در ساخت سرامیک و شیشه از چه کانی‌هایی استفاده می‌شود؟

ستاره | سرویس علوم – سرامیک و شیشه دو ماده پرکاربرد در زندگی روزمره انسان‌ها هستند. اما چه چیزی باعث استحکام و زیبایی سرامیک شده است؟ چرا شیشه‌ها شفاف هستند و مقاومت بالایی دارند؟ بدون شک کانی‌های موجود در این مواد نقش به سزایی در تعیین عملکرد آن‌ها ایفا می‌کنند. در ادامه به بررسی این موضوع می‌پردازیم.

 

در ساخت سرامیک از چه کانی‌هایی استفاده می‌شود؟

 

 

به تمام موادی که از کانی‌های غیر فلزی ساخته می‌شود، سرامیک می‌گویند. سرامیک‌ها بسیار متنوع هستند و مصارف بسیار زیادی دارد. سرامیک‌ها به علت ویژگی‌های خاصی مانند نسوز بودن، مقاومت در برابر اسید‌ها و باز‌ها و عبور ندادن جریان برق بسیار کاربردی هستند. این مواد بر اساس نوع و شکل مواد دهنده آن به دو دسته متراکم یا متخلخل تقسیم می‌گردد. سرامیک‌ها بر اساس موارد استفاده‌ای که از آن‌ها می‌شود به دسته‌های سرامیک‌های بهداشتی، سرامیک‌های الکتریکی، سرامیک‌های ساختمانی، شیشه‌ها، انوع چینی، مواد ساینده، انواع لعاب، انواع دیرگداز‌ها، تک بلور‌ها و سرامیک‌های پیشرفته تقسیم می‌شوند.

مهم‌ترین کانی‌هایی که در ساخت سرامیک‌ها استفاده می‌شود خاک‌ رسی، آلکانی فلدسپات و سیلیس است. در سرامیک‌های ویژه مانند سرامیک‌های الکتریکی از تالک، ترکیبات سدیم، تیتانیوم و عناصر فلزی استفاده می‌شود.

کانی‌های سازنده سرامیک

• آلکانی فلدسپات: پتاسیک و سدیک دو نوع آلکانی فلدسپات هستند که در طبیعت موجود هستند. فلدسپات پتاسیک در بدنه سرامیک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده علاوه بر سرامیک در شیشه و لعاب نیز کارایی دارد.
• سیلیس: نقش این ماده در سرامیک‌ها، افزایش مقاومت آن‌ها است. با اضافه کردن سیلیس می‌توان به میزان قابل توجهی مقاومت سرامیک‌ها را بالا برد.
• خاک رس: بیشترین ماده‌ای که برای تولید سرامیک استفاده می‌شود خاک رس است. کانی‌هایی که در خاک رس کانی‌های کائولینیت، اسمکتیت و ریکوتیت که در تولید سرامیک نقش مهمی دارند، وجود دارد. مهم‌ترین کانی در تولید سرامیک، کائولینیت است که بهترین منبع تامین آن، خاک رس است. در تولید سرامیک از گل‌هایی مانند گل چینی، گل سفالگری و گل توپی استفاه می‌گردد.

 

در ساخت شیشه از چه کانی‌هایی استفاده می‌شود؟

 

 

شیشه‌ها که بیشترین ماده مورد استفاده در تولید آن سیلیس است، اکثرا از کانی‌ها به دست می‌آیند. دی سدیم اکسید باعث پایین آمدن دمای ذوب شیشه می‌شود، اما افزایش بیش از حد سدیم دی اکسید موجب کاسته شدن میزان مقاومت شیشه می‌گردد. کلسیم اکسید مقاومت شیمیایی و سایشی را در شیشه‌ها کاهش می‌دهد. با اضافه کردن کلسیم اکسید به ماده اولیه شیشه موجب تشکیل بلور می‌شود و در نتیجه باعث می‌گردد، شیشه حالت اوپالین (کدر) به خود می‌گیرد. افزودن دو کانی دیگر که آلمینیوم اکسید و منیزیم اکسید هستند باعث افزایش مقاومت شیشه می‌شود.

شیشه‌ها بر اساس ترکیب شیمیایی و کانی‌های موجود در ‌آن‌ها به چند دسته تقسیم می‌شوند:

• شیشه معمولی: بیشترین نوع شیشه‌ای که تولید می‌شود از این نوع است. این نوع شیشه‌ها اکثرا در و پنجره، بطری‌ها، ظروف شیشه‌ای و لامپ‌ها است. ترکیب شیمیایی شیشه معمولی به نحوی است که در آن اکسید سیلیسیم، اکسید منیزیم، اکسید سدیم، اکسید کلیسم و اکسید آلمینویم با درصد‌های خاصی از هرکدام وجود دارد.
• شیشه‌های بردار: در تولید این نوع شیشه از اکسید برم جای اکسید کلسیم استفاده می‌شود. این نوع شیشه ویژگی‌های خاصی دارد که می‌توان به ضریب انبساط کم، مقاومت شیمیایی و الکتریکی بالا و مقاومت در برابر شوک‌های حرارتی اشاره کرد. بیشترین و مهم‌ترین استفاده این نوع شیشه در ساخت لوازم آزمایشگاهی، پزشکی، ظروف آشپزخانه و شیشه‌های صنعتی است. در این نوع شبشه نیز همانند شیشه معمولی اکسید سیلیسیم، اکسید سدیم و اکسید آلمینیوم وجود دارد.
• شیشه‌های کوارتزی: برای تولید این نوع شیشه‌ها از کوارتز خالص استفاده می‌گردد. بالا بودن ایستایی گرمایی و ایستایی شیمیایی کاربردی‌ترین ویزگی این شیشه‌ها است. ضریب انبساط آن‌ها کم است و از شفافیت بالایی برخوردار هستند. این شیشه‌ها در ساختن منشور و پنجره‌های اپتیک به کار می‌روند.
• شیشه‌های سربی: ضریب شکست این نوع شیشه‌ها بسیار بالاست و به همین دلیل از آن‌ها در تولید انواع عدسی، قطعات نوری و لامپ استفاده می‌گردد. در این نوع شیشه اکسید سرب وجود دارد که غلظت آن معمولا حدود سی و هفت درصد است، اما در شرایط مختلف غلظت اکسید سرب می‌تواند تا نود پنج درصد نیز برسد. شیشه‌های سربی که مقدار اکسید سرب آن‌ها بیشتر باشد برای جلوگیری از نفوذ پرتو‌های رادیواکتیو و ساخت لامپ‌های الکترونیک کارایی دارد.

 

آیا کانی جدیدی می‌شناسید که در ساخت سرامیک یا شیشه کاربرد داشته باشد؟ نظرات خود را در انتهای این مطلب در قسمت “ارسال نظر” با ما و سایر مخاطبان ستاره به اشتراک بگذارید.