداقل چهار ویژگی مهم به شرح ذیل داشته باشند:
خاصیت دیرگدازی : این خا صیت به ترکیب شیمیایی و ساختمان بلورین مواد بستگی دارد . مثلاً در ترکیبات آلومینیم دار، رابطه مستقیمی بین پایداری حرارتی و مقدار آلومینیم هر ترکیب وجود دارد . برای مثال پایداری حرارتی رس با ۴۵ درصد Al2O3تقریباً ۱۷۵۰ درجه سانتی گراد در حالی که پایداری حرارتی خالص Al2O3 حدود ۲۰۵۰ درجه سانتی گراد است.
مقاومت شیمیایی : مواد دیرگداز باید در حرارتهای بالا دارای مقاومت شیمیایی زیادی باشند به طوری که با مواد گداخته، گازها و بخار آب واکنش ندهند . این خصوصیت تابع ترکیب شیمیایی مواد اولیه، تخلخل و ساختمان بلوری آنهاست.
مقاومت در مقابل تغییرات ناگهانی حرارت : به افزایش یا کاهش بسیار سریع دما شوک حرارتی ۱ گفته می شود . مواد نسوز باید بتوانند در مقابل شوکهای حرارتی مقاومت کرده و از هم نپاشند . با توجه به افزایش و کاهش ناگهانی دمای کوره های ذوب یا کوره های پخت سیمان و آهک، در صور ت عدم توانایی تحمل این شرایط توسط مواد دیرگداز، این مواد به سرعت تخریب شده و قابلیت استفاده خود را از دست خواهند داد.
مقاومت سایشی : دیرگدازها به نوعی باید از جنس مواد ساینده نیز باشند یا حداقل مقاومت سایشی خوبی داشته باشند . با توجه به تماس دائمی این مواد ب ا مواد گداخته شده و گاهاً سخت در داخل دیگهای ذوب یا کوره های پخت موا د ، در صورت نداشتن مقاومت سایشی، به شدت فرسوده شده و از بین خواهند رفت.
تعدادی از خواص مهم دیرگدازها در زیر آورده شده است:
۱ – دمای ذوب (melting point)
مواد خالص در دمای معینی و در یک آن ذوب می شوند. اکثر مواد دیرگداز دارای ذرات دیرگدازی هستند که به هم چسبیده اند. در دمای بالا، فاز شیشه ای مذاب می شود و هنگامی که دما بالاتر رود، محلولی از اجزای دیرگداز پدید می آید. این محلول مانند یک دوغاب می ماند. دمایی که در آن مخروط زگر به علت وزن خودش تغییر شکل دهد، دمای ذوب دیرگداز نامیده می شود. جدول بالا نشان دهنده ی چند ترکیب خالص است که به عنوان دیرگداز از آنها استفاده می شود.

۲- اندازه (size)
اندازه و شکل دیرگداز یکی از خصوصیات طراحی است. این مسأله یکی از مباحث مهم در طراحی بشمار می آید زیرا این مسأله بر روی پایداری ساختار تأثیر می گذارد. دقت و اندازه برای جاهایی که قطعات دیرگدازها می خواهند با هم جفت شوند، بسیار مهم می باشد. دقت و اندازه مناسب باعث کمینه شدن ضخامت و جفت شدن بهتر ساختار می شود.
۳- دانسیته ی بالک (Bulk Density)
یک خصوصیت مفید برای دیرگدازها دانسیته بالک است. این خاصیت نشان دهنده ی میزان ماده موجود در حجم معین است. افزایش دانسیته بالک یک دیرگداز باعث افزایش پایداری حجم و ظرفیت گرمایی دیرگداز می شود. و نفوذ مذاب را در دیرگداز کاهش می دهد.
۴- تخلخل (Porosity)
تخلخل ظاهری (apparent porosity)، اندازه گیری حجم تخلخل های باز است. (این تخلخل های باز می توانند بوسیله ی یک مایع پر شوند)
تخلخل ظاهری بر حسب درصد نسبت به حجم نشان داده می شود. این خصوصیت یکی از خصوصیات مهم دیرگدازهایی است که در تماس مستقیم با مذاب و سرباره هستند. تخلخل ظاهری پایین مطلوب است. زیرا این مسأله از نفوذ مواد ناخواسته به داخل دیرگداز جلوگیری می کند. همچنین به هم پیوسته بودن تخلخل ها، تأثیرات مهمی بر رفتار دیرگدازها دارد. عموماً در شرایطی که تعداد تخلخل ها برابر باشد، تخلخل ها با ابعاد کوچک تر مطلوب ترند. به هر حال، اندازه گیری واقعی تخلخل واقعی که در آن حجم تخلخل های بسته نیز محاسبه می شود،ایده مناسبی برای آگاهی از خصوصیات مواد مانند خواص زنیته شدن است.درحقیقت، تخلخل، دانسیته بالک و دانسیته ظاهری جامد از ویژگی های حیاتی اشکال دیرگداز است.
۵- استحکام فشاری سرد (cold Crushing Strength)
استحکام فشاری سرد نیز یکی از خواص خوبی است که به همراه دیگر خواص مورد بررسی قرار می گیرد. این خاصیت نشان دهنده ی قابلیت تحمل بار اعمالی بر جسم است. و می تواند به همراه سایر خواص مانند دانسیته بالک و تخلخل به عنوان نشانه ای برای میزان پخت قطعه و یا مقاومت به سایش قطعه است.
۶- نقطه نرمی (Pyrometric cone Equivalent)
دمایی که در آن یک دیرگداز بواسطه وزن خودش تغییر شکل می دهد دمای نرم شدگی نامیده می شود. این دما بوسیله ی مخروط های آذر سنجی اندازه گیری می شود. دیرگدازها به خاطر داشتن ترکیب شیمیایی پیچیده، به طور تدریجی ذوب می شوند. در واقع این مواد در یک گستره ی دمایی ذوب می شوند. از این رو دیرگدازی یا نقطه ی گداز این مواد به روش مخروط های استاندارد تعیین می شود. مخروط های استاندارد آذرسنجی برای تعیین دما، تنها دمای نرم شدگی را به ما نشان می دهند. اما در شرایط کاری دیرگدازها، علاوه بر دما، بار نیز دیرگداز وارد می شود که می تواند باعث تغییر فرم دیرگداز در دماهای بسیار پایین تر از نقطه نرم شدگی بشود. با تغییر در شرایط محیطی مانند اتمسفر کاهنده، اعداد به دست آمده از این روش دماسنجی تغییر بسیاری می کند.
۷- دیرگدازی تحت بارگذاری (refractoriness under load)
تست دیرگدازی تحت بارگذاری (the refractoriness under load) که به آن تست RUL نیز می گویند، به ما دمای متلاشی شدن آجرها در شرایط کاری را می دهد.
به هرحال، در شرایط کاری واقعی که تنها یک سمت آجر حرارت می بیند،بخش سردتر آجر که حالت سبک تری دارد، مقدار بیشتری از نیروی اعمالی بر آن را تحمل می کند. از این رو، تست RUL نشان دهنده شاخصی از میزان دیرگدازی است. و می توان از آن در طراحی استفاده کرد. در شرایط کاری که دیرگداز از همه ی جهات تحت حرارت دهی است مانند شبکه ها (checkers)، تیغه ها (Partion walls) و…، داده های مربوط به تست RUL، کاملاً معنادارند.
۸- خزش در دمای بالا (Creep at high tempreture)
خزش یک خاصیت وابسته به زمان است. که معین کننده تغییر شکل ماده ی تحت بارگذاری در زمان معین و در دمای معین است. ملاک مورد پذیرش برای مواد دیرگداز عموماً این است که مقدار خزش فشاری در دما و بارگذاری مورد نظر بیش از ۰٫۳ درصد در ۵۰ ساعت اول بارگذاری نشود. این مقدار بدین علت تعیین شده است که سرعت خزش در انتهای منحنی خزش به مقدار ناچیزی کاهش می یابد. در صورتی که مقدار خزش فشاری دیرگدازی بیش از ۰٫۳ درصد نرسد، این دیرگداز مناسب است و می توان آن را با ایمنی بالا استفاده کرد.
۹- پایداری حجمی (Volume Stability)، انبساط (expansion) و انقباض (shrinkage) در دمای بالا
انقباض یا انبساط دیرگدازها می تواند در طی شرایط کاری اتفاق افتد.این تغییرات دائمی در ابعاد ممکن است به دلایل زیر رخ دهد:
تغییر در فرم های آلوتروپیک که باعث تغییر در وزن مخصوص می شود.
وقوع یک واکنش شیمیایی در دیرگدازها. که باعث بوجود آمدن یک ماده ی جدید با وزن مخصوص جدید می شود.
ایجاد فاز مایع
واکنش های زینترینگ
این مسئله ممکن است اتفاق افتد که بر روی دیرگداز واکنش خاصی رخ دهد و سیلیکات آلومینای – قلیایی بوجود آید. این ماده انبساط زیادی دارد و باعث شکستن قطعه می شود. تشکیل سیلیکات آلومینای قلیایی مثالی از تخریب و تغییر شکل دیرگدازها است که عموماً در کوره بلند رخ می دهد.
در حالی که این مسأله روشن شده است که تمام این تغییرات در طی فرآیند ساخت رخ می دهد ولی به خاطر مسائل اقتصادی برطرف کردن آن ها ممکن نیست زیرا فرآیندهای تولید تصحیح شده زمان بر هستند. تغییر خطی دائمی (PLC) بر روی پیش گرم کردن و سرد کردن آجرها دلالتی بر پایداری حجمی محصول است. این مسأله به طور خاص در هنگام اندازه گیری درجه ی تبدیل در تولید آجرهای سیلیسی، اهمیت پیدا می کند.
۱۰- انبساط گرمایی بازگشت پذیر
هر ماده ای در هنگام حرارت دیدن، منبسط می شود و در هنگام سرد شدن منقبض می شود. انبساط گرمایی بازگشت پذیر بازتابی است از تغییرات فازی که در هنگام گرم وسرد کردن رخ می دهد. تغییر خطی دائمی (PLC) و انبساط گرمایی برگشت پذیر برای ساخت نسوزها در نظر گرفته می شود. تا قطعات به هم متصل دچار مشکل نشوند. به عنوان نمونه یک قانون کلی،احتمال خرد شدن و از هم پاشیدن آن دسته از موادی که ضریب انبساط حرارتی کمتری دارند، کمتر است.
۱۱- رسانش گرمایی (Thermal Conductivity)
رسانش گرمایی به ترکیب شیمیایی و مینرالی ماده، دمای کاربرد و فاز شیشه ای موجود در دیرگداز وابسته است. اگرچه این خاصیت یکی از خاصیت های کم اهمیت در بررسی دیرگدازهاست ولی این خاصیت مشخص کننده ضخامت آجر کاری است. رسانش معمولاً با افزایش دما تغییر می کند. در مواردی که نیاز به انتقال حرارت از بین دیواره باشد برای مثال در تقویت کننده ها و بخش های بازیافت انرژی، دیرگداز باید رسانش گرمایی بالایی داشته باشد. رسانش گرمایی پایین برای صرفه جویی در مصرف انرژی مناسب می باشند. در این حالت دیرگداز مانند یک عایق عمل می کند. برای بدست آوردن خاصیت عایق کاری باید از هدر رفت گرما جلوگیری کند اما این خاصیت موجب افزایش دمای سطح می گردد و از این دو باید از دیرگداز با کیفیت بالایی استفاده کنیم. با توجه به این مسأله، معمولاً عایق کاری در سقف کوره ی فولادسازی دهانه باز (Open- hearth furnaces) انجام نمی شود. به عبارت دیگر این مسأله باعث می گردد که عایق به دلیل ایجاد چکه هایی برروی سطحش ، بشکند. بسته به خواص دیرگداز از مصرفی در بخش ارتباط با حرارت مانند ظرفیت تحمل بار در دمای بالا (Capacity high temperature load bearing)، این مسئله ممکن است نیاز باشد که کیفیت آجر مصرفی را بالا ببریم که علت آن بالا رفتن دما به خاطر خاصیت عایق کاری آنهاست.
دیرگدازهای سبک با رسانش گرمایی پایین در کوره هایی کاربرد دارند که در آنها با استفاده از دماهای نسبتاً پایین کار عمل آوری گرمایی صورت می گیرد. در این کاربردها، عملکرد ثانویه ی دیرگداز معمولاً صرفه جویی در مصرف انرژی است. مصرف این نوع دیرگدازها در کوره های نوع منقطع (furnaces batch type) بیشتر است. در این کوره ها ظرفیت گرمایی پایین ساختار دیرگداز باعث می شود تا گرمای ذخیره شده در طی فرآیند سردو گرم کردن سیکلی کمینه شود.
۹- دیرگدازها چگونه دسته بندی می شوند؟
دیرگدازها را می توان براساس ترکیب شیمیایی وروش تولید یا شکل فیزیکیشان دسته بندی کرد.علاوه براین تقسیم بندی ها، دیرگدازها را براساس کاربرد نیز می توان طبقه بندی کرد مثلاً دیرگدازهای کوره بلند. این دیرگدازها به طور مداوم مورد تجدید نظر قرار می گیرند وتغییر می کنند.
درزیر برخی از طبقه بندی های دیرگداز آورده شده است :
۹-۱- طبقه بندی دیرگدازها براساس ترکیب شیمیایی
از نقطه نظر شیمیایی ، مواد دیرگداز به سه دسته تقسیم بندی می شوند که عباتند از:
دیرگدازهای اسیدی
دیرگدازهای بازی
دیرگدازهای خنثی
کانیها و سنگهای مختلفی در گروه نسوزها یا دیرگدازها قرار می گیرند که از جمله می توان به اولیوی ن، زیرکن، کرومیت، مسکویت، گرافیت، آندالوزیت، دیستن، سیلیمانیت، ولاستونیت، آزبستها (کریزوتیل، ترمولیت، آموزیت و …)، منیزیت، رس آتشخوار ، دولومیت، بوکسیت و لاتریت اشاره نمود . غیر از مواد فوق، از ترکیبهای مصنوعی مثل کاربید سیلیس نیز به عنوان دیرگداز استفاده می شود. دیرگدازها بر اساس شرایط شیمیایی محیط عمل، درجه دیرگدازی و ترکیب مواد اولیه قابل طبقه بندی هستند . بر اساس شرایط شیمیایی، دیرگدازها به سه نوع اسیدی، خنثی و قلیایی تقسیم می شوند. دیرگدازهای هر یک از سه نوع محیط مذکور در جدول زیر آورده شده است.

مجید غفوری

ماشین های شکل دهی برای تولید آجرهای شکل دار استفاده می شوند:

1. پرس دینامیک فشاری (مثلا پرس اصطکاکی): شکل 1 و تصویر 2 را ببینید.

http://s8.picofile.com/file/8326777776/%D8%B4%DA%A9%D9%84_%D8%AF%D9%87%DB%8C_%D8%B3%D8%B1%D8%A7%D9%85%DB%8C%DA%A9_%D9%85%D8%AA%D8%A7%D9%84%D9%88%D8%B1%DA%98%DB%8C_%D8%AF%DB%8C%D8%AA%D8%A7_8_.jpg
http://s8.picofile.com/file/8326777692/%D8%B4%DA%A9%D9%84_%D8%AF%D9%87%DB%8C_%D8%B3%D8%B1%D8%A7%D9%85%DB%8C%DA%A9_%D9%85%D8%AA%D8%A7%D9%84%D9%88%D8%B1%DA%98%DB%8C_%D8%AF%DB%8C%D8%AA%D8%A7_1_.JPG

2. پرس استاتیک فشاری (مثلا پرس هیدرولیک روغنی): شکل 3 و تصویر 4 را ببینید.

http://s8.picofile.com/file/8326777700/%D8%B4%DA%A9%D9%84_%D8%AF%D9%87%DB%8C_%D8%B3%D8%B1%D8%A7%D9%85%DB%8C%DA%A9_%D9%85%D8%AA%D8%A7%D9%84%D9%88%D8%B1%DA%98%DB%8C_%D8%AF%DB%8C%D8%AA%D8%A7_2_.JPG
http://s9.picofile.com/file/8326777718/%D8%B4%DA%A9%D9%84_%D8%AF%D9%87%DB%8C_%D8%B3%D8%B1%D8%A7%D9%85%DB%8C%DA%A9_%D9%85%D8%AA%D8%A7%D9%84%D9%88%D8%B1%DA%98%DB%8C_%D8%AF%DB%8C%D8%AA%D8%A7_3_.JPG

3. پرس ایزواستاتیک (پرس ایزواستاتیک سرد (CIP): شکل 5 و تصویر 6 را ببینید.

http://s8.picofile.com/file/8326777726/%D8%B4%DA%A9%D9%84_%D8%AF%D9%87%DB%8C_%D8%B3%D8%B1%D8%A7%D9%85%DB%8C%DA%A9_%D9%85%D8%AA%D8%A7%D9%84%D9%88%D8%B1%DA%98%DB%8C_%D8%AF%DB%8C%D8%AA%D8%A7_4_.JPG
http://s8.picofile.com/file/8326777734/%D8%B4%DA%A9%D9%84_%D8%AF%D9%87%DB%8C_%D8%B3%D8%B1%D8%A7%D9%85%DB%8C%DA%A9_%D9%85%D8%AA%D8%A7%D9%84%D9%88%D8%B1%DA%98%DB%8C_%D8%AF%DB%8C%D8%AA%D8%A7_5_.JPG

از آنجایی که هر ماشین شکل دهی که در تصاویر مشاهده می شود، دارای مزیت ها و محدودیت هایی می باشد، یک نوع مناسب از ماشین ها بر اساس نوع محصول و حجم تولید، انتخاب می شود. نوع 1 و 2 که در واقع پرس های تک محوره ی مکانیکی هستند، از قالب استفاده می کنند. این قالب ها به طور گسترده ای در تولید آجرهای دیرگداز اولیه استفاده می شوند. نوع سوم که در حقیقت پرس چند محوره ی نامحدود می باشد، از قالب های رابری استفاده می کند. این قالب ها اجازه می دهند تا محصولات هموژنی تولید شوند. این مسئله حتی زمانی مشاهده می شود که نسبت طول به قطر بزرگ باشد. به طور خاص، این نوع از پرس ها (CIP) برای تولید دیرگدازهای شکل دار مورد استفاده در فولادسازی مانند تیوب های طولانی مورد استفاده در ریخته گری پیوسته، استفاده می شوند.
در سال های اخیر، گرافیت فلسی شکل، ذرات بسیار ریز و ... به صورت روزافزون به عنوان ماده ی اولیه برای تولید دیرگدازها، استفاده می شوند. وقتی یک ترکیب از این مواد با سایر مواد خام در یک پرس تک محوره تشکیل می شود، ایجاد حالت لایه ای افزایش می یابد. به منظور حل این مشکل، یک پرس تحت خلأ توسعه یافته است که امکان گازگیری از ترکیب در قالب را مقدور می سازد. در برخی موارد، پرس به گونه ای اصلاح می شود که اجازه ی استفاده از ادوات خلأ مقدور می شود. استفاده از پرس مجهز به خلأ منجر به امکان تولید آجرهایی با طول حداکثر یک متر را مقدور می سازد.
با توجه به افزایش اندازه ی محصول و افزایش دانسیته ی بالک، ماشین های شکل دهی بزرگتری مورد استفاده قرار می گیرد. به منظور کاهش در میزان کار ماهیچه ای مربوط به شکل دهی، ماشین های شکل دهی اتوماتیک گسترش یافته اند. با توجه به پیشرفت تکنولوژی هیدرولیک روغنی در سال های اخیر، پرس اصطکاکی معمولی با پرس هیدرولیک روغنی جایگزین شد. بنابراین، کنترل اتوماتیک دقیق ابعاد محصول و دانسیته ی بالک گسترش یافته است. این بهبودها موجب کاهش زمان سیکل قالب گیری و افزایش بهره وری شده است.
علاوه بر این، باید از تکنولوژی رباتیک تشکر کرد که در حقیقت موجب اتوماتیک شدن فرایند تولید شده است. اخیراً بررسی های در حال انجام بر روی ابعاد و دانسیته ی بالک محصولات بعد از تشکیل، به حالت اتوماتیک تبدیل شده است. امروزه، این غیر متداول نیست که کارخانه های تولید دیرگداز به صورت کاملا اتوماتیک تبدیل شوند.
همانگونه که قبلا گفته شد، یک مثال نمونه وار از کاربرد پرس ایزواستاتیک سرد (CIP) تولید تیوب هایی است که در ریخته گری پیوسته ی فولاد مورد استفاده قرار می گیرند. از آنجایی که این تیوب ها یک دیرگداز شکل دار مهم در تعیین کیفیت فولاد ریخته گری شده می باشد، باید دقت بالایی در زمینه ی تولید آن به عمل آید. یک مثال از این مورد، تهویه ی هوای مربوط به محیط فرایند شکل دهی می باشد. از آنجایی که یک تغییر اندک در دما یا رطوبت به طور قابل توجهی بر روی پلاستیسیته ی ترکیب اثرگذار است، تهویه ی هوا برای اطمینان حاصل کردن از یکنواختی محصول، مورد نیاز می باشد. بنابراین، تهویه ی هوا، موجب می شود تا دیرگدازهای شکل دهی شده، با حداقل میزان نوسان در کیفیت، تولید شود. به عنوان یک حقیقت باید گفت که تغییر از حالت ساده ی مربوط به تهویه ی هوا به سیستم های تهویه ی توسعه یافته منجر به بهبود انحراف استاندارد یک چنین اندیس های کیفیت مانند دانسیته ی بالک و تخلخل به میزان 20 % می شود.

علاوه بر این، دیرگدازهای در مخلوط های بچ اولیه، کنترل می شوند. به هر حال، در ریخته گری تیوب های دیرگدازی که در ریخته گری پیوسته ی فولاد استفاده می شوند، ابعاد قطعات به دقت کنترل شوند. هر یک از تیوب ها که از کل فرایند عبور می کنند، دارای کارت شناسایی می باشند. اخیراً به منظور حذف و یا مینیمم کردن فرایندهای اضافی از نقطه نظر کاهش میزان مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست، تکنولوژی شکل دهی دقیق بر اساس استفاده از قالب های رابری بهینه، توسعه یافته است. در این زمینه، برخلاف سایر آجرهای کوره، تیوب های مورد استفاده در ریخته گری پیوسته ی فولاد، یه گونه ای بهینه سازی شده اند که موجب جریان یافتن مناسب فولاد می شوند. این کار بر اساس شبیه سازی انجام می شود.

پخت

کوره های پخت به کوره های پیوسته (مثلا کوره های تونلی : تصویر 7) و کوره های بچ یا غیر پیوسته (تصویر 8) تقسیم بندی می شوند.

http://s9.picofile.com/file/8326777742/%D8%B4%DA%A9%D9%84_%D8%AF%D9%87%DB%8C_%D8%B3%D8%B1%D8%A7%D9%85%DB%8C%DA%A9_%D9%85%D8%AA%D8%A7%D9%84%D9%88%D8%B1%DA%98%DB%8C_%D8%AF%DB%8C%D8%AA%D8%A7_6_.JPG
http://s8.picofile.com/file/8326777750/%D8%B4%DA%A9%D9%84_%D8%AF%D9%87%DB%8C_%D8%B3%D8%B1%D8%A7%D9%85%DB%8C%DA%A9_%D9%85%D8%AA%D8%A7%D9%84%D9%88%D8%B1%DA%98%DB%8C_%D8%AF%DB%8C%D8%AA%D8%A7_7_.JPG

دمای پخت که در حقیقت با توجه به نوع آجر، تغییر می کند، در گستره ی 1000 تا 1800 درجه ی سانتیگراد، می باشد. از نقطه نظر کنترل کیفیت، این ضروری است که آجرها را با توجه به نمودار پخت مناسبی حرارت دهی و سرد کرد که برای هر نوع از آجر، تدوین شده است. حرارت دهی نامناسب و یا سرد کردن نامطلوب، ممکن است موجب بروز ترک در آجرها شود. این را باید گفت که این مناسب است که دمای داخل کوره یکنواخت باشد. در واقع به دلیل اندازه ی فیزیکی کوره، دمای داخل کوره تا حدی متغیر است. به طور خاص، تفاوت در دماهای میان بخش های بالایی و پایینی کوره و میان دیواره ها و مرکز کوره، مشکل آفرین است. تولیدکننده های دیرگدازها، بر روی یک تعداد از معیارها عمل کرده و بهبودهای قابل توجهی را برای به حداقل رساندن تفاوت دمایی، ایجاد می کنند.
بهبودهای انجام شده بر روی کوره های پخت از نقطه نظر تولید، به طور قابل توجهی بر روی سه مسئله تمرکز دارد: استفاده از سوخت های جدید، صرفه جویی در انرژی و اتوماتیک کردن عملیات های کوره. دغدغه ها در مورد سوخت مورد استفاده در کوره ها، موجب شده است تا زغال سنگ به طور قابل توجهی بوسیله ی نفت سنگین جایگزین شود تا بدین صورت کنترل دمایی بهتر بر روی کوره ایجاد شود. بعدها، نفت سنگین نیز بوسیله ی گاز طبیعی جایگزین شد تا بدین صورت میزان انتشار گاز دی اکسید کربن کاهش یابد. استفاده از گاز طبیعی همچنین این مسئله را مقدور می کند که دمای کوره به طور دقیق تر کنترل شود.
با توجه به صرفه جویی در انرژی، اکثراً از مشعل های با بازده بالاتر استفاده می کنند تا بتوانند به صورت مؤثر از حرارت استفاده کنند. این مسئله با وقوع بحران اقتصادی بیشتر مورد توجه قرار گرفت. به عنوان یک نتیجه، مصرف انرژی ویژه بر واحد وزن آجر، به صورت قابل توجهی کاهش یافت. در سال های اخیر، این مسئله بوجود آمده است که میزان مصرف انرژی ویژه دیگر کاهش نیافته است و تغییرات بیشتری در دمای پخت ایجاد شده است. تمام این موارد ضرورتاً موجب بهبود ارزش افزوده ی آجر و اجرای فرایندهای تولید با حجم پایین دیرگدازها در اندازه ها و تنوع های مختلف شده است.
با توجه به اتوماتیک شدن عملیات های کوره، پیشرفت های قابل توجهی در این زمینه انجام شده است. با بهبود قابلیت اطمینان ادوات کوره، این ممکن شده است که فرایند کشش و جلوبردن به صورت اتوماتیک انجام شود. علاوه بر این، کنترل دمای کوره که قبلا با کمک کارگران انجام می شد، حال به صورت اتوماتیک انجام می شود. امروزه کوره های پخت به صورت خودکار کار می کنند.
یک کار که هنوز به صورت اتوماتیک در نیامده است، بارگذاری آجرها بر روی ماشین های پخت است. در مورد آجرهای مورد استفاده برای کوره های سیمان که در حقیقت استانداردسازی شده و دارای شکل معین و اندازه ی خاص می باشند، بارگذاری اتوماتیک بر روی ماشین های پخت به صورت اتوماتیک و با استفاده از ربات انجام می شود. برای سایر انواع آجرها، که دارای شکل مختلف می باشند بارگذاری با دست انجام می شود.

پرداخت نهایی

پس از انجام فرایندهای زیر، یک فرایند ماشین کاری بر روی آجرها انجام می شود تا بدین صورت ابعاد دقیق و مناسب در آنها ایجاد شود. عموماً آجرها به صورت دستی و با ماشین های خاص، پرداخت می شوند. این مسئله به دلیل این موضوع انجام می شود که آجرهای مورد استفاده بوسیله ی مصرف کننده های مختلف، دارای ابعادی مختلفی و شکل های متفاوتی هستند. در حال حاضر، تولید کننده های مواد دیرگداز از خطوط تولید یو شکل، سیستم های تولید سلولی و ... کارگران متخصص استفاده می کنند تا بدین صورت بهره وری را افزایش دهند. تحت محیط های غالب که هدفشان تولید ابعاد و گریدهای مختلف است، خط تولید یو شکل و سیستم های سلولی بر اساس کار دستی انجام می شود. از این رو، این به نظر سخت می رسد که فرایند نهایی به طور کامل اتوماتیک شود.
خلاصه ای از بهبودهای انجام شده در زمینه ی کنترل کیفیت و بهره وری
چیزهایی که تاکنون گفته شد، به صورت زیر خلاصه می شوند:
• بهبود در کنترل کیفیت
o توزیع یکنواخت ذرات ریز و بسیار ریز به عنوان مواد اولیه
o جلوگیری از جدایش ترکیب مواد
o پایدارسازی پلاستیسیته ی ترکیب بوسیله ی تهویه ی هوای خوب
o جدایی از وابستگی نسبت به مهارت اپراتور و حرکت به سمت اتوماسیون
o بهبود در روش های تکنولوژی اطلاعات
• بهبود در بهره وری
o کاهش در زمان سیکل و زمان تولید
o کاهش در محصولات درجه ی دوم
o اتوماسیون و صرفه جویی در کارگران بوسیله ی استفاده ی بهینه از تکنولوژی اطلاعات
برخلاف فلزات، بیشتر دیرگدازها از ذرات تشکیل شده اند بدون آنکه به دمای ذوب برسند. این بدین معناست که وقتی ناخالصی هایی با ترکیب مخلوط می شوند، هیچ اقدام مؤثری برای کاهش ترک خوردن و یا عیوب داخلی، انجام نمی شود. بنابراین، این مهم است که کنترل کیفیت را بر روی هر یک از بخش های فرایند انجام دهیم. برای اتمام این کار، تولیدکننده های مواد دیرگداز بررسی هایی را در حین انجام فرایند انجام داده اند. این کار با استفاده از انواع مختلفی از سنسورها انجام شده است. با وجود این، هنوز هم بهبودهای قابل توجهی می تواند در این زمینه ایجاد شود. در مورد بهره وری، در حقیقت آنها به دنبال تولید پیوسته می باشند.

نتیجه گیری

صنعت دیرگداز تلاش های زیادی به منظور استفاده از ابداعات فنی در ایجاد تغییرات سریع در فرایندهای فولاد سازی انجام داده است و توانسته است تا ارزش افزوده ی محصولات سرامیکی، افزایش یابد. به عبارت دیگر، تولیدکننده های دیرگداز انواع مختلفی از فرایندهای تولید را توسعه داده اند و همچنین مواد جدیدی توسعه داده اند. ما اعتقاد داریم که در آینده، تحقیق و توسعه در صنعت دیرگداز منجر به استفاده از محصولات جدید بوسیله ی مشتری ها و ارائه ی بازخوردهای مشتری به تولیدکننده ها می شود.
با توجه به مشکلات محیطی مانند گرم شدن جهانی، صنعت دیرگداز این چالش های مهم را تشخیص داده اند. در این زمینه، ما فکر می کنیم که این صنعت باید نه تنها به فکر بازیافت دیرگدازهای ضایعاتی باشد، بلکه باید در فکر کاهش ضایعات صنعتی نیز باشد.
منبع مقاله :
Recent technology of refractories production/ Tsuneo KAYAMA and et al.

نویسنده: تسونو کایاما
مترجم: حبیب الله علیخانی

مجید غفوری

بسیاری از تکنیک هایی که امروزه برای شکل دهی سرامیک های پیشرفته استفاده می شود. بوسیله ی سفال گران ابداع و استفاده می شده است. اما امروزه اینگونه فرآیندها اصلاح شده است و برای شکل دهی مواد درکاربردهای با فناوری بالا و سرامیک های جدید استفاده می شود.
ما تنها می توانیم پودر خشک را شکل دهی کرده وآن را زنیتر کنیم. اما این مسئله مرسوم است که مقداری مایع به پودر اضافه می شود. و سپس فرآیند شکل دهی و پخت اتفاق می افتد. (دقیقا همانند استفاده کردن از آب در سفال گری). تغییر فرم های اتفاق افتاده در فرآیندشکل دهی باعث می شود تا مخلوط با استحکام پایین چسبنده شود و به بدنه ای محکم ومنسجم تبدیل شود.این بدنه را می توان به هندسه ی دلخواه در آورد. انتخاب عملیات شکل دهی برای یک محصول خاص به ابعاد و ثبات ابعادی محصول، ویژگی های زیرساختاری ، میزان قابلیت تکثیر شدن نمونه بوسیله ی آن، مسائل اقتصادی و نوع شکل بستگی دارد.

لغات
  در صنعت شکل دهی سرامیک ها لغات خاصی وجود دارد. زیرا این صنعت یک هنر قدیمی است. سابقاً پودرهای اصلی در خلوص و اندازه ی ذرات مناسب تهیه می شد و بوسیله ی آنها می شد اشکال مد نظر را تهیه کرد. بسیاری از روش های شکل دهی برای محصولات سرامیکی مناسب هستند. این روش ها را می توان به سه گروه عمده طبقه بندی کرد:
1) فشرده سازی پودر: پرس خشک، پرس گرم، پرس ایزواستاتیک سرد و...
2) ریخته گری : بوسیله ی قالب و دوغاب سرامیکی
3) شکل دهی پلاستیک: اکستروژن ، قالب گیری تزریقی و... در این فرآیند از فشار برای شکل دهی بدنه ی خام سرامیکی استفاده می شود.

فشرده سازی پودر:
در این روش با فشردن پودر ماده ی سرامیکی ، قطعه تشکیل می شود. پودر ممکن است بوسیله ی فرآیند فشرده سازی خشک (بدون افزودن بایندر) ویا بوسیله ی افزودن مقدار اندکی از یک بایندر به قطعه تبدیل شود. فشار اعمالی نیز می تواند غیر محوری یا ایزواستاتیک باشد.انتخاب روش فشرده سازی (پرس کردن ) به شکل محصول نهایی بستگی دارد. ما می توانیم اشکال ساده را بوسیله ی اعمال فشار غیر محوری و قعطات پیچیده را بوسیله ی اعمال فشار ایزواستاتیک تولید کنیم.

سرامیک های ریخته گری شده
این نوع از سرامیک ها معمولا در دمای اتاق و بوسیله ی تهیه ی یک دو غاب حاوی ذرات پودر تهیه می شوند. لازم به ذکر است که این فرآیند شباهتی به فرآیند ریخته گری فلزی ندارد. دو غاب تهیه شده به داخل قالب ریخته شده و مایع آن بوسیله ی جداره ی قالب (دیفوزیون از جداره) خارج می شود. خروج مایع از قالب سبب پدید آمدن جسمی با استحکام مناسب در داخل قالب می شود. به این روش ریخته گری روش ریخته گری لغزشی (Slip Casting) می گویند. از این روش برای شکل دهی بسیاری از محصولات سرامیکی سنتی (مانند ظروف تزئینی) استفاده می شود. در سال های اخیر از این روش برای شکل دهی محصولات سرامیکی پیشرفته (مانند پرده ها ی توربین و روتور توربین گازی) استفاده می شود. برای تولید فیلم های ضخیم و صفحات از روش ریخته گری نواری (tape Casting) استفاده می شود.

شکل دهی پلاستیک
این روش بدین صورت است که به پودر سرامیکی به میزان مشخصی آب اضافه می شود . تا پودر خاصیت پلاستیک پیدا کند و بتوان آن را تحت فشار شکل دهی کرد. این روش ابتدائاً برای شکل دهی خاک رس استفاده می شده است که پس از آن با انجام اعمال اصلاحی بر روی آن برای شکل دهی مواد پلیمری نیز استفاده می شود. مایع مورد استفاده در سرامیک های سنتی بر پایه ی رس، آب است. برای سیستم های سرامیکی که بر پایه ی رس نیستند. مواد آلی نیز ممکن است به جای آب استفاده شوند. بایندرهای آلی معمولا از ترکیبات چند گانه ساخته شده اند تا بتوانند وسکوزیته ی مناسب را به سیستم سرامیکی بدهند و همچنین خصوصیات بعد از پخت خوبی داشته باشند.

http://s9.picofile.com/file/8326777042/%D8%B3%D8%B1%D8%A7%D9%85%DB%8C%DA%A9_%D9%85%D8%AA%D8%A7%D9%84%D9%88%D8%B1%DA%98%DB%8C_%D8%AF%DB%8C%D8%AA%D8%A7.jpg

جدول 1 روشهای اصلی موجود در سه گروه شکل دهی را نشان می دهد. که در هر مورد اشکالی را که می توانیم با این روش ها تولید کنیم نیز آورده شده است.

در ادامه برخی از واژه های مربوط به صنعت شکل دهی را بیان می کنیم.

بایندر (binder)
بایندر ترکیبی است که استفاده می شود تا پودر در کنار هم نگه داشته شود و بتوان پودر را شکل دهی کرد.

دوغاب (Slurry)
دوغاب سوسپانسیونی از ذرات سرامیکی دریک مایع است.

نرم کننده (plasticizer)
نوعی بایندر است که باعث می شود دوغاب نرم یا انعطاف پذیر شود. این افزودنی خواص رئولوژیکی دوغاب را بهبود می دهد.

نمونه ی خام (green)
قطعه ای سرامیکی است که هنوز پخت نشده است.

دوغاب لعاب (Slip)
مخلوطی سوسپانسیونی است که به صورت پوشش بر روی بدنه ی خام قرار می گیرد و پس از پخت بر روی بدنه تشکیل لعاب را می دهد.
برخی از روش های شکل دهی که در این مقاله به آنها می پردازیم، بدنه هایی سرامیکی تولید می کنند که فشردگی آنها تنها برای فرآیند ماشین کاری مناسب است (میزان استحکام آنها به حدی است که تنها بتوان آنها را ماشین کاری کرد.) به هر حال این بدنه ها کاملا متراکم نیستند و پیوند بین دانه ها در آنها ضعیف است.این حالت را خام بودن (green) می گویند.در واقع در این حالت، حالتی میان بدنه ی زنیتر شده ی با دانسیته ی بالا و پودر نرم است. روش های دیگری در شکل دهی سرامیک ها وجود دارد که در آنها با اعمال دمای بالا در حین شکل دهی بدنه های زنیتر شده با دانستیه ی بالا تولید می شود.

بایندر و نرم کننده ها
در اغلب موارد نیاز است تا به پودر سرامیکی مقداری بایندر اضافه کنیم. بایندر دو وظیفه دارد. در برخی روش های شکل دهی مانند اکستروژن، بایندر پلاستیسیته ی مورد نیاز برای شکل دهی را فراهم می کند. بایندر همچنین باعث می شد تا قطعه ی خام تولیدی پس از خشک شدن استحکام کافی را داشته باشد و در طی فرآیند ساخت و پخت دفورمه نشود. یکی از ویژگی های مهمی که بایندرها باید داشته باشند این است که بتوان بایندر را در طی فرایند پخت از بین برد و آن را از میان بدنه ی متراکم خارج کنیم، بدون آنکه بدنه معیوب شود. در اغلب موارد مواد پلیمری بایندرهای ایده آلی هستند.
در سفال گری اغلباً از آب به عنوان بایندر استفاده می شود. در این صنعت آب به میزان کافی به خاک افزوده می شود. تا گل حاصله پلاستیسیته ی مورد نیاز برای شکل دهی را بدست آورد. در واقع میزان آب در حدی است که نمونه در طی پخت ثبات خود را حفظ کند. برای بهبود خواص رئولوژیکی در اغلب موارد از نرم کننده استفاده می شود. در اصل افزودن نرم کننده به سوسپانسیون ها به صنعت سرامیک منحصر نیست و از آن در بسیاری از فرآیندهای پودری استفاده می شود. برخی اوقاف تفاوت میان نرم کننده و بایندر زیاد واضح نیست. بایندرها همچنین در فرآیندهای شکل دهی فلزات بوسیله ی پودر فلز نیز کاربرد دارند.

دوغاب
واژه ی دوغاب لعاب ( Slip) از لغتی انگلیسی آمده است که به معنای کرم (cream) است کرم سوسپانسیونی از ذرات شیر داخل مایع (آب) است که در فرآیند تولید پنیر بوجود می آید.
عموماً دوغاب لعاب شامل ذرات سرامیکی کوچک (زیر 10 میکرون ) است که در داخل یک محیط مایع معلق هستند. در سفال گری این مایع معمولا آب است. سوسپانسیون بوجود آمده می تواند حتی بیش از 60% حجمی ماده ی خشک داشته باشد. دی فلوکولانت ها (deflocculents) به دو غاب لعاب اضافه می شود تا محیط الکترویکی هر ذره را بهبود دهد. این مسئله موجب می شود ذرات همدیگر را دفع کنند.

دی فلوکولانت
دی فلوکولاسیون فرآیندی است که بوسیله ی آن توده های به هم چسبیده ی ذرات سرامیکی موجود در مایع متلاشی شده و به ذرات تبدیل می شوند. از این رو در فلوکولانت یک افزودنی است که این فرآیند را انجام می دهد. به عبارت دیگر دی فلوکولاسیون مخالف دلمه شدن (coagulation) است.

کلوئید
کلوئید عموما به عنوان هر ماده ای تعریف می شود که دارای ذرات مادی است که از محلول های معمولی بزرگ تر اما بسیار ریزتر از آن هستند که بدون بزرگنمایی نوری قابل دیدن باشند.
(تقریبا 10-1nm میکرون) . کلوئیدها می توانند به روش های مختلف به یکدیگر پیوند دهند . سیستم های کلوئیدی می توانند چندین شکل داشته باشند. فرضی که ما با آن روبرو هستیم بدین صورت است که یک ماده در دیگری پراکنده شده است. حرکت براوونی یکی از پدیده هایی است که در این مخلوط ها بوجود می آید. دوغاب یک کلوئید است. ما می توانیم خواص دوغاب را بوسیله ی افزودن فلوکولانت و یا دی فلوکولانت تغییر دهیم.

دوغاب
ذرات رس در مایع به صورت سوسپانسیون در می آیند.( این مایع در مورد سفال ، آب است) . همین طور که مقدار آب دوغاب کاهش می یابد، میزان صلبیت آن افزایش می یابد. لعاب های مورد استفاده در سفال گری دارای عملکردی شبیه به رس در مایع هستند (البته میزان آب لعاب بیشتر است). گل کوزه گری از یک دوغاب اولیه تولید می شود. این دوغاب از رس های طبیعی تولید شده است. دوغاب به طور مکرر فیلتر می شود تا ماده ای هموژن و با قابلیت ثبات بالا پدید آید. سپس قطعاتی از گل بوسیله ی تبخیر رطوبت از کلوئید بوجود می آید. محصول پایانی به مرحله ی اکستروژن می رود و سپس در بسته بندی های خاص قرار می گیرد تا رطوبت باقی مانده در آن از بین نرود.
منبع انگلیسی مقاله :

Caramic Materials/C.Barry Carter.M.GrantNorton

مترجم : حبیب الله علیخانی
منبع : سایت راسخون

مجید غفوری