1. مهمان گرامی، جهت ارسال پست، دانلود و سایر امکانات ویژه کاربران عضو، ثبت نام کنید.
    بستن اطلاعیه

مباحث و مقالات مهم زیر مجموعه سرامیک

شروع موضوع توسط Mr Perfect ‏6/8/15 در انجمن سایر رشته ها

  1. کاربر فوق حرفه ای

    تاریخ عضویت:
    ‏23/6/15
    ارسال ها:
    4,491
    تشکر شده:
    6,069
    امتیاز دستاورد:
    113
    جنسیت:
    مرد
    حرفه:
    Engineering Management
    پرسلان ها
    واژه ي پرسلان به محدوده ي وسيعي از محصولات سراميک گفته مي شود که دماي پخت بالايي دارند. علت پخت پرسلان ها در دماي بالا اين است که مي خواهيم ماهيت زجاجي ( شيشه اي ) در پرسلان پديد آيد. و همچنين خواصي چون پشت نمايي ( translucence ) و تخلخل کم را بدست آوريم.
    از ميان همه ي محوصلات پرسلاني، محصولات آشناتر عبارتند از:
    1) چيني آلات غذاخوري
    2) پرسلان هاي تزئيني (شکل 1)
    3) دندانهاي مصنوعي پرسلان dental crowns
    4) عايق هاي الکتريکي electrical insulators
    5) چيني آلات بهداشتي



    معمولاً پرسلان هاي سفيد و غير سفيد به دو صورت لعاب دار و بدون لعاب توليد مي شوند. هنگامي که بيسکويت (بدنه) در دماي بالايي پخته مي شود، و تخلخل آن به صفر مي رسد، ديگر نيازي به لعاب کاري نبوده و نوع بدون لعاب پرسلان ها توليد مي شود.



    اگر چه واژه ي پرسلان و چيني معمولاً معادل تصور مي شود ولي اين دو واژه يکي نيستند. اين دو نوع سراميک در دو خاصيت يکسانند يکي آنکه هر دو حالت زجاجي (vitreous) دارند و تخلخل بسيار پاييني دارند و ديگري اينکه هر دو اين سراميک ها را مي توان با و يا بدون لعاب توليد و استفاده کرد. به هر حال چيني يک پرسلان است که جزء پرسلان هاي نرم طبقه بندي مي گردد. اين پرسلان داراي بدنه اي نازک مي باشد و نرم است به صورتي که به راحتي آن را مي توان با يک سوهان بريد. در حالي که پرسلان ها را اينگونه نمي توان بريد. اين امر به خاطر اين است که پرسلان هاي واقعي در دماي بالاتري نسبت به چيني ها پخت مي شوند. در واقع پرسلان هاي واقعي در دماي 1454 درجه سلسيوس پخت مي شوند، در حالي که چيني ها در دماي 1204 درجه سلسيوس. همانگونه که گفتيم پرسلان ها سخت تر هستند از اين رو پرسلان ها را در کاربردهاي صنعتي و پزشکي استفاده مي کنند در حالي که کاربرد چيني آلات تنها در بخش هاي خانگي و استفاده هاي تزئيني است. علاوه بر اين، در حالي که پرسلان ها همواره داراي پشت نمايي (translucent) هستند. ولي ظروف چيني غيرشفاف (opaque) هستند.


    منبع راسخون
     
  2. کاربر فوق حرفه ای

    تاریخ عضویت:
    ‏23/6/15
    ارسال ها:
    4,491
    تشکر شده:
    6,069
    امتیاز دستاورد:
    113
    جنسیت:
    مرد
    حرفه:
    Engineering Management
    تاريخچه
    امروزه ما حضور چيني آلات را در بسياري از جاها احساس مي کنيم اين بدنه هاي سراميکي که طنين خاصي در هنگام ضربه زدن به آنها ايجاد مي شود، در همه ي جاهاي زندگي روزمره ديده مي شوند. در وسايل غذاخوري (table wares)،؛ لوله هاي فاضلاب و حتي کاشي هاي سفينه فضايي، پرسلان ها وجود دارد. با گذشت زمان اين مسئله فراموش شده است که براي روزگاري دراز، پرسلان يک ماده ي کمياب بوده است. و وسايل پرسلاني به عنوان يک گنجينه تلقي مي شده است. در آن زمان پرسلان تنها در کشورهاي آسيايي توليد مي شد.
    توسعه ي پرسلان در کشور چين در سال 600 ميلادي اتفاق اتفاد. اين شاهکار حرفه اي، نتيجه اي از ترکيب قابليت پخت کوره ها در دماي بالا (1250 تا 1400 درجه سلسيوس) با کشف خاک کائولن (نوعي ماده ي رسي) و سنگ پرسلاني (porcelain stone) بود. در قرن سيزدهم با مخلوط شدن سنگ و خاک رس، دوام قطعات پرسلاني توليدي و نرمي آنها بيشتر شد. و با اين مسئله توليد پرسلان به مرحله اي بالاتر صعود کرد. کِندي (kendi) يا رگ آبي (water vessel ) يکي از پرسلان هاي اوليه است که در سونگ جنوبي وجود دارد و جزء پرسلان هاي سلسله ي کوئينگ باي (dynasty qingbai) بوده است. اين پرسلان از سنگ چيني و رس ساخته شده است.
    با يک نوآوري در جينگزن (jingdenzhen) و توليد مخلوطي از کائولن با سنگ پرسلاني به همراه کوارتز و ميکا، قطعات سراميکي پديد آمد، که يک پرسلان واقعي توليد کرد و بواسطه ي همين امر جينگزن را به پايتخت پرسلان دنيا تبديل کرد. محصولات توليد شده در جينگزن خواصي چون سختي (hardness)، نفوذ ناپذيري (impermeability)، سفيدي (whiteness)، پشت نمايي (translu cence) و زيبايي لعاب را با هم دارند. پرسلان هاي توليدي در کشور چين داراي نقش کليدي در جهان است. زيرا اين کشور توليد کننده ي عمده ي اين محصولات در جهان است. و به همين خاطر مي تواند بر کيفيت اين محصول تأثير داشته باشد.
    پرسلان نيز مانند ابريشم و ادويه جات داراي داستاني پيچيده است. اين ماده بايد مسير طولاني جاده ي ابريشم را مي پيمود تا به اروپا برسد. پرسلان مانند يک گنجينه مورد احترام بود و به عنوان يک هديه ي گران بها براي ملکه تلقي مي شد. بسياري در آن زمان معتقد بودند که پرسلان جسمي جادويي است. البته اين اعتقاد نيز وجود داشته که اگر پرسلان در معرض سَم قرار گيرد رنگ خود را از دست مي دهد و مي شکند. هنگامي که در سال 1499 واسکوداگاما (Vascoda Gama) يک سياح پرتقالي از سفر خود بازگشت نمونه هايي از پرسلان با خود به همراه داشت در واقع او در سفر خود يک راه آبي جديد کشف کرده بود که موجب بيشتر شدن رونق تجارت مي شد. تجارت دريايي يک تجارت ايمن بود و مشکلات و خطرات سفرهاي زميني را نداشت. (پرسلان يک جسم شکننده است و حمل آن با وسايل حمل و نقل زميني در گذشته مشکل بود). با گسترش راه هاي دريايي و پيشرفت تکنولوژي دريانوردي در قرن 17 اُم کشتي هاي جديد توانستند مقدار بيشتري پرسلن را به اروپا برسانند.
    پرسلان هاي لعاب دار درخشان در ابتداي قرن 17 اُم بوسيله ي ژاپن توليد شد و پس از آن اجسام پرسلاني آبي، سفيد و توليدات شب نما بوسيله ي کشور چين وارد بازار شد. اين مسائل باعث شد تا تاجرهاي اروپايي علاقه مند به واردات اين محصولات بشوند. در خانه ي اشراف و تاجران پرسلان اتاقي بود که از کف تا سقف آن پر بود از پرسلان هاي زيبا و اين مسئله در بين بسياري از اشراف مرسوم شده بود. بشقاب هاي پرسلاني آبي ـ سفيد با نقوش اژدهاي خشمگين يکي از پرسلان هايي بود که در اين اتاق ها يافت مي شود. به اتاق هاي مخصوص پرسلان، اتاق پرسلان گفته مي شد.
    اتاق پرسلان به حدي مورد توجه قرار گرفت که گروهي از پادشاهان مانند آگوستوس استرونگ (Augustus the Strong) منتخب نژاد ساکسون ها و پادشاه لهستاني کاخ خود را با پرسلان تزئين کرد. اين پادشاه لهستاني کلکسيوني از پرسلان داشت که بيش از 20/000 قطعه پرسلان از کشورهاي چين و ژاپن در آن قرار داشت. به خاطر مسائل اقتصادي و سياسي ورود پرسلان ها از چين و ژاپن، اروپايي ها بر آن شدند که بودجه ي تحقيقاتي براي توليد داخلي پرسلان تصويب کنند. با همکاري گروهي از محققين مانند Ehrenfried walther و Johann Friedrich Bottger يک فرمول براي توليد پرسلان در اروپا ابداع شد. اين پرسلان ابتدايي که از مرمر سفيد ساخته مي شد. امروزه با نام Bottger porcelain معروفند. سرانجام، فرمولاسيون پرسلان واقعي پيدا شد اين فرمولاسيون امروزه نيز استفاده مي شود و پرسلان هاي ساخته شده از آن به نام پرسلان هاي سخت (hard-paste porcelain) معروفند. اين پرسلان ها مخلوطي از کائولن و يک سنگ پرسلاني فلدسپاتيک هستند. در دهه ي دوم قرن 18 اُم، هزار سال پس از آنکه پرسلان ها اولين بدنه ي پرسلاني سفيد، نازک و ترانسپارنت را ساختند، اروپايي ها اولين کارخانه ي توليد پرسلان هاي واقعي را در ميسن آلمان (Meisen - Germany) افتتاح کردند. پرسلان توليد توسط اين کارخانه به طلاي سفيد (white gold) معروف است.
    عصر پرسلان در اروپا در قرن هجدهم با ديدار پادشاهان، ملکه ها و نمايندگان از کارخانه ي توليد پرسلان در آلمان شروع شد. که حس وطن خواهي، موجب افزايش تقاضاي خريد از اين کارخانه را به همراه داشت. اگرچه اگوستوس استرانگ با اعمال تدابيري توانست راز ساختن پرسلان را مدتي مخفي کند. ولي با ازدواج دختر بزرگ آگوستوس با پادشاه ناپولي (بخشي از ايتالياي کنوني) يک کارخانه ي توليد پرسلان در سال 1743 در ناپولي ساخته شد که بعدها صنعت پرسلان در کل اروپا گسترش يافت. اين گسترش به حدي است که امروزه روش هاي توليد علمي پرسلان بر طبق روش هاي اروپايي تعريف مي گردد.
     
  3. کاربر فوق حرفه ای

    تاریخ عضویت:
    ‏23/6/15
    ارسال ها:
    4,491
    تشکر شده:
    6,069
    امتیاز دستاورد:
    113
    جنسیت:
    مرد
    حرفه:
    Engineering Management

    1) پرسلان هاي سخت (hard-paste porcelain)



    اين پرسلان ها محصول کارخانه ي ميسن (Meissen Factory) بودند. در واقع کارخانه ي ميسن در ابتداي قرن 18 اُم از اين پرسلان ها توليد مي کرد. اين پرسلان ها داراي فرمولاسيون زير هستند. در واقع در اين پرسلان ها از کائولن، کوارتز و سنگ مرمر سفيد استفاده مي شود. خمير توليدي از مواد اوليه در دماي حدود 1350 درجه ي سانتيگراد پخت مي شود و حاصل اين کار توليد پرسلاني است که سختي و استحکام بالايي دارد. بعدها ترکيب پرسلان هاي سخت توليدي در شرکت ميسن تغيير کرد و سنگ مرمر سفيد با فلدسپات جايگزين شد. فلدسپات هاي موادي گداز آورند و موجب کاهش دماي پخت مي شوند. از اين رو اين جايگزيني موجب کاهش دماي مورد نياز پخت مي شود. کائولن، فلوسپار، کوارتز (و يا ديگر فرم هاي سيليس) اجزاي اصلي اين پرسلان هاي سخت توليد در اروپا به شمار مي رود.


    2) پرسلان هاي نرم (soft paste porcelain)

    اطلاعات تاريخي مربوط به اين پرسلان ها به دوره اي باز مي گردد که کوزه گران اروپايي در پي پيداکردن راه کاري براي توليد پرسلاني شبيه به پرسلان هاي توليدي در شرق بودند.
    آنها با مخلوط کردن و آسياب کردن خاک چيني (chinaclay)، شيشه يا خمير شيشه (Frit)، تالک و آهک موفق به توليد پرسلان نرم شدند. البته اين پرسلان امروزه داراي اجزاي ديگري نيز هست به خاطر نداشتن استحکام مناسب و دفرمه شدن قطعات پرسلاني توليد اين فرمولاسيون و همچنين تغيير شکل آنها در کوره، توليد پرسلان ها با اين فرمول صرفه ي اقتصادي نداشت.
    فرمول پرسلانهاي نرم بعدها اصلاح شد و اين فرمول جديد بر پايه ي کائولن، کوارتز، فلوسپات، نفلين سيانين و ديگر سنگ هاي فلوسپاتيک پايه گذاري شد. اين فرمول از لحاظ مباحث فني فوق العاده بود و استفاده از آن رونق گرفت.


    3) پرسلان هاي استخواني (Bone china porcelain)

    اين پرسلان ابتدا در کشور انگلستان توليد شد. در واقع توليد اين پرسلان به خاطر مسائل رقابتي با پرسلان هاي وارداتي به کشور انگلستان بود ولي بعدها اين چيني به طور گسترده در تمام جهان توليد شد.
    انگليسي ها با مخلوط کردن خاکستر استخوان حيوانات با خاک رس، فلوسپار و کوارتز پرسلان هاي استخواني را توليد کردند. اگرچه دماي پخت پرسلان هاي استخواني از دماي پخت پرسلان هاي واقعي کمتر است ولي خاکستر استخوان باعث مي شود اين پرسلان پشت نمايي خوبي داشته باشد. به دليل آنکه پرسلان هاي استخواني نسبت به پرسلان هاي واقعي آسان تر توليد مي شوند. و مقاومت آنها در مقابل لب پرشدن بيشتر است. و همچنين اين پرسلان ها محکم ترند، اين نوع پرسلان متداولترين نوع پرسلان مصرفي در ايالات متحده ي آمريکا و انگليس است. البته مصرف کنندگان اروپايي بيشتر علاقه مند به استفاده از پرسلان هاي واقعي اند.
     
  4. کاربر فوق حرفه ای

    تاریخ عضویت:
    ‏23/6/15
    ارسال ها:
    4,491
    تشکر شده:
    6,069
    امتیاز دستاورد:
    113
    جنسیت:
    مرد
    حرفه:
    Engineering Management
    مواد خام
    مواد اوليه اصلي براي تهيه ي پرسلان ها خاک هاي رسي، فلدسپار يا فلينت و سيليس هستند. همه ي اين اجزا در ابعاد بسيار ريز هستند. براي توليد انواع مختلف پرسلان، استاد کاران اين رشته مواد خام را با هم مخلوط مي کنند تا خواص متنوعي بدست آورند. در واقع خواص حاصله به دو نوع تقسيم مي شود. يکي خواصي که موجب بدست آمدن يک بيسکويت (بدنه خام) مناسب شود و ديگري خواصي که باعث بدست آمدن يک بدنه ي مناسب پس از پخت مي شود.
    اگر چه ترکيب خاک هاي رسي با توجه به مکان استخراجشان متنوع است، براي توليد پرسلان، مواد اوليه ي خام مانند خاک رس، فلدسپار و سيليس ابتدا خردايش مي يابند. آسياب ها و سنگ شکن هاي مورد استفاده در اين صنعت عبارتند از:

    1) سنگ شکن هاي فکي (Jaw crushers)
    2) آسياب هاي چکشي (hammer mills)
    3) آسياب هاي گلوله اي (ball mills)

    پس از آنکه مواد خردايش و اندازه ي دانه هاي آنها به يک سايز مشخص رسيد، مخلوط مواد اوليه به يکي از چهار فرآيند شکل دهي زير فرستاده مي شود:

    1) شکل دهي پلاستيک نرم (Soft plastic forming)
    2) شکل دهي پلاستيک سخت (Stiff plastic forming)
    3) شکل دهي بوسيله ي پرس (Pressing)
    4) ريخته گري دوغابي (Casting)

    انتخاب روش شکل دهي به نوع محصول توليد بستگي دارد. پس از شکل دهي، قطعه وارد مرحله ي پخت بيسکويت مي شود. در مرحله ي پخت بيسکويت قطعه زينترينگ کامل نمي شود تنها به حالتي در مي آيد که بتوان بر روي آن لعاب اعمال کنيم. پرسلان ها ترکيبي از شيشه ي با تخلخل پايين و خاک رس هستند. در واقع اين ترکيب اين خاصيت را ايجاد مي کند که پرسلان بتواند در شرايط پخت دفرمه نشود. همچنين استفاده از رس اين فايده را دارد که شکل دهي نمونه آسان مي شود. خاک هاي رسي اصلي که براي توليد پرسلان استفاده مي شوند عبارتند از خاک چيني و بال کِلي. اين خاک ها اکثراً از کائولينيت) يک آلومينوسيليکات هيدراته) تشکيل شده اند.
    فلدسپار و فيلينت مورد استفاده در بدنه ها و مخلوط هاي پرسلاني به عنوان فلاکس عمل مي کنند. (فلدسپار يک مينرال است که عمدتاً از آلومينوسيليکات درست شده است) (فلينت يک نوع کوارتز است که بسيار سخت است). فلاکس ها باعث کاهش دماي تشکيل فاز شيشه اي مايع مي شوند. در واقع فلاکس ها دماي ذوب فاز شيشه اي را به بين 1000 تا 1300 درجه سلسيوس کاهش داده و باعث مي شوند تا فاز شيشه اي مايع تشکيل گردد و دانه هاي جامد بدنه را به يکديگر بچسباند.
    سيليس ترکيبي از اکسيژن و سيلسيم است. اکسيژن و سيليس دو عنصر فراوان پوسته ي زمين محسوب مي شوند. شيشه (سيليس) به حالت هاي مختلف در طبيعت يافت مي شود. مثلاً کوارتز نوعي سيليس است که داراي ساختار کريستالي است. سيليس آمورف که حالتي اپک دارد در عرف با نام شيشه شناخته مي شود. حالت ناخالص سيليس سنگ ريزه هاي ماسه اي است که در سطح زمين پراکنده اند. سيليکا (سيليس) معمولي ترين پر کننده اي است که در بدنه هاي سراميک از آن استفاده مي شود. اين ماده باعث ايجاد سهولت در شکل دهي و پخت قطعه مي گردد. و همچنين خواص قطعه ي توليدي را نيز بهبود مي دهد.
    پرسلان ها همچنين داراي مقادير آلومينا و تالک نيز مي باشند. آلومينا ترکيبي از اکسيژن و آلومينيوم است.


    منبع راسخون
     
  5. کاربر فوق حرفه ای

    تاریخ عضویت:
    ‏23/6/15
    ارسال ها:
    4,491
    تشکر شده:
    6,069
    امتیاز دستاورد:
    113
    جنسیت:
    مرد
    حرفه:
    Engineering Management
    واژه ي پرسلان به محدوده ي وسيعي از محصولات سراميک گفته مي شود که دماي پخت بالايي دارند. علت پخت پرسلان ها در دماي بالا اين است که مي خواهيم ماهيت زجاجي ( شيشه اي ) در پرسلان پديد آيد. و همچنين خواصي چون پشت نمايي ( translucence ) و تخلخل کم را بدست آوريم.
    از ميان همه ي محوصلات پرسلاني، محصولات آشناتر عبارتند از:
    1) چيني آلات غذاخوري
    2) پرسلان هاي تزئيني (شکل 1)
    3) دندانهاي مصنوعي پرسلان dental crowns
    4) عايق هاي الکتريکي electrical insulators
    5) چيني آلات بهداشتي



    معمولاً پرسلان هاي سفيد و غير سفيد به دو صورت لعاب دار و بدون لعاب توليد مي شوند. هنگامي که بيسکويت (بدنه) در دماي بالايي پخته مي شود، و تخلخل آن به صفر مي رسد، ديگر نيازي به لعاب کاري نبوده و نوع بدون لعاب پرسلان ها توليد مي شود.



    اگر چه واژه ي پرسلان و چيني معمولاً معادل تصور مي شود ولي اين دو واژه يکي نيستند. اين دو نوع سراميک در دو خاصيت يکسانند يکي آنکه هر دو حالت زجاجي (vitreous) دارند و تخلخل بسيار پاييني دارند و ديگري اينکه هر دو اين سراميک ها را مي توان با و يا بدون لعاب توليد و استفاده کرد. به هر حال چيني يک پرسلان است که جزء پرسلان هاي نرم طبقه بندي مي گردد. اين پرسلان داراي بدنه اي نازک مي باشد و نرم است به صورتي که به راحتي آن را مي توان با يک سوهان بريد. در حالي که پرسلان ها را اينگونه نمي توان بريد. اين امر به خاطر اين است که پرسلان هاي واقعي در دماي بالاتري نسبت به چيني ها پخت مي شوند. در واقع پرسلان هاي واقعي در دماي 1454 درجه سلسيوس پخت مي شوند، در حالي که چيني ها در دماي 1204 درجه سلسيوس. همانگونه که گفتيم پرسلان ها سخت تر هستند از اين رو پرسلان ها را در کاربردهاي صنعتي و پزشکي استفاده مي کنند در حالي که کاربرد چيني آلات تنها در بخش هاي خانگي و استفاده هاي تزئيني است. علاوه بر اين، در حالي که پرسلان ها همواره داراي پشت نمايي (translucent) هستند. ولي ظروف چيني غيرشفاف (opaque) هستند.


    منبع راسخون
     
  6. کاربر فوق حرفه ای

    تاریخ عضویت:
    ‏23/6/15
    ارسال ها:
    4,491
    تشکر شده:
    6,069
    امتیاز دستاورد:
    113
    جنسیت:
    مرد
    حرفه:
    Engineering Management
    مواد ديرگداز
    مواد ديرگداز
    ----------
    --

    مواد ديرگداز مواد داراي مقاومت حرارتي هستند که در دماهاي بالا پايدار هستند و خواص فيزيکي و شيميايي شان در اين دماها حفظ مي گردد.
    مواد ديرگداز گران بها هستند و هرگونه خرابي در اين مواد باعث افزايش زمان توليد،از بين رفتن ادوات و در برخي مواقع باعث از بين رفتن محصول مي گردد. نوع ديرگداز مصرفي بر روي ميزان مصرف انرژي و کيفيت محصول تأثير مي گذارد. بنابراين انتخاب نوع ديرگداز براي کاربردهاي معين بسيار مهم مي باشد. ديرگدازها همچنين براي فرآيند ايمن در توليد مواد ضروري است. نبايد براي پرسنل خط توليد و کساني که آنها را نصب مي کنند،شرايط خطرناک ايجاد کنند. ضمناً ديرگدازها نبايد در شرايط استفاده شدن و هم پس از اينکه به صورت زباله صنعتي در مي آيند،موجب آلودگي زيست محيطي شوند.
    در اين مقاله نوع و خواص ديرگدازها را مورد بررسي قرار مي دهيم.

    ديرگداز چيست ؟
    ديرگدازها مواد غيرآلي، غير فلزي و مقاوم در برابر حرارت هستند که اين مواد مي توانند در مقابل عوامل ساينده و يا خورنده در دماهاي بالا مقاومت کنند. اين عوامل خورنده و يا ساينده مي توانند در حالت جامد، مايع و يا گاز باشند. به خاطر وجود شرايط متنوع محيطي، انواع متنوعي از ديرگدازها با خواص متفاوت ساخته شده اند. ديرگدازها از مواد پخته شده، مواد شيميايي و انواع چسب هاي کربني(بايندرهاي کربني) تشکيل شده اند. اين مواد داراي گستره شيميايي متنوع هستند و داراي اشکال مختلفي نيز هستند. (ترکيب شيميايي و اشکال استفاده از ديرگدازها بر اساس کاربردهاي گوناگون آنها تعيين مي شود)

    ساختار فازي مواد ديرگداز
    ديرگدازها از مواد ناهمگون ، چند ترکيبي و داراي تخلخل ي هستند. در ساختار اين مواد ، سنگ دانه هاي پايدار در برابر حرارت بوسيله ي فازهاي چسبنده و افزودني ها در کنار هم قرار گرفته اند.
    مواد ديرگداز در دماهاي پايين شبه تردند و هنگامي که دما بالا مي رود از خود رفتار ويسکوز نشان مي دهند. بخاطر تغييرات نقطه به نقطه در ريزساختار ديرگدازها و انعطاف پذير نبودن آنها، استحکام در محل هاي مختلف ديرگداز متفاوت است. اين مواد به خاطر خزش در دماي بالا يا تغيير شکل پلاستيکشان شاخص هستند. تردي و مدول الاستيک بالاي اين مواد باعث شده است تا در برابر تنش هاي حرارتي و شک ها حساس بوده و در تحت اين شک ها بشکنند.
    ديرگدازها براي چه کاربردهايي مصرف مي شوند؟

    ديرگدازها ابتدائاً بوسيله صنعت متالوژي مورد استفاده قرار مي گرفت. در اين صنعت کوره هاي ذوب فلزات و خطوط نقل و انتقالات مذاب و سرباره بوسيله ي مواد نسوز پوشش داده مي شد.همچنين جداره هاي دودکش ها و مجاري عبور گاز نيز بوسيله مواد ديرگداز پوشش دهي مي شود. با توجه به کاربردها، ديرگدازها بايد تأثيرات مخربي همچون مواد سايش، فشار، عوامل شيميايي، شک حرارتي، ضربات فيزيکي، تجزيه هاي حرارتي، و... تحمل کند. اين عوامل مخرب معمولاً در دماي بالا اتفاق مي افتد.
    از آنجايي که فرآيندهاي متالوژي نيازمند دماهاي عملياتي بالاست، مواد ديرگداز مورد استفاده در اين صنعت بايد در دماهاي بالا و پايين تر از دماي عملياتي پايدار باشند. در جدول يک دماي ذوب برخي از عناصر که در متالوژي از آنها استفاده مي شود، آورده شده است.

    [​IMG]

    لازمه هاي ديرگدازي
    لازمه هاي عمومي يک ماده ي ديرگداز را مي توان به صورت زير بيان کرد:
    1) قابليت تحمل در دماهاي بالا
    2) قابليت تحمل در برابر تغيرات ناگهاني دما
    3) قابليت تحمل برخورد با فلزات مذاب، گازهاي گرم و خوردگي سايشي(erosion)و...
    4) قابليت تحمل فشار در شرايط کارکرد
    5) قابليت تحمل در مقابل بارگذاري و نيروهاي سايشي
    6) ضريب انبساط حرارتي پايين
    7) قابليت نگهداري حرارت
    8) نداشتن قابليت ترشوندگي و جلوگيري از نفوذ مواد در تماس با آنها (مانند سرباره و مذاب فلزي)

    ديرگدازها از چه موادي ساخته مي شوند؟
    مواد خامي که عمدتاً در توليد ديرگدازهاي اساسي استفاده مي شوند عبارتند از:
    منيزيم کربنات (magnesites) ، دولوميت، کاني هاي کروم دار (chrome ore)، اسپينل و کربن
    آجرهاي ديرگداز اساسي مانند آجرهاي منيزيا-کروميتي و منيزيا- اسپنلي از کلينکر مصنوعي اکسيد منيزيم (synthetic magnesia clinker) يا منيزياي طبيعي پخته شده به همراه سنگ معدن کروم دار و پيش واکنش دهنده اسپنيل و يا مواد پوشش دهنده ي آلومينيايي ساخته مي شوند. اسپينل که يک ساختار مقاوم در برابر شک هاي حرارتي است. يا در آجر اوليه وجود دارد و يا در طي حرارت ديدن آجر در محيط کار توليد مي شود.

    توسعه ي ديرگدازها با گذر زمان
    سال 1950، تکامل و استفاده از ديرگدازهاي منيزيايي به همراه کربن. اين ديرگدازها با ديرگدازهاي دولوميتي و به صورت ترکيبي استفاده مي شوند. اين ديرگدازها در ابتدا براي کوره هاي اوليه اکسيژني (furnace basic oxygen) توسعه يافتند. تقريباً در همان سال ها خلوص منيزيا به عنوان يک فاکتور مهم مورد توجه قرار گرفت و دانه هاي منيزيايي با خلوص بالا و با درصد بورکم ( % 96 ) به صورت وسيع مورد استفاده قرار گرفت.در اين نوع ديرگدازها نسبت آهک به سيليس 1-3-2است.سال 1980 ، دير گدازهاي منيزيا گرافيتي توسعه يافتند .در ابتدا اين ديرگدازها با درصد کربن بيشتر و سپس با اضافه کردن افزودني هاي آنتي اکسيدان ميزان کربن باقي مانده در اين نوع ديرگدازها افزايش يافت. در سال هاي اخير، تمايلات به سمت استفاده از ديرگدازهاي مهندسي (engineered refractories) افزايش يافته است. اين نوع ديرگدازها داراي مکانيزم هاي سايش خاص هستند. در اين نوع ديرگدازها، افزودني هايي از جمله اکسيدآهن خالص و کربنات منيزيم فيوزد (fused magnesite) در مقادير کم اضافه مي شود تا ويژگي هاي خالص در آجرها بوجود آيد. اين افزودني ها عمدتاً کمتر از 6% کل مخلوط را تشکيل مي دهند. هنگامي که دانه هاي منيزيايي زنيته شده درشت تر شوند، ديرگدازها مقاومت خوردگي بهتري پيدا مي کند.

    [​IMG]

    نقطه ذوب مواد ديرگداز در حالتي که خالص باشند در گستره 1815-3315 درجه سانتيگراد است. در جداول 2و3 نقطه ذوب چندين ترکيب ديرگداز آورده شده است. ديرگدازها در شرايط کاري تنها مي توانند مقدار کمي فاز مذاب(حدود 5-1 درصد) را در ساختارشان تحمل کنند و خواص ساختاري شان را حفظ کنند. البته بحث هاي بعدي نشان مي دهد که به هر حال استفاده از بسياري از اين مواد به دليل عواملي همچون قيمت يا ناپايداريشان در اتمسفرهاي خاص محدود شده است. همچنين وجود ناخالصي هاي ابتدايي و يا ناخالصي هايي که در محيط کاربرد به نسوز وارد مي شوند، باعث کاهش چشم گير نقطه ذوب آنها مي شود.

    [​IMG]

    ويژگي هاي ديرگدازها
    خواص مهم ديرگدازها که بيشتر مورد بررسي قرار مي گيرد عبارتند از : ترکيب شيميايي، دانسيته بالک (density bulk)، تخلخل ظاهري(apparent porosity)، گرانش ويژه ي نسبي (specific gravity apparent) و استحکام در دماهاي معمولي.
    اين خواص اغلب از جمله خواصي است که براي کنترل توليد و فرآيند کنترل کيفيت استفاده مي شود. ترکيب شيميايي به عنوان پايداري براي طبقه بندي ديرگدازها استفاده مي شود. دانسيته، تخلخل و استحکام محصولات پخته شده از فاکتورهاي زيادي تأثير مي پذيرد. از ميان اين فاکتورهاي زياد مي توان به نوع و کيفيت مواد اوليه، اندازه و شکل ذرات، درصد رطوبت مواد در طي فرآيند پرس کردن، فشار پرس، دما و مدت پخت، اتمسفر کوره و سرعت سرد کردن اشاره کرد.
    تعدادي از خواص مهم ديرگدازها در زير آورده شده است:
    1) دماي ذوب (melting point)مواد خالص در دماي معيني و در يک آن ذوب مي شوند. اکثر مواد ديرگداز داراي ذرات ديرگدازي هستند که به هم چسبيده اند. در دماي بالا، فاز شيشه اي مذاب مي شود و هنگامي که دما بالاتر رود، محلولي از اجزاي ديرگداز پديد مي آيد. اين محلول مانند يک دوغاب مي ماند. دمايي که در آن مخروط زگر به علت وزن خودش تغيير شکل دهد، دماي ذوب ديرگداز ناميده مي شود. جدول بالا نشان دهنده ي چند ترکيب خالص است که به عنوان ديرگداز از آنها استفاده مي شود.

    2) اندازه (size)
    اندازه و شکل ديرگداز يکي از خصوصيات طراحي است. اين مسأله يکي از مباحث مهم در طراحي بشمار مي آيد زيرا اين مسأله بر روي پايداري ساختار تأثير مي گذارد. دقت و اندازه براي جاهايي که قطعات ديرگدازها مي خواهند با هم جفت شوند، بسيار مهم مي باشد. دقت و اندازه مناسب باعث کمينه شدن ضخامت و جفت شدن بهتر ساختار مي شود.

    3) دانسيته ي بالک (Bulk Density )
    يک خصوصيت مفيد براي ديرگدازها دانسيته بالک است. اين خاصيت نشان دهنده ي ميزان ماده موجود در حجم معين است. افزايش دانسيته بالک يک ديرگداز باعث افزايش پايداري حجم و ظرفيت گرمايي ديرگداز مي شود. و نفوذ مذاب را در ديرگداز کاهش مي دهد.

    4) تخلخل (Porosity)
    تخلخل ظاهري (apparent porosity)، اندازه گيري حجم تخلخل هاي باز است. (اين تخلخل هاي باز مي توانند بوسيله ي يک مايع پر شوند)
    تخلخل ظاهري بر حسب درصد نسبت به حجم نشان داده مي شود. اين خصوصيت يکي از خصوصيات مهم ديرگدازهايي است که در تماس مستقيم با مذاب و سرباره هستند. تخلخل ظاهري پايين مطلوب است. زيرا اين مسأله از نفوذ مواد ناخواسته به داخل ديرگداز جلوگيري مي کند. همچنين به هم پيوسته بودن تخلخل ها، تأثيرات مهمي بر رفتار ديرگدازها دارد. عموماً در شرايطي که تعداد تخلخل ها برابر باشد، تخلخل ها با ابعاد کوچک تر مطلوب ترند. به هر حال، اندازه گيري واقعي تخلخل واقعي که در آن حجم تخلخل هاي بسته نيز محاسبه مي شود،ايده مناسبي براي آگاهي از خصوصيات مواد مانند خواص زنيته شدن است.درحقيقت، تخلخل ، دانسيته بالک و دانسيته ظاهري جامد از ويژگي هاي حياتي اشکال ديرگداز است.

    5) استحکام فشاري سرد (cold Crushing Strength )
    استحکام فشاري سرد نيز يکي از خواص خوبي است که به همراه ديگر خواص مورد بررسي قرار مي گيرد. اين خاصيت نشان دهنده ي قابليت تحمل بار اعمالي بر جسم است. و مي تواند به همراه ساير خواص مانند دانسيته بالک و تخلخل به عنوان نشانه اي براي ميزان پخت قطعه و يا مقاومت به سايش قطعه است.
     
  7. کاربر فوق حرفه ای

    تاریخ عضویت:
    ‏23/6/15
    ارسال ها:
    4,491
    تشکر شده:
    6,069
    امتیاز دستاورد:
    113
    جنسیت:
    مرد
    حرفه:
    Engineering Management
    مواد ديرگداز
    6) نقطه نرمي (Pyrometric cone Equivalent)
    دمايي که در آن يک ديرگداز بواسطه وزن خودش تغيير شکل مي دهد دماي نرم شدگي (Softening tempreture) ناميده مي شود. اين دما بوسيله ي مخروط هاي آذر سنجي اندازه گيري مي شود. ديرگدازها به خاطر داشتن ترکيب شيميايي پيچيده، به طور تدريجي ذوب مي شوند. در واقع اين مواد در يک گستره ي دمايي ذوب مي شوند. از اين رو ديرگدازي يا نقطه ي گداز اين مواد به روش مخروط هاي استاندارد تعيين مي شود. مخروط هاي استاندارد آذرسنجي براي تعيين دما، تنها دماي نرم شدگي را به ما نشان مي دهند. اما در شرايط کاري ديرگدازها، علاوه بر دما، بار نيز ديرگداز وارد مي شود که مي تواند باعث تغيير فرم ديرگداز در دماهاي بسيار پايين تر از نقطه نرم شدگي بشود. با تغيير در شرايط محيطي مانند اتمسفر کاهنده، اعداد به دست آمده از اين روش دماسنجي تغيير بسياري مي کند.

    7) ديرگدازي تحت بارگذاري (refractoriness under load)
    تست ديرگدازي تحت بارگذاري (the refractoriness under load) که به آن تست RUL نيز مي گويند، به ما دماي متلاشي شدن آجرها در شرايط کاري را مي دهد.
    به هرحال، در شرايط کاري واقعي که تنها يک سمت آجر حرارت مي بيند،بخش سردتر آجر که حالت سبک تري دارد، مقدار بيشتري از نيروي اعمالي بر آن را تحمل مي کند. از اين رو، تست RUL نشان دهنده شاخصي از ميزان ديرگدازي است. و مي توان از آن در طراحي استفاده کرد. در شرايط کاري که ديرگداز از همه ي جهات تحت حرارت دهي است مانند شبکه ها (checkers)، تيغه ها (Partion walls) و...، داده هاي مربوط به تست RUL، کاملاً معنادارند.

    8) خزش در دماي بالا (Creep at high tempreture)
    خزش يک خاصيت وابسته به زمان است. که معين کننده تغيير شکل ماده ي تحت بارگذاري در زمان معين و در دماي معين است. ملاک مورد پذيرش براي مواد ديرگداز عموماً اين است که مقدار خزش فشاري در دما و بارگذاري مورد نظر بيش از 0.3 درصد در 50 ساعت اول بارگذاري نشود. اين مقدار بدين علت تعيين شده است که سرعت خزش در انتهاي منحني خزش به مقدار ناچيزي کاهش مي يابد. در صورتي که مقدار خزش فشاري ديرگدازي بيش از 0.3 درصد نرسد، اين ديرگداز مناسب است و مي توان آن را با ايمني بالا استفاده کرد.
    9) پايداري حجمي (Volume Stability)، انبساط (expansion) و شرنيکيج (shrinkage)در دماي بالا
    انقباض يا انبساط ديرگدازها مي تواند در طي شرايط کاري اتفاق افتد.اين تغييرات دائمي در ابعاد ممکن است به دلايل زير رخ دهد:
    الف) تغيير در فرم هاي آلوتروپيک که باعث تغيير در وزن مخصوص مي شود.
    ب) وقوع يک واکنش شيميايي در ديرگدازها. که باعث بوجود آمدن يک ماده ي جديد با وزن مخصوص جديد مي شود.
    ج) ايجاد فاز مايع
    د) واکنش هاي زينترينگ
    ه) اين مسئله ممکن است اتفاق افتد که بر روي ديرگداز واکنش خاصي رخ دهد و سيليکات آلوميناي - قليايي بوجود آيد. اين ماده انبساط زيادي دارد و باعث شکستن قطعه مي شود. تشکيل سيليکات آلوميناي قليايي مثالي از تخريب و تغيير شکل ديرگدازها است که عموماً در کوره بلند رخ مي دهد.
    در حالي که اين مسأله روشن شده است که تمام اين تغييرات در طي فرآيند ساخت رخ مي دهد ولي به خاطر مسائل اقتصادي برطرف کردن آن ها ممکن نيست زيرا فرآيندهاي توليد تصحيح شده زمان بر هستند. تغيير خطي دائمي (PLC) بر روي پيش گرم کردن و سرد کردن آجرها دلالتي بر پايداري حجمي محصول است. اين مسأله به طور خاص در هنگام اندازه گيري درجه ي تبديل در توليد آجرهاي سيليسي، اهميت پيدا مي کند.

    10) انبساط گرمايي بازگشت پذير
    هر ماده اي در هنگام حرارت ديدن، منبسط مي شود و در هنگام سرد شدن منقبض مي شود. انبساط گرمايي بازگشت پذير بازتابي است از تغييرات فازي که در هنگام گرم وسرد کردن رخ مي دهد. تغيير خطي دائمي (PLC) و انبساط گرمايي برگشت پذير براي ساخت نسوزها در نظر گرفته مي شود. تا قطعات به هم متصل دچار مشکل نشوند. به عنوان نمونه يک قانون کلي،احتمال خرد شدن و از هم پاشيدن آن دسته از موادي که ضريب انبساط حرارتي کمتري دارند، کمتر است.

    11) رسانش گرمايي (Thermal Conductivity)
    رسانش گرمايي به ترکيب شيميايي و مينرالي ماده، دماي کاربرد و فاز شيشه اي موجود در ديرگداز وابسته است. اگرچه اين خاصيت يکي از خاصيت هاي کم اهميت در بررسي ديرگدازهاست ولي اين خاصيت مشخص کننده ضخامت آجر کاري است. رسانش معمولاً با افزايش دما تغيير مي کند. در مواردي که نياز به انتقال حرارت از بين ديواره باشد براي مثال در تقويت کننده ها و بخش هاي بازيافت انرژي، ديرگداز بايد رسانش گرمايي بالايي داشته باشد. رسانش گرمايي پايين براي صرفه جويي در مصرف انرژي مناسب مي باشند. در اين حالت ديرگداز مانند يک عايق عمل مي کند. براي بدست آوردن خاصيت عايق کاري بايد از هدر رفت گرما جلوگيري کند اما اين خاصيت موجب افزايش دماي سطح مي گردد و از اين دو بايد از ديرگداز با کيفيت بالايي استفاده کنيم. با توجه به اين مسأله، معمولاً عايق کاري در سقف کوره ي فولادسازي دهانه باز (Open- hearth furnaces) انجام نمي شود. به عبارت ديگر اين مسأله باعث مي گردد که عايق به دليل ايجاد چکه هايي برروي سطحش ، بشکند. بسته به خواص ديرگداز از مصرفي در بخش ارتباط با حرارت مانند ظرفيت تحمل بار در دماي بالا (Capacity high temperature load bearing)، اين مسئله ممکن است نياز باشد که کيفيت آجر مصرفي را بالا ببريم که علت آن بالا رفتن دما به خاطر خاصيت عايق کاري آنهاست.
    ديرگدازهاي سبک با رسانش گرمايي پايين در کوره هايي کاربرد دارند که در آنها با استفاده از دماهاي نسبتاً پايين کار عمل آوري گرمايي صورت مي گيرد. در اين کاربردها، عملکرد ثانويه ي ديرگداز معمولاً صرفه جويي در مصرف انرژي است. مصرف اين نوع ديرگدازها در کوره هاي نوع منقطع (furnaces batch type) بيشتر است. در اين کوره ها ظرفيت گرمايي پايين ساختار ديرگداز باعث مي شود تا گرماي ذخيره شده در طي فرآيند سردو گرم کردن سيکلي کمينه شود.

    ديرگدازها چگونه دسته بندي مي شوند؟
    ديرگدازها را مي توان براساس ترکيب شيميايي وروش توليد يا شکل فيزيکيشان دسته بندي کرد.علاوه براين تقسيم بندي ها، ديرگدازها را براساس کاربرد نيز مي توان طبقه بندي کرد مثلاً ديرگدازهاي کوره بلند (blast furnace refractories) . اين ديرگدازها به طور مداوم مورد تجديد نظر قرار مي گيرند وتغيير مي کنند.
    درزير برخي از طبقه بندي هاي ديرگداز آورده شده است :
    طبقه بندي ديرگدازها براساس ترکيب شيميايي

    از نقطه نظر شيميايي ، مواد ديرگداز به سه دسته تقسيم بندي مي شوند که عباتنداز:
    1)ديرگدازهاي اسيدي
    2)ديرگدازهاي بازي
    3)ديرگدازهاي خنثي
    ديرگدازهاي اسيدي :
    اين ديرگدازها درمحل هايي استفاده مي شوند که اتمسفر و سرباره اسيدي هستند.اين ديرگدازها دربرابر اسيدي ها مقاوم اند ولي دربرابر حمله ي مواد قليايي ضعيف هستند.ماده ي اوليّه ي عمده ي اين گروه از ديرگدازها برگروه RO2 (مانند سيليس) (Sio2)، زير کونيا (Zro) و رس آلومينا سيليکاتي (Al2o3. 2zio2.2H2o) متعلق هستند.

    ديرگدازهاي خنثي :
    اين ديرگدازها درمحل هايي استفاده مي شوند که سرباره و اتمسفر وضعيت معيني ندارند و گاهاً بازي يا اسيدي است. اين ديرگدازها در مقابل عوامل اسيدي و بازي پايدارند. مواد اوليّه ي عمده ي اين ديرگدازها به گروه R2O3 تعلق دارد. البته ترکيب شيميايي ديرگدازهاي خنثي تنها به گروه R2O3 محدود نمي شود ، مثال هاي معمولي از اين مواد عبارتند از : آلومينا (Al2o3) اکسيد کروم (cr2o3) و کربن (c)

    ديرگدازهاي بازي :
    اين ديرگدازها درمحل هايي استفاده مي شوند که اتمسفر و سرباره هستند. اين ديرگدازها در برابر بازها مقاومند ولي با اسيد واکنش مي دهند. مواد اوليّه ي عمده دراين گروه از ديرگدازها به گروه RO متعلق هستند. اکسيد منيزيم (Mgo) متداولترين مثال از اين ديرگدازهاست. مثال هاي ديگر از اين ديرگدازها عبارتند از : ديرگدازهاي دولوميتي و ديرگدازهاي منيزيا-کروميتي (chrome - magnesite) .
    ديرگدازهاي بازي بسيار مشهورند زيرا اين ديرگدازها مقاومت به خوردگي خوبي دربرابر سرباره هاي بازي وگرد وغبار شيميايي در دماهاي بالا دارند.برخي از گروه هاي ديرگدازهاي بازي توسعه يافته اند که داراي مقاومت عالي دربرابر سرباره هاي اسيدي نيز هستند.
    الف) اکسيد منيزيم (mgo) يک اکسيد فلزي دوتايي از منيزيم است .اين اکسيد درهنگامي که خلوص بالايي داشته باشد داراي دماي ديرگدازي بالايي است .مينرال اکسيد منيزيم پريکلاژ (periclase) ناميده مي شود.ناخالصي هايي که در اکسيد منيزيم طبيعي وسنگ معدن کرم دار وجود دارد موجب مي شود تا ترکيبي با دماي ذوب پايين ايجاد شود،که ديرگدازي را بسيار کاهش مي دهد.
    ب) ترکيبات منيزيا-کروميت داراي استحکام مکانيکي خوبي است ودر دماي بسيار بالا، پايداري ابعادي خوبي نيز دارد. ديرگدازهاي منيزيا-کروميتي مقاومت به خوردگي خوبي در برابر سرباره هاي بازي دارند وبراي صنايع فولاد ومس مناسب مي باشند.
    ترکيبات منيزيا-کروميت داراي انبساط حرارتي پايين تري نسبت به ترکيبات داراي مقادير بالاي اکسيد منيزيم هستند.
    ج) ترکيبات با خلوص بالا و بدون کروم از اکسيد منيزيم که از آب درياها وآب شور بدست مي آيند داراي بيشترين ديرگدازي هستند ودر مقابل اکسيد آهن نيز از خود مقاومت نشان مي دهند
    د) ترکيبات کربن -منيزيا داراي 5-35% کربن هستند.کربن افزوده شده به اين ديرگدازها از افزودن گرافيت ورقه اي طبيعي حاصل مي شود ديرگدازهاي کربن -منيزيايي مقاومت بسيار بالايي دربرابر سرباره هاي فولاد سازي دارند.
    از لحاظ تئوري ، ديرگدازهاي اسيدي نبايد درتماس مستقيم با سرباره هاي بازي، گازها ويا گرد وغبار بازي قرارگيرد.درحالي که ديرگدازهاي بازي بهترين گزينه براي استفاده شدن درمحيط هاي بازي هستند.در واقع به خاطر دلايل مختلف، اين قوانين تئوريک اغلباً شکسته مي شوند .از اين رو، طبقه بندي شيميايي ديرگدازها عمدتاً تقسيم بندي آکادميک است وتنها به ما کمک مي کند تا کاربردهاي واقعي ديرگدازها را بفهميم.همچنين وجود ديرگدازي که واقعاً خنثي باشد، ممکن است شک برانگيز باشد.
    طبقه بندي براساس روش توليد
    ديرگدازها مي توانند به يکي از روش هاي زير توليد شوند.
    1) روش پرس خشک (Dry Dress Process)
    2) ريخته گري مذاب (fused Cast)
    3) قالبگيري دستي (hand Moldes)
    4) شکل دهي پخته شده ، خام و يا بايندر شيميايي
    5) بي شکل(مونوليتيک -پلاستيک-جرم هاي کوبيدني -تزريقي - قابل قالب گيري و اسپري شونده)


    طبقه بندي براساس شکل فيزيکي
    ديرگدازها را بر اساس شکل فيزيکشان نيز مي توان طبقه بندي کرد.اين مواد مي توانند ديرگدازهاي شکل داده شده و يا بي شکل باشند.ديرگدازهاي شکل داده شده عموماً به عنوان آجرهاي ديرگدازه وديرگدازهاي بي شکل به عنوان ديرگدازهاي مونوليتيک معروفند. ديرگدازهاي شکل داده شده (Shaped refractones)
    ديرگدازهاي شکل داده شده آنهايي هستند که در هنگام تحويل به مصرف کننده داراي شکل معيني هستند ما اين ديرگدازها را آجر مي ناميم
    شکل آجرها ممکن است به دو حالت تقسيم بندي شوند.يکي از آنها اشکال استاندارد است وديگري اشکال خاص.اشکال استاندارد داراي ابعادي هستند که بوسيله ي اکثر توليد کنندگان ديرگدازها مورد قبول است.واين توليد کننده ها از اين ابعاد پيروي مي کنند.اين ديرگدازها عموماًٌ در کوره هاي همسان قابل کاربرد هستند.
    ديرگدازهاي شکل داده شده عمدتاً بوسيله ي ماشين پرس توليد مي شود .بنابراين انتظار مي رود که خواص آنها هموژن باشد.البته برخي از ديرگدازهاي شکل داده شده که بوسيله ي قالب گيري دستي توليد مي شوند داراي خواص غير هموژني هستند.


    ديرگدازهاي بي شکل (unshped Refractones)
    ديرگدازهاي بي شکل داراي هندسي معيني نيستند و در حين کاربرد شکل داده مي شود.اين دير گدازها بيشتر با نام ديرگدازها مونوليتيک شناخته مي شود.اين ديرگدازها به صورت زيرطبقه بندي مي شود.

    الف) ديرگدازهاي پلاستيک (pbstic refractories)
    ديرگدازهاي پلاستيک، مخلوط هايي هستند که در حالت پلاستيک وسفت آماده مي شوند.واين نوع ديرگدازها به صورت توده هايي که در لفاف پلي اتيلن پيچيده شده اند،به مصرف کننده تحويل داده مي شوند .درحين استفاده توده ي بزرگ از اين نوع ديرگداز به قطعات کوچک تر بريده مي شود وبدون هيچ عمل ديگر برروي آن، درمکان مورد نظر پاشيده ويا کوبيده مي شود.اين کار بوسيله ي يک کوبنده ي بادي انجام مي شود.اين ماده ي پلاستيک به راحتي به هر شکل وفرم مورد نظر تبديل مي شود.

    ب) مخلوط هاي کوبيدني (Ramming Mixes)

    مواد ديرگداز کوبيدني آنهايي هستند که از اندازه ي ذرات شان به دقت درجه بندي شده است تا بتوان آنها را راحت تر اعمال کرد.اين مواد عموما به صورت خشک به مصرف کننده تحويل داده مي شوند. مصرف کننده درهنگام نياز اين ديرگدازها را با مقدارکمي آب مخلوط مي کند وسپس از آنها استفاده مي کند.مخلوط هاي کوبيدني نيز وجود دارند که به صورت مرطوب به مصرف کننده تحويل داده مي شوند. ودرهمان زمان قابل استفاده هستند.استفاده از آنها بوسيله ي کوبنده هاي بادي انجام مي شود.

    ج) مخلوط هاي قابل ريختن (Castable)
    قابل ريختن براين مسئله دلالت دارد که اين مواد به طور طبيعي قابليت گيرش هيدورليک دارند.اين ديرگدازها موادي هستند که داراي درصدي با يندر سيماني(معمولا سيمان آلوميناتي)هستند.اين ديرگدازها وقتي با آب مخلوط شوند قابليت گيرش هيدروليک دارند. مواد چسبنده ي کلسيم آلوميناتي بايد به خوبي دراين ديرگدازها پيوند ايجاد کنند تا از جذب رطوبت به داخل ديرگدازها جلوگيري شود. علاوه براين مسئله استحکام اين بايندر پس از 6 تا 12 ماه شروع به کاهش مي کند اين مواد به صورت ريختگي اعمال مي شوند.وهمچنين به نام بتن هاي ديرگدازها معروفند.

    د) مخلوط هاي پاشيدني (Gunning Mixes)
    مخلوط هاي پاشيدني مواد ديرگدازي هستند که به صورت گرانول تهيه مي شوند .اين گرانول ها بر روي سطح مورد نظر اسپري مي شوند .براي پاشيدن اين مواد از تفنگ هاي پاشنه ي بادي (Guns air plocement)متنوعي استفاده مي شود.اين ديرگدازها بوسيله ي حرارت استحکام مي يابند وبراي کارهاي ترميمي و اصلاحي درکوره ها و پاتيل ها استفاده مي شوند.

    ه) مخلوط هاي محافظ (Fettling Mixes)

    مخلوط هاي محافظ مواد ديرگدازي به شکل گرانول هستند که عملکرد آنها شبيه به مخلوط هاي پاشيدني است.امّا اين مخلوط هاي بوسيله ي پارو به داخل کوره ريخته مي شوند تا نواحي آسيب ديده ي کوره ترميم شوند.

    و) ملات ها (Mortars)
    ملات ها گروهي از ديرگدازها هستندکه نه جزء گروه آجرهاي ديرگداز هستند نه جزء گروه ديرگدازهاي مونوليتيک .اين ديرگدازها مواد نسوز نرمي هستند که به خاطر ترکيبشان درحين مخلوط شدن با آب خاصيت پلاستيک پيدا مي کنند.اين مواد براي ايجاد پيوند بين آجرها در فرآيند آجر کاري استفاده مي شوند ودر بين آجرها ايجاد مي کنند تا سطوح نامنظم آجرها به هم متصل گردند.همچنين لايه ي بوجود آمده دربين آجرها فضاهاي بوجود آمده دربين آجرها را نپذير مي کنند.واز نفوذ سرباره وعوامل خورنده به داخل ساختار ديرگداز جلوگيري مي کنند.
     
  8. کاربر فوق حرفه ای

    تاریخ عضویت:
    ‏23/6/15
    ارسال ها:
    4,491
    تشکر شده:
    6,069
    امتیاز دستاورد:
    113
    جنسیت:
    مرد
    حرفه:
    Engineering Management
    مواد ديرگداز
    ديرگدازهاي خاص دراستفاده هاي صنعتي ديرگدازهاي خاک نسوز (Fireclay refractories)
    ديرگدازهاي تشکيل شده از خاک نسوز مانند آجرهاي نسوز، خاک نسوز سيليسي (Fireclay siliceous) وديرگدازهاي متشکل از رس آلومينايي (aluminous clay refractories)از سيليکات آلوميناي با مقادير متنوع از سيليس(که درصد اين مقادير درکل بيش از 78 درصد نمي شود)تشکيل شده اند.اين ديرگدازها داراي مقادير کمتر از 44 درصد آلومينا هستند.در اصل ديرگدازهاي خاک نسوز داراي سيليکات آلوميناي هيدراته با مقادير بسيار ناچيز از ديگر مينرال ها هستند.
    به خاطر قيمت نسبتاً پايين اين ديرگدازها ، اين مواد کاربرد فراواني در کوره ها ، پاتيل ها و گرم کن ها پيدا کرده اند.آجر نسوز معمولي ترين شکل از اين مواد ديرگداز است.اين آجرها به طور گسترده درصنعت فولاد وآهن، متالورژي فلزات غير آهني، صنعت شيشه، کوره هاي پخت سفال ( pottery kilns)، صنعت سيمان و...کار برد دارند.
    براي آجرهاي نسوز چندين استاندارد وجود دارند که عبارتند از :
    1) با کارايي عالي (Suoer duty)
    2) با کارايي بالا (high - duty)
    3) با کارايي متوسط (Medium duty)
    4) با کارايي پايين (Low - duty)
    5) شبه سيليسي (Semi - Silica)

    1) با کارايي عالي (Suoer duty)

    اين آجرها داراي استحکام و پايداري حجمي خوبي در دماي بالا هستند.و داراي 40- 44 درصد آلومينا هستند.برخي از انواع آجرهاي با کارايي آلي هنگامي که با تغييرات سريع دما مواجه شوند، مقاومت بسيار خوب دربرابر ترک خوردن وخرد شدن دارند.
    2) با کارايي بالا (high - duty)

    اين نوع آجرها به مقدار زيادي مصرف مي شوند و داراي کاربرد زيادي در صنعت هستند.به خاطر مقاومت به شک حرارتي بالا اين نوع آجرها مصرف آنها درکوره هايي با دماي متوسط نسبت به نوع با کارايي متوسط، اقتصادي تر است.همچنين اين آجرها براي کوره هايي مناسب است که به طور مداوم خاموش وروشن مي شوند.
    3) با کارايي متوسط (Medium duty)

    اين آجرها براي کاربردهايي مناسب هستند که با شرايط متعادل محيطي روبرو هستند.آجرهاي با کارايي متوسط درگستره ي دماي مخصوص به خود مي توانند بهتر از بسياري از آجرهاي گروه با کارايي بالا دربرابرسايش مقاومت کنند.
    4) با کارايي پايين (Low - duty)

    اين آجرها به عنوان پشتيبان براي ديگر آجرهاي نسوز استفاده مي شوند.درمحل هايي که اين آجرها وظيفه ي پشتيباني از آجرهاي ديرگداز ديگر را برعهده دارند عمدتاً دما در گستره ي دماهاي پايين است.

    [​IMG]

    جدول يک : نشاندهنده ي رابطه ي ميان خلوص مواد اوليّه و افزايش مقدار آلومينا (Al2o3) و نقطه ذوب آجرهاي توليدي از خاک نسوز است.
    ديرگدازهاي پرآلومينا (high Alumina Refractories)
    واژه ي آجرهاي پرآلومينا به آجرهاي ديرگدازي گفته مي شود که درآن ها درصد آلومينا47.5%يا بيشتر باشد.گسترده ي درصد آلومينا دراين آجرهاي بين 54-100 درصد است.خاصيت ديرگدازي اين ديرگدازهاي پرآلومينا با افزايش درصد آلومينا افزايش مي يابد.درصد آلومينا ي موجود در ديرگدازهاي پر آلومينا معمولا 5 .2% + -از مقدار اسمي خود انحراف دارند مثلا ديرگدازي که به صورت تجاري داراي 70% آلوميناست معمولا مقدار آلومينا 5 .2%از مقدار گزارش شده کم يا زيادتر است .ديرگدازهاي پرآلومينا معمولا براساس درصد آلومينا يشان طبقه بندي مي شوند اين طبقه بندي که براساس استاندارد ASTM است به صورت زير مي باشد.
    a. آجر مولايتي ( Mullite Brick )
    اين آجر معمولا داراي درصد بسيار بالايي فاز مولايت هستند.
    b. آجرهاي با بايندر شيميايي (chemically - bonded Bricks)
    اين نوع آجرها معمولا داراي بايندر فسفاتي است و معمولا داراي 75 - 85 در صد آلومينا ست
    c. آجر آلومينا -کروميتي (alumina - chrom brick )
    اين آجر به طور نمونه وار از مواد داراي درصد بالاي آلومينا و اکسيد کروم (با خلوص بالا) تشکيل شده اند. در دماهاي بالا، آلومينا واکسيد کروم يک محلول جامد تشکيل مي دهند که اين محلول جامد ديرگدازي خوب است.
    d. آجر کربن –آلومينايي (Alumina - Carbon Brick )
    آجرهاي پرآلومينا معمولا داراي بايندر رزيني است اين رزين ها داراي ترکيبات کربن دار مانند گرافيت هستند.
    کاربردهاي ديرگدازهاي پرآلومينا شامل مواد زيرمي شوند.
    بخش هاي خاصي از کوره ي بلند، کوره هاي سراميکي (Ceramic kilns) ، محفظه هاي نگهداري شيشه مذاب (glass tonks) و بوته هاي ذوب بسياري از فلزات
    آجر سيليسي (Silica brick )

    آجر سيليسي (يا ديناز (Dinas)) جرم هاي ديرگدازي هستند که حداقل داراي 93% سيليس (Sio2) هستند. مواد اوليّه براي ساخت اين ديرگدازها سنگ هاي با کيفيت بالاست.گريدهاي متنوعي از آجرهاي سيليسي،استفاده ي وسيعي درصنعت ساخت کوره هاي ذوب آهن وفولاد دارند. علاوه برنقطه ي گداز (fusion point) بالا، اين آجرها داراي خصوصيات مهم ديگري مانند مقاومت بالا دربرابر شک حرارتي (خردشدن) و خاصيت ديرگدازي بالا هستند. اين مسئله باعث شده است تا از اين آجرها در صنعت شيشه و فولاد استفاده شود.
    خاصيّت برجسته ي آجرهاي سيليسي اين است که اين آجرها (در زير بارگدازي) تا هنگامي که به نقطه ي گداز خود نرسند، نرم نمي شوند. اين رفتار آجر سيليسي دربسياري از انواع ديگر ديرگدازها ديده نمي شود. براي مثال ، مواد آلومينو سيليکاتي (alumino Silicate M aterials) که در دماهاي بسيار پايين نسبت به نقطه ي گدازشان شروع به روان شدن مي کنند وخزش آنها در دماهاي پاييني اتفاق مي افتد.
    ديرگدازهاي سيليسي با شرايط دما بالا سازگاري دارند زيرا اين ديرگدازها ، ديرگدازي بالا، استحکام مکانيکي بالا وسختي بالا دردماهاي نزديک به نقطه ذوب شدن ،دارند.علاوه براين خصوصيات اين ديرگدازها دربرار گرد وغبار و دودهاي اسيدي و سرباره هاي اسيدي نيز مقاومت مي کنند.آجرسيليسي براساس فاکتور سياليت آجر(flux factor bricks)به دو نوع A و B طبقه بندي مي شوند.پيشرفت هاي انجام شده منجر به توليد آجرهاي سيليسي مقاوم دربرابر سرباره وفلاکس، با ثبات ابعادي خوب ومقاوم دربرابر خرد شدن شده است.
     
  9. کاربر فوق حرفه ای

    تاریخ عضویت:
    ‏23/6/15
    ارسال ها:
    4,491
    تشکر شده:
    6,069
    امتیاز دستاورد:
    113
    جنسیت:
    مرد
    حرفه:
    Engineering Management
    سرامیک های تخصصی
    بعد از گذشت نیم قرن ، در ده سال اخیر پیشرفت ها در دنیای سرامیک های تخصصی سرعت و شدت گرفته اند. کاربردهای نوین و بازارهای جغرافیایی جدیدی پیش روی این سرامیک ها گشوده شده اند به طوری که در زمینه هایی از قبیل پزشکی ، الکترونیک و هوافضا مصرف این سرامیک ها استمرار دارد که نشانگر رشد سالم این محصولات می باشد. در این مقاله ما مروری بر بازارهای عمده مصرف کننده سرامیک های تخصصی خواهیم داشت.

    رشد سالم در بسیاری از بخش های بازار سرامیک های تخصصی یک فضای مطمئن و بسیار امیدوارکننده را برای آینده این صنعت رقم زده است. این امر با وجود روند اخیر افزایش بهای انرژی و سطوح سخت رقابتی ، نه تنها بین شرکت ها بلکه بین مواد جایگزین نیز صورت پذیرفته است.

    یک محدوده کلی از استفاده رایج مواد سرامیکی پیشرفته از قبیل آلومینا ، زیرکونیا ، کاربید سیلیسیم ، نیترات سیلیسیم و سیالون وجود دارد که می تواند از نظر خواص ، قیمت و با همان کاربردها با مواد دیگر مشابه رقابت کند.

    یک حقیقت اساسی در رابطه با اطمینان موجود در صنعت این است که این گونه به نظر می رسد که به طور کلی در شرایط اقتصادی کنونی بسیاری از بازارهای عمده مصرف کننده از قبیل کاربردهای پزشکی ، تجهیزات الکترونیکی و کاربردهای هوا و فضا که نسبت به دیگر بازارها وابستگی کمتری دارند.

    این رشد منجر به افزایش مصرف مواد معدنی ، به خصوص برای عیارهای آلومینا و زیرکونیا با خلوص بالا گردیده است. هرچند مصرف مواد معدنی در بخش سرامیک های صنعتی تنها یک سهم اندکی از مصرف کلی را به خود اختصاص داده است البته با یک ارزش افزوده بالاتر.

    روند اصلی برای تولیدکنندگان سرامیک های تخصصی ، تولید مجموعه ای از مواد تخصصی تر و با خصوصیات فنی تر می باشد.

    دیگر ویژگی برجسته عرضه مواد معدنی مورد لزوم صنعت سرامیک های تخصصی ، در کنار ارزش افزوده بالا و ظرفیت پایینشان ، این است که از نظر بازار حامی این تولید کنندگان بوده و رابطه ای بین مصرف کنندگان محصولات آنان باشند.

    سرامیک های صنعتی یا پیشرفته یک گروه بزرگ و متنوع از مواد را شامل می شوند که برای کاربردهای وسیعی جهت مصارف خاص و غالب اوقات سفارشی برای یک هدف معین تولید شده اند.

    این بدان معنیست که هیچ گونه تعریف مشخصی برای سرامیک های تخصصی وجود ندارد ، بلکه شامل یک چتری است که مواد سرامیکی بسیار ویژه با خواص مکانیکی ، الکتریکی ، حرارتی ، بیولوژیکی و شیمیایی بسیار بالا را پوشش می دهد. سپس این مواد برای استفاده به عنوان اجزاء سازنده درکاربردهای هایتک (تکنولوژی بالا) بهینه می گردند.

    سرامیک های مهندسی اصطلاح دیگری می باشد که اغلب به طور گسترده ای در مورد سرامیک های به کار گرفته شده در صنایع ساختمانی ، محیطی و فرایندهای شیمیایی استفاده می شود و در الکترونیک چندان کاربردی ندارند.

    در سال 2007 کل بازار سرامیک های مهندسی در اروپا در حدود 2،900میلیون دلار بالغ گردیده و در همین سال بازار برای سرامیک های مهندسی در ایالات متحده 2،000 میلیون دلار بوده و تا سال 2012 مصرف سرامیک های مهندسی در اروپا متجاوز از4،100میلیون دلار و در ایالات متحده2،600 میلیون دلار تخمین زده شده است.

    از نظر جغرافیایی ، آلمان بزرگترین مصرف کننده سرامیک های تخصصی در اروپا می باشد که بالغ بر 43 درصد میزان مصرف کل اروپا را به خود اختصاص داده است. همچنین ، آلمان در این زمینه یک تولید کننده بزرگ نیز به حساب می آید که بیش از مقدار مصرفش تولید می کند، در حالی که ایالات متحده یک وارد کننده صرف می باشد.

    به تعدادی از این بازارها در جدول ضمیمه اشاره گردیده است که کاربردهای وسیع صنایع استفاده کننده سرامیک های تخصصی به روشنی در آن مشخص گردیده است
     
  10. کاربر فوق حرفه ای

    تاریخ عضویت:
    ‏23/6/15
    ارسال ها:
    4,491
    تشکر شده:
    6,069
    امتیاز دستاورد:
    113
    جنسیت:
    مرد
    حرفه:
    Engineering Management
    هوا و فضا
    سرامیک های تخصصی نقش های کلیدی بسیاری را در صنایع هوافضا بازی می کنند. آلومینا ، نیترید سیلیسیم ، و نیترید آلومینیوم به دلیل حفظ پایداری ابعادشان در محدوده های دمایی بسیار بالا و دارا بودن استحکام مکانیکی بالا ، در قطعات حساس مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین این مواد دارای مقاومت شیمیایی و نسبت سفتی به وزن بسیار خوبی می باشند.

    آلومینا ، نیترید سیلیسیوم و نیترید آلومینیوم در سیستم های کنترل و تجهیزات هواپیما ، سیستم های هدایت موشک و تجهیزات موقعیت یابی ماهواره ای مورد استفاده قرار می گیرند. دیگر کاربردهای این مواد شامل چسب هایی برای موتورهای توربین ی گازی ، نصب خطوط انتقال سوخت، سیستم های احتراق موتور ، سیستم های آشکارسازی و اطفاء حریق ، صفحات نمایشگر تجهیزات و سرعت سنج ها می باشد.

    همچنین مواد سرامیکی الکترونیکی ( پیزوالکتریک و دی الکتریک) نیز در صنعت هوا و فضا در حسگرهایی برای تعیین لرزش ، ژیروسکوپ ها (گردش نما) و حسگرهای سطح یاب برای مخازن سوخت مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال کارخانه سرامیک های تخصصی Morgan در شهر ساوث همتون کشور انگلستان ، در حال حاضر تأمین کننده قطعات برای هواپیمای بویینگ 777 با یک تجهیزاتی شامل پیزوسرامیک ها برای 52 حسگر مافوق صوت مخزن سوخت آن و حسگرهای مشابه که در هواپیماهای جنگنده مورد استفاده قرار می گیرند، می باشد.

    در حال حاضر شرکت های هواپیمایی تجاری و همچنین برنامه های فضایی و دفاعی به از نظر کاهش هزینه ها تحت فشارهای زیادی قرار دارند و هم زمان ملزم به افزایش کارایی خود می باشند. هرچند با افزایش تقاضا برای حمل و نقل مسافر و محموله های تجاری ، فروش آن در بخش های نگهداری ، تعمیر و بازرسی رونق خوبی گرفته است. همچنین بخش ساخت هواپیماهای جدید از قبیل هواپیماهای عظیم الجثه برای حمل کالا و جت های داخلی نیز با افزایش فروش مواجه گردیده است.

    یکی از کاربردهای آتی این مواد در کاوش های فضایی است که توسط بخش سرامیک های تخصصی Morgan واقع در Erlangen کشور آلمان در دست ساخت می باشد و در رابطه با برنامه توسعه فضایی اروپا بوده که شامل مخازن تخلیه بار از جنس آلومینا برای سیستم نیروی محرکه یونی می باشد. موتورهای یونی می توانند از نظر وزنی یک جایگزین سبک برای موتورهای شیمیایی باشند که سفینه ها را قادر خواهند ساخت تا 10 برابر سریعتر حرکت کرده و مسافت های بیشتری را بپیمایند.