تصحيح أخطاء CMC في التزجيج

في عملية تصحيح الأخطاء واستخدام الطلاءات الزجاجية، بالإضافة إلى تحقيق تأثيرات زخرفية محددة ومؤشرات أداء معينة، يجب أن تستوفي أيضًا أبسط متطلبات العملية. نسرد ونناقش المشكلتين الأكثر شيوعًا في عملية استخدام الطلاءات الزجاجية.

1. أداء معجون التزجيج ليس جيدًا

نظرًا لأن إنتاج مصنع السيراميك مستمر، فإن أي مشكلة في أداء معجون التزجيج ستؤدي إلى ظهور عيوب مختلفة أثناء عملية التزجيج، مما سيؤثر بشكل مباشر على جودة منتجات المصنع. لذا، دعونا نأخذ متطلبات أداء معجون التزجيج المستخدم في صناعة جرة التزجيج كمثال. يجب أن يتمتع معجون التزجيج الجيد بالخصائص التالية: سيولة جيدة، عدم وجود خاصية الانسيابية، عدم وجود ترسبات، عدم وجود فقاعات، قدرة مناسبة على الاحتفاظ بالرطوبة، وقوة معينة عند الجفاف، وغيرها من خصائص عملية التزجيج. والآن، دعونا نحلل العوامل التي تؤثر على أداء معجون التزجيج.

1) جودة المياه

تؤثر صلابة الماء ودرجة حموضته على أداء معجون التزجيج. وبشكل عام، يختلف تأثير جودة المياه باختلاف المناطق. فمياه الصنبور في منطقة معينة تكون مستقرة نسبيًا بعد المعالجة، بينما تكون المياه الجوفية غير مستقرة عمومًا بسبب عوامل مثل محتوى الأملاح الذائبة في طبقات الصخور والتلوث. لذا، يُفضل استخدام مياه الصنبور في معجون التزجيج المستخدم في مطحنة الكرات، نظرًا لاستقراره النسبي.

2) محتوى الأملاح الذائبة في المواد الخام

بشكل عام، يؤثر ترسب أيونات المعادن القلوية والقلوية الترابية في الماء على درجة الحموضة والتوازن الكهروكيميائي في معجون التزجيج. لذا، عند اختيار المواد الخام المعدنية، نسعى لاستخدام مواد خضعت لعمليات التعويم والغسل والطحن المائي. كما أن محتوى الأملاح الذائبة في المواد الخام يرتبط بتكوين عروق الخام ودرجة التجوية. وتختلف نسبة الأملاح الذائبة من منجم لآخر. إحدى الطرق البسيطة هي إضافة الماء بنسبة معينة واختبار معدل تدفق معجون التزجيج بعد الطحن الكروي. نسعى إلى استخدام كميات أقل من المواد الخام ذات معدل التدفق المنخفض أو الاستغناء عنها تمامًا.

3) الصوديومكربوكسي ميثيل السليلوزوثلاثي فوسفات الصوديوم

المادة المعلقة المستخدمة في طلاء السيراميك المعماري لدينا هي كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم، والمعروف اختصارًا بـ CMC. يؤثر طول السلسلة الجزيئية لـ CMC بشكل مباشر على لزوجته في معجون الطلاء. فإذا كانت السلسلة الجزيئية طويلة جدًا، تكون اللزوجة جيدة، ولكن يسهل ظهور الفقاعات في المعجون ويصعب التخلص منها. أما إذا كانت السلسلة الجزيئية قصيرة جدًا، فتكون اللزوجة محدودة ولا يمكن تحقيق التماسك المطلوب، ويسهل تلف معجون الطلاء بعد فترة من الاستخدام. لذلك، فإن معظم السليلوز المستخدم في مصانعنا هو سليلوز متوسط ​​ومنخفض اللزوجة. ترتبط جودة ثلاثي فوسفات الصوديوم ارتباطًا مباشرًا بالتكلفة. في الوقت الحالي، العديد من المنتجات في السوق مغشوشة بشكل خطير، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في أداء إزالة الصمغ. لذلك، من الضروري عمومًا اختيار المصنّعين الموثوقين عند الشراء، وإلا فإن الخسارة تفوق الربح!

4) الشوائب الأجنبية

بشكل عام، لا مفر من دخول بعض الملوثات النفطية وعوامل التعويم الكيميائية أثناء استخراج ومعالجة المواد الخام. علاوة على ذلك، تستخدم العديد من أنواع الطين الاصطناعي حاليًا إضافات عضوية ذات سلاسل جزيئية كبيرة نسبيًا. يتسبب التلوث النفطي بشكل مباشر في ظهور عيوب مقعرة على سطح الطلاء. تؤثر عوامل التعويم على توازن الحموضة والقلوية، وبالتالي على سيولة معجون الطلاء. تتميز إضافات الطين الاصطناعي عمومًا بسلاسل جزيئية كبيرة، مما يجعلها عرضة لتكوين الفقاعات.

5) المواد العضوية في المواد الخام

تُضاف المواد الخام المعدنية حتماً إلى المواد العضوية نتيجةً لعوامل مثل عمر النصف والتمايز وغيرها. بعض هذه المواد العضوية يصعب إذابتها في الماء، وقد تتكون فقاعات هوائية، مما يؤدي إلى انصهارها وانسدادها.

2. طبقة الطلاء الأساسية غير متطابقة بشكل جيد:

يمكن مناقشة توافق جسم الفخار مع طبقة التزجيج من ثلاثة جوانب: توافق نطاق تهوية الفرن، وتوافق انكماش الفرن أثناء التجفيف والحرق، وتوافق معامل التمدد. دعونا نحلل كل جانب على حدة:

1) مطابقة فاصل إطلاق العادم

أثناء عملية تسخين الجسم والطلاء، ستحدث سلسلة من التغيرات الفيزيائية والكيميائية مع زيادة درجة الحرارة، مثل: امتصاص الماء، وإطلاق الماء البلوري، والتحلل التأكسدي للمواد العضوية وتحلل المعادن غير العضوية، وما إلى ذلك، وقد تم تجربة تفاعلات وتحلل محددة عند درجة حرارة معينة من قبل كبار العلماء، ويتم نسخها على النحو التالي كمرجع ① درجة حرارة الغرفة -100 درجة مئوية، يتبخر الماء الممتص؛

② تبخر الماء بين الحجرات عند 200-118 درجة مئوية ③ احتراق المواد العضوية وتحلل الكبريتات والكبريتيدات عند 350-650 درجة مئوية ④ إعادة تركيب البلورات وإزالة ماء التبلور عند 450-650 درجة مئوية ⑤ تحويل الكوارتز وتغير الحجم عند 573 درجة مئوية ⑥ تحلل الكالسيت والدولوميت وانبعاث الغاز عند 800-950 درجة مئوية ⑦ تكوين سيليكات جديدة وأطوار سيليكات معقدة عند 700 درجة مئوية.

لا يمكن استخدام درجة حرارة التحلل المذكورة أعلاه إلا كمرجع في الإنتاج الفعلي، نظرًا لانخفاض جودة المواد الخام المستخدمة، وتقليص مدة دورة حرق الفرن لخفض تكاليف الإنتاج. لذا، بالنسبة لبلاط السيراميك، تتأخر درجة حرارة تفاعل التحلل نتيجة الاحتراق السريع، وقد يؤدي تركيز العادم في منطقة درجات الحرارة العالية إلى ظهور عيوب مختلفة. ولطهي الزلابية بسرعة، يجب الاهتمام بالعجين والحشوة، وترقيق العجين، وتقليل كمية الحشوة أو استخدام حشوة سهلة الطهي، وهكذا. وينطبق الأمر نفسه على بلاط السيراميك؛ فالحرق، وترقيق الجسم، وتوسيع نطاق حرق الطلاء، كلها عوامل تؤثر على عملية الطهي. العلاقة بين الجسم والطلاء تشبه علاقة المكياج بالفتيات؛ فمن رأى مكياج الفتيات يدرك بسهولة سبب وجود طبقات طلاء سفلية وعلوية. فالهدف الأساسي من المكياج ليس إخفاء القبح، بل تجميله! لكن إذا تعرقت قليلاً عن طريق الخطأ، فسيتلطخ وجهك، وقد تُصاب بالحساسية. وينطبق الأمر نفسه على بلاط السيراميك. فرغم أنه يُحرق جيدًا في الأصل، إلا أن الثقوب الصغيرة تظهر فيه عرضيًا، فلماذا تهتم شركات مستحضرات التجميل بنفاذية الهواء وتختار المواد المناسبة لأنواع البشرة المختلفة؟ في الواقع، تختلف أنواع الطلاء المستخدمة في مستحضرات التجميل، ولكن لكل نوع من أنواع البشرة طلاء مختلف. بالنسبة لبلاط السيراميك الذي يُحرق مرة واحدة، كما ذكرت في المقال السابق: من الأفضل استخدام كمية أكبر من المواد الخام إذا كان الهواء يتسرب ببطء، وإضافة معادن قلوية ترابية ثنائية التكافؤ مع الكربونات. أما إذا نفدت المادة الخضراء مبكرًا، فيُفضل استخدام كمية أكبر من الفريت أو إضافة معادن قلوية ترابية ثنائية التكافؤ مع مواد ذات فقد أقل عند الاشتعال. مبدأ التفريغ هو: أن درجة حرارة تفريغ المادة الخضراء تكون عادةً أقل من درجة حرارة تفريغ الطلاء، لذا يكون السطح المطلي جميلًا بعد خروج الغازات، ولكن يصعب تحقيق ذلك في الإنتاج الفعلي، ويجب تعديل درجة تليين الطلاء بشكل مناسب لتسهيل عملية التفريغ.

2) مطابقة الانكماش أثناء التجفيف والحرق

يرتدي الجميع ملابس، ويجب أن تكون مريحة نسبيًا، وإلا فإن أي إهمال بسيط سيؤدي إلى تمزقها، والطلاء على الجسم يشبه الملابس التي نرتديها، إذ يجب أن يكون مناسبًا تمامًا! لذلك، يجب أن يتناسب انكماش الطلاء أثناء التجفيف مع انكماش الجسم الخام، فلا يكون كبيرًا جدًا ولا صغيرًا جدًا، وإلا ستظهر تشققات أثناء التجفيف، وستظهر عيوب في الطوبة النهائية. بالطبع، بناءً على خبرة ومستوى عمال الطلاء الحاليين، يُقال إن هذه المشكلة لم تعد صعبة، كما أن معظمهم بارعون في التعامل مع الطين، لذا فإن هذه الحالة لا تحدث كثيرًا، إلا إذا حدثت في بعض المصانع ذات ظروف الإنتاج القاسية للغاية.

3) مطابقة معامل التوسع

بشكل عام، يكون معامل تمدد الجسم الأخضر أكبر قليلاً من معامل تمدد الطلاء، ويتعرض الطلاء لضغط انضغاطي بعد حرقه على الجسم الأخضر، مما يُحسّن استقراره الحراري ويجعله أقل عرضة للتشقق. هذه هي النظرية الأساسية التي يجب علينا دراستها عند دراسة السيليكات. قبل أيام، سألني صديق: لماذا يكون معامل تمدد الطلاء أكبر من معامل تمدد الجسم، مما يؤدي إلى تشوه شكل الطوبة، بينما يكون معامل تمدد الطلاء أصغر من معامل تمدد الجسم، مما يؤدي إلى تقوس شكل الطوبة؟ من المنطقي القول إنه بعد التسخين والتمدد، يكون الطلاء أكبر من القاعدة فيتقوس، والطلاء أصغر من القاعدة فيتشوه...

لستُ في عجلة من أمري للإجابة، دعونا نلقي نظرة على معامل التمدد الحراري. أولًا، يجب أن يكون قيمة. ما هي هذه القيمة؟ إنها قيمة حجم المادة التي تتغير بتغير درجة الحرارة. وبما أنها تتغير بتغير درجة الحرارة، فإنها تتغير عند ارتفاعها وانخفاضها. معامل التمدد الحراري الذي نسميه عادةً معامل التمدد الحراري للسيراميك هو في الواقع معامل تمدد الحجم. يرتبط معامل تمدد الحجم عمومًا بمعامل التمدد الطولي، والذي يبلغ حوالي ثلاثة أضعاف التمدد الطولي. عادةً ما يكون لمعامل التمدد المقاس أساس، وهو "ضمن نطاق درجة حرارة معين". على سبيل المثال، ما هو شكل منحنى قيمة معامل التمدد الحراري بين 20 و400 درجة مئوية بشكل عام؟ إذا أصررتَ على مقارنة قيمة 400 درجة مئوية بقيمة 600 درجة مئوية، فمن المؤكد أنه لا يمكن استخلاص أي استنتاج موضوعي من هذه المقارنة.

بعد فهم مفهوم معامل التمدد، دعونا نعود إلى الموضوع الأصلي. بعد تسخين البلاطات في الفرن، تمر بمرحلتي تمدد وانكماش. لن نتطرق إلى التغيرات في منطقة درجات الحرارة العالية الناتجة عن التمدد والانكماش الحراري. لماذا؟ لأن كلاً من جسم البلاطة الخام والطلاء الزجاجي يكونان لدنين عند درجات الحرارة العالية. بعبارة أخرى، يكونان لينين، ويكون تأثير الجاذبية أكبر من تأثير توترهما الذاتي. في الوضع المثالي، يكون جسم البلاطة الخام مستقيماً، ويكون تأثير معامل التمدد ضئيلاً. بعد مرور البلاطة الخزفية بمرحلة درجات الحرارة العالية، تخضع لعملية تبريد سريعة ثم تبريد بطيء، فتتحول من جسم لدن إلى جسم صلب. ومع انخفاض درجة الحرارة، يتقلص حجمها. بالطبع، كلما زاد معامل التمدد، زاد الانكماش، وكلما قل معامل التمدد، قل الانكماش. عندما يكون معامل تمدد جسم البلاطة أكبر من معامل تمدد الطلاء الزجاجي، ينكمش جسم البلاطة أكثر من الطلاء الزجاجي أثناء عملية التبريد، فتصبح البلاطة منحنية. إذا كان معامل تمدد الجسم أقل من معامل تمدد الطلاء، فإن الجسم ينكمش بدون الطلاء أثناء عملية التبريد. وإذا كان عدد الطوب كبيرًا جدًا، فسوف ينقلب الطوب، لذا فليس من الصعب تفسير الأسئلة السابقة!