More Related Content
PPTX
PPTX
PDF
PDF
Cities - new key drivers of digitalization PDF
GSM Based Home Appliances Monitoring System for Handicapped People PDF
An Automatic Identification of Agriculture Pest Insects and Pesticide Control... PDF
Simulation Study and Performance Comparison of OFDM System with QPSK and BPSK PDF
축적의 시간, 능력자의 시대 | 이정동 서울대학교 산업공학과 교수 Similar to บทที่4
PPTX
PPTX
PPTX
PPT
PDF
PDF
PDF
PPTX
PPTX
Chapter 3 glaze manufacturing PPTX
Chapter 3 glaze manufacturing PPTX
PPT
DOCX
PDF
PPTX
เครื่องมือพื้นฐานในงานเครื่องปั้นดินเผา PDF
Chapter 3 glaze manufacturing PDF
PPTX
PDF
PPTX
Chapter 2.1 glaze classifications More from Smile Suputtra
PPTX
PPTX
PPTX
วิธีเคลือบผลิตภัณฑ์เซรามิกส์ PPTX
DOCX
PPTX
การออกแบบผลิตภัณฑ์เซรามิกส์ PPTX
PPTX
DOC
PPTX
PPTX
บทที่4
- 2.
เนื้อดิน หมายถึงดินที่จะนามาปั้นผลิตภัณฑ์ หรือดินที่จะผสมทาน้าดินในการเทแบบซึ่งอาจเป็นดินที่ขุดมาจากแหล่งวัตถุดิบโดยตรง พร้อมบดและนามาพัก
ในบ่อ และนามานวดเพื่อปรับความชื้น หรือดินที่ได้จากการผสมกลุ่มแร่เคลย์ (ดินจากแหล่งต่างๆ) พร้อมกับแร่ชนิดอื่น เช่น เฟลด์สปาร์ ควอตซ์(ทรายละเอียด)
หรือหินพอทเทอรี่ (หินที่ประกอบด้วยแร่เฟลด์สปาร์ และควอตซ์ เป็นหลัก มีเหล็กน้อย นิยมใช้แทนเฟลด์สปาร์ เพื่อลดอุณหภูมิการหลอมตัวของผลิตภัณฑ์)
เนื้อดินปั้นแป้นหมุนชนิดต่างๆ
การขึ้นรูปด้วยแป้นหมุนสามารถเตรียมเนื้อดินได้หลายลักษณะ ได้แก่ การเตรียมเนื้อดินปั้นเพื่อการขึ้นรูปด้วยแป้นหมุนจากเนื้อดินปั้นสาเร็จรูปมักจะซื้อมาจาก
บริษัทที่ทาดินขายสาหรับงานเซรามิกส์ เหมาะสาหรับผุ้ที่ไม่ต้องการเตีรยมเนื้อดินเองลดความยุ่งยาก การเตรียมเนื้อดินปั้นเพื่อการขึ้นรูปด้วยแป้นหมุนจากดิน
เหนียวท้องถิ่นเป้นเนื้อดินที่นามาจาแหล่งดินเดิมแล้วนามาปั้นขึ้นรูปได้เลยและการเตรียมเนื้อดินปั้นเพื่อการขึ้นรูปด้วยแป้นหมุนจากการผสมวัตถุดิบเป็นการ
ปรับปรุง เนื้อดินให้เป็นไปตามความต้องการโดยมีวัตถุประสงค์ในการปรับปรุงเช่น ต้องการควบคุมการหดตัวของเนื้อดิน ปรับปรุงสีของเนื้อดิน ลดอุณหภูมิของ
เนื้อผลิตภัณฑ์ไม่ให้สูงมากนัก ต้องการให้เนื้อดินมีความเหมาะสมกับน้าเคลือบซึ่งจะให้เคลือบไม่รานเหล่านี้ล้วนเป้นวัตถุประสงค์ในการปรับปรุงสมบัติของเนื้อดิน
ความหมาย
- 3.
1.เนื้อดินปั้นชนิดแป้นหมุน ( Throwingclay )
o เนื้อดินที่ใช้สาหรับขึ้นรูปด้วยแป้นหมุนจะต้องมีความเหนียวจึงจะขึ้นรูปได้ แต่ดินที่มีความเหนียวมากมักจะหดตัวมากต้องระวังมากเวลาตาก
ผลิตภัณฑ์ให้แห้งหรือเผาผลิตภัณฑ์ต้องให้เป็นไปอย่างช้า ๆ หลักการเตรียมดิน ควรใช้วัสดุอื่นผสมด้วย เช่น หินแก้ว หินฟันม้า แต่ต้องให้มี
ความเหนียวพอดี แต่ถ้าให้เหนียวมากไปก็อาจทาให้ผลิตภัณฑ์แตกง่ายเช่นกัน ควรเพิ่มวัสดุประเภทเป็นสารให้ละลาย ( Flux ) ในเวลาเผา
ผลิตภัณฑ์ เช่น หินฟันม้า ทัลค์ หรือฟริต หรือประเภทดินเหนียว ( Red clay ) , ดินเชื้อ ( Grog ) จะช่วยให้การทรงตัวได้
ดี ขนาดของดินเชื้อประมาณ 80 mesh ผสมลงไปในเนื้อดินปั้น ประมาณร้อยละ 8 ถึง 10 ส่วนความเหนียวเติมเบนโทไนท์
ประมาณร้อยละ 2 ถ้าเติมมากไปจะทาให้แตกได้ง่าย เช่นกัน
2.เนื้อดินชนิดเอิทเท่นแวร์ ( Earthen Ware )
o เนื้อดินเอิทเท่นแวร์,มีอุณหภูมิในการเผาไม่สูงมากนัก อุณหภูมิไม่เกิน 1,190 องศาเซลเซียส cone 6 เนื้อดินจะมีความพรุนตัว ใช้
ดินเหนียวธรรมดาที่พบทั่วไปตามภูมิภาคผสมทรายหรือดินเชื้อเพื่อแก้ไขปัญหาการแตกร้าว ดินชนิดนี้เหมาะแก่การขึ้นรูปด้วยแป้นหมุน ดินชนิดนี้
ส่วนมากมีเปอร์เซนต์ของเหล็กสูง มักจะเป็นสีแดง สีน้าตาลอ่อนหรือเข้ม และมีความทนไฟไม่สูงมาก
- 4.
3. เนื้อดินปั้นชนิดสโตนแวร์ (Stone ware )
เป็นเนื้อดินที่เผาถึงจุดสุกตัว ( Vitreous ) ส่วนใหญ่เป็นสีเทาอ่อน สีเทาเข้ม สีน้าตาล อุณหภูมิที่ใช้ในการเผาประมาณ 1,190 – 1,390 องศา
เซลเซียส ( cone 6 - 14 ) มีคุณลักษณะแข็งแกร่งเป็นพิเศษ น้าและของเหลวไหลซึมผ่านไม่ได้ เนื้อดินชนิดสโตนแวร์มีความทนไฟสูงมาก เนื้อดินมีความเหนียวดี
และเนื้อดินค่อนข้างหยาบ วัตถุดิบส่วนใหญ่ดั้งเดิมใช้ดินตามแหล่งธรรมชาติ มักเป็นสีค่อนข้างแดง การเตรียมเนื้อดินปั้นผลิตภัณฑ์สโตนแวร์ นิยมใช้หินฟันม้า( Feldspar
) เป็นส่วนผสมช่วยให้เกิดหลอมละลาย ( Flux ) และช่วยให้ช่วงการเผายาวได้ดี บางชนิดเนื้อดินใช้ดินเชื้อ ( Grog )ผสมลงไปบ้าง ถ้าไม่มีดินประเภทสโตนแวร์เคลย์
สามารถใช้ส่วนผสมของเนื้อดินโดยใช้ดิน Kaolin ดินบอลเคลย์ หินฟันม้า หินแก้ว และออกไซด์ของเหล็ก ซึ่งทาให้เกิดสีน้าตาลเหมือนธรรมชาติ เนื้อดินสโตนแวร์ดูดน้า
ประมาณร้อยละ 3 ฉะนั้นของเหลวไม่สามารถไหลซึมผ่านได้เลย เนื้อดินนี้สามารถขึ้นรูปได้หลายวิธีการรวมทั้งการขึ้นรูปด้วยแป้นหมุน
4.เนื้อดินปั้นปอร์สเลน ( Porcelain )
o เป็นเนื้อดินปั้นที่เผาถึงจุดสุกตัว ( Vitrious ware ) เหมือนผลิตภัณฑ์สโตนแวร์ แต่เนื้อดินละเอียดกว่า มีสีขาว โปร่งแสง เผาในอุณหภูมิ 1,250 องศา
เซลเซียสขึ้นไป (cone 9 ) เนื้อดินส่วนใหญ่ประกอบด้วย ดินขาว หินฟันม้า ( Feldspar ) , หินแก้ว ( Flint ) และดินเหนียวขาว ( Ball clay
) ผสมกันตามสัดส่วน การเตรียมเนื้อดินค่อนข้างยุ่งยากมีกระบวนการหลายขั้นหลายตอน ส่วนผสมของเนื้อดินปอร์สเลนโดยประมาณทั่ว ๆ ไป ประกอบด้วยดินขาว (
Kaolin ) กับดินบอลเคลย์ ( Ball clay ) ซึ่งจะช่วยให้ผลิตภัณฑ์มีสีขาวและมีความเหนียวพอขึ้นรูปได้ หลักการสาคัญอยู่ที่ว่า ดินที่นามานั้นต้องล้างและบดให้
ละเอียดเสียก่อน โดยผ่านเครื่องแยกเหล็ก เนื่องจากดินขาวบางแหล่งมีเปอร์เซนต์ของเหล็กสูง จะทาให้สีไม่ค่อยขาวนัก ถ้าส่วนผสมของเนื้อดินมีความเหนียวไม่พอ ควรเพิ่ม
บอลเคลย์ผสมลงไป เติมหินโดโลไมท์ ( Dolomit ) ประมาณร้อยละ 1 – 2 จะช่วยลดอุณหภูมิลง เนื้อดินปอร์สเลนส่วนใหญ่นิยมนาไปหล่อในพิมพ์ หรือขึ้นรูปด้วย
ใบมีด ( Jigger ) การขึ้นรูปด้วยวิธีแป้นหมุน จะต้องผสมเนื้อดินให้เหนียวมากขึ้นอีกโดยเพิ่มดินเบนโทไนท์
- 5.
o เนื้อดินปั้นจากจะเตรียมจากดิน หินและแร่บางประเภทผสมลงในอัตราส่วนผสม เพื่อให้เนื้อดินที่ได้มีสมบัติตามความต้องการ ซึ่งหินและแร่จากธรรมชาติที่
นามาใช้นี้ ได้แก่ หินฟันม้า หินเขี้ยวหนุมาน หินปูน หินสบู่ และหินโดโลไมต์ เป็นต้น หินแต่ละชนิดมีสมบัติแตกต่างกันไป บางชนิดช่วยลดอุณหภูมิการเผาทาให้
เนื้อเซรามิกส์สุกตัว และหลอมตัวดีขึ้นที่อุณหภูมิต่ากว่าเดิม บางชนิดช่วยให้เนื้อเซรามิกส์แข็งแกร่งทนทาน ทนอุณหภูมิสูงขึ้น บางชนิดช่วยให้มีสมบัติทางไฟฟ้า
วัตถุดิบที่นามาใช้ผสมในเนื้อเซรามิกส์
1. ดิน
o ดิน (Clay; Al2O3 . 2SiO2 . 2H2O) คือสารประกอบไฮดรัส อลูมินัส ซิลิเกต (Hydrous Aluminous Silicate) ที่มี
ส่วนประกอบและโครงสร้างของผลึกแน่นอน โดยทฤษฎีแล้วจะมีซิลิกอน ไดออกไซด์ (SiO2) ร้อยละ 46.5 อลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) ร้อยละ
39.5 และ น้า (H2O) ร้อยละ 14.0 เมื่อนาดินมาผสมกับน้าจะทาให้เกิดความเหนียวขึ้น และสามารถปั้นให้เป็นรูปต่าง ๆ ได้ถ้าปล่อยไว้ให้แห้งจะยังคง
รักษารูปร่างเดิมไว้และมีความแข็งแกร่งดีขึ้น แต่ค่อนข้างเปราะ ถ้าเผาแล้วจะทาให้แกร่งมากขึ้น และเมื่อผสมกับน้าจะไม่ทาให้ความเหนียวกลับคืนมาอีก หาก
จาแนกชนิดของดิน สามารถแบ่งชนิดของดินได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ได้
วัตถุสาหรับทาเนื้อดิน
- 6.
1. แบ่งตามแหล่งกาเนิด แบ่งชนิดของดินเป็น2 แหล่งคือ
o 1.1 ดินปฐมภูมิ ได้แก่ ดินขาว
o 1.2 ดินทุติยภูมิ ได้แก่ ดินดา ดินแดง
2. แบ่งตามความเหนียวของดิน แบ่งเป็น 2 ชนิด คือ
o 2.1 ดินที่มีความเหนียวน้อย ได้แก่ ดินขาว
o 2.2 ดินที่มีความเหนียวมาก ได้แก่ ดินดา ดินแดง
- 7.
1.1 ดินขาว
o ดินขาวหรือคาโอลิน หรือดินจีน (Kaolin หรือ China Clay) เป็นดินที่มีสีขาวทั้งในธรรมชาติและหลังเผา เป็นสารประกอบของแร่คาโอลินไนต์ ซึ่งประกอบด้วยอลูมินา
และซิลิกา เป็นดินที่มีความเหนียวต่า มีความแข็งแรงเมื่อแห้งน้อย ทนอุณหภูมิได้สูง
สมบัติของดินขาวที่ใช้เป็นวัตถุดิบในการทาเนื้อเซรามิกส์ ได้แก่
o 1. ให้ความขาวแก่ผลิตภัณฑ์
o 2. เพิ่มอลูมิเนียมไดออกไซด์ เพื่อความแข็งแกร่งของผลิตภัณฑ์หลังเผา
o 3. เพิ่มอัตราเร็วในการหล่อแบบเนื่องจากดินขาวมีอนุภาคใหญ่ มีความเหนียวน้อย
1.2 ดินดา
o ดินดา เป็นดินเหนียว ที่เกิดจากการตกตะกอนทับถมกันของดินขาว ประกอบด้วยแร่คาโอลินไนต์เป็นส่วนประกอบสาคัญ บางครั้งจะพบแร่ดินชนิดอื่นปะปนอยู่บ้าง เช่น มอนท์มอริลโล
ไนต์ และอิลไลต์ ดินดาจะมีลักษณะพิเศษคือมีสารอินทรีย์ปนอยู่ด้วยเสมอ ในธรรมชาติจึงอาจมีสีต่าง ๆ เช่น สีขาว สีเทาเหลือง และสีดา เป็นดินที่มีความละเอียดสูง มีความเหนียวดี
เมื่อแห้งหรือหลังเผาจะมีความแข็งแรงสูง หลังจากผ่านการเผาแล้วจะให้สีครีม หรือสีขาว ดินดา หลายชนิดมีช่วงการเปลี่ยนแปลงสภาพของเนื้อดินไปเป็นเนื้อแก้วขณะให้ความร้อน
ค่อนข้างนาน ซึ่งจะเป็นประโยชน์ คือช่วยปรับปรุงผลิตภัณฑ์หลังเผาให้ดีขึ้น ชื่อดินดา หรือ บอลเคลย์ ได้จากลักษณะของดินที่ถูกตักขึ้นมาในถ้วยตักจากเหมืองดินในประเทศอังกฤษ
ที่เป็นลักษณะคล้ายลูกบอล (Ball)
- 8.
เหตุผลที่นาดินดา มาใช้ในการทาเนื้อเซรามิกส์เนื่องจาก
1. ดินดาช่วยเพิ่มความเหนียวของเนื้อเซรามิกส์ทาให้สามารถขึ้นรูปได้ดีขึ้น
2. ดินดาช่วยพัฒนาผลิตภัณฑ์เมื่อแห้งให้มีความแข็งแรงมากขึ้น เนื่องจากเมื่อใช้ดินดาเป็นส่วนผสมของเนื้อเซรามิกส์แล้ว จะทาให้ผลิตภัณฑ์ไม่เปราะและแตกหักง่าย
เคลื่อนย้ายสะดวก
3. ดินดา สามารถช่วยทาให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างสารในเนื้อเซรามิกส์ขณะทาการเผาได้ดี เป็นผลให้ผลิตภัณฑ์มีเนื้อแน่นเป็นเนื้อเดียวกันตลอด
4. ช่วยทาให้เนื้อเซรามิกส์ที่ใช้ในการเทแบบมีการไหลตัวดีขึ้น
หินฟันม้า
o หินฟันม้า หรือแร่เฟลด์สปาร์ (Feldspar) เป็นแร่ที่สาคัญมากในอุตสาหกรรมเซรามิกส์ โดยสมบัติสาคัญที่หินฟันม้า มีผลต่อเนื้อเซรามิกส์ คือเป็นตัวช่วยเสริมให้เกิดการ
เปลี่ยนแปลงเป็นเนื้อแก้วขึ้นระหว่างเผาผลิตภัณฑ์ ช่วยลดจุดสุกตัวให้กับผลิตภัณฑ์ ทาให้เราสามารถเผาเนื้อเซรามิกส์และน้าเคลือบ ที่อุณหภูมิต่าลงได้ ทาให้ผลิตภัณฑ์มี
ความโปร่งแสงได้ดีขึ้นในทางเซรามิกส์ จะมีชื่อเรียกหินฟันม้า ต่างกันตามปริมาณของส่วนประกอบ ซึ่งได้แก่
2.1. หินฟันม้าชนิดโปแตส (Potash Feldspar) มี 2 ชนิด คือ ออโธแคลส (Orthoclase) และไมโครไคลน์ (Microcline) โดยแร่ทั้งสองมีสูตร
ทางเคมีเหมือนกันคือ K2O . Al2O3 . 6SiO2 หรือ KAlSiO8 แต่มีโครงสร้างทางผลึกแตกต่างกัน มีจุดหลอมประมาณ 1,200 - 1,250 องศาเซลเซียส
- 9.
2.2. หินฟันม้าชนิดโซดา (SodaFeldspar) หรืออัลไบต์ (Albite) มีสูตรทางเคมีคือ Na2O . Al2O3 . 6SiO2 หรือ NaAlSiO8 มีจุด
หลอมต่ากว่า และมีความหนืดต่ากว่า หินฟันม้าชนิดโปแตส คือมีจุดหลอมตั้งแต่ 1,100 องศาเซลเซียส โดยมากจะใช้ผสมในน้าเคลือบ และในเนื้อเซรามิกส์ที่ต้องการความ
โปร่งแสง
2.3. หินฟันม้าชนิดไลม์ (Lime Feldspar) หรือหินฟันม้าชนิดแคลเซียม (Calcium Feldspar) หรือ อะนอร์ไทต์ (Anorthite) มีสูตรทาง
เคมีคือ CaO . Al2O3 . 2SiO2 หรือ CaAl2Si2O8 จะมีโครงสร้างคล้ายกับหินฟันม้าชนิดโปแตส และหินฟันม้าชนิดโซดา แต่ไม่ค่อยพบมากนัก ส่วนมากจะ
เกิดบริเวณที่หินแปรสัมผัสกับหินปูน หรืออาจจะเป็นเกิดจากปฏิกิริยาในโครงสร้างทางเคมีที่เกิดจากการเผาเนื้อผลิตภัณฑ์
2.4. หินฟันม้าชนิดแบเรียม (Barium Feldspar) หรือเซลเชียน (Celsian) มีสูตรทางเคมีคือ BaO . Al2O3 . 2SiO2
หินเขี้ยวหนุมาน
o หินเขี้ยวหนุมาน หรือ แร่ควอร์ตซ (Quartz) เป็นสารประกอบของซิลิกา ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ มีความแข็งแกร่ง และความถ่วงจาเพาะสูง คือมีค่าความแข็ง 7
และมีความถ่วงจาเพาะ 2.65 มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายใต้อุณหภูมิต่าง ๆ อยู่ 3 แบบ คือ ควอร์ตซ ไทรดีไมต์ (Tridymite) และคริสโตบาไลต์
(Cristobalite) บทบาทหน้าที่ของซิลิกาในเนื้อเซรามิกส์ จะเป็นตัวเสริมความแข็งแรงและคงรูปร่าง (Filler) ในผลิตภัณฑ์ไฟต่า เช่น เอิร์ทเธินแวร์ ส่วนใน
ผลิตภัณฑ์ไฟสูง ซิลิกาจะทาหน้าที่เป็นตัวสร้างเนื้อแก้ว ในขณะที่เผาอุณหภูมิสูง และช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งให้แก่ผลิตภัณฑ์
- 10.
o วัตถุดิบได้มาจากแหล่งโดยตรงและมีสิ่งเจือปนปริมาณมาก เช่นรากไม้กรวด และทรายหยาบ จาเป็นต้องแยกสิ่งเจือปนเหล่านั้นออกเสียก่อน หรือหากวัตถุดิบยังไม่ได้ แปรรูป เช่น
ทราย หรือหินฟันม้า อาจต้องบดให้ละเอียดตามความต้องการก่อน ซึ่งวิธีการเตรียม วัตถุดิบจะแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับลักษณะของวัตถุดิบที่นามาใช้และกระบวนการปฏิบัติของ แต่ละ
งานที่ต้องการ แต่โดยทั่วไปเครื่องมือเครื่องจักรที่ใช้สาหรับเตรียมวัตถุดิบมีดังนี้
1.เครื่องบดย่อยวัตถุดิบ หรือเครื่องบดหยาบ
o ใช้ในกรณีที่ต้องการท าให้วัตถุดิบมี ขนาดก้อนเล็กลง เช่นจากหินหรือดินที่มีขนาดก้อนใหญ่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 15 เซนติเมตร ให้เป็นวัตถุดิบที่มีขนาดเส้นผ่าน
ศูนย์กลางไม่เกิน 5 มิลลิเมตร จะต้องใช้เครื่องจักรที่ หลากหลายแตกต่างกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของวัตถุดิบที่น ามาบดย่อยและขนาดของวัตถุดิบ ที่ต้องการได้หลังจากผ่านเข้า
เครื่องบดย่อยนั้น ๆ แล้ว โดยเครื่องลดขนาดวัตถุดิบประเภทหิน ที่นิยมใช้จะมี 4ลักษณะได้แก่ เครื่องบดย่อยแบบอัดกระแทก เครื่องบดย่อยแบบลูกกลิ้ง เครื่อง บดย่อยแบบค้อน
เหวี่ยง และเครื่องบดย่อยแบบถาดและล้อบด
1.1.เครื่องบดย่อยแบบอัดกระแทก (jaw crusherใช้ลดขนาดของวัตถุดิบ ประเภทหินและดินที่มีขนาดใหญ่ มีความแข็ง โดยเครื่องบดย่อยแบบอัดกระแทกสามารถลด
ขนาดของวัตถุดิบให้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5 มิลลิเมตร
1.2. เครื่องบดย่อยแบบลูกกลิ้ง (roller crusher) เป็นเครื่องบดหยาบอีกชนิด หนึ่งทีสามารถย่อยวัตถุดิบให้มีขนาดเล็ก รวมทั้งมีขนาดสม่ าเสมอได้ดีกว่าเครื่องบดย่อย
แบบอัด กระแทก แต่การใช้งานของเครื่องทั้งสองชนิดมีจุดประสงค์เดียวกันคือใช้ย่อยวัตถุดิบประเภท หินและดินที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 7–10 เซนติเมตรให้มีขนาดเล็ก
ลงคือมีเส้นผ่าน ศูนย์กลางประมาณ 1–5 มิลลิเมตร
เครื่องมือในการเตรียมดิน
- 11.
o 1.3.เครื่องบดย่อยแบบค้อนเหวี่ยง (hammermill) เป็นเครื่องจักรช่วยลดขนาด วัตถุดิบที่เรียกชื่อของเครื่องตามส่วนประกอบที่ท าให้เกิดการย่อยวัตถุดิบที่มี
ลักษณะคล้ายค้อนทุบหรือกระแทกวัตถุดิบให้แตกละเอียด
o 1.4. เครื่องบดย่อยแบบถาดและล้อบด (pan grinding หรือ edge runner) เป็น เครื่องบดที่ทาหน้าที่บดย่อยวัตถุดิบประเภทหินและดินที่มีขนาดไม่
ใหญ่มาก เพราะผ่านการบด ย่อยมาแล้วจากเครื่องบดย่อยแบบอัดกระแทก หรือจากเครื่องบดย่อยแบบลูกกลิ้ง
2. ตะแกรงกรอง หรือแร่ง (sieve) เป็นเครื่องมือวัดและควบคุมความละเอียดของ วัตถุดิบที่ใช้ในงานเซรามิกส์อันได้แก่ดิน หิน และสารเคมีต่าง ๆ รวมทั้งน้าดินและน้าเคลือบ
3.โกร่ง (mortar) เป็นอุปกรณ์ช่วยในการบด ทั้งการบดละเอียด (grinding) และ การบดผสม (mixing) โกร่งมีลักษณะคล้ายครกตาน้าพริก
การทดสอบสมบัติของเนื้อดินปั้น
o การขึ้นรูปด้วยแป้นหมุน มีวิธีการในการทดสอบเนื้อดินว่ามีสมบัติเหมาะสมสาหรับการใช้ขึ้นรูปด้วย แป้นหมุนหรือไม่ รวมทั้งใช้ผลการทดสอบเป็นมาตรฐานเพื่อควบคุมการ
ปฏิบัติงานครั้งต่อไป ซึ่งการทดสอบสมบัติของเนื้อดินปั้นที่มีลักษณะเป็นดินเหนียวสาหรับใช้งานในระบบอุตสาหกรรม มีการทดสอบสมบัติของเนื้อดินปั้นก่อนเผาได้แก่ การ
ทดสอบความเหนียวของเนื้อ ดินปั้น ทดสอบปริมาณน้าในส่วนผสม และทดสอบการหดตัวเมื่อแห้ง รวมทั้งทดสอบสมบัติของเนื้อดินปั้นหลังเผา การทดสอบเนื้อดินสาหรับการ
ขึ้นรูปด้วยแป้นหมุนจึงทดสอบ ความเหนียวของเนื้อดินปั้น ทดสอบปริมาณน้าในส่วนผสม และทดสอบการหดตัวเมื่อแห้ง การทดสอบสมบัติก่อนเผา และทดสอบสมบัติของ
เนื้อดินปั้นหลังเผา โดยการทดสอบสมบัติพื้นฐานที่ผู้ปฏิบัติงานควรทดสอบเพื่อใช้เป็นมาตรฐานในการสร้างงาน
- 12.
1 การทดสอบความเหนียว (plasticityof clay body)
o เนื่องด้วยความเหนียวเป็น สมบัติส าคัญส าหรับการขึ้นรูปด้วยแป้นหมุน โดยความเหนียวของเนื้อดินปั้นมาจากสมบัติด้าน ความละเอียด (fineness)กรณีเนื้อ
ดินมีความละเอียดมากจะมีความเหนียวมากเช่นเดียวกัน นอกจากนี้ปริมาณน้ าในดินหรือน้ าในส่วนผสมก็มีผลต่อความเหนียวของเนื้อดินปั้นเช่นกัน หากมีน้ าปริมาณน้อยเนื้อ
ดินจะร่วนไม่เกาะตัว แต่ถ้ามีน้ามากเกินไปจะทาให้เนื้อดินเหลวเละติดมือใช้งานไม่ได้ เนื่องจากน้าเป็นตัวช่วยประสานอนุภาคของดินให้ติดกัน การทดสอบ ความเหนียวของเนื้อดิน
ปั้นทาได้โดยการปั้นดินให้เป็นเส้นยาวประมาณ 2–3 นิ้ว ขนาดประมาณ แท่งดินสอ แล้วม้วนขดเป็นวง หรืองอเส้นดิน พิจารณาว่าเส้นดินมีรอยแตกร้าวหรือไม่ หากเส้น ดินมี
รอยแตกหมายถึงดินมีความเหนียวน้อย อาจแก้ไขได้โดยการเติมน้าในส่วนผสมและนวด ให้ดินเข้ากัน หรืออาจจาเป็นต้องบดให้ละเอียดเพิ่มมากขึ้นและกรองด้วยตะแกรงที่มี
ความ ละเอียดมากกว่าเดิม การทดสอบความเหนียวของดิน
2 การทดสอบหาปริมาณน้าในส่วนผสม
o เนื้อดินปั้นที่เป็นดินเหนียวมีส่วนผสมของวัตถุดิบประเภทดิน หิน และมีน้าในปริมาณที่พอเหมาะ โดยน้าในเนื้อดินปั้นมี 2 ชนิดคือ น้านอกโครงสร้างทางเคมีได้แก่น้าที่ได้รับจาก
กระบวนการผลิตหรือแปรรูป เช่น การล้าง การบด การกรอง รวมทั้งน้าที่ได้จากสิ่งแวดล้อมในบรรยากาศ เช่น ความชื้น ฝน เป็น ต้น และน้าที่อยู่ในโครงสร้างทางเคมีของ
วัตถุดิบแต่ละชนิด เช่น ดินขาวมีสูตรเคมีคือ Al2O3 .2SiO2 .2H2O ประกอบด้วยอะลูมิเนียมออกไซด์(Al2O3 ) ซิลิคอนไดออกไซด์(SiO2 ) และ น้ า
(H2O) ในโครงสร้างทางเคมีของดินขาว เป็นต้น วิธีการทดสอบเพื่อหาปริมาณน้าในส่วนผสมซึ่งเป็นน้านอกโครงสร้างทางเคมีโดยการหาร้อยละของความชื้น (%
moisture) ที่มีขั้นตอนดังนี้
- 13.
1) แบ่งเนื้อดินปั้นเล็กน้อยมาชั่งน้าหนัก บันทึกเป็นน้าหนักก่อนอบ(กรัม)
2) นาเนื้อดินปั้นไปอบที่อุณหภูมิ 110องศาเซลเซียส นาน 24 ชั่วโมง หรือทิ้งไว้ให้แห้งในอุณหภูมิห้อง
3) ชั่งน้าหนักหลังอบ (กรัม)
4) คานวณตามสูตร
ร้อยละของความชื้น (% moisture) = (น้าหนักก่อนอบ – น้าหนักหลังอบ) X 100
o น้าหนักก่อนอบ
o หลังจากคานวณได้ค่าร้อยละของน้าในส่วนผสมแล้ว สามารถทราบปริมาณ ส่วนผสมแห้ง ได้จากการคานวณตามสูตร ร้อยละของส่วนผสมแห้ง (% dry) = 100 –ร้อยละของความชื้น
3. การหดตัว (shrinkage)
o ในทางเซรามิกส์นั้นการหดตัวเกิดขึ้นจากทั้งสองสาเหตุ คือ การสูญเสียองค์ประกอบ และการรวมตัวกันของโครงสร้างภายใน โดยปกติแล้วดินที่มีความ เหนียวมาก มักจะมีการหดตัวมาก โดยทั่วไปการหด
ตัว หมายถึงการมีขนาดเล็กลง ซึ่งในทางกายภาพสามารถวัดได้ทั้งการหดตัวเชิงเส้น (linear shrinkage) อันได้แก่ ความยาว ความกว้าง ความสูง ที่มีขนาดลดลง จากเดิม หรือสามารถวัดการ
หดตัวเชิงปริมาตร (volume shrinkage) นั่นคือความจุ การหดตัวขอเนื้อดินปั้นมี 2 ระยะคือ การหดตัวหลังการอบแห้ง (drying shrinkage)และการหดตัวหลัง การเผา
(firing shrinkage) การหดตัวนี้จะเป็นตัวบ่งชี้ว่าควรผึ่งแห้ง หรือเผาผลิตภัณฑ์ในอัตราที่ ช้าหรือเร็วเพียงใด ซึ่งสาเหตุของการหดตัวอาจเนื่องมาจากการสูญเสียองค์ประกอบหรือ โครงสร้าง ทา
ให้องค์ประกอบอื่นเข้ามาใกล้ชิดกันเป็นผลให้ขนาดในภาพรวมลดลงหรือเล็กลง หรืออาจเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายใน ทาให้เกิดความแน่นขึ้น ส่งผลให้ขนาดที่พิจารณาได้จากภายนอก
ลดลง นอกจากปริมาณน้าจะมีผลต่อการหดตัวแล้ว การหดตัว ของเนื้อดินปั้นจะแตกต่างกันออกไปตามชนิดของวัตถุดิบที่ใช้ในเนื้อดินปั้น ปริมาณวัตถุดิบ แต่ละชนิดในอัตราส่วนผสม และอุณหภูมิที่ใช้
เผา การหาร้อยละการหดตัวเชิงเส้น (percent drying linear shrinkage) มีวิธีการ ทดสอบดังนี้คือ
- 14.
1. ใช้เนื้อดินปั้นทาแท่งทดสอบเป็นแท่งสี่เหลี่ยมมีขนาดหน้าตัด 2.5X 2.5 เซนติเมตร และมีความยาว 11.5 เซนติเมตร
2. ทาเครื่องหมายบอกความยาวบนแท่งทดสอบยาว 10 เซนติเมตร ได้แก่ความ ยาวหลังขึ้นรูป (plastic length หรือ Lp)
3. อบแท่งทดสอบให้แห้ง วัดความยาวหลังอบ บันทึกเป็น Ld (dry length)
4. นาแท่งทดสอบเข้าเผาที่อุณหภูมิใช้งาน วัดความยาวหลังเผาบันทึกค่าเป็น Lf (fired length)
5. คานวณร้อยละการหดตัวจากสูตร (Griffiths, Ceram, & Radford, 1964, pp. 18–20)
ร้อยละการหดตัวเชิงเส้นรวม = [(Lp - Lf ) X 100
Lp
เมื่อ Lp หมายถึงความยาวของแท่งทดสอบหลังขึ้นรูป (10 เซนติเมตร)
Ld หมายถึงความยาวของแท่งทดสอบเมื่อแห้ง (เซนติเมตร)
Lf หมายถึงความยาวของแท่งทดสอบหลังเผา (เซนติเมตร)