پرسلان ها ( porecelain) (1)

واژه ي پرسلان به محدوده ي وسيعي از محصولات سراميک گفته مي شود که دماي پخت بالايي دارند. علت پخت پرسلان ها در دماي بالا اين است که مي خواهيم ماهيت زجاجي ( شيشه اي ) در پرسلان پديد آيد. و همچنين خواصي چون پشت نمايي ( translucence ) و تخلخل کم را بدست آوريم.
از ميان همه ي محوصلات پرسلاني، محصولات آشناتر عبارتند از:
1) چيني آلات غذاخوري
2) پرسلان هاي تزئيني (شکل 1)
3) دندانهاي مصنوعي پرسلاني ( dental crowns )
4) عايق هاي الکتريکي ( electrical insulators )
5) چيني آلات بهداشتي

معمولاً پرسلان هاي سفيد و غير سفيد به دو صورت لعاب دار و بدون لعاب توليد مي شوند. هنگامي که بيسکويت (بدنه) در دماي بالايي پخته مي شود، و تخلخل آن به صفر مي رسد، ديگر نيازي به لعاب کاري نبوده و نوع بدون لعاب پرسلان ها توليد مي شود.

اگر چه واژه ي پرسلان و چيني معمولاً معادل تصور مي شود ولي اين دو واژه يکي نيستند. اين دو نوع سراميک در دو خاصيت يکسانند يکي آنکه هر دو حالت زجاجي (vitreous) دارند و تخلخل بسيار پاييني دارند و ديگري اينکه هر دو اين سراميک ها را مي توان با و يا بدون لعاب توليد و استفاده کرد. به هر حال چيني يک پرسلان است که جزء پرسلان هاي نرم طبقه بندي مي گردد. اين پرسلان داراي بدنه اي نازک مي باشد و نرم است به صورتي که به راحتي آن را مي توان با يک سوهان بريد. در حالي که پرسلان ها را اينگونه نمي توان بريد. اين امر به خاطر اين است که پرسلان هاي واقعي در دماي بالاتري نسبت به چيني ها پخت مي شوند. در واقع پرسلان هاي واقعي در دماي 1454 درجه سلسيوس پخت مي شوند، در حالي که چيني ها در دماي 1204 درجه سلسيوس. همانگونه که گفتيم پرسلان ها سخت تر هستند از اين رو پرسلان ها را در کاربردهاي صنعتي و پزشکي استفاده مي کنند در حالي که کاربرد چيني آلات تنها در بخش هاي خانگي و استفاده هاي تزئيني است. علاوه بر اين، در حالي که پرسلان ها همواره داراي پشت نمايي (translucent) هستند. ولي ظروف چيني غيرشفاف (opaque) هستند.

تاريخچه

امروزه ما حضور چيني آلات را در بسياري از جاها احساس مي کنيم اين بدنه هاي سراميکي که طنين خاصي در هنگام ضربه زدن به آنها ايجاد مي شود، در همه ي جاهاي زندگي روزمره ديده مي شوند. در وسايل غذاخوري (table wares)،؛ لوله هاي فاضلاب و حتي کاشي هاي سفينه فضايي، پرسلان ها وجود دارد. با گذشت زمان اين مسئله فراموش شده است که براي روزگاري دراز، پرسلان يک ماده ي کمياب بوده است. و وسايل پرسلاني به عنوان يک گنجينه تلقي مي شده است. در آن زمان پرسلان تنها در کشورهاي آسيايي توليد مي شد.
توسعه ي پرسلان در کشور چين در سال 600 ميلادي اتفاق اتفاد. اين شاهکار حرفه اي، نتيجه اي از ترکيب قابليت پخت کوره ها در دماي بالا (1250 تا 1400 درجه سلسيوس) با کشف خاک کائولن (نوعي ماده ي رسي) و سنگ پرسلاني (porcelain stone) بود. در قرن سيزدهم با مخلوط شدن سنگ و خاک رس، دوام قطعات پرسلاني توليدي و نرمي آنها بيشتر شد. و با اين مسئله توليد پرسلان به مرحله اي بالاتر صعود کرد. کِندي (kendi) يا رگ آبي (water vessel) يکي از پرسلان هاي اوليه است که در سونگ جنوبي وجود دارد و جزء پرسلان هاي سلسله ي کوئينگ باي (dynasty qingbai) بوده است. اين پرسلان از سنگ چيني و رس ساخته شده است.
با يک نوآوري در جينگزن (jingdenzhen) و توليد مخلوطي از کائولن با سنگ پرسلاني به همراه کوارتز و ميکا، قطعات سراميکي پديد آمد، که يک پرسلان واقعي توليد کرد و بواسطه ي همين امر جينگزن را به پايتخت پرسلان دنيا تبديل کرد. محصولات توليد شده در جينگزن خواصي چون سختي (hardness)، نفوذ ناپذيري (impermeability)، سفيدي (whiteness)، پشت نمايي (translu cence) و زيبايي لعاب را با هم دارند. پرسلان هاي توليدي در کشور چين داراي نقش کليدي در جهان است. زيرا اين کشور توليد کننده ي عمده ي اين محصولات در جهان است. و به همين خاطر مي تواند بر کيفيت اين محصول تأثير داشته باشد.
پرسلان نيز مانند ابريشم و ادويه جات داراي داستاني پيچيده است. اين ماده بايد مسير طولاني جاده ي ابريشم را مي پيمود تا به اروپا برسد. پرسلان مانند يک گنجينه مورد احترام بود و به عنوان يک هديه ي گران بها براي ملکه تلقي مي شد. بسياري در آن زمان معتقد بودند که پرسلان جسمي جادويي است. البته اين اعتقاد نيز وجود داشته که اگر پرسلان در معرض سَم قرار گيرد رنگ خود را از دست مي دهد و مي شکند. هنگامي که در سال 1499 واسکوداگاما (Vascoda Gama) يک سياح پرتقالي از سفر خود بازگشت نمونه هايي از پرسلان با خود به همراه داشت در واقع او در سفر خود يک راه آبي جديد کشف کرده بود که موجب بيشتر شدن رونق تجارت مي شد. تجارت دريايي يک تجارت ايمن بود و مشکلات و خطرات سفرهاي زميني را نداشت. (پرسلان يک جسم شکننده است و حمل آن با وسايل حمل و نقل زميني در گذشته مشکل بود). با گسترش راه هاي دريايي و پيشرفت تکنولوژي دريانوردي در قرن 17 اُم کشتي هاي جديد توانستند مقدار بيشتري پرسلن را به اروپا برسانند.
پرسلان هاي لعاب دار درخشان در ابتداي قرن 17 اُم بوسيله ي ژاپن توليد شد و پس از آن اجسام پرسلاني آبي، سفيد و توليدات شب نما بوسيله ي کشور چين وارد بازار شد. اين مسائل باعث شد تا تاجرهاي اروپايي علاقه مند به واردات اين محصولات بشوند. در خانه ي اشراف و تاجران پرسلان اتاقي بود که از کف تا سقف آن پر بود از پرسلان هاي زيبا و اين مسئله در بين بسياري از اشراف مرسوم شده بود. بشقاب هاي پرسلاني آبي ـ سفيد با نقوش اژدهاي خشمگين يکي از پرسلان هايي بود که در اين اتاق ها يافت مي شود. به اتاق هاي مخصوص پرسلان، اتاق پرسلان گفته مي شد.
اتاق پرسلان به حدي مورد توجه قرار گرفت که گروهي از پادشاهان مانند آگوستوس استرونگ (Augustus the Strong) منتخب نژاد ساکسون ها و پادشاه لهستاني کاخ خود را با پرسلان تزئين کرد. اين پادشاه لهستاني کلکسيوني از پرسلان داشت که بيش از 20/000 قطعه پرسلان از کشورهاي چين و ژاپن در آن قرار داشت. به خاطر مسائل اقتصادي و سياسي ورود پرسلان ها از چين و ژاپن، اروپايي ها بر آن شدند که بودجه ي تحقيقاتي براي توليد داخلي پرسلان تصويب کنند. با همکاري گروهي از محققين مانند Ehrenfried walther و Johann Friedrich Bottger يک فرمول براي توليد پرسلان در اروپا ابداع شد. اين پرسلان ابتدايي که از مرمر سفيد ساخته مي شد. امروزه با نام Bottger porcelain معروفند. سرانجام، فرمولاسيون پرسلان واقعي پيدا شد اين فرمولاسيون امروزه نيز استفاده مي شود و پرسلان هاي ساخته شده از آن به نام پرسلان هاي سخت (hard-paste porcelain) معروفند. اين پرسلان ها مخلوطي از کائولن و يک سنگ پرسلاني فلدسپاتيک هستند. در دهه ي دوم قرن 18 اُم، هزار سال پس از آنکه پرسلان ها اولين بدنه ي پرسلاني سفيد، نازک و ترانسپارنت را ساختند، اروپايي ها اولين کارخانه ي توليد پرسلان هاي واقعي را در ميسن آلمان (Meisen - Germany) افتتاح کردند. پرسلان توليد توسط اين کارخانه به طلاي سفيد (white gold) معروف است.
عصر پرسلان در اروپا در قرن هجدهم با ديدار پادشاهان، ملکه ها و نمايندگان از کارخانه ي توليد پرسلان در آلمان شروع شد. که حس وطن خواهي، موجب افزايش تقاضاي خريد از اين کارخانه را به همراه داشت. اگرچه اگوستوس استرانگ با اعمال تدابيري توانست راز ساختن پرسلان را مدتي مخفي کند. ولي با ازدواج دختر بزرگ آگوستوس با پادشاه ناپولي (بخشي از ايتالياي کنوني) يک کارخانه ي توليد پرسلان در سال 1743 در ناپولي ساخته شد که بعدها صنعت پرسلان در کل اروپا گسترش يافت. اين گسترش به حدي است که امروزه روش هاي توليد علمي پرسلان بر طبق روش هاي اروپايي تعريف مي گردد.

انواع پرسلان ها

1) پرسلان هاي سخت (hard-paste porcelain)

اين پرسلان ها محصول کارخانه ي ميسن (Meissen Factory) بودند. در واقع کارخانه ي ميسن در ابتداي قرن 18 اُم از اين پرسلان ها توليد مي کرد. اين پرسلان ها داراي فرمولاسيون زير هستند. در واقع در اين پرسلان ها از کائولن، کوارتز و سنگ مرمر سفيد استفاده مي شود. خمير توليدي از مواد اوليه در دماي حدود 1350 درجه ي سانتيگراد پخت مي شود و حاصل اين کار توليد پرسلاني است که سختي و استحکام بالايي دارد. بعدها ترکيب پرسلان هاي سخت توليدي در شرکت ميسن تغيير کرد و سنگ مرمر سفيد با فلدسپات جايگزين شد. فلدسپات هاي موادي گداز آورند و موجب کاهش دماي پخت مي شوند. از اين رو اين جايگزيني موجب کاهش دماي مورد نياز پخت مي شود. کائولن، فلوسپار، کوارتز (و يا ديگر فرم هاي سيليس) اجزاي اصلي اين پرسلان هاي سخت توليد در اروپا به شمار مي رود.

2) پرسلان هاي نرم (soft paste porcelain)

اطلاعات تاريخي مربوط به اين پرسلان ها به دوره اي باز مي گردد که کوزه گران اروپايي در پي پيداکردن راه کاري براي توليد پرسلاني شبيه به پرسلان هاي توليدي در شرق بودند.
آنها با مخلوط کردن و آسياب کردن خاک چيني (chinaclay)، شيشه يا خمير شيشه (Frit)، تالک و آهک موفق به توليد پرسلان نرم شدند. البته اين پرسلان امروزه داراي اجزاي ديگري نيز هست به خاطر نداشتن استحکام مناسب و دفرمه شدن قطعات پرسلاني توليد اين فرمولاسيون و همچنين تغيير شکل آنها در کوره، توليد پرسلان ها با اين فرمول صرفه ي اقتصادي نداشت.
فرمول پرسلانهاي نرم بعدها اصلاح شد و اين فرمول جديد بر پايه ي کائولن، کوارتز، فلوسپات، نفلين سيانين و ديگر سنگ هاي فلوسپاتيک پايه گذاري شد. اين فرمول از لحاظ مباحث فني فوق العاده بود و استفاده از آن رونق گرفت.

3) پرسلان هاي استخواني (Bone china porcelain)

اين پرسلان ابتدا در کشور انگلستان توليد شد. در واقع توليد اين پرسلان به خاطر مسائل رقابتي با پرسلان هاي وارداتي به کشور انگلستان بود ولي بعدها اين چيني به طور گسترده در تمام جهان توليد شد.
انگليسي ها با مخلوط کردن خاکستر استخوان حيوانات با خاک رس، فلوسپار و کوارتز پرسلان هاي استخواني را توليد کردند. اگرچه دماي پخت پرسلان هاي استخواني از دماي پخت پرسلان هاي واقعي کمتر است ولي خاکستر استخوان باعث مي شود اين پرسلان پشت نمايي خوبي داشته باشد. به دليل آنکه پرسلان هاي استخواني نسبت به پرسلان هاي واقعي آسان تر توليد مي شوند. و مقاومت آنها در مقابل لب پرشدن بيشتر است. و همچنين اين پرسلان ها محکم ترند، اين نوع پرسلان متداولترين نوع پرسلان مصرفي در ايالات متحده ي آمريکا و انگليس است. البته مصرف کنندگان اروپايي بيشتر علاقه مند به استفاده از پرسلان هاي واقعي اند.

مواد خام

مواد اوليه اصلي براي تهيه ي پرسلان ها خاک هاي رسي، فلدسپار يا فلينت و سيليس هستند. همه ي اين اجزا در ابعاد بسيار ريز هستند. براي توليد انواع مختلف پرسلان، استاد کاران اين رشته مواد خام را با هم مخلوط مي کنند تا خواص متنوعي بدست آورند. در واقع خواص حاصله به دو نوع تقسيم مي شود. يکي خواصي که موجب بدست آمدن يک بيسکويت (بدنه خام) مناسب شود و ديگري خواصي که باعث بدست آمدن يک بدنه ي مناسب پس از پخت مي شود.
اگر چه ترکيب خاک هاي رسي با توجه به مکان استخراجشان متنوع است، براي توليد پرسلان، مواد اوليه ي خام مانند خاک رس، فلدسپار و سيليس ابتدا خردايش مي يابند. آسياب ها و سنگ شکن هاي مورد استفاده در اين صنعت عبارتند از:
1) سنگ شکن هاي فکي (Jaw crushers)
2) آسياب هاي چکشي (hammer mills)
3) آسياب هاي گلوله اي (ball mills)
پس از آنکه مواد خردايش و اندازه ي دانه هاي آنها به يک سايز مشخص رسيد، مخلوط مواد اوليه به يکي از چهار فرآيند شکل دهي زير فرستاده مي شود:
1) شکل دهي پلاستيک نرم (Soft plastic forming)
2) شکل دهي پلاستيک سخت (Stiff plastic forming)
3) شکل دهي بوسيله ي پرس (Pressing)
4) ريخته گري دوغابي (Casting)
انتخاب روش شکل دهي به نوع محصول توليد بستگي دارد. پس از شکل دهي، قطعه وارد مرحله ي پخت بيسکويت مي شود. در مرحله ي پخت بيسکويت قطعه زينترينگ کامل نمي شود تنها به حالتي در مي آيد که بتوان بر روي آن لعاب اعمال کنيم. پرسلان ها ترکيبي از شيشه ي با تخلخل پايين و خاک رس هستند. در واقع اين ترکيب اين خاصيت را ايجاد مي کند که پرسلان بتواند در شرايط پخت دفرمه نشود. همچنين استفاده از رس اين فايده را دارد که شکل دهي نمونه آسان مي شود. خاک هاي رسي اصلي که براي توليد پرسلان استفاده مي شوند عبارتند از خاک چيني و بال کِلي. اين خاک ها اکثراً از کائولينيت) يک آلومينوسيليکات هيدراته) تشکيل شده اند.
فلدسپار و فيلينت مورد استفاده در بدنه ها و مخلوط هاي پرسلاني به عنوان فلاکس عمل مي کنند. (فلدسپار يک مينرال است که عمدتاً از آلومينوسيليکات درست شده است) (فلينت يک نوع کوارتز است که بسيار سخت است). فلاکس ها باعث کاهش دماي تشکيل فاز شيشه اي مايع مي شوند. در واقع فلاکس ها دماي ذوب فاز شيشه اي را به بين 1000 تا 1300 درجه سلسيوس کاهش داده و باعث مي شوند تا فاز شيشه اي مايع تشکيل گردد و دانه هاي جامد بدنه را به يکديگر بچسباند.
سيليس ترکيبي از اکسيژن و سيلسيم است. اکسيژن و سيليس دو عنصر فراوان پوسته ي زمين محسوب مي شوند. شيشه (سيليس) به حالت هاي مختلف در طبيعت يافت مي شود. مثلاً کوارتز نوعي سيليس است که داراي ساختار کريستالي است. سيليس آمورف که حالتي اپک دارد در عرف با نام شيشه شناخته مي شود. حالت ناخالص سيليس سنگ ريزه هاي ماسه اي است که در سطح زمين پراکنده اند. سيليکا (سيليس) معمولي ترين پر کننده اي است که در بدنه هاي سراميک از آن استفاده مي شود. اين ماده باعث ايجاد سهولت در شکل دهي و پخت قطعه مي گردد. و همچنين خواص قطعه ي توليدي را نيز بهبود مي دهد.
پرسلان ها همچنين داراي مقادير آلومينا و تالک نيز مي باشند. آلومينا ترکيبي از اکسيژن و آلومينيوم است.
منابع :
1- Guide to the Porclain Room/Seattle Art Museum
2- www.Madehow.com
*استفاده از مطالب اين مقاله با ذکر منبع راسخون بلا مانع مي باشد.
ادامه دارد ........
/خ