————————————-

شفافيت لعابهاي پخت سريع ازجمله ويژگيهايي است كه به سختي ميتوان آن را با كيفيتي كه از محصول انتظار مي رود انطباق كامل داد . حصول شفافيت بالا معطوف ارتباط مستقيم و تنگاتنگي است كه بين شفافيت شيشه اي و اوزان اتمي اجزاء تشكيل دهنده لعاب برقرار است .

شفافيت در حقيقت شامل اثري است كه از توزيع شعاعهاي بازتابيده از سطح ، در مغز شكل ميگيرد . و چنين اثري به نحو بارز بستگي به شدت انكسار ” بازتابش آينه أي” ⁽¹⁾ سطح دارد .

به شعاعهاي بازتابيده أي كه زاويه بازتابش آنها برابر با زاويه شعاع تابشي باشند ” بازتابش آينه أي ” اطلاق مي گردد . ساير شعاعهاي بازتابيده أي كه به هنگام انكسار زاويه أي متفاوت با زاويه تابشي مي سازند شعاعهاي “ بازتابش انتشاري”⁽²⁾ را تشكيل مي دهند . نسبت شعاعهاي بازتابش آينه أي به شعاعهاي بازتابش انتشاري بيانگر نحوه “پاسخ بازتابشي”⁽³⁾ سطح ميباشد . هرچه سهم شعاعهاي بازتابش انتشاري سطح بيشتر باشد ، شفافيت بيش از پيش نقصان مي يابد .

فاكتورهايي كه بر شدت بازتابش آينه أي اثر مي گذارند عبارتند از نرمي يا تموج سطحي ، حضور سطوح مياني شيشه / كريستال در گوشت لعاب بواسطه كريستاليزاسيون و يا جدايش فلزي ، و نهايتا اختلاف انديس انكسار فازهاي كريستاله و تفرق يافته با ماتريس شيشه أي لعاب  .

يك لعاب ترانسپارنت از انديس انكساري يكنواخت برخوردار بوده و بنابراين غالب شعاعهاي تابشي نور در حدفاصل لايه ميانه هوا / لعاب پيش از آنكه توسط ذرات و يا سطوح زيرين منكسر ، متفرق و يا جذب جزئي گردند ، از گوشت لعاب عبور مينمايند . تفرق شعاعهاي تابشي بواسطه انكسار يا بازتابش نور از  فازهاي غير يكنواخت موجود در لعاب ، به كمك عوامل مختلفي حادث مي گردد كه عبارتند از :

• تكسچر و نرمي سطح لعاب
• حضور اجزء كريستاليني كه به سهولت در لعاب حل نمي شوند
•  كريستاليزاسيون فاز شيشه در نتيجه اعمال رفتار حرارتي كنترل شده
•  پديده جدايش فازي
•  حضور حبابهاي كوچك گاز

به عنوان اولين شرط لازم ، يك لعاب شفاف مي بايست سطحي آينه أي و نرم داشته باشد . به هنگامي كه سطوح از نرمي لازم برخوردار نباشند بخشي از شعاعهاي بازتابش آينه أي نورتابيده به سطح ، زاويه بازتابشي برابر با شعاع نور تابشي نخواهند داشت ، و اين بدان سبب است كه در محل برخود شعاع تابشي ، سطح متوازي انكسار وجود ندارد . درنتيجه اين رخداد از بازتابش آينه اي ظاهري كاسته و به تبع آن شفافيت نيز نقصان مي يابد .

 به هنگام حضور حبابها ، تشكيل و تفرق فازهاي كريستاله ، و يا بروز پديده جدايش فازي ، سطوح مياني در گوشت لعاب شكل مي گيرند كه به خودي خود ميتوانند موجب بازتابش و انكسار شعاعهاي تابشي گردند . بازتابش حاصله از اين سطوح مياني به بروز پديده أي مي انجامد كه به آن ” تفرق “⁽⁴⁾ اطلاق ميگردد .تفرق اساس مكانيسم اوپك كنندگي لعابها محسوب مي گردد .

 درجه حرارت بلوغ غالب لعابهاي تك پخت سريع در محدوده حرارتي 1100 تا 1180 درجه سانتيگراد قرار دارد . چنين حرارت پخت بالايي به منظور تشكيل فاز شيشه أي لعاب و حصول شفافيت مناسب لازم است  . در خلال پخت و در محدوده حرارتي 700 تا 800 درجه سانتيگراد لعاب شروع به كريستاله شدن مي نمايد . در اين مرحله تشكيل يك فاز آلومينوسيليكات قليائي خاكي – و در محتمل ترين موارد آنورتيت با فرمولCaO.Al₂O₃.2SiO₂      قطعي است  . والستنايت ، ولاميت ، فورستريت ، آكرمانيت و ديوپسايد نيز از ديگر ساختارهاي كريستاليني هستند كه ممكن است شانس كريستاليزاسيون در مذابه لعابها را به دست آورند .

 تشكيل اين فازهاي كريستالين اضافي – خصوصا آنورتيت –   نتيجه عدم بلوغ لعاب در بازه حرارتي مورد اشاره است  .  با افزايش درجه حرارت ، فاز آلومينوسيليكات قليائي خاكي متحمل يك تبديل فاز  جامد – جامد گرديده و نهايتا به هنگام رسيدن به حرارت 1100 تا 1150 درجه سانتيگراد – كه بازه حراتي بلوغ مناسب لعاب هاي پخت سريع محسوب مي گردد – ذوب مي شود . اين فاز در خلال سرمايش متحمل كريستاليزاسيون  نگرديده و بنابراين به صورت يك فاز شيشه أي باقي مانده و موجد شفافيت سطحي مي گردد . با عنايت به  مكانيسم فوق مشاهده مي گردد كه در حرارتهاي كمتر از 1100 درجه سانتيگراد ، به دليل حضور فازهاي کریستالين ، حصول شفافيت مناسب امكانپذير نمي باشد .

اثر افتراق و پراكندگي دروني شعاعهاي بازتابيده بر روي شفافيت لعاب بستگي به اختلاف بين انديس انكسار ماتريس شيشه أي لعاب و كريستالهاي ديسپرسه دارد . هنگامي كه اختلاف بين ضرايب انكسار زياد باشد ، شفافيت ممكن است بواسطه بازتابش آينه اي اضافي منكسره از كريستالهاي نزديك به سطح تقويت گردد . از طرف ديگر وقتي اختلاف بين ضرايب انكسار لعاب و كريستالهاي تفرق يافته در آن كم باشد ، شعاعهاي منكسره از كريستالها موجب بازتابش انتشاري مي گردند كه با منكوب شدن شعاعهاي منكسره فوق و باقي ماندن آنها در گوشت لعاب ، سطح به ماتي مي گرايد . لذا جهت حصول حداكثر شفافيت ميبايست حضور حبابها ، جدايش فازي و كريستالهايي با انديس انكسار كم حتي المقدور كاهش يافته و يا در بهترين حالت حذف گردند . در غالب لعابها ، آنورتيت محتمل ترين كريستال با انديس انكسار كم است كه شانس كريستاليزاسيون در مذابه لعاب را به دست مي آورد .

 همانگونه كه اشاره رفت بازتابش آينه اي يك لعاب تابعيت سختي از انديس انكسار آن دارد . و  متعاقبا انديس انكسار خود تابعي از عدد اتمي مولكولهاي كاتيوني تشكيل دهنده لعاب است  . با توجه به  محدوديت اكيد استفاده از سرب در لعابهاي تك پخت سريع ،  تنها گزينه هاي مؤثر در خصوص تامين عدد اتمي بالا ، روي و باريم و تاحد كمتري كلسيم و منيزيم هستند .

  پس از انجماد مذابه به فازهاي شيشه أي با انديس انكسارهاي متفاوت و نزديك به هم ، شمار متعددي سطوح مياني در مسير شعاعهاي تابش و بازتابش نور تشكيل مي گردند كه به هنگام نوسانات حاصل از فرآيند مي توانند موجب نقصان شفافيت گردند .

       ·         فاكتورهاي مؤثر در نقصان شفافيت لعابهاي تك پخت سريع

———————————————————-

1- حضور محيط اكسيدان خصوصا در خلال مراحل اوليه سيكل پخت : همچون يك كاتاليست موجب تسهيل در تشكيل نمك هاي سولفات مي گردد. نمكهاي فوق لايه نازكي بر روي سطح بوجود مي آورند كه موجب غير زجاجي شدن سطح مي گردد .

2- اكتيو باقي ماندن اسپينلهاي قليائي خاكي : عدم تنظيم محتواي صحيح سيليس ، آلومين و بور در لعاب هاي پخت سريع ، موجب اكتيو باقي ماندن اسپينلهاي قليائي خاكي گرديده  و احتمال تركيب آنها با سولفور موجود در گازهاي احتراق را تشديد مي نمايد .

3- سرمايش سريع لعاب تا نقطه خميري شدن آن : “جدايش فازي “ حاصل انفكاك فازهاي شيشه أي از يكديگر مي باشد . بعلاوه درخلال سرمايش ، انجماد فازهاي شيشه أي با تركيب و انديس انكسار متفاوت از مذابه ، افتراق و بازتابش انتشاري را افزايش و از شفافيت لعاب مي كاهد .حضور درصد بالاي CaO به تشكيل كريستالهاي برات كلسيم ، اوپاليسنسي ، و ابري شدن سطح با تم رنگي آبي ميانجامد .

4- غلظت بالاي مؤلفه هاي غير شيشه أي جزئا ري اكتيو در لعاب : اگر يك لعاب پخت سريع بر روي بدنه يا انگوبي با درصد تخلخل بالا و بويژه هنگامي كه از سيليس بالايي برخوردار است استعمال گردد ، لعاب و انگوب شديدا واكنش داده كه نهايتا به جذب لعاب ، فقير شدن گوشت شيشه أي لعاب و نقصان شفافيت سطحي آن مي انجامد .

5- كريستاليزاسيون سطحي در نتيجه مصرف سوختهاي سنگين : راسب شدن كريستالهاي كريستوباليت و تريميديت بر روي سطح . منشاء اوليه اين رسوبات نطفه هاي كريستاليني از قبيل ذرات كربن و حبابهاي گاز هستند . سرمايش سريع  روش مناسبي جهت درمان عارضه است  .

6- مصرف سوختهاي مرطوب : بخار آب موجب تسريع كريستاليزاسيون مي گردد . كاستن از محتواي قليائيهاي خاكي فرمول فريت ، عارضه را محدود ميسازد .

7- نقصان پالايش اتمسفر كوره از گازهاي سوختي ناشي از احتراق : نقصان مكش  دودكش كوره و تنظيم ناصحيح فشار در نقاط بحراني كوره موجب جريان يافتن گازهاي سوختي ناشي از احتراق به سمت منطقه سرمايش سريع  و به ماتي گرائيدن سطح خصوصا در لبه هاي كاشي مي شود .

8- تنظيم ناصحيح توان كريستاليزاسيون و نرخ رشد كريستالي : هسته هاي كريستالين تمايل به تشكيل در درجه حرارتهايي را دارند كه كمتر از حرارت منطبق با ماكزيمم نرخ رشد كريستالي است .در مذابه هاي با توان كريستاليزاسيون كم و نرخ رشد كريستالي بالا كريستالهاي بزرگ و متفرق ، و در مذابه هاي با توان كريستاليزاسيون بالا و نرخ رشد كريستالي كم كريستالهاي متعدد و با سايز كوچك تشكيل مي شوند . اين كريستالها مذابه را اشباع نموده و موجب به ماتي گرائيدن سطح مي گردند .

9- درصد بالاي اجزاء تشكيل دهنده أي با وزن اتمي كم : اين اجزاء بالاترين توان كريستاليزاسيون و كمترين انديس انكسار را دارا ميباشند .

10-فريت كردن ناقص : حضور فازهاي ناهمگن حاصل از فريت كردن ناقص از جمله علل موثر بروز اوپاليسنسي و غباري شدن سطح لعابهاي تك پخت سريع محسوب مي گردد .

11- كنترل كشش سطحي مذابه لعاب : كشش سطحي عامل كنترل كننده سرعت تشكيل شيشه بر روي سطح لعاب بوده و هرچه مقدار آن بيشتر باشد ، سطح لعاب شفافتر است .

12- اشباع فاز شيشه أي لعاب از سيليس : در صورت اشباع تركيب لعاب از سيليس ، نتيجه حاصل به ماتي گرائيدن سطح در نتيجه كريستاليزاسيون مجدد تريميديت است كه بطور يكنواخت و بدون آنكه انحلال يابد در مذابه لعاب پخش مي شود .

13- كنترل شيب منحني تغييرات ويسكوزيته :  شيب منحني تغييرات ويسكوزيته لعابهاي تك پخت سريع ، با استعانت از نسبت فازهاي شيشه / كريستال در مذابه لعاب كنترل مي گردد . فازهاي كريستالين برخلاف ماتريس شيشه أي و آمورف لعاب – كه از يك گستره ذوب برخوردار است– داراي نقطه ذوب مشخص و ناگهاني ميباشند . لذا كريستاليزاسيون حادث شده در مذابه لعابهاي تك پخت سريع علاوه بر اثر گذاري شاخصي كه بر روي نقطه نرمي لعاب دارند ، پارامتر اصلي كنترل شيب منحني تغييرات ويسكوزيته لعاب در جهنم كوره نيز ميباشد .

14- كنترل نوع ، كميت و نرخ كريستاليزاسيون فازهاي كريستالين از ماتريس شيشه أي لعاب :  كريستاليزاسيون ديوپسايد از ماتريس شيشه أي غني از سيليكا و حاوي CaO  و MgO و مقادير جزئي فلاكسها بوقوع مي پيوندد . كنترل كننده هاي نرخ كريستاليزاسيون ، سرعت و كميت تشكيل ديوپسايد را در خلال پخت تعديل مي نمايند . اين كنترل كننده ها براي درجه حرارتهاي بالا شامل سديم فلدسپار  ، و براي درجه حرارتهاي پايين تر B2O3  و اكسيدهاي قليائي ميباشند . ZnO نرخ كريستاليزاسيون ديوپسايد را كاهش داده و كنترل كننده اصلي تكسچر و بافت سطحي لعاب به هنگام تشكيل فازهاي كريستالين (خصوصا ديوپسايد) محسوب ميگردد .

درصد بالاي حضور MgO در تركيب لعاب شانس كريستاليزاسيون فورستريت (Mg₂SiO₄) ، درصد بالاي CaO شانس حضور آكرمانيت و والستنايت (CaSiO₃) ، درصد بالاي Al₂O₃ شانس كريستاليزاسيون آنورتيت (CaAl₂Si₂O₈) و نهايتا غني بودن بيش از حد ماتريس شيشه أي از سيليكا كريستاليزاسيون مجدد تريديميت ، كوارتز و كريستوباليت را به همراه دارد كه موجد كريستاليزاسيون سطحي و جدايش فازي گشته و نقصان شفافيت را به همراه خواهد داشت .

عارضه پديد آمده	كريستال تشكيل شده	تركيب كنترل كننده
نقصان شفافيت	آنورتيت(CaAl2Si2O8)	Al2O3  بالا
نقصان شفافيت	آكرمانيت – والستنايت	CaO     بالا
نقصان شفافيت	فورستريت(Mg2SiO4)	MgO    بالا
جدايش فازي-كريستاليزاسيون سطحي	تريديميت – كوارتز – كريستوباليت	SiO2    بالا

—————————————————————————————————————          

• Specular Reflection  
• Diffuse reflection
• Reflection Response
• Scattering

مولف : امید هلاکوئی