تولید سیستماتیک گونه ای سرامیک سنتی با به کارگیری تکنیک ساخت خرمهره و بررسی عنصری، ساختاری، ریزساختاری و خواص نوری آن

در تحقیق حاضر، گونه ای سرامیک سنتی معرفی گردید که با استفاده از پودر لعاب دهی می شود. بدین منظور، نخست، نمونه های سرامیکی با تکنیک ساخت خرمهره به شیوه ی سنتی در کارگاه خرمهره سازی قم تولید شد. مطالعات مقدماتی با استفاده از آنالیزهای xrf، xrd و sem، روی این گونه سرامیک انجام گرفت. بررسی های عنصری از لعاب پودری نشان دهنده ی حضور مقادیر ناچیزی اکسید مس در حدود 2% است. بررسی عنصری از خاکستر مورد استفاده در لعاب پودری، حضور اکسیدهای معدنی گوناگون را نشان داد. با بررسی های ریزساختاری، حضور نانوذرات اکسید مس در این گونه سرامیک تأیید شد. در ادامه، با به کارگیری تکنیک ساخت خرمهره، نمونه های سرامیکی به صورت سیستماتیک تولید گردید. در تولید سیستماتیک سرامیک با به کارگیری تکنیک ساخت خرمهره، زمان پخت از 32 ساعت به شیوه ی سنتی در کارگاه قم، به 12 ساعت رسانده شد. از پخت های سوم و چهارم نتیجه گرفته شد که مواد پرکننده ی اکسید آلومینیوم، کائولن و تالک نقشی اساسی در ایجاد رنگ آبی فیروزه ای و همچنین نچسبیدن لعاب پودری به بدنه ی سیلیسی ایفا می کنند. بررسی های ریزساختاری از سطح لعاب نمونه ی تولیدی به روش سنتی در کارگاه خرمهره سازی قم و همچنین نمونه هایی که با به کارگیری تکنیک ساخت خرمهره در کوره ی الکتریکی به صورت سیستماتیک ساخته شد، بیانگر این است که اندازه ی ذرات اکسید مس عامل مهمی در افزایش یا کاهش غلظت رنگ آبی روی سطح سرامیک است. بدین صورت که افزایش اندازه ی میکرو و نانوذرات اکسید مس باعث افزایش غلظت رنگ آبی در سطح لعاب سرامیک های تولیدی است. همچنین، مقایسه ی ریزساختاری بین نمونه ی تولیدی به روش سنتی در کارگاه خرمهره سازی قم که در مدت زمان 32 ساعت پخته شد و نمونه ی شاهد که در کوره ی الکتریکی در مدت زمان 12 ساعت پخته شد، نشان دهنده ی آن است که زمان پخت نقش مهمی در رشد ذرات اکسید مس دارد. بنابراین، در نمونه ای که 32 ساعت برای پخت در کوره قرار گرفته است، ذرات اکسید مس فرصت بیشتری برای رشد داشته اند. بدین ترتیب، ذرات سوزنی شکل در ابعاد متوسط 5/6 میکرومتر تشکیل شده است. در صورتی که در نمونه ی شاهد که در کوره ی الکتریکی در مدت زمان 12 ساعت پخته شد، ذرات اکسید مس زمان کمتری برای رشد داشته اند. در نتیجه، ریزساختارهای سوزنی شکل تشکیل نشده است و ذرات با ابعاد متوسط 280 نانومتر تشکیل شده اند. عامل مهم دیگر در افزایش اندازه ی نانوذرات، مقدار مواد پرکننده در لعاب پودری اولیه است. بدین صورت که با افزایش میزان مقدار مواد پرکننده به لعاب پودری اولیه، ریزساختارهای بزرگ‎تری از اکسید مس تشکیل می شود که این افزایش ریزساختارها عامل مهمی در افزایش غلظت رنگ آبی در سطح سرامیک است. در ادامه ی تحقیق، رنگ لعاب نمونه ی تولیدی به روش سنتی در کارگاه خرمهره سازی قم، به روش رنگ سنجی تعیین شد. استفاده از مواد پرکننده در نمونه‎ هایی، که با تکنیک ساخت خرمهره به روش سیستماتیک ساخته شد، بیانگر این است که افزایش درصد اکسید آلومینیوم و کائولن باعث کاهش فرار نور سفید از سطح لعاب و قرارگرفتن طیف در ناحیه ی آبی طیف بازتاب و افزایش غلظت رنگ آبی در لعاب می شود. ازسوی دیگر، با افزایش غلظت رنگ آبی و در نتیجه افزایش ابعاد ذرات اکسید مس، پهنای طیف بازتاب کاهش می یابد. در پایان، با توجه به ریزساختارهای تشکیل شده در نمونه های خرمهره با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، مدلی براساس نظریه ی ماکسول- گرنت ارائه گردید. با شبیه سازی طیف بازتابی براساس این مدل، حضور فازهای cu2o و cuo در لعاب تأیید گردید و نتیجه گرفته شد که این میکرو و نانوذرات cu2o و cuo در لعاب هستند که باعث قرارگرفتن طیف بازتاب در ناحیه ی آبی می شوند.