بررسی عارضه خزش در لعاب های سرامیک

خزش – CRAWLING

 تعريف:هركجا تنش كششي يا سطحي بين ذرات لعاب بيش از تنش ناشي از چسبندگي لعاب و بدنه ، كشش رطوبتي و يا كشش پلاستيك بين ذرات باشد ، در خلال شرينكيج قطعه و به هنگامي كه لعاب همچنان مذاب و از رواني كافي برخوردار است ، لايه اي تابيده از لعاب ايجاد مي گردد كه در اولين مراحل سرمايش خود را جمع نموده و در شايع ترين حالت خود را به صورت جزايري جداگانه پس مي كشد . لبه هاي كناري پوشش لعاب پس زده شده كه سطوح بي لعاب را احاطه نموده است غالبا ضخيم بوده و به نحو يكنواختي مدور گرديده است. شدت اين عارضه از سطوح كوچك مجزا تا يك توزيع  گسترده ، و يا حتي حالتي تسبيح مانند كه در آن لعاب به صورت دانه هاي تسبيح و تقريبا مشابه قطرات آب بر روي يك سطح چرب مي باشد، تغيير مي نمايد . تشكيل حفره هاي پهن و مدور نيز از ديگر اشكال احتمالي بروز آن است . عارضه در لعاب هاي غير سربي شديدتر از لعاب هاي سربي است .

استرس حاصله بين لعاب و بدنه موجب   ايجاد تركهايي كوچك در لعاب ميگردد كه به خطوط خزش موسومند. اگر كشش سطحي و ويسكوزيته مذابه لعاب بالا باشد ، لعاب خود را در طول خطوط خزش پس مي كشد.لايه تابيده لعاب در اولين مراحل سرمايش خود را جمع نموده و در شايع ترين حالت به صورت جزايري جداگانه و يا حفره هايي پهن و مدور در ميآيد .

اگر مذابه لعاب پيش از سخت شدن و گذر از Solidious Point خود ، براي مدتي طولاني در حالت پلاستيك باقي بماند ، قادر به همراهي شرينكيج بدنه نيست (ويا بالعكس براي بدنه). به مجرد اين كه لعاب پلاستيسيته خود را در خلال سرمايش از دست مي دهد ، بدنه به واسطه باندهاي تشكيل شده در سطح تماس لعاب ، در برابر شرينكيج از خود مقاومت نشان مي دهد و در اين حالت با دو عارضه همزمان مواجهيم : خزش (Crawling) و ورقه شدن (Spalling) . با اين تفاوت كه  عارضه  Spalling  تنها پس از پخت و طي مرحله سرمايش آشكار مي گردد .

• علل:

 1_عدم تطابق شيرينكيج

 نوع و كميت اجزاء پلاستيك مصرفي

 سيكلهاي تك پخت:

در صورتي كه شيرينكيج لعاب كمتر از بدنه باشد ، لعاب تحت تنش ناشي از كشش چسبندگي لعاب و بدنه و كشش رطوبتي قرار ميگيرد .

 سيكلهاي دو پخت:

در صورتي كه شيرينكيج لعاب بيش از بدنه باشد، لعاب تحت كشش پلاستيك بين ذرات خود قرار ميگيرد .

 2-1) كشش سطحي فاز مذابه بدنه هاي استون وير

  هرچه كشش سطحي فاز مذابه بدنه هاي استون وير بيشتر باشد تمايل بيشتري به شيرينكيجهاي غير متعارف خواهند داشت .

 3-1) رنج دانه بندي و  كسر دانه ريز اجزاء پلاستيك مصرفي

 درصد بالاي مصرف رسهاي پلاستيكي  با دانه بندي در محدوده ذرات كلوئيدي رس (با سايز زير  1 ميكرون )

 4-1) نوع و كميت Fixative و Binder مصرفي

 افزودنيهايي از قبيل cellofas . صمغ ، نشاسته ، و تركيبات CMC بواسطه شيرينكيج خام به خشك بالا ، در صورت مصرف با درصدهاي بالا عارضه خزش را به شدت تشديد مينمايند .

 5-1) مواد اوليه دانه ريزي با توان ابقاء آب هيدراته

 مصرف موادي از اين دست از قبيل اكسيد روي كلسينه نشده ، تالك ، كربنات منيزيم ، آلومينيوم هيدرات و … بواسطه توان بالاي ابقاء آب هيدراته  ، به هنگام خشك شدن موجب خزش مي گردند .

 6-1) كهنه كردن و هوازدگي نامكفي

 علت عارضه اثر متقابل فيمابين شيرينك شدن قطعه و تبخير رطوبت است كه گسيختگي سطحي لعاب و خزش را به همراه دارد.هوادهي و اكسيداسيون گياه خاكها از شدت عارضه مي كاهد .

  7-1) زمان سايش

 توزيع دانه بندي ريزتر به دلايلي كه در ادامه خواهد آمد خزش را به شدت تشديد مينمايد .

 2_ Overgrinding

 (2-1هيدراتاسيون فريت

 سايش بالا موجب هيدراتاسيون بخشي از فريت گشته و آزاد شدن آب از اين نمكهاي هيدراته در خلال پخت موجب گسيختگي سطحي لعاب و در نهايت خزش مي گردد .

 2-2) شكستن باندها

 آزاد شدن بار منفي نمكهاي حاصل از شكست باندها و اعمال آن بر صفحات رسي خواص سوسپانسيوني دوغابه و پلاستيسيته لايه نشست كرده لعاب را تغيير مي دهد .

 3-2) تشكيل مواد كلوئيدي بيشتر

 سايش بالا كسر مواد دانه ريزي با سايز كلوئيدي را افزايش ميدهد.

 4-2) افزايش اكتيويته شيميائي

 واكنش بين مواد از طريق سطح صورت گرفته و اين سطح دردسترس تابع توزيع دانه بندي است ، توزيع دانه بندي ريز تر با افزايش عرصه مخصوص سطحي ذرات ، اكتيويته شيميائي آنها را افزايش مي دهد.اين اكتيويته شيميائي بالا بواسطه فعل و انفعالات لايه بافر موجب افزايش كشش سطحي و تشديد خطر خزش مي گردد .

 5-2) Pulvirization ذرات

 اين رخداد به توليد لعابهاي dusty glaze با توان چسبندگي كمتر مي انجامد.

 6-2) فشردگي پوشش نشست كرده لعاب

 لعابهاي ريز آسياب شده حاوي رسهاي پلاستيك بواسطه فشردگي لايه نشست كرده لعاب مانع خروج سهل رطوبت گشته و فشار حادث شده موجب پس زدن لعاب و خزش آن ميگردد .

 7-2) خواص Cement گونه اجزاء ريز آسياب شده

 خواص سيمان گونه اجزاء ريز آسياب شده كشش سطحي و در نتيجه خطر خزش را افزايش ميدهد .

 3_ شوره زني و رسوب نمكهاي محلول

• اثر پيروليز و تجزيه نمكهاي محلول

 هر سه مرحله پيروليز نمكهاي محلول با آزاد شدن كميت متنابهي بخار آب و گاز همراه است كه پس زدن لعاب را به همراه دارد .

 3-2) اثر فرآيند خشك كردن بر روي پروسه شوره زني

 drying scum يا كف مرحله خشك كردن باندهاي اتصال لعاب و بدنه را در لايه بافر تضعيف مينمايد .

 3-3) حضور محصولات گازي ناشي از احتراق

 رخنه اين محصولات گازي به درون تخلخلهاي باز لعاب و بدنه در خلال مرحله پيش گرمكن و واكنش آنها با كربناتهاي موجود هم موجب بروز عارضه شوره زني و هم موجب آزاد شده كميت متنابهي گاز كربن دي اكسايد ميگرد كه هر دو باندهاي لعاب و بدن را در لايه بافر تضعيف مينمايند .

 4-3) aging طولاني دوغابه لعاب

 كهنه كردن طولاني دوغابه لعاب موجب بروز خواص غير معمول (به لحاظ ويسكوزيته و پلاستيسيته  دوغابه ) گشته و تركهايي كه بدين واسطه در مرحله خشك كردن ايجاد مي گردند يكي از منابع تشكيل خطوط خزش به شمار مي آيند.

 4_ ساير علل

 جوشش آب ، Bloating و Blistering

 خشك شدن ناصحيح موجب bloating ناشي از جوشش آب و ايجاد تاولها ،و در نهايت پس زدن لعاب مي گردد.

 2-4) تشكيل بخار ناشي از گرمايش بسيار سريع

 تشكيل بخار ناشي از گرمايش بدنه أي كه بواسطه لعابكاري هنوز مرطوب است، موجب تضعيف باندها و تنش كششي ناشي از چسبندگي لعاب و بدنه مي گردد .600 درجه اول تك پختها و 100 درجه اول دوپختها بدين منظور مي بايست كند طي شود .

 3-4) Vitrious بودن بدنه

 زجاجي شدن بيش از حد بدنه هاي دوپخت از توان چسبندگي و الصاق لعاب و بدنه  ميكاهد .

 4-4) نقش رنگهاي زير لعابي

 رنگهاي زير لعابي سبز و صورتي كروم ، آبي كبالت و قهوه أي منگنز همچون سطح چرب عمل نموده و موجب پس كشيدن لعاب رويه ميگردند .

 5-4) حضور لخته هاي خميري

 حضور چنين لخته هايي در گرانول تحت پرس بواسطه رطوبت بالاتر آنها رفتار انقباضي متفاوتي به آنها مي بخشد كه به ايجاد خطوط خزش در گرداگرد لخته شيرينك شده منتهي مي گردد .

 6-4) فاصله نقطه نرمي و بلوغ لعاب

 اگر لعاب زود شروع به آبنباتي شدن نمايد حبابها لعاب را شكافته و آن را پس مي زنند .

 7-4) تطابق ديلاتومتريك و باند بافر

 حضور يك لايه ميانه رشد يافته عاري از تنشهاي كششي جهت ممانعت از بروز خزش ضروري است .

 8-4) ضخامت بالا و استعمال طبقاتي لايه هاي لعاب

 نقصان در تطابق شيرينكيج ، خصوصا به هنگام استعمال طبقاتي لايه هاي متعدد لعاب خزش را تشديد مي نمايد .

 9-4) مصرف كلمانيت،روي،تالك،كربنات منيزيم و …

 شيرينكيج خام به خشك بالاي اين مواد جمع شدگي و خزش را به همراه دارد.