خصوصیات چینی و سرامیك
پیشگفتار
در حال حاضر سرامیک بخش وسیعی از صنایع مختلف معاصر را در برمی گیرد. در عین اینکه این صنعت به قدمت اولین تمدن بشری است ولی اکنون محصولات سرامیکی یکی از مفیدترین پدیده هایی است که در پیشرفت علوم نقش مؤثری را بر عهده دارد.
محصولات سرامیکی دارای تنوع بسیار است. بعضی از آنها همواره مورد استفاده عموم قرار می گیرند و بعضی دیگر در رابطه با مصارف خاصی است که متخصصین از آنها بهره برداری می کنند.
ذیلاً تعدادی از محصولات مذکور ذکر می گردد:
الف- اشیاء هنری یا تزئینی مانند مجسمه- پلاک و غیره
ب- وسایل غذاخوری و لوازم آشپزخانه (Talbo ware)
ج- وسایل بهداشتی از قبیل دستشویی، وان حمام و غیره (Sanitary ware)
د- کف پوشها
هـ- کاشی ها
و- لوله های فاضل آب
ز- الماس های مصنوعی (Synthetic diamonds) مورد استفاده در لوازم صوتی
ح- قسمتی از مغزهای الکترونیکی (Memory Cells)
ط- بخشی از وسایل الکتریکی (مقره- پایه و ترمینال)
ی- شمع های ماشین (Spark Pluge)
ک- عایق ها و اجسام نسوز (Refractories)
ل- وسایل آزمایشگاهی مانند بوته ها، هاونگ های چینی و غیره
م- دندان های مصنوعی (Denture Ceramics)
ن- سنباده ها و ابزارهای برش (Abrasion resisting Ware) و غیره
فقط قسمتی از این مجموعه وسیع را تشکیل می دهند.
زمان ساخت سرامیک ها سالیان قبل و مقارن با رشد فکری انسان های اولیه و ایجاد نخستین تمدن های بشری بوده است.
بشر نخستین پس از شناخت محیط اطراف خودو کشف آتش شروع به ساختن ابزار، لوازم و اشیاء مورد نیاز خود کرد: در هم آمیختن آب و خاک و سخت شدن خمیره آنها بر اثر تبخیر مراحلی هستند که طبیعت به انسان آموخت. قدیمی ترین کشف بشر اولیه که بر اساس کاوش ها و دانستنی های ابتدایی او استوار بوده. همانا استفاده از حرارت آتش جهت سختی و استحکام اشیاء و اجسام گلی می باشد.
گرمای حاصله از حرارت آتش نه تنها باعث استحکام و سخت شدن اشیاء گلی می گردید بلکه گاهی اوقات بر حسب اتفاق تعدادی از آنها نیز بر اثر حرارت زیاد ذوب می شدند. زمانی که آتش فرو می نشست وجود قطعات ذوب شده و گاهی درخشان و سخت در خاکسترهای بر جای مانده انسان را متحیر و وادار به تفکر می نمود. به تدریج در اثر این گونه اتفاقات توجه بشر به ذوب مواد معدنی و نتیجتاً کشف فلزات جلب شد.
گرچه بشر با شناخت فلزات دریچه ای از دنیای تمدن را برخود گشود. ولی مشکل فرم دادن و نیز شکل گرفتن فلزات یکی از مسائلی است که انسان از همان ابتدا با آن برخورد نمود. در مقایسه با فلزات خاصیت شکل پذیری که از خمیره گل حاصل می گشت همواره باعث تقویت نیروی خلاقیت بشر می شد. این خصوصیت موجب می گردید که بتواند به آسانی شکل های مختلف را تجربه نموده و هر آنچه که می اندیشید عملاً بسازد حتی اکثر شکل های فلزی ابتدا از گل های طبیعی ساخته شده و پس از قالب گیری جهت شکل دادن فلزات از آنهااستفاده می گردیده است.
در این زمان است که اشیاء گلی آتش خورده و سخت به وفور در محیط زیست انسان یافت می گردد که از آن جمله می توان ظروف تهیه غذا و نگهداری آن، ابزارها، مجسمه ها آجر بناها و حتی تابوت ها و بسیاری دیگر را نام برد. کشف فلزات باعث گردید که صور، نقوش، طرز ساخت اجسام و اشیاء سرامیکی تغییرات اساسی و کلی پیدا کند و هنرمندان و صنعتگران آن زمان روش های جدیدی را در تولید و آفرینش اشیاء برگزیده و تجربه نمایند.
ویژگی هایی که در ساخت اشیاء سرامیکی وجود داشت موجب تداوم، تکرار و تکثیر آن وسایل گردید. به عبارتی دیگر هر آنچه که بشر می اندیشید می توانست بدون مانعی بسازد و این خود باعث اندوختن و انباشتن دانستنی ها و تجربیات فراوانی گشت. قرن ها قبل از طرح علوم فیزیکی و شیمیایی و حتی بیش از اقدام به کیمیاگری، انسان اولیه از این دانستنی ها و تجربیات بهره گرفته، به صورتی با علم و تکنیک سرامیک ها آشنایی پیدا کرده بود.
هم چنین نظری به محتوی فرم های اولیه و نقوش آنها نشان می دهد که بشر همواره از طریق ساخت و تزئین اجسام سرامیکی در جهت حس زیبایی دوستی، فلسفه ها و خلاقیت های هنری خود مدد گرفته، چنانکه فرهنگ، آداب ورسوم، عواطف و احساسات او همواره در تولید و خلق این اشیاء مؤثر بوده است.
به جهت گسترش صنعت سرامیک در مسیر بررسی و شناخت این اشیاء لازم به نظر می رسد که پس از مقدمه ذکر شده و تعاریف آینده نگاهی گذرا به تاریخ سرامیک انداختده و سپس به پژوهش در طبیعت، مواد خام درون آن و نیز بهره گیری از هر عنصر بپردازیم و آنگاه روش ها، تکنیک ها و سایر عوامل سازنده را بر اساس ساخت و تولید سرامیک ها، مورد تجزیه و تحلیل قرار دهیم.
تعریف سرامیک
لغت سرامیک از کلمه یونانی (Keram os) مشتق گردیده که در اصل به معنی ماده پخته شده است. تعریف دیگر از ریشه سانسکریت به موادی اطلاق می گردد که به کمک آتش تهیه می شوند.
تعریف جدید و علمی که در دنیای صنعتی امروز نیز قابل قبول می باشد تعریفی است که در سال 1920 جامعه سرامیک آمریکا مطرح نموده است.
سرامیک عبارت است از تمام محصولات غیرفلز معدنی که برای به عمل آوردن آن به صورت یک محصول قابل استفاده، احتیاج به درجه حرارت معمولاً بالاتر از 600 درجه سانتیگراد را دارد. این تعریف نه تنها شامل محصولاتی می گردد که ماده اولیه خاک آنها و یا سیلکاتها هستند بلکه سایر محصولات از قبیل اکسیدهای فلزی و کربن ها را نیز در برمی گیرد.
سرامیک های ظریف Fine Ceramics
قطعه ای از سرامیک کاملاً دقیق و حساب شده که دارای ساخت ظریف بدون لعاب و یا لعابدار باشد سرامیک ظریف اطلاق می شود. این دسته از سرامیک ها اغلب به ظروف غذاخوری خاص و اشیاء تزئینی اطلاق می گردد. باید توجه داشت که اصطلاح متداول فنی برای این نوع سرامیک ها وایت ور (White ware) است ولی این کلمه نیز تاکنون مورد تأیید قطعی مجامع علمی قرار نگرفته است.
در دسته بندی شاخه های مختلف صنعت سرامیک نیز مانند تعریف آن؛ تفاهم چشمگیری بین دست اندرکاران این صنعت وجود ندارد ولی در عین حال رایج ترین و شاید صحیح ترین دسته بندی شاخه های مختلف این صنعت به صورت زیر است:
1- فرآورده های ویژه و سرامیک های تکنیکی.
2- دیرگدازها.
3- فرآورده های زمخت.
4- فرآورده های ظریف[1].
همچنان که از عنوان این بخش نیز مشخص است بحث در چهارچوب دسته چهارم از شادخه های چهارگانه صنعت سرامیک است. ولی با این همه به طور بسیار مختصر سه شاخه دیگر نیز بررسی خواهند شد.
نمودار 1 : انواع بدنه های سرامیك
فرآورده های ویژه و سرامیکی تکنیکی[2]
به طور کلی این فرآورده ها عمدتاً از مواد اولیه مصنوعی و خالص ساخته می شوند. خصوصیات، ترکیبات و مواد اولیه این فرآورده ها بر حسب موارد مصرف مختلف آنها کاملاً متفاوت هستند. این فرآورده های پیچیده عمدتاً در ارتباط با پیشرفت و تکامل صنایع دیگر مطرح گردیده اند صنایع الکترونیک، صنایع هواپیمایی، تحقیقات فضایی، انرژی هسته ای، نیروگاه های برق و غیره جزئی از صنایعی هستند که در واقع مصرف کننده عمده این محصولات به شمار می آیند. از انواع این فرآورده ها به عنوان مثال می توان از اکسید سرامیک های مختلف (مثل بریلیا Beo و تیتانیا ، و توریا ) نیتریدها و سیلیسیدها، (مثل نیترید بر BN، نیترید سیلیسیم و دی سیلیسید مولیبدن ) کاربیدها (مثل کاربید بر ، کاربید تنگستن Wc و کاربید زیرکنیم Zrc) و نیز فرآیت ها نام برد.
دیرگدازها
به طور کلی فرآورده های دیرگداز محصولاتی هستند که در درجه حرارت های بالا کاربرد دارناد به طور رسمی اصطلاح «دیرگدازها» (Refractories) شامل تمامی فرآورده هایی است که خمش[3] آنها در بالاتر از 1580 درجه سانتی گراد انجام می شود. ولی این اصطلاح عملاً در مورد فرآورده هایی که نقطه خمش آنها از حدود 1520 درجه سانتی گراد بالاتر است نیز به کار می رود.
مصرف این فرآورده ها عمدتاً در ساختمان کوره ها می باشد بنابراین می توان به اهمیت آنها در صنعت امروز پی برد. به عبارت دیگر کلیه صنایعی که در مراحلی از روند تولید خود نیاز به درجه حرارت بالا دارند (به عنوان مثال صنایع ذوب فلز، شیشه، سیمان، صنایع شیمیایی، صنایع هسته ای و غیره) مجبور به استفاده از این محصولات خواهند بود.
این فرآورده ها عمدتاً به صورت آجرهای مختلف عرضه می گردند ولی انواع ملات ها و پوشش های مختلف و دیرگدازهایی برای مصارف ویژه را نباید از یاد برد.
به طور کلی دیرگدازها بر اساس ترکیب شیمیایی آنها و یا حد دیرگدازیشان رده بندی می شوند، ولی در مواردی این رده بندی بر اساس روش های ساخت آنها نیز انجام می گردد.
چنانچه دیرگدازها بر اساس حد دیرگدازی تقسیم شوند این تقسیم بندی شامل چهار دسته به شرح زیر خواهد بود:
با نقطه خمش
الف- دیرگدازهای درجه حرارت پایین Low-heat-duty 1630-1520
ب- دیرگدازهای درجه حرارت متوسط Intermediate-heat-duty 1670-1630
ج- دیرگدازهای درجه حرارت بالا High-heat-duty 1730-1670
د- دیرگدازهای درجه حرارت بسیار بالا Super-duty بالاتر از 1730
از طرف دیگر دیرگدازها بر اساس ترکیب شیمیایی آنها به سه دسته تقسیم می شوند (این نحوه تقسیم بندی رواج بسیار بیشتری دارد):
الف- دیرگدازهای اسیدی
ب- دیرگدازهای خنثی
- دیرگدازهای قلیایی
جدول 2 انواع دیرگدازها را بر اساس ترکیب شیمیایی آنها نشان می دهد.
فرآورده های زمخت
فرآورده های زمخت یا «Heavy Clay» عمدتاً در ساختمان ها به کار می روند. آجر مشهورترین فرآورده این شاخه از صنعت سرامیک است. علاوه بر انواع آجرها، لوله های فاضل آب، انواع سفال های سقف، کاشی های کف زمخت، ناودانی ها و قطعات مشابه در این گروه جای دارند[4]. مواد اولیه این فرآورده ها عمدتاً رس های سرخ رنگ هستند که به وفور یافت می شوند.
بدنه این فرآورده ها بر حسب کاربرد آنها و نیز درجه مرغوبیتشان می توانند متخلخل و یا متراکم و نیز لعابدار یا بدون لعاب باشند. در ساخت این فرآورده ها لعاب های نمکی کاربرد وسیعی دارند. بدنه این فرآورده ها به طور کلی از نوع سفال، ماجولیکا و یا استون ور هستند.
فرآورده های ظریف
اصطلاح «فرآورده های ظریف» معادل اصطلاح انگلیسی «Pottery» و یا اصطلاح آمریکایی «White Ware» به کار می رود. ولی با این همه باید در نظر داشت که اصولاً اصطلاح آمریکایی «White Ware» اصطلاح غلطی است. چرا که در این گروه فرآورده هایی نیز قرار می گیرند که رنگ بدنه آنها به طور معمول سفید نیست. به عنوان مثال انواع بدنه های بسیار مرغوب و ظریف استون ور که عمدتاً جهت ظروف خانگی مورد مصرف دارند.
فرآورده های ظریف فقط شامل ظروف خانگی نیستند. به طور خلاصه فرآورده های ظریف سرامیک خود به چهار دسته تقسیم می شوند:
- ظروف خانگی
- کاشی ها
- سرامیک های بهداشتی
- مقره ها و عایق های الکتریکی
در تقسیم بندی صنعت سرامیک در صفحات قبل، قید گردید که بحث ما در چهارچوب این دسته از فرآورده های سرامیک است، بنابر این به بررسی انواع فرآورده های ظریف می پردازیم.
ظروف خانگی
به طور کلی رایج ترین نحوه تقسیم بندی بدنه های سرامیک (و از جمله ظروف خانگی) دسته بندی آنها در مرحله اول از نظر چگونگی تراکم و یا تخلخل آنها و در مرحله دوم از نظر رنگ بدنه آنهاست. نمودار 3 مهمترین انواع ظروف خانگی را که بر اساس معیارهای مذکور تقسیم بندی شده اند نشان می دهد:
حال به معرفی هر یک از این بدنه ها می پردازیم:
نمودار 3 : مهمترین انواع ظروف خانگی
الف: سفال
ابتدایی ترین و قدیمی ترین فرآورده سرامیک- بدنه ای است متخلخل و رنگی. علی رغم قدمت آن هنوز نیز (به صورت صنعتی و نیز سنتی) در مقیاس وسیع تولید می گردد. هم چنان که در صفحات قبل هنگام بررسی فرآورده های زمخت اشاره شد، کاربرد این نوع بدنه صرفاً به ظروف خانگی معطوف نمی گردد بلکه سفال به صورت آجر و دیگر مصالح ساختمانی نیز کاربرد وسیعی دارد.
پخت اول این بدنه ها (بیسکویت) معمولاً در حدود 900 درجه سانتی گراد، و نقطه ذوب لعاب آنها بر حسب مرغوبیت سفال حدود 950 تا 1100 درجه سانتی گراد است. لعاب های این بدنه ها معمولاً لعاب های سربی معمولی هستند. با توجه به وجود مقدار زیادی اکسید آهن در این نوع بدنه، معمولاً رنگ لعابها تنوع زیادی ندارند.
ب: ماجولیکا و انواع بدنه های مشابه
به طور کلی بدنه های ماجولیکا از سفال متکامل تر هستند ولی با این همه این فرآورده ها نیز مانند سفال متخلخل و رنگی می باشند. بدنه این فرآورده ها به طور کلی از رس ناخالص و نیز سیلیس و گدازآورهای[5] مناسب ساخته می شود. این بدنه ها همیشه دارای لعاب سفید کدر[6] قلع بوده و یا در مواردی به وسیله انگوب سفید و لعاب شفاف[7] پوشانده شده اند. در حقیقت این دو مورد صفت مشخصه این نوع فرآورده ها هستند. اصولاً هر نوع بحث فنی در مورد بدنه های ماجولیکا بدون اشاره به تاریخ تکامل آنها دقیق نخواهد بود. بنابراین اگرچه در صفحات بعد در مورد تاریخچه صنعت سرامیک بحث خواهد گردید ولی در اینجا باید به تاریخ تکامل این بدنه به طور کاملاً مختصر اشاره شود:
به طور کلی ایران زادگاه این فرآورده ها و سفالگران ایرانی اولین سازندگان ظروف ماجولیکا در جهان بوده اند. عامل اصلی ساخت این فرآورده ها تمایل سفالگران ایرانی به تقلید از ظروف چینی بود. (از حدود قرن هشتم میلادی به بعد) سفالگران ایرانی با استفاده از رس های ناخالص (تنها رس های قابل دسترس در آن دوران) قادر به ساخت چینی و اصولاً فرآورده های سفید نبودند. بنابراین تنها راه ممکن پوشاندن بدنه های رنگی به وسیله ماده سفید رنگی بود. این ماده سفید رنگ می توانست یا دوغاب سفید باشد و یا لعاب کدر سفید.
و در اینجا بود که استفاده از قلع جهت تهیه لعاب کدر سفید مطرح شد. بدین ترتیب سفالگران جهان اسلام آن روز و در رأس آنها سفالگران ایرانی لعاب های سربی کدر قلع را که در 500 سال پیش از میلاد مسیح (در اوایل دوره هخامنشی) به وسیله ایرانیان باستان مورد استفاده قرار می گرفت احیاء نمودند. در خلال قرون سوم تا هشتم هجری (قرن نهم تا دوازدهم میلادی) زیباترین نمونه های ماجولیکا در ایران ساخته می شده است. در قرن هشتم میلادی اعراب از تنگه جبل الطارق گذشته و اسپانیا را نیز فتح نمودند. ارتباط فرهنگی عمیقی که با تسخیر اسپانیا بین اروپائیان و مسلمانان پیش آمد باعث گردید که جهان غرب بتواند بسیاری از رموز صنعت شرق- و از جمله شیوه های ساخت ظروف ماجولیکا را- بیاموزد. کلمه ماجولیکا از نام جزیره ماجورکا (Majorca) در اسپانیا گرفته شده است. در این جزیره مسلمان نشین در اوایل قرن پانزدهم ظروفی با لعاب کدر قلع (مشهور به «ماجولیکا») ساخته شده و به دیگر نقاط جهان صادر می گردید. کمی بعد (در همان قرن پانزدهم) سفالگران ایتالیا رموز ساخت لعاب قلع دار را از اسپانیایی ها آموختند و شهر «فائنزا» (Faenza) در ایتالیا یکی از مراکز ساخت این ظروف گردید. مانند اصطلاح «ماجولیکا» به ظروف ساخته شده از فائنزا نیز نام «فاینس» (Faience) اطلاق شد. در قرن شانزدهم سفالگران شهر «دلفت» Delft هلند نیز شیوه ساخت لعاب های کدر قلع را فرا گرفتند و ظروف زیبایی با تزئینات سفید و آبی (مشهور به آبی محمدی و به تقلید از ظروف شرقی) به وجود آوردند این فرآورده ها نیز به «ظروف دلفت» و یا «Delftware» مشهور شدند و بالاخره در اواخر قرن شانزدهم سفالگران فرانسه، و نیز در اواخر قرن هفدهم سفالگران انگلستان توانستند رموز ساخت این فرآورده ها را آموخته و چنین ظروفی را تولید نمایند.
جهت دریافت فایل خصوصیات چینی و سرامیك لطفا آن را خریداری نمایید