سرامیک چیست؛ خواص، انواع و کاربردهای آن

واژه «سرامیک» شامل گستره‌ی وسیعی از مواد می‌شود که به دو دسته کلی سنتي و پیشرفته تقسیم می‌شوند. البته سرامیک‌ها بر اساس ترکیب، روش ساخت و کاربرد هم تقسیم‌بندی می‌شوند.

آثار به‌جای‌مانده از تمدن ایران باستان به ویژه پس از ورود اسلام به خوبی در آثار تاریخی و معماری‌های ارزشمند تاریخی ما بیانگر اهمیت و جایگاه ویژه محصولات سرامیکی در زندگی روزگاران قدیم این سرزمین بوده است. عده‌ای اعتقاد دارند که تاریخ تمدن و فرهنگ هر کشوری با آثار برجای مانده از صنایع سرامیک آن کشور سنجیده می‌شود تاریخ تمدن و فرهنگ ایران نیز با آثار برجای مانده صنایع سرامیک ارتباط تنگاتنگی دارد بررسی تاریخ تمدن و فرهنگ کشور ایران گویای این واقعیت است که کشور ما چه در روزگاران باستان و چه در دورۀ، اسلام پرچم‌دار و قافله‌سالار، مدنیت هنر و صنعت و عامل مهمی در توسعه و گسترش تمدن بشری بوده و همواره به‌عنوان پیشرو علم و صنعت در دنیا مطرح بوده است. امروزه در زندگی روزمره و در سرویس‌دهی مستقیم و غیرمستقیم به سایر صنایع، سرامیک نقش مهمی داشته و جایی مهم برای خود یافته است. در زمان فعلي سراميك‌ها فقط محدود به سفال نيستند و انواع مختلفي دارند.

انواع سرامیک‌های ظریف

اصطلاح سرامیک‌های ظریف در واقع معادل اصطلاح انگلیسی white ware است. سرامیک‌های ظریف خود دارای انواع مختلف شامل: ظروف خانگي، كاشی‌ها، سراميك‌هاي بهداشتي و مقر‌ه‌ها و عايق‌هاي الكتريكي هستند.

ظروف خانگي

ظروف خانگی بر اساس متخلخل بودن یا نبودن و بر اساس رنگ خود دارای انواع مختلفی هستند.

دسته‌ی اول ظروف خانگی متخلخل رنگی هستند. این گروه از سرامیک‌ها قدیمی‌ترین سرامیک‌ها بوده و دارای دو نوع سفال و ماجولیکا هستند. چون در این سرامیک‌ها مقدار قابل‌توجهی اکسید آهن وجود دارد، رنگ آن‌ها به قرمزی و قهوه‌ای متمایل است. سفال و ماجولیکا هر دو از خاک رس و در دماهای نسبتاً بالا (950 تا 1100 درجه سانتی‌گراد) انجام می‌شود. فرق سفال و ماجولیکا در ترکیب آن‌هاست.

دسته‌ی دوم ظروف خانگی، سرامیک‌های متخلخل سفید هستند. ارتن‌ورها بدنه‌های رسی سفید رنگ هستند و بسته به ترکیبشان، دارای انواع رسی، آهکی و فلدسپاتی هستند. مرغوب‌ترین نوع ارتن‌ور، فلدسپاتی است. دماي پخت بالايي دارند، در نتيجه ميزان تخلخل آن‌ها از انواع ديگر ارتن‌ورها کم‌تر است.

دسته‌ی سوم ظروف خانگی، سرامیک‌های متراکم رنگی هستند. اين بدنه‌ها متراكم و رنگي هستند، كاربرد آن‌ها نيز در سفال‌های بام، بوته‌های آزمايشگاهي و لوله‌های فاضلاب است. معمولاً بيش از 70% رس ثانويه دارند. به‌ همين دليل رنگي هستند.

دسته آخر که در واقع بزرگ‌ترین دسته اين سراميك‌هاست،‌ سراميك‌هاي متراكم سفيد است. اين گروه به سرامیک پرسلانی و چيني‌ها معروف هستند.

انواع سرامیک از نظر روش تولید

مواد سرامیکی می‌توانند بر اساس روش‌های مختلفی که برای تولید آن‌ها به کار می‌روند، به چندین دسته‌بندی تقسیم شوند. برخی از روش‌های معمول شامل موارد زیر است:

پرس:

در این روش، پودرهای سرامیکی با یک مواد پایدارکننده مخلوط شده و سپس با استفاده از پرس به شکل دلخواه فشرده می‌شوند. سپس، بدون حضور فشار، به درجه حرارت بالا سینتر می‌شوند تا یک قطعه فشرده‌ای ایجاد شود. این روش برای تولید اجزای سرامیکی با هندسه‌ی پیچیده معمولاً استفاده می‌شود.

اکستروژن:

در این روش، خمیر سرامیکی با استفاده از یک قالب به شکل پیوسته با یک مقطع ثابت شکل می‌گیرد. سپس شکل اکستروژن‌شده به طول مورد نظر برش داده شده و در دمای بالا سینتر می‌شود. این روش معمولاً برای تولید لوله‌ها، تیوپ‌ها و سایر اجسام استوانه‌ای استفاده می‌شود.

پرس ایزواستاتیک:

در این روش برای تولید سرامیک‌های با کیفیت بالا مانند کاربید سیلیکون، کاربید بور و سرامیک‌های پیشرفته مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش، پودر سرامیکی در یک قالب انعطاف‌پذیر قرار داده شده و سپس با استفاده از فشار بالا ایزواستاتیک از همه‌ی جهات به یک بدنه خام و یکنواخت فشار داده می‌شود. سپس به درجه حرارت بالا سینتر می‌شود تا قطعه ایجاد شود.

ریخته‌گری دوغابی:

در این روش، مخلوط سرامیکی در یک قالب گچی ریخته می‌شود و آب از دوغاب توسط دیواره‌های قالب جذب می‌شود تا یک لایه سرامیکی جامد و یکنواخت ایجاد شود. سپس اضافه‌های دوغاب خالی می‌شود و باقیمانده لایه سرامیکی از قالب خارج شده و در دمای بالا سینتر می‌شود. این روش معمولاً برای تولید اشیاء سرامیکی با دیواره‌های نازک مانند بشقاب، کاسه و لیوان استفاده می‌شود.

روش ریخته‌گری نواری:

این روش معمولاً برای تولید لایه‌های سرامیکی مورد استفاده در کاربردهای الکترونیکی مانند خازن‌های چندلایه، فیلترهای سرامیکی و حسگرها استفاده می‌شود. در این روش، پودر سرامیکی با یک ماده پایدارکننده و یک حلال مخلوط شده و به یک لایه نازک و یکنواخت پخش می‌شود. سپس لایه خشک شده و به شکل مورد نظر برش داده می‌شود و سپس به درجه حرارت بالا سینتر می‌شود.

ریخته‌گری تزریقی:

در این روش، پودر سرامیکی با یک ماده پایدارکننده و یک حلال مخلوط شده و به شکل پلاستیکی تبدیل می‌شود. سپس با استفاده از یک دستگاه تزریق، مواد سرامیکی در قالب مورد نظر تزریق می‌شود. سپس به درجه حرارت بالا سینتر می‌شود تا قطعه ایجاد شود. این روش برای تولید اجزای سرامیکی با هندسه پیچیده و عملکرد بالا مانند قطعات صنعتی، قطعات خودرو و قطعات هواپیما استفاده می‌شود.

پرس گرم:

در این روش، پودر سرامیکی با یک ماده پایدارکننده مخلوط شده و به شکل دلخواه فشرده می‌شود. سپس، با استفاده از فشار و دمای بالا، مواد سرامیکی به سرعت سینتر می‌شوند و فشرده می‌شوند. این روش برای تولید اجزای سرامیکی با خواص خاص مانند مقاومت به خوردگی و حرارت، مقاومت در برابر سایش و… استفاده می‌شود.

چاپ سه‌بعدی:

در این روش، یک چاپگر سه‌بعدی برای چاپ قطعات سرامیکی با پودرهای سرامیکی و یک ماده پایدارکننده استفاده می‌شود. قطعه سرامیکی به طور لایه به لایه چاپ می‌شود و سپس به درجه حرارت بالا سینتر می‌شود. مزیت این روش تولید سریع قطعه و ساخت قطعات با ابعاد بسیار کوچک یا بزرگ است.

انواع سرامیک از نظر کاربرد

مواد سرامیکی کاربردهای گسترده‌ای در زندگی روزمره ما دارند، از ظروف غذاخوری و ظروف پخت‌وپز گرفته تا لوازم الکترونیکی و ابزارهای برش. خواص منحصربه‌فرد سرامیک‌ها آن‌ها را برای کاربردهای مختلف ارزشمند می‌کند و با پیشرفت های مداوم در تولید و توسعه مواد، استفاده از آن‌ها گسترش پیدا کرده است. مواد سرامیکی به دلیل خواص مکانیکی عالی، دوام و مقاومت در برابر سایش و خوردگی، کاربردهای متعددی در صنعت ساختمان دارند. این مواد به عنوان سرامیک کف، کاشی دیواری و … نیز استفاده می‌شوند. در این بخش از سرامیك‌ها از نظر كاربرد دسته‌بندي شده‌اند.

کلام پایانی

در این مقاله با انواع سرامیک‌ آشنا شدیم و دیدیم که سرامیک انواع مختلفی دارد و فقط محدود به سرامیک کف و دیوار نیست. سرامیک‌های سنتی شامل سرامیک‌هایی مثل چینی‌آلات انواع کاشی‌ها مانند: کاشی، کف، دیوار، لوازم بهداشتی سرامیکی و چند نوع محصول سرامیکی دیگر می‌شوند و سرامیک‌های مهندسی برای جواب گوئی به رفع نیازهای مخصوص مانند مقاومت حرارتی بیشتر، خواص مکانیکی بهتر و خواص الکتریکی ویژه و مقاومت شیمیایی استفاده می‌شوند. اگر سوالی در مورد دنیای سرامیک‌ها دارید که جواب آن را هنوز از این مطلب نگرفته‌اید، در بخش کامنت‌های سایت پما به آدرس pma.co.ir حتما بپرسید.