مترجم: حبیب الله علیخانی
مواد دیرگداز
مواد دیرگداز در واقع به عنوان موادی تعریف می شوند که در برابر حرارت مقاوم می باشند و دمای ذوب آنها، بالاتر از 1580 درجه ی سانتیگراد، باشد. عملکرد آسترکاری دیرگداز یک کوره، نه تنها مقاومت در برابر دماهای بالاست، بلکه همچنین مقاومت در برابر نوسانات حرارتی، مقاومت در برابر نفوذ مواد مذاب، ایروژن و خوردگی بوسیله ی گازها و مواد مذاب، می باشد. تالک به همین دلایل، برای تولید محصولات دیرگداز، مناسب نیستند زیرا نمی تواند در برابر دماهای بالاتر از 1300 درجه، مقاومت کند. با وجود این، این ماده را می توان به صورت ترکیبی، در برخی کاربردها، استفاده کرد.کاربرد تالک در صنایع دیرگداز، به صورت زیر می باشد:
آجرهای عایق: یک مخلوط از خاک چینی و تالک، برای تولید آجرهای عایقی استفاده می شود که قابلیت مقاومت در برابر شوک های حرارتی مکرر را دارا می باشند.
آجرهای دیرگداز فورستریتی: فورستریت یک محصول بر پایه ی تالک است که برای تولید آجرهای دیرگداز مورد استفاده در سقف کوره های ذوب مس، مناسب می باشند. فورستریت می تواند با حرارت دهی تالک در دماهای بزرگتر از 1557 درجه ی سانتیگراد، تولید شوند. وقتی تالک تا دمای 1300 درجه، حرارت داده شود، مولکول های آب به طور کامل از ساختار خارج می شود و بخشی از سیلیس، به صورت سیلیس آزاد تبدیل می شود. در این حالت، تالک به کلینواستئاتیت، تبدیل می شود. در دمای 1557 درجه ی سانتیگراد، این کلینواستئاتیت، به فورستریت و سیلیس تبدیل می شود. این فرایند انرژی بر است.
آجرهای استئاتیتی: استئاتیک خردایش یافته، با استفاده از سدیم سیلیکات مخلوط می شود و در داخل قالب، به صورت آجر در می آید. این آجرها، برای آسترکاری کوره های بازتابی استفاده می شود. در این کوره ها، شمش های سربی، قبل از جداسازی نقره، گرم می شوند.
کوئوردریت مصنوعی: کوئوردریت مصنوعی دارای ترکیب
می باشد. این ماده دارای ویژگی مشابهی با کوئوردریت مصنوعی است. این ماده در دمای 950 درجه ی سانتیگراد، کریستالی می شود و تا دمای 1750 درجه ی سانتیگراد، پایدار است. این ماده دارای ضریب انبساط حرارتی خطی پایین است و مقاومت خوبی در برابر شوک حرارتی دارد. علاوه بر این، این مواد دارای پایداری مکانیکی خوب، پایداری در برابر اکسیداسیون و قابلیت استفاده در دو محیط اسیدی و بازی را دارا می باشد. این ماده را می توان در تولید ظروف پخت و پز، قطعات سرامیکی هیترهای الکتریکی، بخش های سرامیکی مورد استفاده در اجاق های گازی، سری مشعل، صفحات هیتر، هسته ی مقاومت الکتریکی و سایر وسایل، کاربرد دارد. ساگارهای کوئوردیریتی نیز امروزه ساخته شده اند. از این بخش های برای نگهداری قطعاتی استفاده می شود که در داخل کوره، پخت می شوند.در مورد تالک مورد استفاده در صنعت دیرگداز، اجزای نامطلوب، کلسیم کربنات می باشد. این ماده دارای اثر فلاکس بالایی است. علاوه بر این، بعد از پخت، در حالی که دی اکسید کربن، خارج می شود، حفراتی در ساختار ایجاد می شود که مشکل آفرین است.
مواد سرامیکی
واژه ی سرامیک، در واقع از واژه ی یونانی کراموس، به معنای گل پخته شده، مشتق شده است. محصولات سرامیکی اولیه، که تنها از رس تولید شده اند، سخت هستند و در برابر عوامل شیمیایی مقاوم می باشند اما به دلیل وجود ناخالصی، رنگ آنها تیره است و علاوه بر متخلخل بودن، ترد نیز هستند. امروزه، گستره ی محصولات سرامیکی وسیع تر شده است و به سمت تولید محصولاتی رفته است که در برابر حرارت و مواد شیمیایی، مقاومت قابل توجهی دارند. این مواد استحکام مکانیکی بیشتری نیز دارند. علاوه بر این، محصولات سرامیکی لعاب دار، دارای ویژگی های زیبایی قابل توجهی هستند. برای تولید آنها، مخلوطی از چند ماده با نسبت های مختلف، برای تولید لعاب استفاده می شود. تالک یکی از مواد مورد استفاده در تولید لعاب می باشد. در صنعت سرامیک، تالک به دلایل زیر، استفاده می شود:کاشی دیوار: بدنه های لعاب دار، بر روی سطوح دیوار، استفاده می شود. این کاشی ها برای پوشش دهی دیوارهای بیمارستان، حمام، آزمایشگاه های شیمیایی و ... استفاده می شود. برای تولید این کاشی ها، یک مخلوط حاوی بال کلی، تالک، دولومیت و ولاستونیت، تا مش 120 آسیاب می شود و بعد از عبور این ماده از میان جداسازهای مغناطیسی، ذرات آهن موجود خارج می شود. دوغاب حاصله آب گیری شده و کیک حاصله، شکل دهی می شود و به صورت کاشی در می آید. کاشی های حاصله بعد از پخت، لعاب زنی می شود و در دمای 1050 درجه، دوباره پخت می شود. معیار استفاده از تالک، رسانایی گرمایی ضعیف، دمای ذوب پایین در مقایسه با بال کلی، استحکام مکانیکی بال کلی و شرینکیج پایین، می باشد. از جمله مواد مضر موجود در تالک مورد استفاده در این کاربرد، کلسیم کربنات می باشد. این ماده موجب افزایش دمای ذوب تالک می شود. همچنین در زمان پخت، این کربنات تجزیه شده و موجب تشکیل تخلخل در ماده می شود.
کوزه ها: این محصولات شامل ظروف غذا، چینی آلات بهداشتی، بدنه های چینی و ... می باشد. تالک در این بدنه ها، به عنوان افزودنی به خاک چینی، کوارتز و سیلیس، افزوده می شود تا بدین صورت دمای ذوب مخلوط پایین آید. معیار اصلی مربوط به استفاده از تالک، وجود سطح لیز در این ماده می باشد که از چسبندگی ماده با قالب، جلوگیری می کند. سایر معیارها، دمای ذوب پایین در مقایسه با بالکلی، استحکام مکانیکی مناسب، شرینکیج پایین، رنگ سفید و خنثی بودن، می باشد.
پرسلان های عایق الکتریکی: این مواد محصولاتی بر پایه ی تالک می باشد. نوع و کیفیت تالک مورد استفاده موجب می شود تا این محصولات، را پرسلان های تالکی بنامند. این محصولات در واقع کلینواسئاتیت هستند و پرسلان معمولی نیستند. در مقایسه با پرسلان های معمولی، این پرسلان ها، دارای مقاومت الکتریکی و استحکام کششی بیشتری هستند. این محصولات، در عایق کاری فرکانس بالا (در رادیوها، تلویزیون ها، و سایر ادوات رادیویی) استفاده می شوند. برای تولید این محصولات، استئاتیت توده ای بعد از برش کاری، به شکل مورد نظر در می آید و بدین وسیله، مورد استفاده قرار می گیرد. این اشکال در دمای 1300 درجه ی سانتیگراد، پخت می شوند و بدون ایجاد استحاله، یک شبکه ی کریستالی، در آنها ایجاد می شود. در مورد پودر پرس شده ی تالک، 10 % خاک چینی و مقادیری ماده ی فلاکس مانند فلدسپار پتاسیمی، باریم کربنات و منیزیم کربنات به این ماده افزوده می شود. قابلیت طبیعی این ماده در تولید بلوک های توده ای، موجب می شود از تالک در این کاربرد، استفاده شود.
با توجه به این ویژگی ها، مواد قلیایی (پتاسیمی و سدیمی)، نباید در تالک مورد استفاده در این کاربرد، استفاده شود. علت این مسئله، این است که این ماده موجب افزایش دمای ذوب می شود.
رنگ ها
تالک به صورت گسترده برای تولید پیگمنت های اولیه استفاده نمی شود. علت این مسئله، این است که این ماده جذب روغن دارد و ضریب شکست آن در روغن، بین 1.54 تا 1.59 است. در مورد رنگ های پایه آب، طبیعت آب گریزی این ماده موجب می شود تا این ماده به سطح ذره، نچسبد. به هر حال، این ماده به صورت توسعه دهنده و عامل سوسپانسونی کننده در رنگ های روغنی، استفاده می شود. از انجایی که مقدار مصرف این ماده در رنگ های روغنی پایین است، جذب روغن آن، مسئله ساز نمی شود. در این کاربردها، اکسید آهن، مواد فرار و رطوبت، یک ماده ی مضر می باشد. اکسید آهن دارای اثرات رنگی می باشد. مواد فرار موجود در تالک مورد استفاده در صنعت رنگ، باید کمتر از 1 % باشد و همچنین رطوبت موجود نیز باید بین 4 تا 7 % باشد. علت این مسئله این است که وجود این مواد موجب می شود تا سطح رنگ، ترک بخورد. اندازه ی ماکزیمم ترجیح داده شده برای پودر مورد استفاده، 53 میکرون می باشد اما برای رنگ های با کیفیت بالا، حد اندازه ی این پودر، باید زیر 2 میکرون باشد. سولفات های محلول در آب نیز به عنوان ناخالصی مضر محسوب می شود زیرال این ماده دارای اثرات نامطلوبی بر روی دوام پوشش ها می باشد. در هنگام برخورد این رنگ ها با آب، سولفات ها در آن حل می شوند و بعد از خشک شدن، سطح رنگ، لکه می کند. در مورد درخشش، صنعت ترجیح می دهد تا از تالکی استفاده کند که انعکاس نور آن، 87 % باشد. کارکردهای تالک در رنگ ها، به صورت زیر می باشد:توسعه دهنده ها: یک توسعه دهنده، یک محیط با سرعت خشک شدن، آهسته است که با رنگ مخلوط می شود و موجب افزایش میزان حجم رنگ می شود. این کار موجب تسهیل حرکت فرچه ی رنگ بر روی سطح می شود. البته استفاده از توسعه دهنده، نباید موجب ایجاد اثرات رنگی نامطلوب و خواص پوششی شود. ضریب شکست، ساختار صفحه ای، رنگ سفید، درخشش مرواریدگونه، دوام، سطح نرم، نرمی و مقاومت در برابر نور فرابنفش، جزء معیار استفاده از این ماده در صنعت رنگ می باشد.
ضریب شکست شکست تالک و حالت روغنی ظاهر آن، موجب می شود تا این ماده حالت اپک بودن و یا توان پوششی رنگ را تغییر ندهد. به دلیل ساختار لایه ای تالک، پودر تالک از فلس های میکرونیزه ای تشکیل شده است که دارای مساحت سطح بالایی می باشد. این مسئله موجب می شود تا این فلس ها به خوبی به هم متصل شوند و سطح را پوشش دهند. این پدیده را "اثر پهن شوندگی" می نامند. این اثر به همراه سطح نرم فلس ها، درخشش مروارید گونه و دوام آنها، موجب می شود تا سطح نهایی زیبایی در رنگ ایجاد شود. به دلیل رنگ سفید تالک، رنگ پیگمنت تحت تأثیر قرار نمی گیرد، در حالی که نرمی سطحی تالک، موجب می شود تا رنگ بدون هیچ اثر سایشی، بر روی سطح، گسترش یابد. مقاومت در برابر نور فرابفنش نیز یک مزیت افزوده برای تالک در این کاربرد می باشد. صنایع تالک دارای ساختار صفحه ای را برای این کاربرد، ترجیح می دهد.
عامل سوسپانسیون: در این کاربرد، از نوع فیبری تالک (آزبستین) به شکل پودری، استفاده می شود. این ماده در واقع جایگزین مواد ارزان قیمتی از جمله بال کلی می شود. الیاف ریز تالک، در داخل ذرات پیگمنت به دام می افتد و موجب می شود تا رنگ و خاصیت پوششی رنگ، بهبود یابد.
حشره کش ها
این ماده به دلیل خنثی بودن و همچنین دانسیته ی بالک بالا، به عنوان یک حامل در حشره کش ها، استفاده می شود. برای این کاربرد، تالک با کیفیت بالا، مورد نیاز نیست. بلکه باید از تالک با قیمت پایین تر، استفاده شود. اندازه ی ذرات پودر تالک مورد استفاده در این کاربرد، باید کمتر از 75 میکرون باشد. میزان رطوبت این تالک نیز نباید از 7 % بیشتر باشد.اتصالات مورد استفاده در ساختمان سازی
در محصولات مورد استفاده در بام مانند قیر، کاغذ، آسفالت، آسفالت و آسترهای پشت بام، تالک به عنوان عامل جلوگیری کننده از آتشگیری، محسوب می شود. این ماده موجب افزایش مقاومت در برابر هوازدگی می شود. استئاتیت توده ای، به صورت پانل هایی بریده می شود و برای تولید سینک های آزمایشگاهی ضد اسید و تانک های مورد استفاده در حمل مواد شیمیایی، استفاده می شود. اسلب های بریده شده، برای آسترکاری اجاق های گاز، شومینه ها و ... استفاده می شود. به دلیل قابلیت این مواد در حفظ حرارت در طولانی مدت، این ماده، می تواند بعد از گرم شدن، گرما را در خود حفظ کند. در تمام این کاربردها، معیار متداول استفاده، نرمی و سهولت برش کاری این محصولات می باشد. علاوه بر این ویژگی ها، خنثی بودن شیمیایی، دانسیته ی بالا، استحکام مکانیکی، دوام، رسانایی گرمایی ضعیف و حرارت ویژه ی بالا می باشد.
مداد رنگی مومی
این استفاده، یکی از استفاده های سنتی از تالک است. در واقع این ماده بوسیله ی خیاط ها و به منظور کشیدن خط بر روی پارچه، استفاده می شود. توده های استئاتیت، ابتدا به صورت بلوکی بریده می شوند و در نهایت به صورت قطعات مدادی بریده می شوند. رنگ سفید، نرمی، استحکام مکانیکی و ساختار لایه ای، از جمله ویژگی های مربوط به استفاده از این ماده در تولید مداد مومی می باشد. علاوه بر این، رسانایی گرمایی ضعیف، موجب می شود تا استفاده از یک چنین مدادهایی، در خط کشی بر روی فولادهای داغ، امکان پذیر باشد. به دلیل ساختار صفحه ای، وقتی یک مداد مومی بر روی سطح کشیده می شود، پودر تولید شده، به صورت فلس های کوچکی تشکیل می شوند که قابلیت چسبیدن بر روی سطح را دارد. در نتیجه، برخلاف گچ، این مارکرها، به سهولت پاک نمی شوند و دارای مزیت های زیادی هستند.پلاستیک
پلاستیک ها، در اصل مواد رزینی- نفتی هستند. تالک به عنوان فیلر یا پرکننده در پلی پروپیلن (PP)، پلی اتیلن با دانسیته ی بالا (HDPE)، پلی اتیلنن با دانسیته ی پایین (LDPE)، پلی وینیل کلرید (PVC) و ... استفاده می شود. در این کاربرد، خواصی همچون حرارت ویژه ی بالا، مقاومت الکتریکی بالا، استحکام مکانیکی خوب، مقاومت در برابر نور فرابنفش، ظاهر گریسی، ساختار صفحه ای، خنثی بودن شیمیایی و جذب روغن بالا، از جمله معیار استفاده از این ماده در این کاربرد می باشد. پلاستیک های با افزودنی تالک، کاربردهایی را در زمینه ی تولید داشبوردهای اتومبیلی و ضربه گیر دارد. در این کاربردها، نیاز است تا استحکام مکانیکی بالا وجود داشته باشد.برای اطمینان یافتن از خنثی بودن رنگی، تالک باید سفید باشد و میزان سفیدی آن، بین 92-98 % باشد. مقدار سفیدی تیتانیم دی اکسید تازه، بین 98-100 % است. همچنین میزان اکسید آهن موجود در تالک، نباید از 0.5 % بیشتر باشد. برای اینکه تالک به خوبی در داخل زمینه، پخش شود، ذرات تالک مورد استفاده باید بسیار ریز باشد.
داروسازی
در صنعت داروسازی، معیار اصلی برای استفاده از تالک، رنگ سفید، استحکام مکانیکی، ساختار صفحه ای، ضریب شکست پایین، خنثی بودن شیمیایی و روانسازی خوب است. این کاربردها، به صورت زیر می باشد:این ماده به عنوان روانساز در تولید قرص ها و کپسول ها، استفاده می شود. تالک به میزان 1 تا 4 % مورد استفاده قرار می گیرد.
این ماده به دلیل مساحت سطح بالا، به عنوان پودرهای حامل، استفاده می شود. تالک مورد استفاده در این کاربرد، باید خلوصی بین 90-99 % داشته باشد.
این ماده به عنوان پرکننده در برخی قرص ها، استفاده می شود. به هر حال، به دلیل خاصیت لیزی و آب گریزی، ذرات تالک ممکن است دور هم تجمع یافته و مشکلاتی ایجاد کنند.
این ماده به عنوان یک عامل تقویت کننده در تولید پوشش های فیلمی استفاده می شود. ساختار لایه ای این ماده، موجب تسهیل تشکیل این فیلم ها می شود و رنگ این ماده نیز سفید است و از این رو، رنگ سطح قرص پوشش داده شده با این ماده، تغییری نمی کند.
در این کاربرد، نیازمند استفاده از تالک با خلوص بالا هستیم. تالک مورد استفاده در این کاربرد، نباید حاوی ناخالصی هایی از جمله اکسید آهن، دولومیت و سایر مواد کربناتی، باشد.
مرمر مصنوعی
مرمر مصنوعی یک محصول مستحکم، هموژن، دانس و ترانسلوسنت است که می توان آن را ریخته گری کرد و به شکل های مختلف در آورد. این ماده پس از قالب گیری، با حرارت، عمل آوری می شود. ماده ی اولیه حاوی یک مخلوط آسیاب شده از آلومینا و زمینه ی رزینی به همراه مقدار اندکی مواد پرکننده، می باشد. این فیلر، حاوی 50-85 % وزنی، کلسیت، سیلیس، اکسیدهای آنتیموان و تیتانیوم و تالک می باشد. ضریب شکست مربوط به مخلوط مورد استفاده نیز باید بهینه سازی گردد. تالک مورد استفاده، به صورت پودری می باشد و اندازه ی ذرات آن، کمتر از 250 میکرون می باشد. نقش تالک در واقع افزایش استحکام، دانسیته، مقاومت حرارتی، خنثی بودن شیمیایی و سطح نرم می باشد. رنگ و ضریب شکست مربوط به این ماده نیز یکی از معیارهای مهم انتخاب تالک می باشد.مواد آب بندی
یک ماده ی آب بندی، یک ماده ی آلی است که به اندازه ی کافی نرم می باشد و می توان آن را در داخل حفرات وارد کرد. این ماده قابلیت سخت شدن را نیز دارد. تالک میکرونیزه به عنوان پرکننده یا فیلر در برخی مواد آب بندی استفاده می شود تا بدین صورت، عملکردهای زیر در این ماده ی آبندی ایجاد شود:تالک بایندر رزینی موجود در ماده ی آب بندی، جذب می کند و موجب می شود تا خواص رئولوژیکی این مواد آب بندی بهبود یابد. این ماده موجب می شود تا از چسبیدن چسب به تیوب محتوی، جلوگیری شود و بدین صورت، خروج آن از ظرف محتوی به سهولت انجام شود.
تالک موجب تقویت ماده ی آب بندی می شود.
تالک به دلیل دانسیته ی بالا و به منظور افزایش توده ی آب بندی، استفاده می شود.
این واضح است که معیار اصلی استفاده از تالک، وجود جذب روغن بالا، استحکام بالا، دانسیته ی بالک بالا در این ماده می باشد. میزان جذب روغن، به شکل و توزیع ذرات، وابسته است. پودر آسیاب شده از تالک فیبری، نسبت به نوع صفحه ای، دارای قابلیت جذب روغن بیشتری است. از این رو، نوع فیبری شکل، برای استفاده در این کاربرد، مناسب تر است. پودر با ذرات ریز، موجب می شود تا پودر تالک را بتوان به خوبی در داخل ماده ی آب بندی، توزیع کرد.
ساگارهای کوئوردیریتی
یکی از توسعه های اخیر در زمینه ی این ماده، ساگارهای کوئوردیریتی، نامیده می شود. این ساگارها، در پخت پرسلان ها و مواد سرامیکی، مورد استفاده قرار می گیرد. ویژگی این نوع ساگارها، مشابه با ساگارهای طبیعی است. این ساگارها، قدرت تحمل دماهای تا 1750 درجه ی سانتیگراد را دارا می باشد. همچنین این ساگارها، دارای ضریب انبساط خطی کوچک، مقاومت به شوک حرارتی و مقاومت در برابر اکسیداسیون می باشد. این نوع ساگارها، می توانند تا 10-15 سیکل، پخت را تحمل کنند. این کوئوردیریت ها، از مخلوطی از خاک نسوز، پودر بوکسیت، تالک و سایر مواد افزودنی، تولید می شود.استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد. منبع مقاله :
Uses of Industrial Minerals, Rocks and Freshwater/ Kaulir Kisor Chatterjee
