مكونات السيراميك

ما هي مكونات السيراميك؟

السيراميك (بالإنجليزية: Ceramics) هو من المواد غير العضوية وغير المعدنية التي تُستخدم لأغراض البناء والتصميم، وتتوالى عمليات تصنيع السيراميك وإنتاج أنواع جديدة منه لوقتنا الحالي، كما أنّه يدخل في الاستخدامات التجميلية والضرورية للمنازل، مثل البلاط والطوب والألواح والزجاج والمراحيض.

يُمكن العثور عليه أيضًا في أجهزة حفظ الوقت في الساعات والسيارات وتحديدًا شمعات الإشعال وأجزاء محرك السيارة وخطوط الهواتف، إضافةً لتواجده في المكوكات الفضائية والطائرات، ويُمكن تشكيله أيضًا ليُكوّن موادًا موصلةً للكهرباء أو موادًا تسمح للكهرباء بالمرور عبر كتلتها أو موادًا عازلةً، وهي التي تمنع تدفق الكهرباء خلالها وتختلف استخداماتها تبعًا لتكوينها وطريقة صنعها وتشكيلها؛ إذ يُمكن تشكيله بحيث يكون إمّا خفيفًا أو ثقيلًا، وبكلتا الحالتين فإنّ صلابته وقوّته ممتازة إلّا أنّ طبيعته هشّة، وفيما يلي أهم مكونات السيراميك^[١]:

1. الطين.
2. العناصر الترابية.
3. بعض المساحيق.
4. الماء بنسبة تسمح بتشكيل السيراميك وفق الرغبة.
5. المواد الزخرفية المقاومة للماء أو ما يُعرَف بالزجاج الذي يُغطّى به السيراميك.

ما هي خطوات صناعة السيراميك؟

نظرًا لأنّ السيراميك يدخل في صناعة الكثير من المنتجات، بما فيها الأواني المزخرفة والفخا وصولًا للسيراميك الفني المشهور في المنازل، ففي ما يلي أهم خطوات صناعة السيراميك بالتفصيل^[٢]:

1. شراء المواد الخام المستخدمة في الصناعة، وتأتي إمّا كبيرة الحجم وتحتاج لتُقسّم لقطع أصغر ثم تُطحن، أو قد تأتي مطحونة جاهزة للاستخدام وذلك للسماح بخلط المواد وتشكيلها بطريقة أفضل لإنتاج مادة أكثر تفاعليّةً عند تعريضها للحرارة.
2. فصل المواد المُراد استخدامها عن المواد غير القابلة للاستخدام، وذلك من خلال التحكّم في حجم الجسيمات للحصول على ترابط قوي وسطح أملس للشكل النهائي، وتُستخدم لهذه الخطوة معدات الغربلة الاهتزازية، مثل آلة الغربلة أحاديّة المحرك، أمّا عن شبك آلة الغربلة فهو يأتي بأحجام مُتعددة تختلف تبعًا لسُمك الجسيمات ونسبة المواد الصلبة المتواجدة في المزيج، ويتواجد أيضًا الغربال الكهروميكانيكي الذي يمتاز بسعته التحميلية الأكبر والقدرة على التعامل مع القطع الكبيرة.
3. تحديد الكميات والأوزان، ثم عمل مزج أولي للمواد الخام من خلال أداة المُغذّي الكهروميكانيكي الذي يُوفّر القوى والترددات.
4. خلط المواد للحصول على مزيج متجانس كيميائيًا وفيزيائيًا، وذلك بإضافة مواد رابطة أو ملدّنة باستخدام خلاط السيراميك الرطب، والذي يحتوي على مكبس الترشيح الذي يُزيل الماء من البلاط ويُنتج جسم المزيج، ثم تُضاف مواد التجفيف وعوامل مانعة للرغوة لتحسين معالجة المواد.
5. دمج المواد، تحديدًا التي تُشبه المساحيق الجافة أو العجائن لتشكيل أشكال متماسكة والمرغوب بصنعها، أمّا في حال التشكيل الجاف فيُستخدم الضغط الاهتزازي لتحقيق الشكل المرغوب وقد تُستخدم قوالب صغيرة أو كبيرة.
6. التجفيف باستخدام الحمل الحراري، وهي الطريقة الأكثر أمانًا، نظرًا لأنّه يدوّر الهواء الساخن حول القطعة لتجف دون حدوث مشكلات وعيوب، مثل الانكماش والتشويه.
7. إضافة المواد الخام من أكاسيد الزجاج في مطحنة الاحتكاك، ثم غربلتها للحصول على خليط ناعم، ثم فردها على السيراميك باستخدام طرق الرش أو الغمس لإعطاء الشكل النهائي السلس.
8. تمرير السيراميك عبر عملية حرارية، لدمج الأكاسيد مع السيراميك، وتكوين حبيبات موحّدة تُعرف باسم طريقة التكثيف أو التلبيد وتختلف درجة الحرارة ووقت التعريض تبعًا للنتيجة المرجوّة.

ما هي أنواع السيراميك؟

فيما يلي أهم أنواع السيراميك تبعًا لفئاتها الـ3^[٣]:

أنواع سيراميك الأكسيد

وهي الأنواع التي يدخل في تصنيعها ألياف الأكسيد لتُصبح مقاومةً للأكسدة، وتحتوي أيضًا على مجموعة من ثاني أكسيد الزركونيوم وثالث أكسيد الألومنيوم وثاني أكسيد التيتانيوم، وفيما يلي أشهر أنواعها:

1. سيراميك الألومينا، الذي يمتاز بمقاومة كيميائية وحرارية عالية وقوة متزايدة، كما أنّ سطحه خشن، وهيكله قوي، ويُنعّم سطحه باستخدام طلاء السيليكا الذي يُعزّز قوته.
2. سيراميك أكسيد البريليوم، والذي يمتاز بموصليّه حرارية جيّدة وعزل كبير، إضافةً إلى القدرة على التكيّف مع الظروف، ويدخل الزجاج المستخدم في هذا النوع في صنع أنابيب الأشعة السينية، كما يدخل هذا النوم في تصنيع الميكرويف.
3. سيراميك زركونيا ذو الموصليّة الحرارية المنخفضة، إضافةً للعزل الحراري الجيّد والمقاومة العالية للتشققات، ويُستخدم غالبًا في تشكيل الأسلات وتركيبات الأسنان والأجهزة الطبية.

أنواع السيراميك غير الأكسيد

يمتاز هذا النوع بأنّه مقاوم للتآكل وصلب ومقاوم للأكسدة، وفيما يلي أهم أنواعه:

1. سيراميك نيتريد السيليكون، ويمتاز هذا النوع بكثافته المنخفضة ومتانته العالية ضد الكسر إضافةً لمرونته، ويُستخدم هذا النوع في البكرات وأدوات القطع وأجزاء المحرك وشفرات التوربينات.
2. سيراميك كربيد السيليكون المقاوم للأحماض والليزر، ويتكوّن من عناصر خفيفة الوزن تجعله ذو تمدّد حراري منخفض وموصلية عالية، ويُستخدم في صناعة أغطية صندوق الشفط والأختام والمحامل.

أنواع السيراميك المركّب

وهو السيراميك المصنوع من مواد مركّبة، ومن أهم أنواعه السيراميك المقوى بالألياف، ويمتاز بالمتانة والقوة ويحتوي على ألياف السيراميك مُتعدّد البلورات.

ما هي استخدامات السيراميك؟

فيما يلي أهم استخدامات السيراميك^[٤]:

1. البلاط للحمامات والمطابخ.
2. الأواني الفخارية والملاقط والأكواب والسكاكين.
3. الإسمنت الذي يدخل في لبنة الجدران.
4. المراحيض والأحواض وأحواض الاستحمام.
5. صناعة المحوّلات في محرك السيارة وذلك لتحويل الأبخرة السامّة لغازات غير سامة.
6. استبدال مفاصل الورك وتحفيز نمو العظام الطبيعيّة حول المفصل الصناعي.
7. حشوات السيراميك للأسنان.
8. صناعة العوازل في أجهزة الكمبيوتر والمحركات الكهربائيّة والشاشات والخلاطات والمكنسة الكهربائيّة.

مميزات وعيوب السيراميك

فيما يأتي سنذكر كلًا من مميزات وعيوب استخدام السيراميك:

مميزات السيراميك

فيما يلي أهم مميزات السيراميك^[٥]:

1. غير مُكلف نسبيًّا بالنسبة للبعض مقارنةً بالسجاد والأرضيات الصلبة.
2. يتوافر بألوان وزخرفات جذّابة.
3. قاسي وهشّ بالوقت ذاته ويتكيّف مع درجات الحرارة العالية جدًا أو المُنخفضة.
4. سهل التنظيف ولا تعلق به بقايا الروائح والمواد الكيميائية والأطعمة والمشروبات.
5. يمنع رطوبة الجدران في المناطق التي يحدث بها تسرّب للمياه، وبالتالي يحميها من التآكل والعفن.

عيوب السيراميك

فيما يلي أهم عيوب السيراميك^[٦]:

1. صلابته تُعدّ غير مريحةً للوقوف عليها كأرضية بالنسبة للبعض، نظرًا لعدم احتوائه على طبقات سفلية مبطنة.
2. بارد وتزداد برودته في فصل الشتاء، ممّا يجعله غير آمنً للمشي في الشتاء، وكذلك أشد حرارةً في الصيف.
3. وزنه ثقيل ولا يصلح في بعض الأحيان للتركيب في الطوابق العلوية التي تزيد الضغط على هيكل البناء.

أسئلة تجيب عنها حياتكِ

ما هو الفرق بين السيراميك والبورسلان؟

بالرغم من استخدامات السيراميك والبورسلان المتشابهة إلا أنه هناك الكثير من الفروقات بينها مثل^[٧]:

هل يمكن طلاء السيراميك؟

نعم، يُمكن طلاء السيراميك، إلّا أنّه قد يتلاشى بمرور الوقت إذا كان مُعرضًّا للرطوبة أو كان يمشي عليه العديد من الأشخاص يوميًا، وللحفاظ على ديمومته يجب استخدام أنواع مُخصصة من الطلاء بإجراءات متقدمة^[٨].

المراجع

1. ↑ "Ceramics", washington, Retrieved 9/2/2021. Edited.
2. ↑ Katy Sabo, "The 8 Steps of Ceramics Processing and Industrial Vibration", clevelandvibrator, Retrieved 9/2/2021. Edited.
3. ↑ "Types of Ceramics for Industrial Applications", thomasnet, Retrieved 9/2/2021. Edited.
4. ↑ "8 WAYS CERAMIC IS USED IN MODERN, DAY-TO-DAY LIFE", wade, 14/4/2015, Retrieved 9/2/2021. Edited.
5. ↑ SHERYL FABER, "Advantages & Disadvantages of Ceramics", hunker, Retrieved 9/2/2021. Edited.
6. ↑ "ADVANTAGES AND DISADVANTAGES CERAMIC FLOORING TILES FOR YOUR CUSTOM HOME", alvarezhomes, Retrieved 9/2/2021. Edited.
7. ↑ Lee Wallender (13/1/2021), "Porcelain Tile vs. Ceramic Tile Comparison Guide", thespruce, Retrieved 9/2/2021. Edited.
8. ↑ Emily Fazio, "Can You Paint Ceramic Floor Tile?", hgtv, Retrieved 9/2/2021. Edited.