CMC rakendused keraamilises glasuuris

Keraamiline glasuur on klaasjas kate, mida kantakse keraamikale, et muuta see esteetilisemaks, vastupidavamaks ja funktsionaalsemaks. Keraamilise glasuuri keemia on keeruline ja soovitud omaduste saavutamiseks nõuab erinevate parameetrite täpset kontrolli. Üks olulisi parameetreid on CMC ehk kriitiline mitselli kontsentratsioon, mis mängib glasuuri moodustumisel ja stabiilsusel kriitilist rolli.

CMC on pindaktiivsete ainete kontsentratsioon, mille juures hakkab toimuma mitsellide moodustumine. Mitsell on struktuur, mis tekib siis, kui pindaktiivse aine molekulid agregeeruvad lahuses, luues sfäärilise struktuuri, mille keskel on hüdrofoobsed sabad ja pinnal hüdrofiilsed pead. Keraamilises glasuuris toimivad pindaktiivsed ained dispergeerivate ainetena, mis takistavad osakeste settimist ja soodustavad stabiilse suspensiooni teket. Pindaktiivse aine CMC määrab pindaktiivse aine koguse, mis on vajalik stabiilse suspensiooni säilitamiseks, mis omakorda mõjutab glasuuri kvaliteeti.

Üks CMC levinumaid rakendusi keraamilises glasuuris on keraamiliste osakeste dispergeeriv aine. Keraamilistel osakestel on kalduvus kiiresti settida, mis võib viia ebaühtlase jaotumise ja halva pinnakvaliteedini. Dispersandid aitavad vältida settimist, tekitades osakeste vahele tõukejõu, mis hoiab neid glasuuris hõljuma. Dispergeeriva aine CMC määrab minimaalse kontsentratsiooni, mis on vajalik efektiivse dispersiooni saavutamiseks. Kui dispergeeriva aine kontsentratsioon on liiga madal, siis osakesed settivad ja glasuur jääb ebaühtlaseks. Teisest küljest, kui kontsentratsioon on liiga kõrge, võib glasuur muutuda ebastabiilseks ja kihtidena eralduda.

Teine oluline rakendusCMC keraamilises glasuurison reoloogilise modifikaatorina. Reoloogia viitab aine voolamise uurimisele ja keraamilise glasuuri puhul sellele, kuidas glasuur voolab ja settib keraamilisele pinnale. Glasuuri reoloogiat mõjutavad erinevad tegurid, sealhulgas osakeste suuruse jaotus, suspendeeriva aine viskoossus ning dispergeeriva aine kontsentratsioon ja tüüp. CMC-d saab kasutada glasuuri reoloogia muutmiseks, muutes viskoossust ja voolavusomadusi. Näiteks võib kõrge CMC-ga dispergeerija luua vedelama glasuuri, mis voolab sujuvalt ja ühtlaselt üle pinna, madala CMC-ga dispergeerija aga paksema glasuuri, mis ei voola nii kergesti.

CMC-d saab kasutada ka keraamilise glasuuri kuivamis- ja põlemisomaduste kontrollimiseks. Kui glasuur kantakse keraamilisele pinnale, peab see enne põletamist kuivama. Kuivamisprotsessi võivad mõjutada mitmesugused tegurid, sealhulgas keskkonna temperatuur ja niiskus, glasuurikihi paksus ja pindaktiivsete ainete olemasolu. CMC-d saab kasutada glasuuri kuivamisomaduste muutmiseks, muutes suspendeeriva aine pindpinevust ja viskoossust. See võib aidata vältida pragude tekkimist, kõverdumist ja muid defekte, mis võivad kuivamise ajal tekkida.

Lisaks dispergeerivale ja reoloogiat modifitseerivale rollile saab CMC-d kasutada ka keraamilise glasuuri sideainena. Sideained on materjalid, mis hoiavad glasuuriosakesi koos ja soodustavad nakkumist keraamilise pinnaga. CMC võib toimida sideainena, moodustades keraamiliste osakeste pinnale õhukese kile, mis aitab neid koos hoida ja soodustab nakkumist. Sideainena vajalik CMC kogus sõltub erinevatest teguritest, sealhulgas osakeste suurusest ja kujust, glasuuri koostisest ja põlemistemperatuurist.

Kokkuvõtteks võib öelda, et kriitiline mitsellikontsentratsioon (CMC) mängib keraamilise glasuuri valmistamisel otsustavat rolli.