سرامیک چیست؟ انواع آن کدامند؟ تاریخچه، کاربرد، مزایا و معایب
یکی از مهمترین مصالح ساختمانی مورد استفاده در عصر ما سرامیک است. از زمان های قدیم تا به امروز از Ceramic در ساخت ظروف غذاخوری، مجسمه های تزئینی و غیره استفاده می شود. در ایرانیجو به بررسی تاریخچه، مزایا و انواع سرامیک می پردازیم.
سرامیک چیست؟
واژه سرامیک کلمه ای یونانی (keramikos) به معنای سفالگر یا کوزه ساز است. و به ماده جامد غیر آلی و غیرفلز اطلاق می شود که در درجه حرارت بالا گرم شده و سپس سخت گشته است. Ceramic بصورت کریستالی یا شیشه ای یا ترکیب هر دو تولید میشود و در برابر خوردگی مقاوم است.
در صنعت ساختمان منظور از سرامیک، نوعی کاشی است که برای پوشش دیوارها و تزیین آنها و یا بعنوان کفپوش مورد استفاده قرار میگیرد. اغلب از سرامیک روکش دار لعابی در ساختمان های امروزی استفاده میشود.
سرامیک چگونه ساخته می شود؟
Ceramic یک ماده غیر فلزی و معدنی است، که دارای ساختار شیمیایی پیچیده ای است. این ماده علاوه بر مواد شیمیایی مانند اکسید آهن و هیدروکسید سدیم، از خاک رس تشکیل شده است.
اشیاء سرامیکی از ترکیب مواد خام طبیعی مانند خاک رس، مواد معدنی خاکی و آب ساخته می شوند. خاک رس ماده اولیه ای است، که طرح سرامیک روی آن پیاده می شود.
سایر مواد مورد استفاده را آسیاب می کنند، تا ماده ای به نام کوارتز تولید شود. سپس این ماده را در یک دستگاه دربسته که حاوی آب است، با دمای بسیار بالا حرارت می دهند. این فرآیند به خشک شدن مواد کمک کرده و آن را به یک ماده جامد تبدیل می کند که به راحتی شکل می گیرد.
پس از شکل گیری، جسم در یک کوره با دمای بالا پخته می شود. پخت Ceramic ها آنها را سخت و در برابر حرارت مقاوم می کند.
برخی از محصولات سرامیکی علاوه بر فرآیند نهایی، که فرآیند پرداخت مطابق با شکل هندسی مورد نیاز است، تحت فرآیند کریستالیزاسیون قرار می گیرند. مانند محصولات مورد استفاده در عایق های الکتریکی، ظروف غذاخوری و کاشی
ویژگی های Ceramic
وقتی به اطراف خود نگاه می کنیم، تقریباً در همه جا مواد سرامیکی را می یابیم. ویژگی های فراوان Ceramic، آن را به گزینه ای عالی برای بسیاری از مصارف تبدیل می کند. این ماده حاصل ادغام چندین ماده شیمیایی است، که این مواد استحکام، سختی و خواص این سرامیک را کنترل می کنند.
برخی از مهمترین ویژگی های Ceramic سختی و مقاومت بالای آن در برابر فشار و شکستگی است. Ceramic در برابر گرد و غبار، رطوبت و سایش مقاوم است و طول عمر بیشتری نسبت به سنگ مرمر و سایر مصالح ساختمانی دارد.
آنها همچنین در برابر فرسایش شیمیایی و دمای بالا مقاومت می کنند. لایه بیرونی سرامیک صاف بوده و هیچ واکنشی نسبت به آب و مواد شوینده ندارد. با وجود استحکام و کیفیت بالای Ceramic، هزینه آن در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی زیاد نیست.
سرامیک ضریب اصطکاک پایینی دارد و برای تمیز شدن نیاز به روش خاصی ندارد. به دلیل داشتن این ویژگیهای Ceramic است، که از آن در حمام و آشپزخانه استفاده می شود.
این محصول در اشکال و طرح های مختلفی تولید می شود. می توان به سطح بیرونی آن یک لایه براق اضافه کرد، که درخشندگی فوق العاده و ظاهری جذاب دارد.
تاریخچه
Ceramic یکی از قدیمی ترین صنایع روی کره زمین است. انسان ها برای ساخت سرامیک، خاک رس را با آب مخلوط می کردند و سپس آن را حرارت می دادند. بعدها پوشش لعاب باعث ایجاد سطوح صاف و رنگی شد.
این ماده جایگاه ویژه ای در تاریخ دارد. انسان ها در ابتدا از آنها برای ساختن اشیای سفالی مانند گلدان و سایر ظروف توخالی استفاده می کردند. 24000 سال قبل از میلاد، مجسمه‌های حیوانات و انسان‌ها از خاک رس و مواد دیگر ساخته می‌شدند.
تصور می شود اولین استفاده از ظروف سفالی برای ذخیره آب و غذا در حدود 9000 یا 10000 سال قبل از میلاد باشد. آجرهای سفالی نیز در همان زمان ساخته می شدند. با این حال چینی ها سهم بسزایی در هنر سرامیک دارند و می توانند ادعای طولانی ترین و اصلی ترین سنت Ceramic جهان را داشته باشند.
یکی دیگر از پیشرفت های مهم در نیمه دوم قرن نوزدهم رخ داد، زمانی که مواد سرامیکی برای عایق الکتریکی ساخته شدند. همانطور که اختراعات دیگری از جمله اتومبیل، رادیو، تلویزیون و رایانه، روی صحنه آمدند، مواد سرامیکی و شیشه ای برای کمک به واقعیت یافتن آنها مورد نیاز بود.
کاربرد سرامیک چیست؟
Ceramic بخشی از زندگی روزمره ماست، بدون اینکه متوجه باشیم. آنها ما را از محصولات ساختمانی خانگی و صنعتی، ظروف غذاخوری و هنر گرفته تا دستگاه های پزشکی و ریزتراشه ها احاطه کرده اند.
با توجه به ویژگی های فراوان و تکنیک های پیشرفته ساخت سرامیک، دارای کاربردهای فراوانی است، که در ادامه به برخی از آنها اشاره می کنیم:
- Ceramic به دلیل دوام و مقاومت در برابر آب و مواد شوینده یک عنصر اساسی در ساختمان سازی به شمار می رود و از آن در کاشی های آشپزخانه و حمام استفاده می شود.
- ساخت ظروف آشپزخانه
- سرویس بهداشتی و لگن
- این محصول مقاومت زیادی در برابر حرارت دارد و از آن در صنایع مکانیکی استفاده می شود. علاوه بر ورود Ceramic به صنایع فضاپیماهای مدرن، در ساخت توربین هایی که در دمای بالا کار می کنند، نیز از آن استفاده می شود.
- مقاومت بالای آن در برابر خوردگی و عایق بودن آن باعث شده است، که در عایق های برق و برخی وسایل الکترونیکی مورد استفاده قرار بگیرد.
انواع سرامیک
همانطور که اشاره کردیم Ceramic ماده ای است، که از ترکیب چندین ماده حاصل می شود. همین امر سبب تسهیل تولید انواع مختلف، با توجه به خواص مورد نیاز شده است.
وقتی صحبت از انواع مختلف سرامیک ها و کاربرد آنها می شود، برای نوشتن در مورد هر یک از آنها به چندین مقاله نیاز داریم. اما Ceramic ها عمدتاً به دو دسته سنتی و پیشرفته تقسیم می شوند:
- سنتی
- پیشرفته
در ادامه هر کدام را بیشتر بررسی میکنیم.
سرامیک سنتی چیست؟
Ceramic سنتی از خاک رس و سیمان ساخته شده که با حرارت دادن در دمای بالا سخت شده است. ظروف، ظروف، گلدان ها و کاشی های سقف و دیوار همه از سرامیک های سنتی ساخته شده اند. نوع سنتی شامل موادی مانند شیشه، مواد نسوز، ساینده ها و لعاب هستند.
دو نوع Ceramic سنتی وجود دارد:
سرامیک پرسلان یا چینی
این یک نوع سرامیک سفید لعابدار یا بدون لعاب است و از آن در ساخت ظروف پخت و پز، گلدان، فنجان و کاشی استفاده می شود و معمولاً سفید است. انواع چینی با حرارت دادن خاک رس کائولن، در دمای بین 2200 تا 2600 درجه فارنهایت ساخته می شوند.
پرسلان در مقایسه با سایر انواع Ceramic، ماده ای بسیار مقاوم در برابر حرارت است، این به دلیل فرآیند انجماد و تشکیل مولیت معدنی سیلیکات در هنگام پخت است. انواع رایج سرامیک های چینی عبارتند از: کاشی های حمام و آشپزخانه، ظروف، مجسمه های تزئینی و غیره.
سفال
Ceramic سفالی نوعی سرامیک متراکم است و به دلیل قرار گرفتن در حرارت بالا نسبت به دیگر انواع استحکام بیشتری دارد. سفالین، یک سرامیک بر پایه خاک رس و بدون لعاب است.
سرامیک پیشرفته
گسترش استفاده از Ceramic سنتی در کاربردهای مدرن (صنعتی، الکتریکی، حرارتی و مکانیکی و …) سبب پدید آمدن برخی مشکلات شد. به همین لازم شد، تا صنعت ساخت سرامیک توسعه پیدا کند.
در هنگام ترکیب مواد برای ساخت نوع سنتی، ممکن است منافذ و ترک هایی ایجاد شود. Ceramic های مهندسی با کاهش سوراخ ها و ترک های حاصله تولید شدند، تا شکل قوی تر و مقاوم تری داشته باشند.
Ceramic مهندسی نوع دیگری است، که بسیار مستحکم بوده و در برابر حرارت مقاوم است. از این نوع سرامیک در کاشی های حمام و آشپزخانه و مجسمه سازی استفاده می شود.
صنایع پزشکی، برق و الکترونیک نیز از سرامیک های پیشرفته استفاده می کنند. به دلیل اینکه این Ceramic کاربردهای مهندسی دارد، به آن نوع مهندسی گفته می شود.
مزایای سرامیک کدامند؟
- از آنجایی که آنها سختی بالایی دارند، از این رو به عنوان پودر ساینده و ابزار برش استفاده می شوند.
- نقطه ذوب بالایی دارند که آنها را به مواد نسوز عالی تبدیل می کند.
- آنها همچنین عایق های حرارتی خوبی هستند که دلیل دیگری برای استفاده از آنها به عنوان ماده نسوز است.
- چگالی جرمی کمی دارند که منجر به اجزای سبک وزن می شود. به دلیل وزن سبکی که دارند در صنعت فضایی استفاده می شوند.
- مقاومت الکتریکی بالایی دارند و برای استفاده به عنوان عایق مناسب هستند.
- آنها به طور کلی از نظر شیمیایی بی اثر هستند که باعث دوام آنها می شود.
معایب سرامیک چیست؟
- عیب اصلی Ceramic شکنندگی آن است.
- دارای درجه شکل پذیری پایینی هستند و شکل دادن به آنها کاری چالش برانگیز است.
- استحکام کششی آنها کم است.
- خاصیت ارتجاعی بسیار کمی دارند.
چند نکته مهم در زمان انتخاب Ceramic
هنگام انتخاب سرامیک، بر اساس مکان و عوامل تاثیرگذار باید چند نکته را در نظر گرفت:
اندازه
اندازه سرامیک با توجه به محل استفاده انتخاب می شود و معمولاً مربع یا مستطیل است.
طراحی و شکل دهی
Ceramic باید به صورت دقیق شکل داده شود، لبه های آن کامل و بدون شکستگی باشد و سطح صافی داشته باشد.
جذب آب
سرامیک با جذب آب بالا: این نوع Ceramic سطح صافی دارد و با عدم انتقال صدا بین لایه ها مشخص می شود. این نوع سرامیک در اتاق خواب ها و راهروها کاربرد دارد.
Ceramic با جذب آب کم: این سرامیک با منافذ بسته مشخص می شود و در برابر یخ زدگی مقاوم است. از این نوع در کف و دیوار آشپزخانه، حمام و در فضاهای بیرونی که در معرض باران و رطوبت هستند، استفاده می شود.
انتخاب تکنسین متخصص برای نصب
فرد متخصص باید در ترکیب Ceramic تجربه داشته باشد. هنگام نصب، ابعاد و فضاها باید بسیار دقیق حفظ شود.
رنگ مورد استفاده
رنگ سرامیک باید با توجه به مکان استفاده انتخاب شود. برخی افراد رنگ های آبی و سفید را برای حمام و آشپزخانه ترجیح می دهند، در حالی که در اتاق خواب ها، از رنگ های مختلف بر اساس تقاضا استفاده می شود.
پوشش
سرامیک باید در برابر خوردگی مقاومت کند و از لایه های زیرین در برابر مواد تمیز کننده و عوامل خارجی محافظت کند.
قیمت
همانطور که قبلاً اشاره کردیم، برای Ceramic ها هزینه بالایی در نظر گرفته نمی شود و قیمت آنها بر اساس تقاضا متفاوت است. عوامل زیادی بر قیمت سرامیک تاثیر می گذارد، که از جمله آنها می توان به مقاومت در برابر خوردگی، کیفیت رنگ و مواد مورد استفاده در ساخت آن اشاره کرد.
جمع بندی
یکی از مصالح ساختمانی پرمصرف، سرامیک (Ceramic) است، که تاریخچه استفاده آن به هزاران سال قبل از میلاد برمیگردد. از آنها در ساخت ظروف آشپرخانه، سرویس بهداشتی یا حتی کف یا دیوار ساختمان نیز استفاده میگردد. در این مقاله انواع سرامیک و مزایا و معایب آن را بررسی کردیم.
