دانلود پایان نامه خصوصیات چینی و سرامیک

خصوصیات چینی و سرامیک

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:177

فهرست مطالب :

پیشگفتار............................................................... 1

فرآورده های ویژه و سرامیکی تکنیکی .............................. 8

دیرگدازه ها ............................................................ 8

فرآورده های زمخت .................................................. 11

فرآورده های ظریف .................................................. 11

ظروف خانگی ........................................................ 12

کاشی ها ............................................................ 37

سرامیک های بهداشتی ............................................ 42

عایق ها ومقره های الکتریکی ..................................... 45

تکامل صنعت سرامیک .............................................. 54

تکامل صنعت سرامیک در جهان .................................... 54

تکامل صنعت سرامیک در ایران ..................................... 68

پیشگفتاراستاندارد چینی .......................................... 85

ظروف چینی غذا خوری – ویژگیها و روشهای آزمون ............... 87

فرآورده های سرامیکی ............................................. 89

چینی ................................................................. 91

انو اع چینی غذا خوری .............................................. 91

نمونه برداری ......................................................... 91

آزمون های فیزیکی .................................................. 93

آزمون مقاومت در برابر تغییر ناگهانی دما ............................ 98

آزمون قابلیت نور گذاری .............................................. 106

سختی ................................................................ 109

آزمون های شیمیایی ................................................ 112

آزمون پایداری لعاب و دکور ظروف غذا خوری در برابر شستشو .... 122

آزمون های چشمی و درجه مرغوبیت ............................... 124

تاثیروتوزیع اندازه ذرات بر خواص دوغاب سرامیک..................... 132

اطلاعات مربوط به اندازه ی ذرات ..................................... 133

رئولوژی دوغابها........................................................ 136

فاز جامد موجود در دوغابها............................................. 138

توزیع اندازه ی دانه رئولوژی دوغابها.................................... 139

دوغابهای الومینا........................................................ 140

دوغاب های کوارتز...................................................... 142

دوغاب های بدنه سفید................................................ 142

ساختمان فلوکول در دوغاب های ریخته گری تجاری.................. 145

سرعت ریخته گری در ارتباط با اندازه سطح ذره....................... 147

ویسکوزیته سوسپانسیون های دیسپرز.............................. 149

ویسکوزیته دوغاب های تهیه شده از پودرهایا مخلوط های لکوئیدی. 152

رئولوژی سیستم های کوا گوله...................................... 153

خلاصه بحث............................................................ 155

بررسی عیوب حاصله بر روی قطعات تولیدی پرس .................. 161

تحقیق برروی بدنه های چینی با سیلیس بالا ....................... 164

مواد خام ............................................................... 165

مراحل آزمایش نمونه ها .............................................. 166

نتایج و بحث ........................................................... 168

انبساط حرارتی ....................................................... 169

جذب آب ودانسیته بدنه ها .......................................... 170

استحکام خمشی بدنه ها ........................................... 170

سفیدی و شفافیت بدنه ............................................. 172

مشاهده نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونیکی .......... 174

نتیجه گیری ............................................................ 175

منابع و مآخذ ........................................................... 176

ضمیمه ( آماروارقام مربوط به تولیدات چینی ) ........................ 177

چکیده :

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:

فرآورده های ویژه و سرامیک های تکنیکی.دیرگدازها.فرآورده های زمخت.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.

فرآورده های ویژه و سرامیکی تکنیکی[1]

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[2] 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.

2- “Special or Technical Ceramics”

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[1]. 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 خانگیکاشی هاسرامیک های بهداشتیمقره 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:

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[1] مناسب ساخته می شود. این بدنه ها همیشه دارای لعاب سفید کدر[2] قلع بوده و یا در مواردی به وسیله انگوب سفید و لعاب شفاف[3] 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.

همچنان که مشاهده می شود اگرچه به این فرآورده ها نام های متفاوتی اطلاق      می گردد ولی از دیدگاه های علم سرامیک تمامی آنها فرآورده های مشابهی هستند. البته باید توجه داشت که اصولاً ظروف دلفت به نسبت دیگر ظروف ماجولیکا دارای خلوص بیشتری بوده و بنابراین بدنه آنها سفیدتر است. به همین دلیل در بعضی موارد آنها را جزء ارتن ورها دسته بندی می نمایند. از طرف دیگر در زبان فرانسوی اصطلاح «فاینس» به کلیه بدنه های متخلخل و لعاب دار اطلاق می گردد. بدیهی است که در چنین مواردی حتی سفالها نیز جزء ظروف فاینس به شمار می آیند[4]. علاوه بر مورد اخیر باستان شناسان «ظروف فاینس» را صرفاً شامل آن دسته از ظروف مصر، ایران و آسیای غربی می دانند که دارای لعاب کدر قلع می باشد.

پ: ارتن ور

به طور کلی ارتن ور بدنه ای است سفید و یا تقریباً سفید (کرم) و متخلخل؛ بنابراین عمده ترین تفاوت ارتن ور با سفال و ماجولیکا رنگ بدنه آن است. در متون غیرعلمی و حتی در مواردی در متون علمی ارتن ور شامل کلیه بدنه های رنگی است. (بنابراین در چنین مواردی سفال و ماجولیکا نیز جزء بدنه های ارتن ور به شمار می آیند. در حقیقت ارتن ور در این مفهوم برابر با کلمه «فاینس» در زبان فرانسوی است).

در زبان فارسی معادل «ارتن ور» (Earthenware)، کلمات گلینه و یا سفالینه پیشنهاد شده است.

ولی با توجه به تعریف سفال (بدنه رنگی و متخلخل) بدیهی است که کلمه سفالینه نمی تواند معادل ارتن ور به کار رود. به طور کلی ارتن ورها به سه دسته تقسیم        می شوند:

ارتن ورهای رسی یا آرژیلی: قدیمی ترین نوع ارتن ور است. در بسیاری موارد صرفاً از انواع رس های مختلف که دارای آهن کم و مواد گدازآور زیاد هستند ساخته می شود. در بعضی موارد سیلیس نیز به آن اضافه می گردد.ارتن ور آهکی: این نوع ارتن ورها از مخلوط رس و آهک (و مواد مشابه آن) و نیز از مارن های طبیعی ساخته می شوند. تخلخل زیادی داشته و بسیار سبک می باشند.ارتن ور فلدسپاتی: مرغوب ترین نوع ارتن ور بوده و در حقیقت مادر پرسلان هاست. درجه حرارت پخت این نوع ارتن ور از دو نوع دیگر بیشتر بوده و نیز دارای تخلخل بسیار کم و استحکام بسیار زیادی است. به نحوی که استحکام آن حتی در مواردی از پرسلانها نیز بیشتر است.

اصولاً این نوع ارتن ور در انگلستان تکامل یافته و در آنجا نیز بیشتر از هر جای دیگر رایج گردید به طوری که امروزه اکثر سرویس های غذاخوری در انگلستان ارتن ور فلدسپاتی هستند. در حقیقت ارتن ور فلدسپاتی در زادگاه خود یعنی انگلستان، مقام و ارزش پرسلان ها را به خود اختصاص داده است.

و...

NikoFile

دانلود پایان نامه اثر بسیار مهم دما برتنش آستانه ای

اثر بسیار مهم دما برتنش آستانه ای

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:67

چکیده :

بررسی ماهیت تنش آستانه ای،روش های اندازه گیری تئوری وعملی ،عوامل موثر وچگونگی محاسبه تنش آستانه ای از جمله مسایل مهمی است که کمتردرمقالات به آن اشاره شده است.هرچند مقالات ومنابع مرتبط با تنش آستانه ای بسیارمحدود است لیک در این پروژه سعی گردیده تا حدودی با این مبحث آشنا شویم .

آنچه در مورد تنش آستانه ای به نظر می رسد این مطلب است که با خزش ارتباطی نزدیک داشته ومی توان با استفاده از نمودارهای خزش آن را تحلیل کرد.

در واقع می توان گفت تنش آستانه ای به دلیل اندر کنش نابجایی ها با ذرات واثر متقابل آنها برهم ایجاد می شود.به بیان دیگر عدم تقارن نیروی صعود ناشی از عدم تقارن شبکه علت اصلی پیدایش تنش آستانه ای است. این تنش را می توان با استفاده از روش برونیابی برروی نمودار تنش – کرنش ویا باروابط موجود بدست آورد. از جمله پارامترهای موثر بر آن دما می باشد که با افزایش آن تنش آستانه ای بشدت افت می کند.

کلمات کلیدی :خزش ،تنش آستانه ای ،نرخ کرنش ،برون یابی

مقدمه :

با پیشرفت بشر وایجاد تکنولوژی جدید ،نیاز انسان به تولید موادی که در دماهای بالا خواص مکانیکی مناسبی از خود نشان می دهند ،افزایش پیدا کرده است.برای پاسخگویی به این نیاز شناخت مکانیزم هایی که درشرایط دمای بالا اتفاق می افتد لازم است.آزمایش خزش از جمله آزمایشاتی است که به خوبی می تواند جوابگوی این نیاز باشد.

محققان با بررسی در آلیاژهای آلومینیوم به نتایج جالبی در مورد اثر تنش آستانه ای رسیده اند .در این پروژه سعی می کنیم با تفکیک اثرات 7این تنش برروی مواد مختلف نتیجه ای قابل لمس از مبحث مطروحه بدست آوریم . البته مقالات در این زمینه بسیار انگشت شمار وپیوستگی این مقالات محدود هم کاری دشوار .

هدف اصلی از این بررسی اثر بسیار مهم دما برتنش آستانه ای است که با توجه به این موضوع اهمیت بحث حاضر مشخص می شود.

قبل از ورود به مبحث اصلی لازم است مروری بر فولادهای میکروآلیاژی داشته باشیم .

1-1- فولادهای کم آلیاژی:

فولادهای کربنی با یک یا چند عنصر کرم ، نیکل ، مس ، مولیبدن ، فسفر وانادیم، به مقادیر چند درصد یا کمتر از فولاد کم آلیاژی می نامند. مقادیر بالا از عناصر الیاژی معمولاً برای خواص مکانیکی و سختی پذیری است .

1-1-1- اثرات افزودنی های میکروآلیاژ کننده :

این بخش بر روی فولادهای پرلیت – فریت میکروآلیاژ شده تاکید کرده است ، که از افزودنی های عناصر آلیاژ کننده مثل نیوبیوم و وانادیوم برای بالا بردن کربن و یا محتواهای منگنز استفاده می کند ( و به این ترتیب توانایی حمل بار بالا می رود ) بررسی های گسترده در طول دهه 1960 بر روی اثرات نیوبیوم و وانادیوم روی خصوصیات مواد یا مصالح درجه ساختمانی باعث کشف این موضوع گردید که مقادیر کم نیوبیوم، وانادیوم هر کدام (10/0% ) فولادهای استاندارد کربن – منگنز را بدون تداخل با بعمل آوری بعدی مستحکم و قوی می سازند مقدار کربن نیز می تواند کم شود تا هم قابلیت جوش را بالا ببرد و هم چقرمگی را ، چون اثرات مقاومت دهندگی نیوبیوم و وانادیوم بخاطر کاهش در استحکام ناشی از کاهش در مقدار کربن جبران می شوند .

خصوصیات مکانیکی فولادهای کم آلیاژ دارای استحکام بالای میکرو آلیاژ شده ، فقط در صورت افزایش عناصر میکرو آلیاژ کننده حاصل می شوند . لازمه ی وجود آستنیت که به اثرات پیچیده طرح آلیاژ و تکنیک های نورد کاری بستگی دارد ، نیز یک فاکتور مهم در تصفیه دانه ای فولادهای کم آلیاژ دارای استحکام بالای نورد گرم است . تصفیه دانه ای در صورت وجود آستنیت با روش های نورد کاری کنترل شده ، باعث چقرمگی بالا و استحکامهای تسلیم زیاد در رنج 345 تا 620 مگا پاسکال(ksi 90 تا 50) می شود.

این توسعه فرآیندهای نوردکاری کنترل شده همراه با طرح آلیاژ، سطوح استحکام تسلیم بالایی را تولید کرده است که با پایین آمدن تدریجی مقدار کربن توام می باشد بسیاری از فولادهای کم آلیاژ دارای استحکام بالا میکروآلیاژ شده اختصاصی ، مقادیر کربن به کمی 60/0% و یا حتی کمتر دارند ، با این حال هنوز می توانند استحکام تسلیم حدود 485 مگا پاسکال (ksi 70) را توسعه داده و ایجاد نمایند . استحکام تسلیم بالا ، با اثرات ترکیبی اندازه دانه ریز ایجاد شده و در طول نورد کاری گرم کنترل شده و استحکام دهندگی رسوب حاصل می شود که این خصوصیت ناشی از حضور وانادیوم ، نیوبیوم و تیتانیوم است .]1[

1-1-2- انواع گوناگون فولادهای فریت – پرلیت میکروآلیاژ شده عبارتند از :

1-1-2-1-فولادهای میکروآلیاژ شده وانادیوم

1-1-2-2-فولادهای میکروآلیاژ شده نیوبیوم

1-1-2-3-فولادهای میکروآلیاژ شده وانادیوم – نیوبیوم

1-1-2-4- فولادهای مولیبدن – نیوبیوم

1-1-2-5-فولادهای میکروآلیاژ شده وانادیوم – نیتروژن

1-1-2-6-فولادهای میکروآلیاژ شده تیتانیوم

1-1-2-7-فولادهای میکروآلیاژ شده نیوبیوم – تیتانیوم

   1-1-2-8-فولادهای میکروآلیاژ شده تیتانیوم – وانادیوم

1-1-2-1- فولادهای میکروآلیاژ شده وانادیوم :

تهیه و توسعه فولادهای حاوی وانادیوم مدت کوتاهی پس از تهیه فولادهای هوازدگی رخ می‌دهد و محصولات نورد شده صاف با بیش از 10/0% وانادیوم بطور وسیعی در شرایط نورد گرم بکار می روند فولادهای حاوی وانادیوم نیز در شرایط نورد کنترل شده ، نرمال شده و یا کوئنچ و تمپر شده بکار می روند .

وانادیوم با تشکیل ذرات رسوب ریز ( با قطر 5 الی 100 نانومتر ) V (CN) در فریت در طول سرد سازی پس از نورد گرم به قوی ساختن کمک می کند . این رسوبات وانادیوم ، که به پایداری رسوبات نیوبیوم نیستند ، محلول در همه دماهای عادی نورد کاری هستند که برای ایجاد فریت دانه ریز مفید می باشند قوی ساختن به وسیله وانادیوم ، بین 5تا 15 مگا پاسکال ( ksi 2 و 7/0 ) در هر 01/0 ترکیب شیمیایی وانادیوم است و این حد متوسط به مقدار کربن و سرعت سرد سازی حاصل از نورد گرم بستگی دارد ( و بنابراین به ضخامت مقطع نیز بستگی دارد ) سرعت سرد سازی که با دمای نورد گرم و ضخامت مقطع معین می شود برروی قوی ساختن سطح رسوب در فولاد 15/0% وانادیوم تاثیر می گذارد که در شکل 1-1 نشان داده شده است .

در سرعت های سرد سازی بالا بیشتر ذرات (CN) V در محلول باقی می ماند و بنابراین بخش کوچکتری از ذرات (CN) V رسوب کرده و قوی ساختن نیز کاهش می یابد در مورد یک ضخامت مقطع داده شده و محیط سرد سازی ، سرعت های سرد سازی می توانند با افزایش یا کاهش دما قبل ازسرد سازی به ترتیب افزایش یافته و یا کاهش یابند. افزایش دما باعث بزرگتر شدن اندازه دانه ای آستنیت می شود در حالیکه کاهش دمای نورد کاری را دشوار تر می سازد .

مقدار منگنز نیز بر روی استحکام دادن فولادهای میکروآلیاژ شده وانادیوم تاثیر می گذارد اثر منگنز روی فولاد وانادیوم نورد شده گرم در جدول (2-1) نشان داده شده است با افزایش 9/0 درصد منگنز که ناشی از قوی ساختن محلول جامد است . قوی کردن رسوب وانادیوم نیز افزایش می یابد چون منگنز دمای تغییر شکل آستنیت به فریت را پایین می آورد به این ترتیب باعث پراکندگی رسوب ریزتر می شود . این اثر منگنز روی قوی ساختن رسوب بزرگتر از اثرش در فولادهای نیوبیوم است با اینحال استحکام مطلق در یک فولاد نیوبیوم دارای Mn 2/1 % فقط حدود 50 مگا پاسکال (ksi 7) کمتر از فولاد وانادیوم است اما در سطح آلیاژی بسیار کمتری است ( یعنی nb 06/0 % در برابر 14/0% وانادیوم ) سومین عاملی که روی استحکام فولادهای وانادیوم تاثیر می گذارد اندازه دانه ای فریت تولید شده بعد از سرد سازی از دمای آستنیت کننده است . اندازه های دانه ای فریت ریزتر (که نه تنها باعث استحکام های تسلیم بالاتر شده بلکه چقرمگی و شکل پذیری را نیز بالا می برند) می توانند با دماهای تغییر شکل کمتر آستنیت به فریت و یا با شکل گیری اندازه های دانه ای آستنیت ریز تر قبل از تغییر شکل تولید شوند پایین آوردن دمای تغییر شکل که روی قوی ساختن سطح رسوب تاثیر می گذارد می تواند با افزودن آلیاژ و یا با سرعت های سردسازی افزایش یافته ایجاد شود در مورد یک سرعت سرد سازی داده شده تصفیه اندازه دانه فریت و تصفیه اندازه دانه آستنیت در طول نورد کاری صورت می گیرد .

اندازه دانه آستنیت فولادهای نورد گرم با تبلور مجدد و رشد دانه ای آستنیت در طول نورد کاری معین می شود فولادهای نورد گرم وانادیوم معمولاً دستخوش نوردکاری قراردادی قرار می گیرند اما با نورد کنترل شده تبلور مجدد تولید می شود. با نورد کاری قراردادی فولادهای وانادیوم قوی ساختن مناسب رسوب را تهیه کرده و قوی ساختن نسبتاً کمی را از تصفیه دانه ایجاد می کنند استحکام تسلیم حداکثر فولادهای وانادیوم نورد گرم قراردادی با 25/0 درصد کربن و 087/0 درصد وانادیوم حدود 450 مگا پاسکال (ksi 65) است . حد عملی استحکام های تسلیم برای فولاد میکرو آلیاژ شده وانادیوم نورد گرم حدود 415 مگا پاسکال (ksi 60) است حتی وقتی تکنیک های نورد کاری کنترل شده بکار روند .
فولادهای وانادیوم که در معرض نورد کاری کنترل شده تحت تبلور مجدد قرار می گیرند نیاز به اضافه کردن تیتانیوم دارند بطوریکه رسوب ریزی ازTiN تشکیل می شود که رشد دانه آستنیت را بعد از تبلور مجدد محدود می سازد . استحکام های تسلیم از نورد کاری کنترل شده قراردادی به حد عملی حدود 415 مگا پاسکال (ksi 60) محدود شده است که به دلیل فقدان تاخیر تبلور مجدد است وقتی هم استحکام و هم چقرمگی ضربه ای از جمله عوامل مهم باشند در این صورت فولاد نیوبیوم کم کربن و نورد کاری شده کنترل شده قابل ترجیح است

و...

NikoFile