יישומים של CMC ב-Ceramic Glaze

זיגוג קרמי הוא ציפוי מזכוכית שמוחל על קרמיקה כדי להפוך אותם ליותר אסתטיים, עמידים ופונקציונליים. הכימיה של זיגוג קרמי מורכבת, והיא מצריכה שליטה מדויקת בפרמטרים שונים כדי לקבל את התכונות הרצויות. אחד הפרמטרים החיוניים הוא CMC, או ריכוז מיצל קריטי, אשר ממלא תפקיד קריטי בהיווצרות ויציבות הזיגוג.

CMC הוא ריכוז חומרים פעילי שטח שבו מתחילה להתרחש היווצרות מיצלות. מיצל הוא מבנה שנוצר כאשר מולקולות פעילי שטח מתקבצות יחד בתמיסה, ויוצרות מבנה כדורי עם הזנבות ההידרופוביים במרכז והראשים ההידרופיליים על פני השטח. בזיגוג קרמי, חומרי השטח פועלים כמפיצים המונעים שקיעת חלקיקים ומקדמים יצירת תרחיף יציב. ה-CMC של חומר השטח קובע את כמות חומרי השטח הנדרשים לשמירה על תרחיף יציב, אשר בתורו משפיע על איכות הזיגוג.

אחד היישומים הנפוצים ביותר של CMC בזיגוג קרמי הוא כחומר מפזר לחלקיקים קרמיים. לחלקיקים קרמיים יש נטייה לשקוע במהירות, מה שעלול להוביל לפיזור לא אחיד ולאיכות פני שטח ירודה. חומרי פיזור מסייעים במניעת שקיעה על ידי יצירת כוח דוחה בין החלקיקים, אשר שומר אותם תלויים בזיגוג. ה-CMC של חומר הפיזור קובע את הריכוז המינימלי הנדרש להשגת פיזור יעיל. אם ריכוז חומר הפיזור נמוך מדי, החלקיקים ישקעו, והזיגוג יהיה לא אחיד. מצד שני, אם הריכוז גבוה מדי, זה עלול לגרום לזיגוג להיות לא יציב ולהיפרד לשכבות.

יישום חשוב נוסף שלCMC בזיגוג קרמיהוא כמשנה ריאולוגיה. ריאולוגיה מתייחסת לחקר זרימת החומר, ובזיגוג קרמי היא מתייחסת לאופן שבו הזיגוג זורם ומתיישב על פני הקרמיקה. הריאולוגיה של הזיגוג מושפעת מגורמים שונים, כולל התפלגות גודל החלקיקים, הצמיגות של המדיום המרחף וריכוז וסוג חומר הפיזור. ניתן להשתמש ב-CMC כדי לשנות את הריאולוגיה של הזיגוג על ידי שינוי תכונות הצמיגות והזרימה. לדוגמה, חומר מפיץ CMC גבוה יכול ליצור זיגוג נוזלי יותר שזורם בצורה חלקה ואחידה על פני השטח, בעוד שחומר מפיץ CMC נמוך יכול ליצור זיגוג עבה יותר שאינו זורם באותה קלות.

ניתן להשתמש ב-CMC גם כדי לשלוט בתכונות הייבוש והשריפה של זיגוג קרמי. כאשר מורחים את הזיגוג על משטח הקרמיקה, עליו להתייבש לפני שניתן לבערו. תהליך הייבוש יכול להיות מושפע מגורמים שונים, לרבות הטמפרטורה והלחות של הסביבה, עובי שכבת הזיגוג ונוכחות חומרים פעילי שטח. ניתן להשתמש ב-CMC כדי לשנות את תכונות הייבוש של הזיגוג על ידי שינוי מתח הפנים והצמיגות של המדיום התלוי. זה יכול לעזור למנוע סדקים, עיוות ופגמים אחרים שיכולים להתרחש במהלך תהליך הייבוש.

בנוסף לתפקידו כחומר מפיץ ומשנה ריאולוגיה, CMC יכול לשמש גם כחומר מקשר בזיגוג קרמי. קלסרים הם חומרים המחזיקים את חלקיקי הזיגוג יחד ומקדמים הידבקות למשטח הקרמי. CMC יכול לשמש כחומר מקשר על ידי יצירת סרט דק על פני החלקיקים הקרמיים, שעוזר להחזיק אותם יחד ולקדם הידבקות. כמות ה-CMC הנדרשת כחומר מקשר תלויה בגורמים שונים, לרבות גודל וצורת החלקיקים, הרכב הזיגוג וטמפרטורת השריפה.

לסיכום, ריכוז המיצל הקריטי (CMC) ממלא תפקיד מכריע בניסוח של זיגוג קרמי.