محتوى المقالة
معنى مصطلح البورسلان وتعريفه:
يشير هذا المصطلح إلى منتجات واسعة من السيراميك التي يتم تسخينها في درجات حرارة عالية لكي تحقق صفات زجاجية كالشفافية أو المسامية المنخفضة ومن بين هذه السلع هي الخزف أو ما يسمى البورسلان ومنها صناعة أواني المائدة المزخرفة والأدوات الكيميائية وتيجان الأسنان والعوازل الكهربائية وغيرها، والخزف مشابه لحد كبير الصين أو ما يسمى الخزف الناعم أو اللين حيث أن كلاهما عبارة عن أواني زجاجية ذات مسامية منخفضة للغاية وكلاهما يمكن أن يكون مزججاً أو غير مزجج، والفرق بينهما أن الصين أكثر نعومة بحيث من الممكن قصه بملف في حين أنه لا يمكن ذلك عند الخزف، وللخزف بعض التطبيقات الطبية والصناعية التي لا تمتلكها الصين فتلك تقتصر على الاستخدام المنزلي والفني.
تاريخ صنع البورسلان:
نشأ البورسلان أو الخزف في الصين في عهد أسرة تانغ في حوالي (٩٠٧_٦١٨) ميلادي وبدأ تطوره في عهد أسرة يوان في القرن الثالث عشر، وظهرت بدائل أخرى للخزف عند الأوروبيين، وفي عام ١٧٠٧ نجح ألمانيان بدمج الطين مع الفلسبار المطحون بدلاً من الزجاج المطحون المستخدم سابقاً في الخزف، وهكذا استمرت رحلة التطور و إضافة التعديلات على بنية الخزف حتى يومنا هذا.
- المواد الأولية المصنوع منها البورسلان:
- الطين كالطين الصيني والطين الكروي.
- الفلسبار.
- الصوان.
- السيليكا.
- ماء.
الآلات المستخدمة في معمل صنع البورسلان أو الخزف:
- الكسارات الفكية.
- طواحين المطرقة.
- المطاحن الكروية.
- عجلات فولاذية.
- مناخل.
- اواني خزفية.
- طلاء.
- خلاطات القشرة.
- عجلة.
- فرن تسخين.
خطوات عملية التصنيع بشكل مختصر:
١. يتم بداية اختيار المواد الخام ووزن الكميات المناسبة بحيث تمر في سلسلة من خطوات التحضير بداية السحق ثم التنقية وبعدها عملية الخلط مع بعضهم البعض لإخضاعهم لأحد عمليات التشكيل الأربع (( تشكيل البلاستيك اللين _ تشكيل البلاستيك الصلب _ الضغط _ الصب)).
٢. تكسير المواد الخام:
يتم تقليل جزيئات هذه المواد للحجم المطلوب والذي يتضمن استخدام مجموعة متنوعة من المعدات لعملية الطحن وذلك باستخدام الكسارات الفكية التي تستخدم فكوك معدنية متأرجحة لتصغير قطر الجسيمات ثم نستخدم عجلات فولاذية للطحن والتنعيم اكثر وبعدها للحصول على طحن دقيق أكثر نستخدم مطاحن كروية تتكون من أسطوانات دوارة كبيرة مملوءة جزئياً بوسائط طحن من الفولاذ أو السيراميك ذات الشكل الكروي.
٣. التنظيف والخلط:
تمرر المكونات جميعها التي تم طحنها بدقة عبر مناخل لإزالة أي مواد كبيرة الحجم، تبدأ المناخل بالاهتزاز وتكون بوضعية مائلة والاهتزاز إما ميكانيكي أو كهروميكانيكي لتحسين التدفق، وتخلط المكونات مع الماء لإنتاج القوام المطلوب، وبعدها يتم الترشيح المغناطيسي لإزالة الحديد من الملاط، أما إذا كنا نحتاج تشكيل الجسم بالشكل الجاف نستغني عن الماء ونستخدم خلاطات القشرة.
٤. تشكيل الجسم:
هنا يجب علينا تشكيل جسم الخزف ويمكن ذلك بأحد الطرق الأربعة المذكورة سابقاً وذلك بالاعتماد على نوع المنتج فمثلاً في طريقة تشكيل البلاستيك اللين يتم تشكيل الطين بشكل يدوي أو رمي العجلات أو الهز أو الضغط على الكبش، إذا ما استخدمنا رمي العجلة يضع الخزاف الكمية المطلوبة من الجيم على عجلة ويشكل الشكل المناسب أثناء دوران العجلة أما في حال استخدمنا طريقة ضغط الكبش يوضع الصلصال بين قالبين من الجبس ويتشكل أثناء إخراج الماء و لكل من الضغط و تشكيل البلاستيك الصلب طريقة معينة وذلك يحدده طبيعة المنتج المطلوب.
٥. التسخين:
يحرق أجزاء الخزف بشكل عام مما يستلزم تسخينها عند درجة حرارة منخفضة لتبخير الملوثات المتطايرة وتقليل الانكماش أثناء الحرق.
٦. تزجيج:
بعد طحن المواد الخام تخلط بالماء ليتشكل ملاط وبعدها يتم غربلة ملاط التزجيج وتمريره عبر مرشحات مغناطيسية لإزالة أي ملوثات موجودة وبعدها يطبق على الأواني إما عن طريق الطلاء أو الصب أو الغمس أو الرش.
٧. الإطلاق:
يعتبر الحرق خطوة تسخين أخرى تنفذ في نوع من أصل نوعين من الأفران إما الفرن الدوري الذي يتكون من غرفة واحدة مبطنة بالحرارة ومختومة مع منافذ حرق ومداخن أو الفرن النفقي وهو عبارة عن غرفة حرارية يبلغ طولها عدة مئات من الأقدام أو أكثر، وعادة تدخل الأدوات منطقة التسخين السابقة وتتحرك عبر منطقة إطلاق مركزية قبل مغادرة الفرن عبر منطقة التبريد، وأثناء عملية إطلاق النار تحدث جملة من ردود الفعل أولها احتراق الشوائب القائمة على الكربون وتطور المياه الكيميائية وتبدأ الكربونات والكبريتات بالتحلل وهذه الأطوار ضرورية لتقليص الحبيبات وربطها، ثم يتم تبريد المنتج مما يسبب تصلب الزجاج وتكوين رابطة قوية بين الحبوب البلورية المتبقية ويصبح الخزف جاهزاً لعمليات الشحن اللازمة.
المواصفات العامة للمعمل:
- من الضروري الانتباه لطبيعة المواد الخام لأهمية ذلك في جودة المنتج النهائي كما يؤثر التركيب الكيميائي والمرحلة المعدنية وتوزيع حجم الجسيمات ومساحة السطح الغرواني على خصائص البورسلان المحروقة ولا بد من مراقبة كل ذلك عن طريق المختصين بما فيهم اللزوجة واللدونة والتمدد الحراري وذلك بواسطة أساليب إحصائية معينة لتحقيق الجودة المطلوبة.
- من الضروري توفر مساحة كبيرة لإنشاء المعمل لا تقل عن ٥٠٠ متر مربع كحد أدنى.
- لابد من وجود عدد كافي من العمال لإنجاز أكبر عدد ممكن من عمليات الإنتاج بشكل يومي ويحدد ذلك ساعات العمل أيضاً ولكن كحد أدنى يلزمنا ٢٠٠ عامل تقريباً.
- رأس المال المرصود لتغطية كامل النفقات بحدود ال ٥٠ مليون دولار تقريباً.
// الأرقام السابقة عبارة عن أرقام مأخوذة من إحصائيات سابقة من الممكن أن تتغير حسب الزمان والمكان //
