مقدمه شیشه سرامیک

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 4

مقدمه

شیشه سرامیک ها : تعریف و تاریخچه :

شیشه سرامیک ها ، جامدات پلی کریستالی هستند که به روش تبلور شیشه ها بصورت کنترل شده تهیه می شوند . عمل تبلور یا کریستالیزاسیون بر روی شیشه ها مطابق با جدول استاندارد کنترل فرآیند حرارتی انجام می گیرد . و شامل مراحل : شروع عمل تبلور و رشد فازهای کریستال داخل شیشه می باشد . در بسیاری از موارد فرآیند تبلور به طور کامل انجام می شود اما اغلب سهم کمی از فاز شیشه ای باقیمانده نیز وجود دارد. در شیشه سرامیک ها فاز کریستالی به طور کامل توسط رشد کریستال در یک فاز همگن شیشه ای تهیه می شود و بدین وسیله این مواد از سرامیکهای قدیمی ، با توجه به اینکه بیشترین مواد کریستالی از ترکیبات سرامیکی تهیه می شوند متمایز هستند . اگر چه ممکن است تعداد تبلور مجدد یا انواع جدید کریستال در اثر واکنشهای حالت جامد اتفاق بیفتد فرق شیشه سرامیک ها با شیشه ها این است که شیشه ها غیر کریستالی یا آبرف هستند . اگر چه بشر از مدتها قبل می دانسته که بیشتر شیشه ها اگر برای مدت زمان کافی در یک دمای مناسب حرارت داده شوند از حالت شیشه ای درآمده ولی پیشرفتهای عملی در این زمینه در سالهای اخیر انجام گرفته است . یک شیمیدان فرانسوی بنام رومر اولین کسی بود که از شیشه پلی کریستال ساخت . او بطریهای شیشه ای را با مخلوطی از شن و ماسه و سنگ و گچ (سولفات کلسیم) در درجه حرارت بالا برای چندین روز قرار داد و موادی شبیه به چینی که کدر و مات بودند بدست آورد . اگر چه رومر توانست شیشه را به یک سرامیک پلی کریستال تبدیل کند ، اما نتوانست فرآیند تبلور (کریستالیزاسیون) را کنترل نماید . چرا که کنترل این فرآیند برای تهیه شیشه سرامیک ها ضروری می باشد . بلورهایی که رومر بدست آورد استحکام مکانیکی کمی داشت و مواد طی فرآیند عملیات حرارتی تغییر شکل می یافتند .

حدود 200 سال بعد از کشف رومر ، تحقیقاتی در شرکت Corning Glass Work آمریکا انجام گرفت که منجر به تکامل شیشه سرامیک ها به شکل کنونی آنها گردید . اولین گام مهم،‌ کشف این نکته بود که شیشه ها به نور حساس بودند . دلیل این امر وجود مقادیر کمی از مس ، نقره یا طلا در ترکیبات آن است که می توان آنها را به صورت کریستالهای خیلی کوچک در طی عملیات حرارتی شیشه ها ، رسوب داد . اگر قبل از عملیات حرارتی نور ماوراء بنفش به شیشه ها تابانده شود مرحله رسوب گذاری خیلی سریع صورت می گیرد . انتخاب یک نوع تابش می تواند مانند یک صافی مناسب عمل کرده و برعکس انتخاب نوع دیگری از تابش می تواند منجر به تشکیل آینه در شیشه شود .

تحقیقات بعدی نشان داد که شیشه های دارای حساسیت به نور می توانستند در نواحی تابش دیده بر روی کریستالهای فلزی اولیه ، رسوب گذاری یا تبلور مجدد انجام دهند . محصولاتی که به این ترتیب بدست می آمد ، بهر حال شیشه سرامیک نبودند چون این محصولات بلوری تنها سهم کوچکی از محصول نهایی را تشکیل می دادند .

فردی به نام استوکی از شرکت Corning Glass Work موضوع بنیادی مهمی را کشف کرد . وقتی او شیشه حساس به نور را در درجه حرارت بالاتر نسبت به دمایی که به طور معمول در عملیات حرارتی به کار می رفت حرارت داد ، دریافت که به جای عمل ذوب ، شیشه به یک سرامیک پلی کریستالی مات تبدیل شد . این ماده استحکام مکانیکی بیشتری نسبت به شیشه اولیه را داشت و سایر خصوصیاتش از جمله ویژگی عایق بودن در برابر الکتریسیته در آن به طور قابل ملاحظه ای اصلاح شده بود . تبدیل شیشه به سرامیک بدون تخریب ماده صورت گرفت و تنها با تغییرات ناچیزی از نظر حجم و ابعاد همراه بود . این ماده اولین شیشه سرامیک واقعی بود . بدیهی است که کریستالهای فلزی کوچک به عنوان جوانه زا که برای شروع عمل تبلور فازهای اصلی شیشه لازم است ، عمل می کنند . تعداد زیادی از جوانه های اصلی و توزیع یکسان آنها در شیشه باعث رشد یکنواخت کریستالها شده که ساختار کریستالهای حاصله با افزایش دما سختی و انعطاف پذیری خود را حفظ می کنند .

کاربرد موفقیت آمیز فلزات حساس به نور به عنوان عامل جوانه زا در کریستالها برای کنترل عمل تبلور شیشه ها ، راهی را برای تکامل انواع دیگری از کاتالیستهای جوانه زا باز نمود ، به طوری که دیگر به مرحله تابش دهی به عنوان یک مرحله ضروری نیازی نبود . در روش اخیر معمولاً رسوب ذرات کلوئیدی داخل شیشه به عنوان عوامل جوانه زا عمل می کنند . استوکی تعداد زیادی از ترکیبات شیشه که شامل دی اکسید تیتانیوم به عنوان عامل جوانه زا بودند را مورد بررسی قرار داد . میلان و همکارانش در انگلستان فسفاتهای فلزی را برای کمک به تبلور کنترل شده شیشه ها به کار بردند . تحقیقات بعدی در تعدادی از کشورها منجر به کشف انواع مختلفی از عاملهای جوانه زا برای تهیه شیشه سرامیک ها شد .