فهرست

تاب تاخیری در کاشی های پرسلان بخش اول

 

در اکثر موارد ، کاشی های پرسلان پدیده ای به نام “تاب تأخیری” را از خود نشان می دهند که شامل تغییر در تاب کاشی پس از خارج شدن از کوره با گذشت زمان است . این پدیده با افزایش اندازه کاشی مشکل ساز می شود . عواملی که بر تاب تاخیری تـاثیر می گذارند را می توان به دو نوع عوامل مستقیم و غیر مستقیم تقسیم بندی کرد . از جمله عوامل مستقیم می توان به انبساط بدنه و آزادسازی تنش پسماند اشاره کرد .

فرآیند انبساط بدنه کاشی پرسلان به محض خروج کاشی از کوره، شروع می شود . در ابتدا انبساط بسیار سریع است و پس از گذشت 96 ساعت به مقدار ثابت حدود 0.18 درصد می رسد ، اگرچه نتیجه آن به ترکیب مواد استفاده شده و ماکزیمم دمای کوره بستگی دارد . انبساط بدنه کاشی بدنه قرمز معمولاً دو برابرکاشی پرسلان یعنی 0.35درصد می باشد . اگر اختلافی بین انبساط قسمت بالایی و پایینی کاشی وجود داشته باشد، به عنوان مثال یک تفاوت 0.1 درصدی در انبساط کاشی 410*410 میلی متری می تواند باعث تاب تاخیری در حدود 0.3 میلی متر شود . حتی اگر انبساط کلی هر دو سطح یکسان باشد ، تفاوت در سینتیک انبساط می تواند باعث ایجاد تغییراتی در جهت تاب کاشی شود .

تاب تاخیری در کاشی های پرسلان بخش اول

یکی دیگر از عوامل مستقیمی که بر تاب کاشی تاثیر می گذارد وجود تنش های باقیمانده در کاشی است که می تواند ناشی از دو دلیل باشد :

1 – تنش های ناشی از خنک شدن سریع کاشی در کوره، که باعث ایجاد شیب های حرارتی در قطعه می شود .

2 – تنش های تولید شده توسط بدنه لعاب دارخواهد بود . زیرا بدنه ضخامت بیشتری نسبت به لعاب دارد و مدول الاستیسیته بدنه نسبتاً زیاد است .

لازم است مکانیزمی برای آزاد شدن این تنش ها وجود داشته باشد که این مکانیزم به عنوان پدیده خزش شناخته می شود .

ازجمله عواملی که به طور غیر مستقیم بر روی تاب تاخیری تاثیر می گذارند عبارتند از :

1 – مواد (پودر اسپری درایر، اندازه ذرات، کانی شناسی، لعاب و ترکیبات شیمیایی)

2 – فرایند (سیکل کوره و بالاترین دمای کوره) که این موارد منجر به تغییراتی در کاشی (میکروساختار، وجود فازهای مختلف، مدول الاستیسیته، انبساط دمایی، شرایط محیطی، رطوبت و دما) می شود .

تاب تاخیری در کاشی های پرسلان بخش اول

انبساط بدنه های سرامیکی ناشی از رطوبت یک ویژگی شناخته شده است . انبساط رطوبتی بدنه های سرامیکی ناشی از جذب فیزیکی و شیمیایی مولکول های آب در ظرفیت های آزاد موجود در فازهای هیدراته داخل محصولات خارج شده از کوره می باشد . به همین دلیل ، انبساط عمدتاً به ساختار متخلخل قطعه (که دسترسی بیشتر یا کمتر آن به آب را مشخص می کند) و ماهیت و مقدار فازهای موجود در قطعه خارج شده از کوره بستگی دارد .

این خصوصیات بسیار تحت تأثیر ترکیب کانی شناسی ،اندازه ذرات و برنامه پخت می باشد. بنابراین، هرچه قابلیت ذوب ترکیب بدنه بیشتر باشد و دمای پخت و/یا سیکل پخت افزایش یابد، انبساط رطوبتی این بدنه ها به دلیل کاهش تخلخل کاهش یافته و مقدار فاز هیدراته کمتر می شود .

در دمای ماکزیمم پخت، کاشی پرسلان معمولاً از مقدار زیادی فاز مایع، کوارتز و آلبیت باقیمانده، و گاهی اوقات مولایت تشکیل شده است. در این دما، قطعه قادر است هرگونه تنشی را که بر روی آن اعمال می شود، رهاکند، زیرا انعطاف لازم را دارد . در مرحله خنک شدن، تنش های باقیمانده در کاشی ها، یا به دلیل عدم تطابق در تناسب بین لایه های بدنه و لعاب، یا به دلیل انقباض متفاوت که در نتیجه سرعت زیاد خنک شدن در لایه های بیرونی در مقایسه با مرکز قطعه ایجاد می شوند .

تاب تاخیری در کاشی های پرسلان بخش اول

بنابراین ، عواملی که تنش های پسماند کاشی های پرسلان را تعیین می کند در اصل انبساط حرارتی و مدول الاستیسیته بدنه و لعاب، نسبت ضخامت آنها و نرخ خنک شدن کاشی هستند  . مشاهده شده است که عدم تطابق لایه های انگوب/لعاب/بدنه بیشتر از انبساط حرارتی باعث افزایش تنش باقیمانده می شوند . علاوه بر این، هر چه سرمایش سریعتر باشد، شیب دمایی در داخل کاشی افزایش می یابد ، و منجر به نرخ انقباض متفاوت در سطح مقطع کاشی می شود ، که این امر باعث ایجاد پروفایل تنش در داخل قطعه می شود که با افزایش سرعت سرمایش افزایش می یابد .

علاوه بر این، هنگامی که نرخ سرمایش در هر دو طرف کاشی یکسان نیست (وضعیت معمول در رولرهای کوره ها) ، پروفایل تنش حاصل، متقارن نیست .


طراحی توسط واحد انفورماتیک گروه صنعتی کاشی تبریز