سرامیک و پودر سرامیکی

سرامیک ها به دو دسته بزرگ تقسیم می شوند: سنتی و مدرن.

سرامیک های سنتی: این سرامیک ها قرن ها تولید می شود و از مواد اولیه طبیعی مثلاً مینرال های رسی با اضافه شدن آب که دارای خاصیت پلاستیک شده و با قالب شکل می پذیرد و در درجه حرارت بالا پخت می شود کاربرد این سرامیک ها در آجر، سفال، لوله های فاضلاب، کاشی، لوله ها، بوته ها، ساینده ها، کاغذ، سمباده و غیره.

سرامیک های مدرن (مهندسی یا پیشرفته): این سرامیک ها با خالص سازی مینرال های طبیعی به دست می آید و شامل اکسیدهایی نظیر  و غیره می باشد. کاربرد سرامیک های مدرن در صنایع هوافضا- عایق ها- سوخت های هسته ای و غیره.

برای ساخت یک قطعه سرامیکی ابتدا باید خواص را مورد نظر قرار داد مثلاً اینکه این قطعه در چه دمایی- در چه محیطی- تحت چه بارهایی – تحت تماس با چه موادی قرار دارد با توجه به این عوامل جنس ماده اولیه را انتخاب کرده سپس با توجه به همه این عوامل روش تولید، اندازه ذرات، توزیع ذرات و … را انتخاب می کنیم در خیلی از کاربردها نیاز به پوردهایی با خلوص بسیار بالا داریم بنابراین برای انتخاب پودر سرامیکی میزان خلوص پودر برای ما اهمیت دارد.

خلوص پودر سرامیکی به شدت بر خواص نظیر: دمای بالا، استحکام، مقاومت با اکسیداسیون قطعه را پایین می آورد تأثیرگذار است.

مواد سرامیکی خام و فن آوری شده:

مواد سرامیکی اغلب بر اساس اندازه ذرات تهیه می شود به عنوان مثال پودری با مش 325 تماماً از الک مش 325 عبور کرده و نباید ذرات بزرگتر از mm44 داشته باشد مثلاً یک پودر با مش 100- تا مش 150+ دارای محدوده اندازه ذرات الکی است که ذراتی کوچکتر از الک مش 100 عبور کرده اما برای عبور از الک مش 150 بسیار بزرگتر است.

(نکته: ذرات با مش 6  سایز ذرات mm36/3-76/4)

(ذرات معلق در داخل یک سیال، سوسپانسیون می باشد)

الک کردن به صورت خشک یا تر:

اغلب برای ذرات بزرگتر انجام می شود روش ریع و مؤثر برای ذرات با روانی زیاد الک خشک روش معمولی برای الک کردن تا زیر مش 350 است اگر بالاتر از این مش استفاده کنیم ذرات آن قدر ریز هستند که تمایل به توده شده یا آگلومری شدن و منافذ الک را مسدود می کند در بعضی از سیستم های اتوماتیک الک جهت کمک به الک کردن از لرزش یا جریان هوا استفاده می شود.

آسیاب اصطکاکی:

مشابه بالمیل بوده به صورت استوانه ای است حاوی گلوله ها یا عوامل ساینده می باشد عمل آسیاب توسط بازوهای هم زننده که روی یک محور نصب شده است انجام می شود. آسیاب اصطکاکی بسیار سریع تر از آسیاب گلوله ای بوده و بسیار کارآمد است آلودگی کمتر ایجاد می کند وبه آسانی خشک، تر یا با اتمسفر گاز خنثی یا تحت خلأ انجام می شود (گازهای خنثی مانند نئون Ne، آرگون Ar و …) در زمان های بسیار بالا هیچ اثری از آلودگی دیده نشده ولی بعضی از ذرات در قسمت هایی از آسیاب گیر کرده و یا انباشته می شود که این حالت برای آسیاب تر اصطکاکی اتفاق نمی افتد. میزان اکسیژن در پودر با افزایش زمان آسیاب بیشتر می شود.

آسیاب چکشی:

در این آسیاب سرامیک هایی با اندازه میلی متری یا بزرگتر و یا کلوخه ای از سرامیک وارد شده اندازه ذرات توسط ضربه کاهش می یابد معمولاً پس از استفاده از این آسیاب مجدداً ذرات را برای اینکه ریزتر کنند به آسیاب گلوله ای برده و مجدداً در آنجا آسیاب می کنند این آسیاب دارای میله یا صفحه صلب سختی هستند این به سرعت می چرخد ذرات را در مسیر میله صفحه می ریزیم و توسط ضربه خرد می شود.

آسیاب غلتکی:

تکه های بزرگ از سرامیک ها بین دو غلتک که در جهت مخالف در حال حرکت هستند قرار می گیرند و خرد می شوند این آسیاب در چندین مرحله عمل خردایش را انجام می دهد  ودر هر مرحله فاصله بین غلتک ها کمتر می شود.

عملیات تراکم اولیه:

با روش هایی که تاکنون گفتیم پودرهای سرامیکی با روش های مکانیکی، شیمیایی و متفرقه سنتز کردیم حال پودرهای دانه بندی شده و سنتز شده را توسط روش های مختلفی نیز پرس،ریخته گری دوغابی، قالب گیری تزریقی و … فشرده کرده و سپس عملیات پخت را روی آن انجام می دهیم. برای دست یابی به قطعه نهایی با خواص همگن باید عملیات متراکم شدن یا پرس کردن به صورت کاملاً یکنواخت انجام داد. برای دست یابی به این منظور قبل از عملیات فشرده کردن یک سری عملیات اولیه باید انجام گیرد تراکم اولیه برای به حداقل رساندن عیوب در یک قطعه سرامیکی کاملاً ضروری است همچنین برای افزایش روانی پودر در فرآیند پرس کاری نیاز به یک سری عملیات اولیه داریم.

عملیات اسپری درایر کردن:

اسپری درایر یک محفظه مخروطی شکل است که یک راه ورود برای هوای گرم دارد پودر مورد نظر برای اسپری درایر به صورت یک سوسپانسیون در آب به همراه افزودنی های مناسب می باشد آماده سازی دوغاب اغلب در آسیاب گلوله ای انجام می شود دوغاب به درون اسپری درایر وارد شده و از میان تمیزکننده عبور کرده و توسط گردش هوای گرم در محفظه مخروطی حرکت چرخشی پیدا می کند مایع تبخیر شده و پودر به صورت آگلومره های نرم شکل می دهد اسپری درایر انواع مختلفی دارد در بعضی از آنها آگلومره های کروی در محدوده 30 تا 120 mm تولید می شود.