بوراکس| ماده اولیه سرامیکی، بوراکس با فرمول شیمیایی یکی از مواد اولیه مورد مصرف در صنعت سرامیک و لعاب سازی است. وزن مولکولی این ماده ۳۸۱/۴ و وزن مخصوص آن در ۲۵ درجه سانتیگراد ۱/۷۳ می باشد. این ماده در آب، اسیدها، گلیکول، گلیسیرول و سایر حلال ها حل شده و در مجموع ماده ای نرم با سختی حدود ۲ است.
ترکیب تئوریک بوراکس شامل ۱۶/۲۵ درصد اکسید سدیم، ۳۶/۵۱ درصد اسید بوریک و ۴۷/۲۴ درصد آب کریستالی است. این آب کریستالی در طول فرایند تولید و ذوب این ماده به همراه دیگر مواد اولیه سرامیکی خارج شده و درنتیجه ۵۲/۷۶ درصد وزنی ماده از سیستم در ترکیب نهایی بدنه باقی می ماند.
خلوص ماده تجاری آن می تواند حداقل تا ۹۹/۵ درصد باشد. عمده ناخالصی موجود در ماده اصلی معدنی معمولا مقداری رس و یا نمکهای محلول است. بوراکس در فرم کریستال های بزرگ، پودر و یا گرانول در دسترس است.
در مدت زمان نگهداری محصول در انبار، اندک اندک بوراکس آب خود را از دست می دهد و بنابراین باید همواره قبل از مصرف میزان درصد آب موجود در ترکیب محاسبه شده و در صورت نیاز به آن آب اضافه شود. ماده دیگری که می تواند جایگزین بوراکس در ترکیب شود پنتاهیدرات تترا بورات سدیم است.
این ماده با فرمول مولکولی و وزن مولکولی ۶/۲۸۶ دارای وزن مخصوص ۱/۸۱۵ در ۲۵ درجه سانتی گراد است. ترکیب معمول این ماده دارای ۶/۲۱ تا ۸/۲۱ درصد اکسید سدیم و ۸/۴۸ تا ۴۸/۶ درصد اسید بوریک است. به طور تئوریک ۴/۷۶ واحد از این ماده می تواند جایگزین ۱۰۰ واحد بوراکس شود.
بوراکس بدون آب یا بوراکس فیوز شده
این ماده دارای فرمول شیمیایی است. وزن مولکولی این ماده ۲۰۱/۲۷ و وزن مخصوص آن ۲/۳۶ می باشد. نقطه ذوب بوراکس بدون آب ۷۴۲ درجه سانتیگراد و در آب محلول است، اما میزان حلالیت آن در آب از بوراکس در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد کمتر است اما در دمای ۶۰ درجه سانتی گراد تقریبا برابر است. ترکیب شیمیایی آن به صورت تئوریک شامل ۳۰/۸ درصد اکسید سدیم و ۲/۶۹ درصد اکسید بر است.
به صورت تئوریک این ماده حاوی آب کریستالی در ساختار خود نمی باشد و میزان آب در آن از ۰/۵ درصد کمتر می باشد. تقریبا ۵۳ واحد از بوراکس بدون آب معادل ۱۰۰ واحد بوراکس آبدار می باشد و برخلاف بوراکس در حین فرایند ذوب، این ماده پف و باد نمی کند. در مواردی که نیاز به مصرف مقدار زیادی بوراکس در ترکیب وجود دارد استفاده از بوراکس بدون آب منجر به افزایش تولید گردد.
به دلیل این که این مواد فشردگی بیشتری دارند، بازده استفاده از این مواد بیشتر بوده و برای ذوب آن زمان کمتری مورد نیاز است. به دلیل وجود تخلخل در بوراکس معمولی، که منجر به ایجاد عایق حرارتی در حین پخت میشود، استفاده از بوراکس بدون آب منجر به کاهش میزان مصرف انرژی و همین طور نیاز کمتر به فضا برای نگهداری مواد اولیه و سطح صاف تری در محصول نهایی ایجاد می نماید.
بورات در لعاب به عنوان ماده گداز آور در بدنه های ارتنور و سایر بدنه های سرامیکی مورد مصرف قرار می گیرد. اکسید بر به همراه سیلیس موجود در ترکیب، اجزای اصلی ترکیب شیشه را تشکیل می دهند.
بسته به میزان و درصدی که اکسید بر با اکسیدهای فلزی ترکیب می شود، تنالیته رنگی ترکیب بدست آمده می تواند متغیر باشد. هم چنین با افزودن میزان کمی بوراکس، می توان ویسکوزیته لعاب را کاهش داد و ویسکوزیته یک لعاب کاملا ویسکوز را تصحیح کرد.
بوراکس هم چنین میزان شیشه در ترکیب لعاب را افزایش داده و دمای تبدیل به فاز شیشه را نیز می کاهد. افزایش بوراکس موجب ایجاد عیوبی همانند تاول، ترک، تغییرات رنگی در رنگ های زیر لعابی و پایداری و سایر عیوب گردد.
در العابی که می خواهیم مقدار سرب در ترکیب لعاب کم باشد و همزمان می خواهیم که دمای پخت لعاب هم چنان پایین باشد می توان از بوراکس استفاده نمود.
با کاهش میزان بوراکس در ترکیب و فرمول لعاب و اضافه کردن معادل همان میزان سیلیکا در ترکیب لعاب، لعاب سخت تر شده، براقیت آن افزایش یافته و ماندگاری لعاب بهبود می یابد.
افزایش میزان اکسید بر در ترکیب منجر به کاهش ضریب انبساط حرارتی بدنه می شود و در نتیجه میزان انطباق ضریب بدنه و لعاب را می توان با ایجاد تغییرات در نسبت اکسید بر و سیلیکا کنترل نمود.
بوراکس هم چنین یکی از اجزای اصلی لعاب های مینا نیز می باشد و میزان آن در ترکیب لعاب مینا برای سطوح زیرین می تواند بین ۲۰ تا ۴۵ درصد و برای پوشش سطحی بین ۱۵ تا ۴۰ درصد و برای سیستم فرایند خشک بین ۲۰ تا ۴۵ درصد متغیر باشد.
بوراکس در این ترکیبات یکی از اصلی ترین مواد ایجاد کننده فاز گداز آور در ترکیب می باشد و به دلیل شدت میزان قدرت ترکیب آن با سایر اجزای ترکیب بدنه می تواند سرعت فرایند ذوب را برای ایجاد یک سطح یکنواخت افزایش دهد. این ماده همچنین از نظر خواص حرارتی جهت اتصال لعاب مینا به بدنه فلز نیز یکی از اجزای مهم ترکیب است.
بوراکس منجر به کاهش دمای پخت العاب مینا شده و با ایجاد خاصیت لوستر بالا، استحکام و تافنس مناسب و رنگهای درخشان به ایجاد خواص مناسب در لعاب مینا کمک می نماید. حفراتی که در سطح لعاب مینا بعد از فرایند خشکایش ایجاد می شود پس از پخت از بین می رود.
بوراکس موجب کاهش میزان ترک در لعاب مینا می شود اما اگر میزان آن بیش از حد باشد منجر به ترک و هم چنین خزش و کاهش کار کرد خاصیت اپاسیته کننده های ترکیب لعاب می شود.
بورات هم چنین به عنوان یک ماده ضروری در ترکیب شیشه های مقاوم نسبت به حرارت، فیبر شیشه و سایر شیشه های ویژه برای ایجاد خواصی چون پایداری حرارتی، مقاومت نسبت به خوردگی و سایر خواص ویژه بکار برده می شود.
می توان گفت شیشه هایی که میزان بیشتری اکسید بر در ترکیب خود دارند به دلیل این که کمترین میزان ضریب انبساط حرارتی را دارند، از نظر پایداری حرارتی عملکرد بهتری دارند.
در مجموع پایداری حرارتی اصلی ترین خصوصیتی نیست که از شیشه ها انتظار می رود و لذا مقادیر کم تری اکسید بر برای ایجاد خصوصیات مورد نظر در ترکیب فرمول شیشه مورد مصرف قرار می گیرد.
بطور متوسط میزان مصرف اکسید بر در شیشه ها بین ۰/۶ تا ۱/۵ درصد است. با استفاده از اکسید بر در ترکیب فرایند ذوب تسهیل می شود و ظرفیت تولید ۲۰ تا ۵۰ درصد افزایش می یابد و اگر این مورد نیز ایجاد نشود با ایجاد کاهش دمای ذوب و کاهش ویسکوزیته شیشه، شاهد کاهش میزان مصرف انرژی و هم چنین خوردگی تجهیزات کوره ذوب در سیستم خواهیم بود.
بوراکس هم چنین باعث کوتاه کردن زمان کار شده و بنابراین در ماشین آلاتی که با سرعت بالا کار می کنند استفاده از این مواد یک ضرورت است.
با توجه به موارد مطرح شده استفاده از مقدار کمی بوراکس در ترکیب شیشه های سودالایم می تواند منجر به افزایش براقیت، استحکام، پایداری و مقاومت حرارتی شیشه شود.
همچنین تمایل شیشه به کریستاله شدن را کاهش می دهد. در واحدهای بزرگ شیشه سازی استفاده از ۱ تا ۱/۵ درصد اکسید بر جهت رسیدن به بیشترین میزان کارکرد ماشین آلات لقمه گیری و … رایج است.
استفاده از بوراکس معمولا محدوده کارکرد را باریک نموده و در نتیجه از سرعت های بالا برای ماشین آلات اتوماتیک تولید بطری جلوگیری می نماید.
اکسید بر در ترکیب شیشه برای افزایش استحکام ضربه ای و کششی ظرف نگهدارنده شیشه نیز بکار برده می شود. همچنین باعث کاهش ضریب انبساط و افزایش سرعت تبادل انرژی و استحکام میشود. در نهایت استفاده از بوراکس در ترکیب شیشه منجر به افزایش درخشش شیشه، رنگ بهتر و سطح صاف تر می شود.
البته اکسید بور به خودی خود بر روی رنگ تاثیر نمی گذارد ولی به دلیل این که دمای ذوب کاهش می یابد، نیاز به استفاده از دی کلرورایزر در ترکیب کاهش می یابد. در شیشه های مقاوم نسبت به حرارت فقط نئودیمیم می تواند به عنوان دی کلرورایزر مورد مصرف قرار گیرد.
اگر میزان جایگزینی اکسید بر با کربنات سدیم (سودا) بیش از ۵ درصد باشد شاهد کاهش دمای ذوب شیشه خواهیم بود. هم چنین جایگزینی اکسید بر به جای سیلیکا و سودا سرعت ذوب و تصفیه شیشه را افزایش می دهد.
• اگر محتوای این مقاله برایتان مفید بود، لطفا آن را با دوستانتان نیز به اشتراک بگذارید. همچنین شما می‌توانید نظرات خود را درباره این مقاله با ما و سایر کاربران سرام پخش در میان بگذارید.
نظرات ۰