کاشی شیشه ای چیست؟

مواد شیشه ای

وقتی به مصالح شیشه ای فکر می کنیم، به پنجره ساختمان ها، خانه ها و وسایل نقلیه فکر می کنیم، بیشتر به این واقعیت پی میبریم که انواع مختلفی از شیشه ها با ترکیبات متفاوت وجود دارد. مواد شیشه ای به طور کلی شفاف و بسیار شکننده هستند. شفافیت نتیجه عدم وجود محدوده دانه و منافذ در ساختار شیشه است. این فقدان مرز دانه نیز منجر به شکنندگی می شود، زیرا ترک ها می توانند بدون مانع گسترش یابند. ویژگی دیگر شیشه ها عدم نظم در ساختار آنها است یعنی اتم ها و مولکول ها به طور تصادفی مرتب شده اند. این را می توان در تجزیه پراش اشعه ایکس (XRD) نشان داد، جایی که یک شیشه قله های مشخصی را نشان نمی دهد. از طرف دیگر، یک ماده کریستالی نظم را در ساختار خود نشان می دهد و هنگام تجزیه و تحلیل با XRD عموماً قله هایی با وضوح بالا ایجاد می کند. فقدان بلورینگی در ساختار آنها باعث می شود که از آنها به عنوان بی شکل یاد شود.

خواص مصالح سرامیکی شیشه ای

مواد سرامیکی شیشه ای معمولاً دارای ویژگی هایی هستند: استحکام بالا، مقاومت در برابر ضربه کم، کارآیی انبساط حرارتی، مقاومت خوب در برابر شوک حرارتی و طیف وسیعی از خواص نور از شفاف تا مات.

تولید مصالح سرامیکی شیشه ای

اجزای کاشی شیشه ای با استفاده از همان فرایندهایی که برای اجزای شیشه ای قابل اجرا است، شکل می گیرد. برای تبدیل آنها از یک ماده شیشه ای به یک ماده سرامیکی شیشه ای کریستالی، باید تحت عملیات حرارتی یا رسوب دهی قرار گیرند. تخلیه می تواند خود به خود در حین سرمایش یا هنگام سرویس رخ دهد، اما بیشتر برای تولید سرامیک های شیشه ای استفاده می شود. این شامل حرارت دادن محصول شیشه ای با دمای بالا برای تحریک کریستال ها برای هسته شدن در سراسر شیشه است.

سپس دما افزایش می یابد که باعث رشد هسته ها می شود و شیشه باقی مانده را متبلور می کند. هسته ای شدن نیازمند تعداد بسیار مهمی از اتم های همگرا برای تشکیل هسته است. هنگامی که هسته به اندازه بحرانی می رسد، هسته شدن رخ می دهد. در بسیاری از ترکیبات شیشه ای، هسته بندی با این واقعیت که مواد سیلیکا و بسیار چسبناک هستند، مانع می شود و تجمع اتم های مورد نیاز را دشوار می کند. ترکیبات بلوری همچنین می توانند پیچیده باشند و هسته را مشکل می کنند. این عوامل به شکل گیری و خنک شدن شیشه بدون تبلور کمک می کند. عملیات حرارتی تبخیرکننده باید با دقت کنترل شود تا از حداکثر تعداد هسته ها تشکیل شده و این هسته ها به یک ساختار بلوری یکنواخت تبدیل شوند. برای به دست آوردن غلظت بالای هسته در سراسر ساختار، افزودن یک عامل هسته به ترکیب شیشه رایج است.

ترکیبات سرامیکی شیشه ای

در حالی که ترکیبات مختلف سرامیکی شیشه ای وجود دارد، ۳ خانواده اصلی آن شامل: LAS-مخلوطی از لیتیوم، آلومینیوم و اکسیدهای سیلیکون (Li2O-Al2O3-SiO2)، با سایر عوامل تشکیل دهنده شیشه (به عنوان مثال Na2O ، K2O و CaO-MAS) مخلوطی از اکسیدهای منیزیم، آلومینیوم و سیلیکون (MgO- Al2O3-SiO2) با عوامل تشکیل دهنده شیشه ZAS- مخلوطی از روی، آلومینیوم و اکسیدهای سیلیکون (ZnO- Al2O3-SiO2) از عوامل تشکیل دهنده شیشه هستند.

کاشی یا سرامیک شیشه ای چیست و چگونه تولید می شود؟

کاشی یا سرامیک شیشه ای ویژگی های شیشه را با مزایای سرامیک های متخلخل معمولی ترکیب می کند. بیشتر آنها در فرآیندی تولید می شوند که در آن یک شیشه پیش ساخته تحت عملیات حرارتی خاصی قرار می گیرد. این درمان منجر به کنترل هسته ای و متبلور شدن شیشه می شود. شیشه تا حدی متبلور می شود و سرامیک شیشه ای ساختاری را شامل می شود که شامل یک فاز بی شکل (شیشه ای) و حداقل یک فاز کریستالی جاسازی بشود.

خواص شیشه و سرامیک

سرامیک های شیشه ای می توانند از کریستالی بسیار متغییر تا فاز شیشه ای مهم تری را شامل شوند. از آنجا که آنها دارای فازهای کریستالی و بنابراین مرزهای دانه هستند، سرامیک های شیشه ای می توانند از شفاف تا مات متغییر باشند. بسته به ریزساختار و ترکیب شیمیایی شیشه و سرامیک، می توان خواص آنها را برای برآوردن الزامات مورد نیاز تنظیم کرد. به طور کلی، شیشه و سرامیک انبساط حرارتی تقریباً صفر و چقرمگی بالایی از خود نشان می دهند. علاوه بر این، آنها در برابر حرارت مقاوم هستند و همچنین مقاومت بالایی در برابر ضربه دارند.

نمونه های رایج سرامیک های شیشه ای

سرامیک های شیشه ای را می توان به دو دسته اکسید و غیر اکسید تقسیم کرد. سرامیک های شیشه ای اکسید شامل مواد سیلیکات (SiO2) ، بورات (B2O3) ، فسفات (P2O5) و جوانه زنی (GeO2) هستند. سرامیک های شیشه ای بدون اکسید شامل کالکوژنید ، هالید و نوع فلزی است.

کاربردهای کاشی و سرامیک شیشه ای

کاشی و سرامیک های شیشه ای با ویژگی های حرارتی و مکانیکی خود دارای طیف وسیعی از کاربردها هستند، از جمله: بین کابینتی شیشه ای آشپزخانه (که در اکثر آشپزخانه های مدرن پیدا خواهید کرد) لوازم خانگی از جمله توستر و اتو لباس، صفحه نمایش تلفن های هوشمند، عناصر در کوره های با درجه حرارت بالا به عنوان یک ماده عایق، به ویژه به دلیل استحکام حرارتی بالا مهندسی پزشکی، اپتیک پیشرفته به عنوان مثال برای فیلترهای رنگی مقاوم در برابر شوک حرارتی …

دیدگاه نیوز را در شبکه های اجتماعی دنبال کنید