सिरेमिक उत्पादन में, फायरिंग के दौरान होने वाला संकुचन आयामी स्थिरता और उत्पादन दर को काफी हद तक प्रभावित करता है। अत्यधिक संकुचन से सिरेमिक का आकार बिगड़ सकता है, उसमें दरारें पड़ सकती हैं या वह पूरी तरह से नष्ट हो सकता है, जिससे उत्पादन लागत और ऊर्जा खपत बढ़ जाती है। फायरिंग के दौरान होने वाले संकुचन को कम करने से न केवल सिरेमिक उत्पादों की गुणवत्ता में स्थिरता आती है, बल्कि ऊर्जा खपत और कच्चे माल की बर्बादी भी कम होती है। इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए सिरेमिक के निर्माण और फायरिंग प्रक्रियाओं को अनुकूलित करना महत्वपूर्ण उपाय हैं।
फायरिंग के दौरान सिकुड़न के कारण और प्रभाव
फायरिंग के दौरान होने वाला संकुचन मुख्य रूप से दो चरणों से उत्पन्न होता है:
शारीरिक संकुचन: शरीर से मुक्त जल और अवशोषित जल का निष्कासन।
रासायनिक संकुचन: उच्च तापमान पर, शरीर के घटकों के भीतर भौतिक-रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं, जिनमें मुलिटाइजेशन, तरल अवस्था का निर्माण, क्वार्ट्ज का पिघलना और गैस छिद्रों का निष्कासन शामिल हैं। इन प्रक्रियाओं के कारण कणों का पुनर्व्यवस्थापन और आयतनिक सघनता होती है।
फॉर्मूलेशन ऑप्टिमाइजेशन का मूल आधार कच्चे माल के प्रकार और अनुपात को समायोजित करके इन प्रक्रियाओं के दौरान उत्पन्न होने वाले आयतनिक परिवर्तनों को नियंत्रित करना और कम करना है।
शरीर की संरचना और खनिज कच्चे माल का अनुकूलन
सिलिकेट कच्चे माल का तर्कसंगत चयन परंपरागत धातु संरचना मुख्य रूप से काओलिनाइट, क्वार्ट्ज और फेल्डस्पार से बनी होती है। काओलिनाइट की अधिक मात्रा से तापन के दौरान काफी संकुचन होता है, जबकि फेल्डस्पार एक फ्लक्स के रूप में कार्य करके सघनता को बढ़ावा देता है। क्वार्ट्ज और फेल्डस्पार के अनुपात को समायोजित करके, तरल अवस्था की मात्रा और सिंटरिंग तापमान को नियंत्रित करके, धातु संरचना को सघन बनाया जा सकता है और साथ ही अत्यधिक संकुचन से भी बचा जा सकता है। | सुदृढ़ीकरण कारकों का परिचय टैल्क मिलाने से मुलाइट और एंडालुसाइट चरणों का निर्माण होता है, जिससे दैनिक उपयोग में आने वाली सिरेमिक वस्तुओं की मजबूती बढ़ती है। गांठदार मुलाइट रेशे सिकुड़न के कारण होने वाली दरारों को रोकते हैं और लचीलेपन की मजबूती बढ़ाते हैं। |  |
III. कण आकार वितरण समायोजन
| कणों का आकार वितरण पदार्थ के घनत्व को निर्धारित करता है। मोटे कण एक ढांचा बनाते हैं, जबकि महीन कण रिक्त स्थानों को भरते हैं, जिससे संकुचन की दर कम हो जाती है। अनुकूलित सूत्र पदार्थ की पैकिंग दक्षता और स्थिरता को बढ़ाते हैं। प्लास्टिक घटकों के अनुपात को कम करना महत्वपूर्ण है, क्योंकि अतिरिक्त मिट्टी पकाने के दौरान संरचनात्मक जल छोड़ती है, जिससे आयतन में अत्यधिक संकुचन होता है। अत्यधिक प्लास्टिक मिट्टी को आंशिक रूप से गैर-प्लास्टिक खनिजों या फ्लक्स से प्रतिस्थापित करके कम से कम उपयोग करें। |  |
IV. प्रक्रिया और फायरिंग
| फ्लक्स (जैसे, फेल्डस्पार, टैल्क, क्षार धातु लवण) मिलाने से तापमान कम हो जाता है, जिससे उच्च ताप पर अत्यधिक संकुचन नहीं होता। टैल्क और TiO₂ मिलाने से तापमान 30°C तक कम हो सकता है, जिससे कम तापमान पर स्थिर संरचना प्राप्त होती है और दैनिक उपयोग के लिए उपयुक्त सिरेमिक बेहतर बनते हैं। तीव्र तापन या अपर्याप्त भंडारण समय से सिरेमिक के भीतर असमान तनाव उत्पन्न हो सकता है, जिससे संकुचन में भिन्नता बढ़ जाती है। तापमान नियंत्रण चरणबद्ध होना चाहिए: निर्जलीकरण चरण → सघनता चरण → भंडारण चरण, जिससे एकसमान संकुचन सुनिश्चित हो सके। |  |
सारांश और सिफारिशें
बॉडी फॉर्मूलेशन को अनुकूलित करने से फायरिंग के दौरान होने वाली सिकुड़न को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है: उच्च प्लास्टिसिटी वाली मिट्टी के उपयोग को मध्यम रूप से कम करने के लिए कच्चे माल के अनुपात को समायोजित करना; मुलाइट निर्माण को बढ़ावा देने के लिए सुदृढ़ीकरण एजेंट जोड़ना; बॉडी स्थिरता को बढ़ाने के लिए उपयुक्त कण आकारों का उपयोग करना।
इन उपायों को मिलाकर न केवल सिरेमिक उत्पादों की आयामी स्थिरता और उत्पादन दर में सुधार होता है, बल्कि ऊर्जा की खपत भी कम होती है, जिससे सिरेमिक उद्योग ऊर्जा दक्षता, पर्यावरणीय स्थिरता और उच्च गुणवत्ता वाले विकास की दिशा में आगे बढ़ता है।