مقدمه ای بر دیر گدازها

مقدمه ای بر دیر گدازها

در این مقاله مقدمه ای بر دیرگداز ها و پارامتر های یک دیر گداز می پردازیم

مواد دیر گداز:

به موادی گفته می شود که نقطه خمیری شدن آن ها بالاتر از 1520 درجه سانتیگراد می باشد .

تمام مواد تشکیل دهنده شیشه ها و سرامیک ها مواد اکسیدی می باشند .

نقطه خمیری شدن :

برای تعیین نقطه خمیری شدن از مخروط زگر Seger یا مخروط اورتون Orton استفاده می کنند به این صورت که ابتدا مخروط تهیه شده را در کوره مورد نظر قرار داده و شروع به حرارت دادن می کنیم تا هنگامی که مخروط از کمر خم شود و در اصطلاح شکسته شود این دما را نقطه خمیره گویند که اگر بیش از 1520 درجه باشد به آن دیر گداز اطلاق می شود .

مواد اولیه تشکیل دهنده دیر گداز ها :

این مواد اولیه عبارتند از :

Object-1

پارامتر های مهم یک دیر گداز و نحوه اندازه گیری آن ها :

1- تعیین نقطه خمیری و درجه دیر گدازی

2- پایداری در برابر سرباره

3- استحکام در برابر شوک حرارتی

4- مقاومت در برابر فشار

که در دماهای R.T (Room Temperature) و H.T ( High Temperature)

5- پایداری حجمی در عملیات حرارتی بعدی

6- میزان انبساط حرارتی

7- میزان انتقال هدایت حرارتی و گرمایی

8- میزان تخلخل و دانسیته و قابلیت نفوذ در مقابل گاز ها

9- مقاومت در مقابل ضربه

10- خزش

1) تعیین نقطه خمیری و درجه دیر گدازی

این پارامتر که به وسیله دو مخروط به نام های زگر و اورتون سنجیده می شود بدین صورت است که مخروط دیر گداز را در کوره های عملیات حرارتی گذاشته و تا دمای مورد نیاز که معمولا 1520 درجه سانتی گراد است حرارت می دهند تاهنگامی که دیر گداز به نقطه خمیری خود رسیده و از کمر خم شود سپس زمان صرف شده در این عملیات را حساب کرده و رنج پایداری دیر گداز را به دست می آورند .

2- پایداری در برابر سرباره

ابتدا یک قطعه دیر گداز را سوراخ کرده و حفره هایی را در داخل آن ایجاد می کنیم سپس سرباره را که از قبل به صورت ذوب تهیه نموده ایم در داخل حفره های دیر گداز می ریزیم و در داخل کوره قرار می دهیم و پس از گذشت مدت زمان معین بیرون می آوریم اگر سرباره با دیر گداز میل ترکیب شیمیایی داشته باشد وارد جسم دیر گداز میشود سپس قطعه دیرگداز را برش عرض داده و مورد متالوگرافی و بررسی قرار می دهیم . اگر میل ترکیبی دیر گداز با سرباره زیاد نباشد پایداری سرباره زیاد است در غیر این صورت به نسبت میل ترکیبی رنج دیر گداز را تعیین می کند .

3- استحکام در مقابل شوک حرارتی

برای تعیین درجه شوک پذیری ابتدا قطعه دیر گداز مورد نظر را تا دمای کاربردی به مدت زمان معیینی حرارت داده و سپس به طور ناگهانی و با سرعت زیاد آن را سرد می کنیم . باید توجه داشت که این کار را 30 مرتبه و بدون وقفه انجام داد . اگر دیر گداز بعد از 30 مرتبه ترک برداشته و یا خرد شود رنج شوک پذیری آن کم اما در غیر این صورت دیر گداز در مقابل شوک حرارتی مقاوم است .

عوامل موثر در شوک پذیری :

1- ضریب انبساط حرارتی

2- قابلیت هدایت حرارتی

3- خاصیت آن ایزوتروپی(Anisotropy)

4-فاز های تشکیل دهنده دیر گداز

5- تغییرات فازی طی فرآیند گرمادهی

6- تخلخل و دانسیته

1- ضریب انبساط حرارتی :

میزان تغییرات حجمی که جسم در مقابل حرارت از خود نشان می دهد که هر چه این ضریب پایین تر باشد پایداری این جسم بیشتر است .

نکته : شوک حرارتی تنش هایی است که بین دمای درون قطعه و دمای بیرون ایجاد می شود .

2- قابلیت هدایت حرارتی :

که اگر قابلیت هدایت حرارتی بالا باشد پایداری در مقابل حرارتی بیشتر است .

3- خاصیت آن ایزوتروپی

این خاصیت به این معنا است که خواص در جهات مختلف متفاوت است و هر چه این خواص ایزوتروپ تر باشد دیر گداز مقاومت تر است .

4- فاز های تشکیل دهنده دیر گداز ها :

اگر فاز های یک دیر گداز یکی باشد یعنی آن دیر گداز فقط از یک فاز تشکیل شده باشد استحکام دیر گداز در مقابل شوک حرارتی بیشتر است و هر چه تعداد فاز ها بیشتر باشد ناپایداری دیر گداز نیز بیشتر است .

5- تغییرات فازی طی فرآیند گرمادهی :

تغییرات فازی که بر اثر تغییر درجه حرارت به وجود می آید باعث ایجاد فاز های مایع در درجه حرارت های پایین می شود .

6- تخلخل و دانسیته :

تخلخل و ضریب تراکم در یک دیر گداز هر چه بیشتر باشد مقاومت آن دیر گداز در برابر شوک حرارتی بیشتر است و هر چه دانسیته کمتر باشد پایداری دیر گداز بالا تر است .

7- الاستیک ( ضریب کشسانی ) :

هر چه الاستیسیته یک دیر گداز بیشتر باشد پایداری آن در مقابل شوک حرارتی بیشتر است

بررسی کلی سرامیکها و لعابها

بررسی کلی سرامیکها و لعابها

سرامیک به کلیه جامدات غیر آلی و غیر فلزی گفته میشود. از نظر ساختار شیمیایی کلیه موادی که از مخلوط خاک رس با ماسه و فلدسپار در دمای بالا بدست میآیند و توسط توده شیشه مانندی انسجام یافته و بسیار سخت و غیر قابل حل در حلالها و تقریبا گداز ناپذیر میباشند، سرامیک نامیده میشوند. فهرست مندرجات · ۱ نقش اجزای سهگانه در سرامیک · ۲ سرامیکهای ویژه · ۳ لعابها و انواع آنها · ۴ انواع چینی نقش اجزای سهگانه در سرامیک خاک رس: موجب نرمی و انعطاف و تشکیل ذرات بلوری سرامیک میشود.

ماسه: قابلیت چین خوردن ، پس از خشک و گرم شدن و تشکیل ذرات بلوری سرامیک را کاهش میدهد. فلدسپار: در کاهش دادن دمای پخت و تشکیل توده شیشهاى و چسباننده ذرات بلوری سرامیک موثر است. خواص سرامیکها خواص سرامیکها بسته به نوع و درجه خلوص هر یک از اجزای اصلی ، مواد افزودنی ، لعاب ، زمان حرارت دادن ، مواد اکسنده و کاهندههاى موجود در محیط ، تغییر میکند. در سده کنونی صنعت سرامیک سازی توسعه و تنوع شگرفی یافته و اهمیت و کاربردهای آن نیز وسعت پیدا کرده است.

سرامیکهای ویژه مقرههای برق: که عایقهای خوبی برای گرما و برق هستند و در آنها از Al2O3 ، Zr2O3 استفاده میشود. سرامیکهای مغناطیسی: در در این نوع سرامیک از اکسیدهای آهن استفاده میشود. مهمترین کاربرد آنها در تهیه عنصرهای حافظه در کامپیوتر است. سرامیکهای شیشهاى: وقتی شیشه معمولی پس از تهیه در دمای بالایی قرار گیرد، تعداد قابل توجهی از ذرات بلور در آن تشکیل میشود و خاصیت شکنندگی آن کم میگردد و بر خلاف شیشههای معمولی دیگر ، ایجاد یا پیدایش شکاف کوچک در آنها ساری نمیباشد،یعنی این شکافها خود به خود پیشرفت نمیکنند. از این نوع سرامیکها برای تهیه ظروف آشپزخانه یا ظروفی که برای حرارت دادن لازم باشند، استفاده میشود که آن را اصطلاحا پیروسرام مینامند.

لعابها و انواع آنها لعابها طیف وسیعی از ترکیبات آلی و معدنی را در بر میگیرند. لعاب مربوط به سرامیک معمولا مخلوط شیشه مانندی متشکل از کوارتز ، فلدسپار و اکسید سرب (PbO) است. این اجزا را پس از آسیاب شدن و نرم کردن به صورت خمیری رقیق درمیآورند. آنگاه وسیله سرامیکی مورد نظر را در این خمیر غوطهور کرده و پس از سرد و خشک شدن ، آن را در کوره تا دمای معین حرارت میدهند. پس از لعاب دادن روی چینی ، روی آن مطالب مورد نظر را مینویسند و یا طرح مورد نظر را نقاشی میکنند و دوباره روی آن را لعاب داده و یک بار دیگر حرارت میدهند. در این صورت وسیله مورد نظر پرارزشتر و نوشته و طرح روی آن بادوامتر میشود. لعابها در انواع زیر وجود دارند: لعاب بیرنگ: این نوع لعاب که برای پوشش سطح چینیهای بدلی ظریف بکار میرود، بی رنگ و شفاف است و از مخلوط کلسیم و سیلیس و خاک چینی سفید تهیه میشود. لعاب رنگی: برای رنگ آبی از اکسید مس (Cu2O) ، برای رنگ زرد از اکسید آهن (FeO) و برای رنگ سبز از اکسید کروم (Cr2O3) ، برای رنگ زرد از کرومات سرب و برای رنگ ارغوانی از ارغوانی کاسیوس استفاده میشود. لعاب کدر: این نوع لعاب که برای پوشش چپنیهای بدلی معمولی بکار میرود و از مخاـوط SnO2 , PbO , SiO2 , Pb3O4 ، نمک و کربنات سدیم تهیه میشود که آن را پس از ذوب کردن ، سرد کردن و پودر کردن ، در آب به صورت حمام شیر در میآورند و شئی لعاب دادنی را در آن غوطهور میکنند. ظروف لعابی ظروف لعابی درواقع ، نوعی ظروف آهنی هستند که سطح آنها را به منظور جلوگیری از زنگ زدن ، از لعاب میپوشانند. البته این نوع ظروف را نباید زیاد گرم یا سرد و یا پرتاب کرد و یا اینکه تحت ضربه قرارداد، زیرا لعاب سطح آنها ترک برداشته و میریزد. انواع چینی چینیها در واقع از انواع سرامیک محسوب میشوند و به دو دسته چینیهای اصل یا سخت و چینیهای بدلی تقسیم میشوند. چینیهای اصل: چینی ظرف: که میتوان آن را نوعی شیشه کدر دانست، مانند ظرف چینی معروف به سور. از ویژگیهای این نوع چینی آن است که لعاب رنگی را به خود میگیرد.

چینی سیلیسی: این نوع چینی که به چینی لیموژ معروف است، درکشورهای فرانسه ، ژاپن و چین تهیه میشود. مواد اولیه آن خاک چینی سفید ، شن سفید و فلدسپار است. چینی آلومینیومدار: این نوع چینی به نام چینی ساکس و بایو در فرانسه تهیه میشود و دارای Al2O3 , SiO2 , CaO است. چینی بدل خمیر این نوع چینیها ترکیبی حد واسط از خمیر سفال و خمیر چینیهای ظریف است. در نتیجه سختی آنها از چینیهای اصل کمتر است. از این رو ، حتما باید آنها را با لعاب بپوشانند. این نوع چینیها خود به دو دسته تقسیم میشوند: بدل چینیهای معمولی که خمیر آنها رنگی است و از این رو ، با لعاب کدر پوشانیده میشود. بدل چینی ظریف که خمیر آنها مانند خمیر چینی بیرنگ است اما بر خلاف چینی در مقابل نور شفاف نیست. معمولا سطح این نوع چینیها را از لعاب بیرنگ ورنی مانند و شفاف میپوشانند تا ظاهری مانند چینی اصل پیدا کنند.

گرانیتها به دلیل سختی زیاد, شفافیت, زیبایی خیره کننده, تنوع طرحها و رنگها و تباین زیبایی رنگها اخیرا" در بازار جهانی بعنوان یک سنگ تزئینی لوکس و گران قیمت بسیار مطرح گردیده اند. در صنعت سنگهای نما و تزئینی, فقط آن دسته از گرانیتها که فاقد آثار آلتراسیون بوده و پدیده های تکتونیکی و بویژه میکروتکتونیک را تحمل نکرده باشند, بعلاوه از نظر رنگ باب بازار باشند, مطرح هستند. گرچه برش و سایش گرانیتها بسیار مشکل و پرهزینه تر از سنگهای آهکی است, و فقط دیسکها و سنگ سابهای ویژه ای قادر به برش و سایش اینگونه سنگها می باشند. گرانیتهای روشن و قرمز و صورتی (گرانیتهای آلکالن Q + F.Alc.G) بدلیل رنگ صورتی یا قرمز خود بسیار ارزنده هستند و در بازار جهانی جایگاه ویژه ای دارند. گرانیتهای قرمز ناحیه خوی در آذربایجان غربی, از این نظر منحصر به فرد هستند. گرانیتهای خاکستری رنگ (کرانیتهای کالکو آلکالن Q+F.Calc-Alc.G) بر حسب درجه تیرگی و روشنی و اندازه دانه ها ( کانی ها ) دارای مرغوبیت متغیری هستند. گرانیتهای شیرکوه در یزد و الوند در همدان و ... دارای طیف وسیعی از انواع گرانیتها با رنگ ها و بافتهای مختلف هستند. منبع : راهنمای سنگ (شرکت تبلیغاتی روشان روز) دوستدار شما سرامیک مشتق از کلمه یونانی keramosاست که به معنی سفالینه یا شئی پخته شده است. در واقع منشا پیدایش این علم همان سفالینه ساخته شده توسط انسانهای اولیه هستند. در واقع قبل از کشف و استفاده فلزات، بشر از گلهای رس به علت وفور و فراوانی آنها و همچنین شکل گیری بسیار خوب آنها در در صورت مخلوط شدن با آب و درجه حرارت نسبتاً پایین پخت آنها استفاده میکرد. آلومینوسیلیکاتها که خاکهای رسی خود آنها به حساب می آیند، از عناصر آلومینیوم، سیلیسم و اکسیژن ساخته می شوند که این سه عنصر بر روی هم حدود 85 درصد پوسته جامد کرة زمین را تشکیل میدهند. این سه عنصر فراوانترین عناصر پوسته زمین هستند. صنعت ساخت سفالینه ها در 4000 سال قبل از میلاد مسیح پیشرفت زیادی کرده بود. اکنون، سرامیک را به طور کلی به عنوان هنر و علم ساختن و به کار بردن اشیاء جامدی که اجزاء تشکیلدهنده اصلی و عمدة آنها مواد غیرآلی و غیرفلزی میباشند، تعریف میکنیم و بررسی ساختمان و خواص اینگونه مواد نیز جزء این علم است.

فرآورده های سرامیکی: این فرآورده ها را می توان به دو گروه عمده تقسیم کرد:

سرامیکهای سنتی - سرامیکهای نوین-

سرامیکهای سنتی:

اساساً مواد تشکیلدهنده صنایع سیلیکاتی یعنی محصولات رسی، سیمان و شیشه های سیلیکاتی و چینیها هستند. فرآورده های شیشه ای بزرگترین بخش صنعت سرامیک محسوب می شوند. سایر بخشها به ترتیب اولویت عبارتند از: محصولات سیمانی داخلی ( مانند سیمانهای هیدورلیکی که در صنایع ساختمانی به مصرف میرسند.) سفیدآلات، ( Whiteware): شامل سفالینه ها، چینی ها و ترکیبات چینی مانند هستند. لعابهای چینی محصولات رسی ساختمانی: که به طور عمده از آجرها و کاشیها تشکیل می شوند. صنعت سازنده مواد ساینده: عمدتاً ساینده های سیلسیم کاربیدی و آلومینائی سرامیکهای نوین: این دسته برای جواب گوئی به نیازهای مخصوص مانند مقاومت حرارتی بیشتر، خواص مکانیکی بهتر و خواص الکتریکی ویژه و مقاومت شیمیایی افزون تر به وجود آورده اند. گروهی از انواع این نوع سرامیکها عبارتنداز: سرامیکهای اکسیدی خالص با ساختمانی یکنواخت: به عنوان اجزاء الکتریکی با دیرگداز بکار می روند. اکسیدهایی مانند آلومینا (Al2O3)، زیرکونیا (ZrO2)، توریا (ThO2)، بریلیا (BeO) و منیزیا (MgO) بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. سرامیکهای الکترواپتیکی (الکترونیکی– نوری): مانند نایوبیت لیتیم ( LiNbO3) و تیتانات که اینها محیطی را فراهم می آورند که بوسیله آن علائم الکتریکی به نوری تبدیل میشوند. سرامیکهای مغناطیسی: این مواد اساس واحدهای حافظه مغناطیسی را در کامپیوترهای بزرگ تشکیل میدهند. تک بلورها سرامیکهای نیتریدی: مانند نیترید آلومینیوم، نیترید سیلسیم و نیترید بور که بسیار دیرگداز و استحکام خوبی در درجه حرارتهای بالا دارند.

لعاب های سرامیکی: به عنوان پوشش فلز آلومینیوم تولید میشوند. مواد مرکب کامپوزیت (فلزی – سرامیکی): هر دو فاز فلزی و سرامیکی در این مواد وجود دارد. کاربیدهای سرامیکی: به عنوان ساینده مورد استفاده قرار میگیرند. بوریدهای سرامیکی: از نظر استحکام و مقاومت اکسیده شدن در درجه حرارتهای بالا حائز اهمیت هستند. سرامیکهای فروالکتریکی: دارای ثابت دیالکتریک بسیار بالائی بوده و به عنوان اجزاء الکترونیکی در خازنها کاربرد دارد.

علم سرامیک: به طور کلی علم سرامیک را میتوان به دو شاخه سرامیک فیزیکی و سرامیک صنعتی تقسیم کرد. سرامیک فیزیکی درباره ساختمان مواد سرامیکی و خواص آنها بحث می کند.

در این شاخه ساختمان اتم، اتصالات بین اتمها، ساختمانهای بلوری، ساختمان شیشه، معایب ساختمانی، استحاله های فازی، رشد دانه ها، تبلور مجدد و مباحثی نظیر آنها مورد بحث قرار میگیرد. علاوه بر این خواص الکتریکی، مغناطیسی، نوری، حرارتی و مکانیکی سرامیکها هم مورد بحث قرار می گیرند. در سرامیک صنعتی از تکنولوژی ساخت سرامیکها صحبت میشود.

اصولاً مراحل ساخت هر جسم سرامیکی به صورت زیر است: رشته مهندسی مواد - سرامیک رشته سرامیک یکی از زیر مجموعههای رشته مهندسی مواد است. وظیفه اصلی یک مهندس مواد در ابتدا شناخت ساختمان مواد و خواص آن و شناخت ارتباط بین این ساختار و خواص است و در نهایت یافتن کاربرد مناسب برای آن مواد میباشد. و در مواردی دیگر با توجه به نیاز کاربردی که وجود دارد مواد جدید و ترکیبات جدید را طراحی نماید. اما رشته سرامیک به عنوان یک زیرشاخه رشته مواد چیست؟ در ابتدا با شنیدن نام سرامیک هر انسانی به یاد ظروف سفالین میافتد و بسیاری فکر میکنند که رشته مهندسی سرامیک یک رشته هنری است و گروهی دیگر این تصور را دارند که این رشته محدود به ساخت محصولاتی چون ظروف سفالین، کاشی، چینی میباشد. اما نکته قابل توجه در رابطه با این شاخه از مواد این است که با شناخت آن و معرفی آن به دنیای صنعت یک مرحله جدید و یک تحول بزرگ پدید آمد. این شاخه از علم مواد که بسیار هم جوان است، سبب شد تا تحولی بزرگ در صنایع فضا، الکترونیک، اپتیک، پزشکی و بسیاری از علوم دیگر پدید آید. بطور کلی اگر تعریفی از سرامیک به شکلی ساده و ابتدایی بدهیم، باید بگوئیم که مواد سرامیک از جمله کانیهای معدنی غیرفلزی میباشند، کافی است که به اطراف خود نگاه کنید هر آنچه که جزء مواد آلی، فلزی، پلاستیکی، سلولزی (چوب و کاغذ) نباشد سرامیک است. پس میبینیم که در دنیای کنونی سرامیکها ما را محاصره نمودهاند. شیشهها از جمله شیشههای ساختمانی، اپتیک، فلیترهای بسیار دقیق اپتیکی، مصالح ساختمانی از جمله سیمان، کاشی، چینی بهداشتی، سنگها، نسوزها و کلاهک و پوشش بیرونی موشکهای فضاپیما و قطعات اصلی کامپیوترها، اجزای درونی قطعات الکترونیک از جمله ICها، مقاومتها، ایمپلانتها و بسیاری از قطعاتی که جایگزین اعضای بدن انسان میشوند، فروالکتریکها، فرومغناطیسیها و فوقهادیها و بسیاری کاربردها و مواد دیگر که همه و همه مدیون شناخت و بوجود آمدن رشته سرامیک است. صنعت سرامیک متمرکز بر تولید سرامیکهای سنتی است از جمله صنایع شیشه، چینی، کاشی، سیمان نسوز، و غیره بوده و تا بحال تمرکز صنعت در سرامیکهای مدرن بوده است. امکان ادامه تحصیل در این رشته تا مقطع دکتری در داخل کشور وجود دارد، وضعیت ادامه تحصیل در دانشگاههای خارج از کشور در این رشته بسیار مطلوب میباشد و این رشته بسیار مورد توجه جوامع صنعتی و دانشگاهی جهان است. از دیدگاه وضعیت بازار کار برای این رشته با توجه به رشد قابل توجهی که این صنعت در ایران به دلیل مزیت نسبی آن داشته و دارد، بازار کار مناسبی را میتوان برای آن متصور شد. هر چند که با ظرفیت قابل توجهی که سالانه در این رشته جذب دانشگاهها میشوند. اندکی از قطعیت سخن پیش کاسته میشود. نزدیکی این شاخه از علم مهندسی با رشته فیزیک و شیمی بیش از تمامی رشتههاست که بسته به شاخههای خاص به هر یک از دو رشته فیزیک کاربردی و شیمی کاربردی نزدیک میشود در بسیاری از صنایع سرامیک و کارخانجات مهندسی شیمی مشغول به کار میباشند. در مقایسه با رشتههایی چون مکانیک، الکترونیک و برق که میتوان برای آن بازار کاری برای کلیه صنایع کشور متصور شد، رشته سرامیک این چنین فراگیر نمیباشد. اما آن رشتهها هم به نسبت تعداد فارغالتحصیلانش بازار کاری در حد و اندازه مهندسی سرامیک دارند. صنعت سرامیک ایران، صنعت بسیار بکر و دست نخوردهای برای محصولات و شاخههای جدید و نوین سرامیکی است. که با اندکی جدیت، اعتماد به نفس و همت هر متخصص سرامیکی میتواند بازار کاری برای خود پدید آورد. نگاه اجمالی در دگرگونی همبری یا مجاورتی تودههای نفوذی غنی از محلولهای ماگمایی ضمن نفوذ در سنگهای کربناته غنی از منیزیم (دولومیت) موجب تشکیل اسکار منیزیمدار میشوند. تالک از کانیهای مهم اسکارنهای منیزیمدار است. و در دگرگونی ناحیهای سنگهای مافیکی ، اولترامافیکی و دولومیتها در دگرگونی ناحیهای حرارتی پایین تا متوسط موجب تشکیل تالک شیست میشود که مهمترین منبع تالک بشمار میروند. بیشتر تالک دنیا از تالک شیست و سنگهای سرپانتینی شده بدست میآید. مصارف مهم تالک مهمترین مصارف تالک بدین صورت میباشد که کاغذ سازی 42 درصد، پلاستیک 9.2 درصد ، سرامیک 21 درصد ، رنگ سازی 8.5 درصد ، پوشش بام 5.4 درصد ، دارویی 2 درصد ، لوازم آرایشی 2 درصد و لاستیک ، خوراک دام ، کنترل آلودگی ، پولیش و کشاورزی کاربرد دارد. کاغذ سازی از تالک در سه مرحله در ساخت کاغذی میتوان استفاده کرد پرکننده ، کنترل ناهمواری و روکش. 42 درصد تالک تولیدی جهان در کاغذ سازی به مصرف میرسد. بخش اعظم تالک در کاغذ سازی به عنوان ماده پرکننده استفاده میشود. میزان تالک مصرفی در صنعت کاغذ سازی در سال 1994 بالغ بر 2.7 میلیون تن گزارش شده است. در آمریکا به دلیل فراوانی کائولین مورد نیاز برای صنعت کاغذ سازی مصرف کائولین در این صنعت بیشتر از تالک بوده و در اروپا مصرف تالک بیشتر است. مزایای استفاده از تالک به جای کائولین به عنوان پرکننده عبارتند از بهبود حالت نرمی ، تخلخل ، ماتی، سایش و اندیس زردی. از تالک به دلیل شکل صفحهای و شفافیت بسیار خوب به عنوان روکش کاغذ استفاده میشود. استفاده از تالک به عنوان روکش موجب ویژگیهایی در کاغذ میشود که عبارتند از گلاسه ، نرمی ، کاهش اصطکاک و افزایش کیفیت چاپ استفاده از تالک و یا کائولین به عنوان روکش بستگی به قیمت این دو نوع ماده معدنی دارد. بیش از 90 درصد تالک استفاده شده در آمریکای شمالی در کاغذ سازی به منظور کنترل ناهمواری و کاهش چسبندگی است. سرامیک 21 درصد تالک تولیدی جهان در ساخت انواع سرامیکها به مصرف میسرد. از تالک به دلیل دارا بودن ضریب انبساط و انقباض مناسب ، ضریب پخش خوب و ارزانی قیمت در انواع سرامیکها استفاده میشود. در بدنه (بیسکویت) سرامیکهای سنتی از تالک به میزان 30 تا 60 درصد استفاده میشود.

در سرامیکهای پیشرفته از تالک نیز استفاده ویژه میشود. سرامیکهای استاتیت که به عنوان عایقهای الکتریکی استفاده میشوند، از تالک 10 درصد کائولین و 10 درصد کربنات باریم در دمای 1349 - 1355 درجه سانتیگراد (12-13 ساعت) ساخته میشود. سرامیکهای کوردیریت به دو روش ساخته میشوند. مخلوط 44 درصد تالک خالص ، 41 درصد کائولین و 15 درصد اکسید آلومینیوم و یا 50 درصد کائولین و 50 درصد کلریت غنی از منیزیم. پلاستیک 2.9 درصد تالک تولیدی جهان در پلاستیک به عنوان ماده پرکننده استفاده میشود. در صنعت پلاستیک سازی به دلیل شکل ، اندازه ، مقاومت حرارتی و شکل پذیری تالک از آن به عنوان ماده پرکننده استفاده میشود. تالک به منظور افزایش مقاومت مکانیکی و بالا بردن کیفیت سطح (کاهش خراشیدگی) ، به پلی پروپیلن (pp) افزوده میشود. در اتومبیل از پلاستیکهای مخصوص با عنوان پلاستیکهای حرارتی مهندسی (ETP) استفاده میشود. کاربرد دیگر تالک در پلاستیک به منظور جلوگیری از گرفتکی و چسبندگی در پلاستیک است. رنگ سازی امروزه تالک با اکسید تیتان رقابت می نماید. حدود 8.5 درصد تالک تولیدی جهان به عنوان ماده پرکننده و رنگی در صنعت رنگ سازی استفاده میشود. خواص مهم تالک در رنگ عبارت است از نرمی ، ضریب پخش خوب ، خنثی بودن در مقابل محلولها و وزن مخصوص کم. مصارف دیگر مصارف دیگر تالک عبارت است از مواد آرایشی ، پودر بچه ، به عنوان ماده پایین آورنده ضریب اصطکاک ، جوهر ، مهار کردن آتش سوزی ، مصارف دارویی و پارچه بافی. میزان تولید میزان تولیدی تالک دنیا در سال 1994 بالغ بر 6.41 میلیون تن گزارنگاه اجمالی بطور ایده آل ، دولومیت از تعداد برابری یون Ca2+ و Mg2+ تشکیل شده است که توسط صفحاتی از آیفون CO+ بطور منظم جدا شدهاند. حالت خوب مرتب شده شبکه دولومیت باعث یکسری انعکاسهای فوق ساختمانی در دیفراکتومتر اشعه ایکس (XRD) میشود که از نظر ساختمانی با کلسیت متفاوت است. بیشتر دولومیتهای عهد حاضر در مقایسه با دولومیتهای قدیمتر دارای درجه نظم پایینتری هستند، واژه پروتودولومیت Protodolomite برای کربناتهای Ca - Mg ساخته شده در آزمایشگاه با نظم انعکاسی خیلی ضعیف یا بدون نظم انعکاسی معرفی شده است. جانشینی آهن در دولومیتها فراوان است و دولومیت آهندار با چند درصد مول FeCO3 تشکیل میشود. که ممکن است آنکریت Ankite همراه داشته باشد. جانشنی دولومیت جانشینی کانیهای کربنات کلسیم توسط دولومیت و ته نشست سیمان دولومیتی ممکن است بلافاصله بعد از اینکه رسوبات ته نشین شدند، یعنی همزمان با رسوبگذاری و در طی دیاژنز اولیه (قبلا دولومیت شدن سین ژنتیک نامیده می شد)، یا مدتی طولانی بعد از رسوبگذاری (معمولا بعد از سیمانی شدن ، و در طی دفن) انجام میگیرد (دولومیتی شدن اپی ژنتیک). دولومیت اولیه خیلی اوقات واژه اولیه Primary برای دولومیتی بکار میرود که بر ته نشست مستقیم از آب دریا یا دریاچه دلالت دارد. در حقیقت اکثر دولومیتها توسط جانشینی در کانیهای کربناتهای که قبلا تشکیل شدهاند، به وجود میآیند، هر چند سیمانهای دولومیتی نیز فراوان است. تقسیم بندی سنگهای کربناته بر اساس مقدار دولومیت ·

سنگ آهک : سنگی است که حاوی 0 تا 10 درصد دولومیت باشد. · سنگ آهک دولومیتی : سنگی است که حاوی 10 تا 50 درصد دولومیت باشد. ·

دولومیت کلسیتی : سنگی است که حاوی 50 تا 90 درصد دولومیت باشد. · دولومیت (ِDolostone) : سنگی است که حاوی 90 تا 100 درصد دولومیت باشد.

بافتهای دولومیت · اگزونوتوپیک Xenotopic : در این بافت دولومیت دارای بلورهای بدون شکل با مرزهای بلوری منحنی تا دندانهای و نامنظم است. · اییوتوپیک Idiotopic : در این بافت دولومیت دارای بلورهای شکلدار لوزوجهی میباشد. فابریک مخرب در دولومیت حفظ بافت اولیه سنگ آهک در دولومیت از فابریک کاملا تخریب شده و بدون باقی ماندن آثار مشخصی از رسوب اولیه ، تا فابریک حفظ شده ، با ساختمان اولیه خوب تا کاملا حفظ شده در تغییراست. دانههای کلسیت با منیزیم کم ممکن است در مقابل دولومیتی شدن مقاوم بوده یا بطور مخرب دولومیتی شوند. زمان دولومیتی شدن نیز یک فاکتور است، چون اگر تاخیری و در طی دفن باشد، احتمال زیاد دارد که رسوب اولیه با کانی شناسی مخلوط قبلا به کلسیت پایدار با منیزیم که تبدیل شده باشد. بنابراین دولومیت دارای یک فابریک مخرب خواهد بود. دولومیت بیتناسب یا زین اسبی نوعی دولومیت ، که ممکن است جانشینی یا به صورت یک سیمان باشد، دولومیت بیتناسب Barague یا زین اسبی Saddle است. همچنین تحت عنوان اسپار مرواریدی Peal Spar شناخته میشود. بطور کلی بلورها بزرگند (چند میلیمتر) و سطوح بلوری منحنی شکل و واضح دارند. در مقطع نازک ، آنها رخ منحنی و خاموشی موجی دارند. معمولا حاوی انیکلوزیونها بوده که بیشتر آنها از آهن میباشند. دولومیت بیتناسب معمولا با کانی سازی سولفیدی، فعالیت هیدروترمالی و همچنین هیدروکربنها همراه است، خیلی اوقات این دولومیت به عنوان دولومیتی شدن تیپیک دفنی بررسی میشود و اختصاصات تغییر شکل شبکه به تغییرات غلظت یونهای Ca جذب شده بر روی سطوح بلوری در حال رشد نسبت داده میشود. پراکندگی دولومیتها در ادوار زمین شناسی پراکندگی دولومیتها در ادوار زمین شناسی یکسان نیست و اغلب گفته شده است که با بازگشت زمان به عقب فراوانی دولومیت ها افزایش مییابد. به نظر میرسد، دولومیتها در پرکامبرین فراوان تر از سنگهای آهکی باشند و این موضوع منجر به این پیشنهاد شده است که آب دریا ترکیب متفاوتی داشته است، بطوری که دولومیت میتوانسته است مستقیما ته نشین شود یا میتوانسته خیلی به سادگی جانشین CaCO3 شود. عقاید دیگر این است که محیط ها دولومیتی شدن Dolomitization در سرتاسر جغرافیایی قدیم و آب و هوای قدیم مختلف متداول تر بوده است یا اینکه به راحتی در اثر گذشت زمان ، سنگهای آهکی زمان زیادی داشتهاند تا دولومیتی شوند. ش شده است. تولید جهانی تالک در سال 1995 به 8.087727 تن افزایش یافته است سیمان شدن سیلیسی یکی از متداولترین انواع سیمانی شدن سیلیسی ، رشد ثانویه کوارتز است. سیمان سیلیسی در اطراف دانه کوارتز ته نشین شده و دارای پیوستگی نوری میباشد. بنابراین دانه و سیمان در زیر نور پلاریزه باهم خام میشوند.در بیشتر موارد ، شکل اصلی دانه به توسط پوشش نازکی از اکسید آهن یا رس در بین دانه و رشد ثانویه مشخص میگردد. هرچند یک حاشیه رسی ضخیمتر در اطراف دانه کوارتز از ته نشینی یک رشد ثانویه با پیوستگی نوری جلوگیری میکند. منشا سیلس برای این نوع سیمانی شدن اغلب به انحلال فشاری نسبت داده میشود. محلولهای درون حفرهای از نظر سیلیس غنی میشود، هنگامی که بصورت فوق اشباع در آیند سپس به فرم رشد ثانویه مجددا تهنشین میکنند. رشد ثانویه کوارتز در ماسه سنگهای فاقد آثار ، انحلال فشاری ، ممکن است منعکس کننده مهاجرت قابل توجهی محلول غنی از سیلیس ، از مسافت دورتر از محل انحلال فشاری به طرف بالا باشد یا نشان دهنده منشا دیگری از سیلیس است. منابع احتمالی شامل انحلال ذرات ریز سیلیسی ، سیلیکاتهای دیگر و سیلیس بیوژنتیکی و آبهای زیرزمینی میباشد. ذرات ریز سیلیسی میتوانند از سایش دانهها بویژه اگر یک ماسه سنگ بادی باشد، سرچشمه گرفته باشند. انحلال فلدسپاتها ، آمفیبولها و پیروکسنها و همچنین تبدیل مونتموریونیت به ایلیت و فلدسپات به کائولینیت نیز میتواند سیلیس تولید کند. یکی از خواص مهمی که از سیمانی شدن ماسه سنگها به توسط کوارتز ناشی میشود این است که خواهند توانست بعد او در طی بعدی در مقابل اثرات فشردگی و انحلال فشاری مقاومت و پایداری نمایند. سیمانی شدن کربناته کلسیت یکی از متداولترین سیمانهای موجود در ماسه سنگهاست و لیکن سایر سیمانهای کربناتهای که بیشتر بطور موضعی اهمیت دارند، دولومیت و سیدریت است. سیمان ممکن است به صورتهای توزیع یکنواخت تا لکهای ، تا تفکیک موضعی و کنکرسیون در تغییر باشد. دو نوع سیمان کلسیتی اصلی شامل بلورهای تویکیلوتوپیک و کلسیت اسپاری دروزی میباشد. بلورهای تویکیلوتوپیک به صورت بلورهای منفرد بزرگ ، تاچندین سانتیمتر عرض هستند، که بسیاری از دانههای ماسهای را دربر میگیرند.

موزائیکهای کلسیت دروزی از بلورهای یک اندازهای تشکیل شدهاند که حفرات بین دانهها را پر میکنند و بطور تیپیک افزایشی در اندازه بلورها به طرف مرکز حفره اصلی را نشان میدهند. بر اثر ته نشینی کلسیت ، معمولا یک جابجایی در دانهها صورت میگیرد بطوری که به نظر میرسد آنها در سیمان شناورند. همچنین ممکن است کلسیت در ترکهای درون دانهها ته نشین شود و بنابراین باعث جدا شدن آنها میگردد. سیمانهای کلسیتی در ماسه سنگهایی که دارای مقدار زیادی دانه هستند، نظیر کوارتز آرنایتها ، آرکوزها ولیت آرنیتها فراوان است. سیمانهای دولومیتی از بلورهای ریز رومبوئدری پر کننده حفرات تا موزائیکهای درشت بیشکل و بلورهای پویکیلوتوپیک بزگ در تغییر است. سیمانی شدن و رنگیزه شدن هماتیتی بشتر رسوبات تخریبی آواری به علت وجود هماتیت دارای رنگ قرمز هستند و در بیشتر موارد این سنگها در محیطهای قارهای رسوب کردهاند. هماتیت بطور تیپیک به فرم یک پوشش خیلی نازکی در اطراف دانهها وجود دارد و لیکن کانیهای رسی نفوذی یا درجازا و کوارتز درجازا و فلدسپات را نیز به رنگ قرمز آغشته میکند. سایر کانیهای دیاژنتیکی که بصورت موضعی در ماسه سنگها اهمیت دارند، سولفاتها و سولفیدها هستند. ژیپس و انیدریت در جایی که در توالی طبقات تبخیری وجود داشته باشد، به فرم سیمان یافت میشوند، وگر نه این حالت به ندرت وجود دارد. سیمانهای سولفاته معمولا در بیرون زدگیهای ماسه سنگی باقی نمیماند.

بررسی رزین های اپوکسی

بررسی رزین های اپوکسی

مقدمه 

بخش اصلی پوششهای حفاظتی، رزین است که سایر اجزاء را در درون خود نگه داشته و به عنوان محمل رنگ وظایف عمده ای را در سیستم پوششی به عهده دارد و معمولاً رنگ را بر حسب نوعرزین آن می شناسند. 
از وظایف اصلی رزین در پوشش، ایجاد فیلم رنگ روی سطح است. ترکیبات با اندازه ملکولی کوچک ممکن است روی سطح به خوبی پهن شوند ولی قادر نیستند که فیلم ایجاد نمایند.
رزین ها در حقیقت پلیمرهایی و یا به عبارت بهتر کوپلیمرهایی با وزن ملکولی بالا هستند که در درون زنجیره خود گروههای فعالی دارند. رزین های پلی استر، پلی آمید، پلی اوراتان، پلی اوره، پلی سیلیکون، اوره فرمالدئیدی همگی مثال های انواع پلیمرهایی هستند که در صنعت رنگ و پوشش کاربرد دارند. این پلیمرها اکثراً در دمای محیط، مایع با ویسکوزیته بالا و ظاهر عسل مانند، شفاف با فام زرد روشن تا مایل به قهوه ای هستند و یا به صورت پولک و دانه های جامدی هستند که برحسب نیاز در حلال مناسب حل می شوند. 
طرز تهیه رزینهای اپوکسی 
رزینهای اپوکسی از همان اوایل پیدایش جای پای خود را در میان دیگر مواد گوناگون صنایع رنگسازی به عنوان یکی از مواد مهم این صنعت باز نمودند که این موفقیت بیشتر به خاطر خصائص فراوان و متنوع این رزینها می باشد. درحقیقت دست یک فرمولیست را در ارائه فرمولهای مختلف رنگ از قبیل انواع رنگهای سخت شونده با آمین و کراس لینک شونده بر اثر حرارت که مقاومت بسیار خوبی در مقابل حلالها و مواد شیمیایی دارند باز نموده است. از مصارف مهم رزینهای اپوکسی در ساخت رنگهای اپوکسی، چسبها، دوغاب و مواد درزگیر آب می باشد. 
رزینهای اپوکسی یک رزین ترموست می باشند و بیش از 85 درصد رزینهای اپوکسی موجود از واکنش اپی کلر و هیدروین و دی فنیلول پروپان (2-2- بیس- 4- هیدروکسی فنیل پروپان به نام تجاری بیس فنل A) حاصل میشوند که یک نمونه دیگر تولید رزین اپوکسی اولفینی است. 
طرز تهیه رزینهای اپوکسی بیس فنل A
رزینهای اپوکسی که از واکنش بیس فنل A و اپی کلرویدرین تهیه می گردند از مرغوب ترین نوع رزینهای اتر- کلسیدی می باشند. بیس فنل A از واکنش تراکمی استن با دومول فنل در حضور کاتالیزور اسیدی به دست می اید و اپی کلروهیدرین از واکنش پروپیلن با کلرین حاصل می شود. 
واکنش یک مول بیس A با حداقل دو مول اپی کلروهیدرین در محیط قلیایی و یا از بین رفتن گروههای فنلی و تشکیل گروههای هیدروکسی، تولید مادۀ واسطه کلریدرین می کند که با ادامه واکنش محصول دی گلیسیدیل اِتربیس فنل A (DGEBA) بدست می آید. 
(DGEBA) میتواند مجدداً با گروه فعال بیس فنل A موجود در محیط واکنش داده و پلی اتر خطی با جرم ملکولی بالا ایجاد نماید. درصورت افزایش مقدار زیادی از پلی کلروهیدرین (دو تا ده برابر مقدار لازم) و کنترل واکنش میتوان DGEBA را با خلوص بالای 90% به دست آورد. در عین حال درصورتی که مقصود از واکنش، ایجاد رزین اپوکسی با زنجیره طولانی باشد میتوان با کنترل واکنش و ترکیب مول به مول بیس فنل A و اپی کلروهیدرین، از واکنش n+1 مول بیس فنل A با n+2 مول اپی کلروهیدرین رزینی به دست آورد که طول زنجیره ملکولی آن n باشد. 
نتیجه این روش که به نام فرآیند یک مرحله ای (OSP) یا فرآیند Taffy معروف است ایجاد پلی اترهای خطی با دو گروه اپوکسی در دو انتها و گروههای هیدروکسیل و حلقه بنزنی در وسط زنجیره خواهد بود. گروههای خاص شیمیایی در زنجیره خواص خاصی به انها می دهد. 
- پیوند اِتری (-c-o-c-) مقاومت شیمیایی را موجب می شود. 
- پیوند متیل (-CH3) سبب انعطاف و سختی زنجیره می شود. 
- گروه هیدروکسیل –OH عامل چسبندگی به سطح است. 
- حلقه آروماتیک مقاومت دمایی و سختی را افزایش می دهند. 
- حلقه اپوکسید فقط در دو انتهای زنجیره قرار دارد که عامل ایجاد شبکه سه بعدی و فیلم سخت اپوکسی روی سطح است. 
رزین اپوکسی مخلوطی از الیگومرهای با تعداد n مختلف است که هرچه n افزایش پیدا کند جرم ملکولی رزین افزایش می یابد. رزین های با n<=1 مایع هستند ولی با افزایشn از 2 تا 13 رزین ها جامد خواهند بود. 
رزین های اپوکسی از جرم مولی 200 تا 2700 متغیر است و با تغییر جرم مولی ویسکوزیته رزین از 7 تا 150 پواز و حالت رزین از مایع تا رزین جامد با نقطه ذوب بالا تغییر می کند؛ ولی د رهر حال با طویل شدن اندازه زنجیره دو حلقه اپوکسی در دو انتهای زنجیره دیده می شود و همین حلقه است که باعث ایجاد شبکه سه بعدی میشود. 
یک رزین اپوکسی میتواند ماکزیمم دو عامل اپوکسی در انتها و تعداد صفر تا n عامل ئیدروکسیل در طول زنجیر ملکول و به فواصل معین داشته باشد.
عوامل ئیدروکسیل رزین را قطبی ساخته و در نتیجه باعث چسبندگی این رزین بر روی سطوح فلزی یا غیرفلزی می گردند. ملکول شامل بندهای کربن به کربن (-c-c-) و اتر به کرب (-c-o-c-) می باشد که هر دوی آنان از بندهای بسیار پایدار می باشند و حتی پایدارتر از بندهای استری هستند که به سادگی بر اثر واکنش یا بازها صابونیفای می شوند. بنابراین رزین های اپوکسی مقاومت شیمیایی بسیار خوبی دارند. 
عامل فنلی که در رزینهای فنیلک باعث افزایش رنگ می گردد بالعکس در رزینهای اپوکسی به خاطر تبدیل به عامل اتری باعث کاهش رنگ رزینهای اپوکسی می گردد. وجود حلقه های بنزنی در رزینهای اپوکسی باعث سخت تی بیشتر و در نتیجه شکنندگی پلیمر حاصل گشته و می بایست آنان را جهت رسیدن به خواص لازم با رزین های دیگری اصلاح و یا کراس لینک نمود. عمل کراس لینک از طریق عوامل اپوکسی و یا ئیدروکسیل صورت می پذیرد و ازآنجائیکه این عوامل به فواصل زیادی از هم قرار دارند پلیمر حاصل فیلمی با انعطاف پذیری مناسب می باشد. رزین های اپوکسی از مایع غلیظ گرفته تا جامد در دسترس می باشند و اگر چنانچه در فرمول تهیه آنان مقدار بیس فنل A از مقدار اپی کلروئیدرین کمتر باشند رزین حاصل مایع است و درصورتیکه برابر و یا زیادتر باشد جامد است. 
رزین جامد ..... n>1 ؛ رزین مایع..... n<=1
نکته قابل توجه این است که در صنعت بیس فنل دیگر یافت میشود بنام بیس فنل F که ویسکوزیته کمتری از بیس فنلA دارد. 
همانطور که قبلاً هم ذکر شد بیس فنل A از واکنش فنل و استون حاصل می گردد. از واکنش تراکمی فنل یاکروزول با فرمالدئید بیس فنل F تولید می شود که محصول این واکنش مخلوطی از انواع ایزومر با جرم ملکولی بالا خواهد بود. 
از واکنش بیس فنل و اپی کلروهیدرین مخلوطی از سه ایزومر فضایی از بیس گلیسیدل اکسی فنیل متان حاصل می گردد و در مقایسه با بیس فنل A عدد اپوکسی و ضریب فعالیت کمتری دارد. این فعالیت سبب می شود که رزین اپوکسی بیس فنل F مقاومت بیشتری نسبت به حلال داشته باشد. رزین های اپوکسی بیس فنل F نیز مشابه رزین های بیس فنل A تمایل زیادی به کریستال شدن دارند. اختلاط این دو نوع رزین ویسکوزیته را متعادل می کند و برای کاربردهای ساختمانی مناسب تر خواهند بود.
رزین های اپوکسی بر مبنای بیس فنل AR=CH3
رزین های اپوکسی بر مبنای بیس فنل FR=H 
رزینهای اپوکسی- اولیفینی 
این رزینها از طریق اپوکسی نمودن بندهای دوگانه کربن کربن اولیفینها ساخته میشوند که در پروسه ساخت آنها از اسید پراستیک به عنوان عامل اپوکسی کننده استفاده می شود. به عنوان مثال رزین گلیسیدیل متاکریلات یک رزین اپوکسی متاکریلات میباشد که فیلم حاصل از رزینهای اپوکسی- اولیفینی مقاومت بهتر و بیشتری از فیلم های حاصل از رزین های اپوکسی- اترگلیسیدی (بیس فنل) در مقابل آب و مواد دارد و اما بالعکس مقاومت ضعیف تری در مقابل مواد شیمیایی از خود نشان می دهند و به همین علت کمتر از رزینهای بیس فنلی در ساخت رنگهای صنعتی- حفاظتی استفاده می گردند. اختلاف دیگر آنها در این است که رزینهای اپوکسی- اولیفینی با مواد سخت کننده اسیدی سریعتر از مواد سخت کننده آمینی وارد واکنش می شوند. 
نقش رزینهای اپوکسی در صنایع رنگ و رزین 
نقش رزینهای اپوکسی در صنایع رنگ و رزین را به طوری کلی میتوان به دو قسمت تقسیم نمود یکی به عنوان یک پلی الکل و دیگری به عنوان یک رزین تشکیل دهنده فیلم. در این بخش هریک راب ه طور مختصر بررسی می کنیم:
نقش رزینهای اپوکسی در صنایع رنگ به عنوان تشکیل دهنده رنگ 
رزین های اپوکسی تشکیل دهنده فیلم ممکن است خود رزینهای اپوکسی، اپوکسی استر یا اپوکسی آلکید یا هرگونه رزین دیگری که با اپوکسی اصلاح شده است باشند؛ که در هر دو سیستم هوا- خشک و کوره ای بکار میروند. همانطور که قبلاً ذکر شد از آنجائیکه فیلم حاصل از رزینهای اپوکسی شکننده است از این رو آنان را با رزینهای دیگر کراس-لینک می کنند که تعدادی از آنان با این شرح می باشند:
- سیستمهای کوره ای 
1- رزینهای اپوکسی- فنلینک 
رزینهای اپوکسی فنلی یکی از رزینهای بسیار مقاوم در مقابل مواد شیمیایی و حلالها می باشند. از پوششهای مذکور بیشتر جهت پوشش داخلی لوله های استیلی و چاه های حفاری نفتی نام برد و همچنین به علت داشتن مقاومت الکتریکی عالی از آن جهت پوشش سیم های الکتریکی و ساخت تعدادی از سفارشات ارتش که نیازمند به مقاومت شیمیایی بسیار عالی هستند، استفاده می گردد و امروزه به علت ارزان بودن قیمت و داشتن مقاومت شیمیایی بسیار خوب مصرفشان رو به افزایش است. 
2- رزینهای اپوکسی آمینو 
فیلم حاصل از اصلاح یک رزین اپوکسی با رزین اوره- فرم آلوئید هرچند که مقاومت شیمیایی کمتری از سیستم اپوکسی فنلیک دارد اما در عوض رنگ روشنتر، درجه حرارت پخت کمتر و مقاومت زنگ زدگی بیشتری از آن دارد. دو فاکتور رنگ روشنتر و درجه حرارت پخت کمتر باعث تقدم انتخاب این سیستم بر سیستم اپوکسی فنلیک می گردد.
در جدول زیر انواع دیگر رزین اپوکسی آمینو را نام برده و معایب و مزایای آن را ذکر کرده ایم.
نکته: آمین های نوع اول دو مرتبه سریعتر از آمین های نوع دوم واکنش می دهند. همچنین سرعت واکنش به ساختمان شیمیایی آمین وابسته است. برای مثال آمینهای آروماتیک نسبت به آمین های آلیناتیک به دمای بیشتری جهت انجام واکنش نیاز دارند.
نتیجه گیری 
ما با طرز تهیه دو نوع رزین اپوکسی آشنا شدیم؛ یکی اپوکسی- بیس فنلی A و F و دیگری اولفینی که در صنایع رنگسازی کاربرد دارد و متوجه شدیم که در رزینهای اپوکسی بیس فنلی تعداد گروه های اپوکسی در جامد بودن و مایع بودن محصول نقش دارند و رزین اپوکسی بیس فنول F دارای ویسکوزیته کمتر است از نوع A است آن و با اصلاح رزین اپوکسی به صورت ادغام آن با رزین های مختلف رزینهای با کیفیت بالاتری حاصل می گردد.

لزوم حرکت به سمت سرامیکهای پیشرفته

لزوم حرکت به سمت سرامیکهای پیشرفته

در صنایع شیمیایی، مقاومت خوب این مواد در برابر اسیدها و سایر مواد خورنده بسیار مورد توجه می‌باشد. در صنایع هوا- فضا مقاومت این مواد در برابر حرارت اهمیت دارد و در صنایع الکترونیک و ارتباطات به‌علت خواص نوری و الکتریکی خوبی که دارند، از اجزای مهم محسوب می‌شوند. امروزه سرامیک‌ها در قسمت‌های مختلف صنایع اتومبیل‌سازی نیز روزبه‌روز کاربرد بیشتری می‌یابند؛ چه در سیستم ترمزها و چه در موتورها و سایر اجزاء.

روند کلی تکامل بشر در زمینه کاربرد مواد، این‌گونه بوده است که انسان‌ها همواره سعی کرده‌اند مواد اطراف خود و خواص آن‌ها را به‌خوبی شناسایی کنند و سپس بر اساس نیازهای خود، مناسب‌ترین آن‌ها را انتخاب کنند. این روند جستجو و انتخاب از دیرباز وجود داشته و هم‌اکنون هم جزء یکی از ارکان اساسی مهندسی مواد می‌باشد.

با گذشت زمان و به ‌خصوص با وقوع جنگ‌های جهانی در قرن بیستم، نیازهای بشر از آنچه که مواد موجود می‌توانستند در اختیار او قرار دهند فراتر رفت. بنابراین نیازهای جدید صرفاً با استفاده از مواد موجود، قابل رفع نبود. در نتیجه این احساس در بشر به‌وجود آمد که لازم است خود را از قید مواد موجود رها سازد و با ایجاد تغییر در ساختار آن‌ها، عملکردهایی فراتر از خواص موجود را از آن‌ها بخواهد. از این رو دانشمندان و مهندسین مواد بر آن شدند که با دانش رشد یابندة خود در حوزة مواد، آن‌ها را تغییر داده و خصوصیات مورد نیاز خود را در آن‌ها ایجاد نمایند و یا اینکه از ابتدا ماده‌ای را خلق کنند که قبل از آن وجود نداشته است. با این رویکرد جدید، عصر مواد پیشرفته آغاز شد.

بازار بزرگ سرامیک‌های پیشرفته در جهان عامل دیگری است که ما را به‌ سمت سرامیک‌های پیشرفته سوق می-دهد. از بازار 200 میلیارد دلاری سرامیک‌ها در جهان حدود یک سوم آن یعنی 63 میلیارد دلار آن مربوط به سرامیک‌های پیشرفته است.

تقریباً می‌توانیم بگوییم که ما در سرامیک‌های سنتی تمام توان خود را به‌کار گرفته‌ایم. در صورتی‌که در بازار سرامیک‌های پیشرفته اصلاً حضوری نداشته ایم. این در حالی است که برای این بازار رشد 6 تا 7 درصدی نیز متصور است. ما می‌توانیم در این صنعت نیز مانند سرامیک‌های سنتی به سطح خوبی برسیم. تصور اینکه سرمایه-گذاری در بخش سنتی اجباراً ما را به سمت سرامیک‌های پیشرفته سوق می‌دهد تصور کاملاً غلطی است؛ چون این دو ماهیتاً با هم فرق دارند و از نظر سطح فناوری، دانش فنی و موارد کاربرد، اختلاف زیادی با هم دارند. پس این برداشت که ما با توجه به سرامیک‌های سنتی به مرور زمان به سرامیک‌های پیشرفته دست می‌یابیم درست نیست.

فارغ از تمام مباحث فوق، نگرش ما به مسائل جهانی و پدیدة جهانی شدن نیز راهبرد ما را در دستیابی به فناوری‌های مختلف تحت‌تاثیر قرار می‌دهد. طبیعتاً استراتژی ما در رویکرد به فناوری سرامیک نیز متاثر از این نگرش خواهد بود. اگر ما در پدیدة جهانی شدن بخواهیم تابع و پیرو دیگر قدرت‌ها باشیم، صنعت سرامیک ما در حد سرامیک‌های سنتی و دارای ارزش افزودة پایین باقی خواهد ماند. چون آن‌ها این طور می‌خواهند. ولی اگر در این حوزه مانند حوزه‌های دیگری مثل نانوفناوری پیشرفت کنیم، دستیابی به فناوری سرامیک‌های پیشرفته،‌ امری حیاتی خواهد بود.

در صنایع شیمیایی، مقاومت خوب این مواد در برابر اسیدها و سایر مواد خورنده بسیار مورد توجه می‌باشد. در صنایع هوا-فضا مقاومت این مواد در برابر حرارت اهمیت دارد و در صنایع الکترونیک و ارتباطات به‌علت خواص نوری و الکتریکی خوبی که دارند، از اجزای مهم محسوب می‌شوند. امروزه سرامیک‌ها در قسمت‌های مختلف صنایع اتومبیل‌سازی نیز روزبه‌روز کاربرد بیشتری می‌یابند؛ چه در سیستم ترمزها و چه در موتورها و سایر اجزاء.

در 60 سال اخیر در مورد 25 گروه مختلف از سرامیک‌های پیشرفته، تحقیقات وسیعی صورت گرفته و بسیاری از آن‌ها به تولید رسیده‌اند. در سال‌های اخیر، شکوفایی و گسترش صنایع الکترونیک و همچنین کاربرد وسیع سرامیک‌های پیشرفته در صنایع مربوط به فناوری پزشکی و اتومبیل‌سازی، موجب رشد چشمگیر بازار سرامیک‌های پیشرفته شده است.

- به‌عنوان مثال دریچه مصنوعی قلب‌ که نوعی سرامیک پیشرفته است، وزنی حدود 1 تا 2 گرم دارد که قیمت آن حدود 4 هزار دلار می‌باشد و ارزش افزوده عجیبی دارد که تولید آن محدود به آمریکا و ژاپن است.

- استفاده از سرامیک‌ها در جایگزینی استخوان‌ها به‌علت سبکی وزن در مقایسه با پلاتین، سازگاری بیشتر با بافت-های بدن، عدم نیاز به جراحی مجدد و غیره سبب شده است که در حوزه پزشکی به استفاده از سرامیک‌های پیشرفته توجه شود.

- در زمینه‌های نظامی نیز سرامیک‌های پیشرفته کاربرد فراوان دارند. ساده‌ترین کاربردهای آن ساخت زره ضد گلوله و در تانک‌ها و زیر بالگردها به‌عنوان محافظ در مقابل گلوله می‌باشد.

- در ابزار برش، امروزه به‌دلیل استحکام بسیار بالا، سایش فوق‌العاده کم و عمر بسیار زیاد، از این مواد سرامیکی در صنعت، استفاده فراوانی می‌شود. همچنین مواد سرامیکی جایگزینی برای قلم‌تراش‌های فولاد آلیاژی می‌باشند و عمده تولید آن‌ها در اروپا است.

سرامیک‌های پیشرفته آنچنان تنوع و کاربرد فراوانی دارند که توجه به هر شاخه از آن‌ها می‌تواند درآمدزایی بالایی را به همراه داشته باشد. به‌عنوان مثال الکتروسرامیک‌ها یکی از شاخه‌های مهم و پرکاربرد هستند که در صورت توجه، مزایای زیادی را به‌همراه دارند که در ذیل به برخی از آن‌ها اشاره می‌شود:

1- اشتغال

اشتغالی که در اثر توسعه این صنعت در کشور ایجاد می‌شود، قابل مقایسه با سرامیک‌های سنتی نیست. زیرا علاوه‌بر گروه‌های متخصصی که در واحدهای صنعتی مشغول به تولید این محصولات خواهند بود، گروه‌های دیگری که شامل تیم‌های مهندسی هستند محصول این کارخانجات را برای کاربردهای خاص طراحی و تولید می‌کنند. بنابراین زنجیرة بزرگی از نیروهای تحصیل‌کرده در اثر توسعة این صنعت جذب بازار کار خواهند گردید. اساساً تولید این نوع محصولات به‌عنوان محصولات مبتنی بر دانش تلقی می گردد.

2- توسعه صنایع الکترونیک

با توجه به اهداف برنامه‌های توسعه که یکی از آن‌ها توسعه صنایع الکترونیک در کشور است، باید زیرساخت‌های لازم را برای آن ایجاد کرد. تولید الکتروسرامیک‌ها در کشور یکی از زیرساخت‌های لازم برای توسعه این صنعت است. چون معضلی که تولیدکنندگان در صنعت الکترونیک دارند، قیمت نامناسب و ورود اجناس به‌صورت قاچاق در کشور است. با تولید اقتصادی این قطعات در کنار دیگر قطعات الکترونیکی در داخل کشور، آن‌ها می‌توانند تولیدات خود را با قیمت مناسبی به جامعه ارائه ‌دهند و نگران قاچاق نبوده و به بازارهای بین‌المللی راه پیدا کنند و توان رقابت داشته باشند.

3- ارزش افزوده بالا

قیمت محصولات الکتروسرامیکی از حدود 5 دلار شروع می‌شود و تا 500-400 دلار در هر کیلو می‌رسد که سهم بالایی از ارزش افزوده آن به دانش فنی و طراحی برمی‌گردد و صرفاً مواد اولیه نقش عمده‌ای را به‌تنهایی در قیمت این محصولات بازی نمی‌نماید. نگرانی از اینکه مواد اولیه با خلوص بالا برای تولید این محصولات را در کشور نداریم، نباید باعث شود تا کشور ما وارد این صنعت نشود. چنانچه کشورهایی نظیر کره، تایوان، هنگ‌کنگ و سنگاپور نیز با همین مسئله روبرو بودند ولی با یک برنامه‌ریزی درست و در سایه همکاری‌های بین‌المللی گام‌های بسیار درخشانی را در تولید و عرضه این محصولات در دنیا برداشته‌اند.

4- مصرف انرژی

مصرف انرژی برای تولید این قطعات در مقایسه با سرامیک‌های سنتی بسیار کمتر است. زیرا ابعاد قطعات کوچک‌تر است. این در حالی است که وقتی آمار مصرف انرژی در کشورهای مختلف بررسی می‌شود، صنعت سرامیک، به‌ویژه در بخش سنتی (کاشی، شیشه، دیرگداز، سیمان و غیره)، سهم قابل توجهی از مصرف انرژی را به خود اختصاص می‌دهد.

انواع مواد ساینده

انواع مواد ساینده

1- مواد ساینده طبیعی : به صورت طبیعی در محیطهای مختلف بوجود آمده اند ،معروف ترین آنها عبارتند از : سنباده طبیعی ،کروندوم ،کروکاس ،سنگ سیاه ،کوارتز و الماس .کیفیت این مواد طبیعی خیلی متفاوت است و ناخالصی های زیادی دارد که بر قابلیت سایندگی آنها اثر منفی می گذارد.بعضی از این این گونه مواد ساینده طبیعی که هنوز هم به صورت محدود استفاده میشود عبارتند از :

( Crocac ) کروکاس : اکسید آهن به رنگ قهوه ای قرمز که هم به صورت طبیعی وجود دارد و هم به صورت مصنوعی قابل ساخت است . این ماده به صورت پودر خیلی نرم برای سیقل دادن سطوح ادوات دقیق مورد استفاده قرار می گرد و فقط براده اندکی از سطح قطعه بر می دارد .( آلومینیم اکسید طبیعی )

(Corundum ) کروندوم : یک کانی بسیار سخت به رنگ سیاه یا قهوه ای قرمز است که به صورت طبیعی و با مقداری ناخالصی یافت میشود. با توجه به قابلیت چسبیدن این ماده به سرامیک و خاک رس اولین ماده ای بود که در ساخت سنگهای سنباده بکار رفته است .

سنباده طبیعی :یک ماده ساینده سخت است که غالباً از کریستال های کروندوم در زمینه ای از اکسید آهن تشکیل شده است . دانه های این ماده نیز در ساخت سنگهای سنباده و کاغذهای سنباده مورد استفاده قرار گرفته است .

( Diamond ) الماس : سخت ترین ماده ساینده طبیعی است که در ساخت بعضی انواع سنگ های سنباده و ابزارهای تیز کردن سنگهای سنباده بکار می رود . الماس مصنوعی یا صنعتی نیز ساخته شده اند که به عنوان جواهر تزئینی قابل استفاده نیستند ولی قادرند مواد بسیار سخت صنعتی نظیر : کاربیدها و مواد سرامیکی رابسایند .

2- مواد ساینده مصنوعی :با ارائه این مواد مصنوعی مشکلات ناشی از وجود ناخالصی و غیر یکنواختی ساختار در مواد ساینده طبیعی برطرف گردید ،زیرا این مواد تحت شرایط کنترل میشوند . پر مصرف ترین مواد ساینده مصنوعی عبارتند از : سیلیکون کارباید ،آلومینیم اکسید ،برنترید مکعبی ،الماس مصنوعی .

آلومینیم اکسید :یکی از مواد ساینده مصنوعی محسوب میشود . از گذاشتن سنگ معدنی بوکسیت در یک کوره قوس الکتریکی بدست می آید . آلومینیم اکسید در تولید حدود 75% سنگهای سنباده بکار می رود . از این نوع سنگ برای سنگ زنی مواد با استحکام بالا استفاده می شود .آلومینیم اکسید = براده آهن + کک + بوکسیتAl2 O3 H2o C Fe Al2 O3

انواع آلومینیم اکسید :ماده ساینده آلومینیم اکسید پس از تولید بر اساس مقدار نا خالصی های باقی مانده در آن و یا مواد افضوده شده درجه بندی می شود ،معمولاً آلومینیم اکسید را در پنج گروه با عناوین : معمولی ،نیمه ترد ،سفید ،خشن تراش و بسیار خشن تراش رسته بندی میکنند .آلومینیم اکسید معمولی پر مصرف ترین ماده ساینده است که 94.5% آن را آلومینیم اکسید خالص تشکیل میدهد ،رنگ این ماده ساینده قهوه ای است و محکم ترین و چقرمه ترین آلومینیم اکسید محسوب میشود . آلومینیم اکسید معمولی در سنگ زنی با ماشین های سنترلس گرد سابی و سنگ زنی میل لنگ بکار میرود . این ماده ساینده مخصوصاً در عملیات سنگ زنی نسبتاً خشن بر روی فولادهای مستحکم و چدن مالیبل آنیل شده بسیار خوب عمل میکند .

آلومینیم اکسید نیمه ترد :شبیه آلومینیم اکسید معمولی است با این تفاوت که میزان ناخالصی آن کمتر است ( 96% - 97% آلومینیم اکسید خالص است ) از این ماده ساینده در سنگ زنی ضریف فولادهای سخت استفاده می شود . به هنگام سنگ زنی نسبت به آلومینیم اکسید معمولی خنک تر کار میکند به همین دلید برای سنگ زنی تخت مناسب است ،زیرا در این عملیات تماس زیادی بین سنگ سنباده و قطعه کار بوجود می آید .

آلومینیم اکسید سفید :خالص ترین ماده ساینده است و حدود 99.5% آلومینیم اکسید خالص دارد . رنگ این ماده ساینده سفید و خیلی ترد و شکننده است . با افزودن موادی مانند : سنگ معدنی کرم میتوان این ماده ساینده را به رنگ های صورتی و قرمز تولید نمود . در کارگاههای ابزار سازی و برای سنگ زنی فولادهای بسیار سخت ،ابزارهای سخت و حساس به حرارت و فولادهای ابزار بکار میرود .

آلومینیم اکسید خشن تراش :ساختار ریز دانه کریستالی های آن باعث میشود چغرمگی بیشتری از خود نشان داده و بدون آن که دانه های سازنده از بدنه سنگ سنباده جدا شود لبه های هر دانه به مرور شکسته شده و لبه های برشی جدیدی پدید آید . در عملیات سنگ زنی که فشار زیادی به سنگ وارد میشود بکار میرود . مثلاً در عملیات زایده برداری قطعات ریختگری شده .

(Sillicon carbide) سیلیکون کارباید: اواین ماده ساینده مصنوعی است که در ایالت متحده ساخته شده . ماسه سیلیسی و کربن به شکل کک وقتی در یک کوره الکتریکی در معرض حرارت شدید قرار گیرند . با هم ترکیب شده و کریستالهای سخت و ساینده بوجود می آورند . سیلیکون کاباید عموماً برای سنگ زنی مواد غیر فلزی و با استحکام پایین بکار مبرده میشود .کریستالهای سیلیکون = خاک اره + ماسه سیلیسی + کک C Sio2 Sicانواع سیلیکون کاباید دو نوع دارد : 1- معمولی یا سیاه 2- سبز رنگ سختی سیلیکون کارباید به میزان خلوص آن بستگی دارد . سیلیکون کارباید سخت تر از آلومینیم اکسید و شکننده تر از آن است . سیلیکون کارباید سیاه دارای ناخالصی بیشتری است که سه نوع از آن وجود دارد : سیاه معمولی ،سیاه خشن تراش و سیاه مخصوص . سیلیکون کارباید سبز یکی از سخت ترین مواد مصنوعی است ، کابرد اصلی این ماده ساینده سنگ زنی ابزارهای کابایدی ( الماسی ) می باشد .

سرامیک آلومینیم اکسید : معرفی نمود ، در واقع این ماده ساینده SG نوعی ماده ساینده از جنس سرامیک آلومینیم اکسید به نام Norton در سال 1988 شرکت ساینده سنتی و مواد فوق ساینده جدید از نظر توان براده برداری ابداع گردید . بین موادروش تولید این ماده ساینده مانند : آلومینیم اکسید است . بااین تفاوت که از همان مواد اولیه ولی با یک فرآیند شیمیایی مرطوب میشود . در این فرآیند ذرات ریز با ابعاد کمتر از میکرون حاصل میشود .

مواد فوق ساینده :اختراع مواد فوق ساینده یعنی الماس مصنوعی و بریلیترید مکعبی نقطه اتفی مهم در تکنولوژی سنگ زنی محصوب می شوند ،این مواد فوق ساینده مخصوصاً برای سنگ زنی فلزات سخت ،سوپر آلیاژ ،کاربایدها ،سرامیکها مناسب میباشد .ویژگی های مواد فوق ساینده عبارتند از : 1- سختی 2- مقاومت سایشی 3- استحکام فشاری 4- هدایت گرمایی که دیگر مواد ساینده همه این ویژگی ها را ندارند .

الماس مصنوعی : الماس سخت ترین ماده شناخته شده است و از آن در ساخت قلم های الماس جهت تیز کردن سنگ سنباده و در ساخت سنگهای سنباده الماس استفاده می شود .گرافیت ( شکلی از کربن ) و یک کاکالیزور مانند : آهن ،کروم ،کابالت و نیکل در معرض حرارت بالا ( درجه 1400-2350 ) وفشار زیاد معادل ( 5500-13000 اتمسفر ) قرار میگیرد تا به کریستالهای الماس تبدیل گردد . به هنگام سنگ زنی فلزات آهنی با توجه به حرارت و فشار ایجاد شده ممکن است الماس دچار تغییرات شیمیایی شده و به سرعت ساییده گردد بنابراین توصیه می شود برای سنگ زنی آلیاژهای آهن از سنگ های الماسی استفاده نشود .

(CBN ) برونیترید مکعبی:لین ماده ساینده نظیر الماس مصنوعی تحت حرارت و فشار زیاد تولید شده و برای سنگ زنی دقیق و سریع آلیاژهای آهن سخت بسیار مناسب است . دوبرابر سخت تر از آلومینیم اکسید است و هنگام سنگ زنی گرمای کمتری تولید میکند .این ماده از ترکیب کرم ونیتروژن در حضور یک کاتالیزور ایجاد می شود و سپس در دمای درجه1650 و فشار 68500اتمسفر به برنیترید مکعبی تبدیل می گردد .