แก้วเซรามิกประเภทของเซรามิกที่คุณควรรู้?
แก้วเซรามิก ประเภทของเซรามิก
แก้วเซรามิก เราสามารถจำแนกผลิตภัณฑ์ แก้วเซรามิก ตามคุณภาพเนื้อของผลิตภัณฑ์ ได้ดังนี้
1. พอร์ซเลน (Porcelain)เป็นเซรามิกที่มีเนื้อสีขาว เคลือบผิวเป็นมัน โปร่งแสงมีความแข็งแกร่งเหมือนแก้วไม่ดูดซึมน้ำ เคาะมีเสียงดังกังวานส่วนผสมของเนื้อดินที่ใช้คือ ดินขาว ดินเหนียว หรือบอลเคลย์ หินไชน่าสโตน แร่ฟันม้าและแร่ควอรตซ์ ผลิตภัณฑ์พอร์ซเลนใช้ในงาน ได้หลากหลายทั้งในชีวิตประจำวันและงานอื่นๆ
2. โบนไชน่า (Bone China)เป็นเครื่องปั้นดินเผาชั้นดีที่สุดมีราคาแพงสุดมีความขาวและเคลือบเป็นมันวาวมาก เนื้อละเอียด บางเบา และโปร่งแสงมากมีความแข็งแกร่งดีมาก ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ได้แก่ ถ้วย ชาม เครื่องประดับเป็นต้น โดยทั่วไปโบนไชนามีส่วนผสมหลักคือ เถ้ากระดูกประมาณร้อยละ 50 โดยน้ำหนัก และมีดินขาวเคโอลิน (kaolin) กับไชนาสโตน (china stone) อีกประมาณร้อยละ 25 (ในสหรัฐอเมริกาผลิตภัณฑ์ที่จะใช้ชื่อโบนไชนาได้ต้องมีเถ้ากระดูกเป็นองค์ประกอบอย่างน้อยร้อยละ 25) ซึ่งปริมาณเถ้ากระดูกเป็นตัวแปรสำคัญที่ทำให้โบนไชนามีเนื้อละเอียดสีขาว มีลักษณะโปร่งแสง และมีความแข็งมาก เถ้ากระดูกมีองค์ประกอบหลักคือ แคลเซียมฟอสเฟต (calcium phosphate, Ca3(PO4)2) ได้จากการนำกระดูกสัตว์ต่างๆ เช่น กระดูกวัว ควาย ม้า มากำจัดเศษเนื้อ เอ็นที่ติดอยู่กับกระดูกออก และนำไปเผาที่อุณหภูมิสูงประมาณ 1,000 – 1,100 องศาเซลเซียส เมื่อเถ้ากระดูกเย็นตัวลงจึงนำมาบดให้เป็นเนื้อโบนไชน่า มักจะโปร่งแสง
คุณสมบัติของเนื้อเซรามิกโบนไชนา
เนื้อเซรามิกส์โบนไชนา เป็นผลิตภัณฑ์ที่ทำขึ้นครั้งแรกในประเทศอังกฤษ โดยโจเซียฮ์ สโปดี (Josiah Spode) ในปี ค.ศ. 1794 (พ.ศ.2337) เป็นที่นิยมแพร่หลายทั่วไป ในปัจจุบันมีโรงงานหลายโรงงานทั้งในประเทศอังกฤษ สวีเดน รัสเซีย และประเทศสหรัฐอเมริกา ผลิตเครื่องถ้วยชาม และ ชุดน้ำชากาแฟโดยใช้เนื้อเซรามิกส์โบนไชนา สำหรับประเทศทางตะวันออก เช่น ประเทศญี่ปุ่น ได้ทำการผลิตเนื้อเซรามิกส์โบนไชนาเช่นกัน โดยนอกจากจะผลิตถ้วยชาม และชุดน้ำชาแล้วยังผลิตเครื่องประดับและเครื่องตกแต่งอื่น ๆ ซึ่งสินค้าพวกนี้เป็นผลิตภัณฑ์เครื่องปั้นสีขาวชั้นสูงราคาจึงค่อนข้างแพงเมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ชนิดอื่น ๆ
สำหรับประเทศไทยได้ให้คำจำกัดความของเนื้อเซรามิกส์โบนไชนา ไว้ว่า เป็นเครื่องปั้นดินเผาชนิดหนึ่งจัดเป็นเนื้อเซรามิกส์พอร์สเลนชนิดพิเศษ ที่มีเถ้ากระดูกเป็นส่วนผสมในปริมาณสูง มีลักษณะเด่นคือมีความโปร่งแสง ถ้ามองดูภาชนะโดยนำนิ้วมือทาบด้านหลังภาชนะ จะเห็นเงานิ้วมืออย่างชัดเจน ผลิตภัณฑ์มีความขาว และเคลือบมันเป็นเงาสวยงาม
3. เอิร์ธเธินแวร์ (Earthenware)เป็นผลิตภัณฑ์เซรามิกเคลือบผิวทึบแสง มีความพรุนสามารถดูดซึมน้ำได้เนื้อละเอียดสีไม่ขาวมาก ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ ได้แก่ หม้อดินเผา คนโท กระถางต้นไม้กระเบื้องมุงหลังคา
4. สโตนแวร์ (Stoneware) เป็นกลุ่มดินผลิตภัณฑ์ที่มีความหลากหลายในการเลือกใช้ ทั้งดินงานปั้น, งานหล่อ, งานอัดปั๊ม เหมาะกับผลิตภัณฑ์สำหรับปรุงอาหาร Cookware ลักษณะเด่นของผลิตภัณฑ์สโตนแวร์มักจะชิ้นหนาและหนัก เน้นความแข็งแรงทนทาน
5. เทอราคอตตา (Terra Cotta)เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีดินเหนียวผิวดินเผาแล้วมักมีสีแดง เนื้อไม่แกร่ง มีความพรุนตัวสูง มักไม่เคลือบผิวนิยมเคลือบด้วยสีต่างๆ ส่วนมากผลิตเป็นวัสดุก่อสร้าง กระเบื้องบุผนัง
6. แก้ว (Glass) เป็นเซรามิกที่โปร่งแสง บางชนิดขุ่น ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ได้แก่ หลอดไฟ แก้วน้ำขวด กระจก
7. วัสดุทนไฟ (Refractories) เป็นวัสดุประเภทอนินทรีย์พวกดิน หิน แร่ธาตุที่หลอมตัวได้ยากในอุณหภูมิสูง ต้องทนอุณหภูมิได้อย่างน้อย 1,600 องศาเซลเซียสตัวอย่างได้แก่ อิฐทนไฟ อิฐฉนวนทนไฟ
สามารถดูผลงานของพวกเรา 25เซรามิค ได้ที่นี่ FACEBOOKFANPAGE 25CERAMIC หรือ เลือกชมสินค้าของเรา 25เซรามิค แก้วเซรามิก คุณภาพราคาโรงงาน
ประเภทดินที่ใช้ในการผลิต
วัตถุดิบประเภทดิน (Clays) โดยทั่วไปเชื่อว่า แร่ดินเกิดมาจากกระบวนการสลายตัวของหินอัคนี เช่น หินแกรนิต ซึ่งมีองค์ประกอบมาจาก Potash Mica (K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O) หินเขี้ยวหนุมาน (Quartz: SiO2) และ Potash Feldspar (K2O.Al2O3.6SiO2) ในอัตราส่วนที่เท่า ๆ กัน โดยสารประกอบที่มีความเสถียรน้อยที่สุดในที่นี้คือ Feldspar จึงเกิดการสลายตัวขึ้นหลังจากมีการทำปฏิกิริยากับอากาศและน้ำมาเป็นระยะเวลานาน กระบวนการสลายตัวของ Feldspar ดังกล่าวเรียกว่า ‘Kaolinisation’ ซึ่งจะทำให้ได้แร่ดินเป็นผลลัพธ์จากกระบวนการดังกล่าว
เคโอลิไนต์
เคโอลิไนต์ (Kaolinite) เป็นวัตถุดิบที่มีลักษณะเป็นผลึก (Crystalline Material) โดยมีผลึกเป็นแผ่นแบนรูปหกเหลี่ยม (Hexagonal Shape) ขนาดเล็กมาก ๆ ซึ่งผลึกดังกล่าวมีขนาดตั้งแต่ 5 ไมครอนจนถึงระดับเศษส่วนของความยาวไมครอน (1 ไมครอน หรือ ไมโครมิเตอร์ เท่ากับ 10-6 เมตร) และด้วยขนาดของผลึกที่เล็กมาก ๆ ประกอบกับมีรูปร่างที่เป็นแผ่นแบนจึงทำให้แร่ดินมีคุณสมบัติที่โดดเด่นเฉพาะตัว
ดินกากและดินตะกอน
ดินกากและดินตะกอน (Residual and Sedimentary Clays) ดินที่กำเนิดมาจากหินอาจจะเกิดการผุกร่อนและสลายตัวอยู่ที่แหล่งกำเนิดนั้นเลย หรืออาจจะถูกน้ำพัดพาไปยังแหล่งอื่นแล้วเกิดการผุกร่อนในที่ห่างไกลอออกไปจากแหล่งกำเนิดก็ได้ ดินที่เกิดขึ้นอย่างในกรณีแรกนั้น เราจะเรียกว่า ดินกาก (Residual Clay) หรือดินปฐมภูมิ (Primary Clay) ส่วนดินที่เกิดในลักษณะของกรณีหลังนั้น เรียกว่า ดินตะกอน (Sedimentary Clay) หรือดินทุติยภูมิ (Secondary Clay)
- อนุภาคหรือผลึกของดินตะกอน (Sedimentary Clays) จะต้องอยู่ในสภาวะสารแขวนลอยระหว่างที่เกิดการพัดพาไปยังแหล่งอื่นโดยน้ำ เพราะฉะนั้นท้ายที่สุดแล้วจะมีเฉพาะอนุภาคหรือผลึกของดินมีความละเอียดมากเท่านั้นที่จะเกิดการทับถมกันขึ้นในขั้นสุดท้าย ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วดินตะกอน (Sedimentary Clays) จะมีขนาดที่ละเอียดกว่าดินกาก (Residual Clays) ซึ่งข้อเท็จจริงดังกล่าวสามารถอธิบายความแตกต่างของคุณสมบัติหลาย ๆ ประการของดินทั้งสองชนิดนี้ได้เป็นอย่างดี นอกจากนี้ในระหว่างที่เกิดการพัดพาไปยังแหล่งอื่นของดินทุติยภูมิ (Secondary Clays) ยังมีการพัดพาเอาวัตถุดิบประเภท Non-clay ที่มีความละเอียดมากไปด้วย ซึ่งจะเกิดการทับถมไปพร้อม ๆ กับอนุภาคของดินในขั้นสุดท้าย ด้วยเหตุดังกล่าวทำให้สิ่งเจือปนที่พบในแหล่งกำเนิดของดินทุติยภูมิ (Secondary Clays) จึงมีขนาดที่ละเอียดใกล้เคียงกับขนาดอนุภาคของดินซึ่งทำให้ยากต่อการกำจัดออกไป และบางครั้งในทางการค้าก็จำเป็นจะต้องมีการทำให้ดินทุติยภูมิ (Secondary Clays) มีความบริสุทธิ์มากขึ้นเพื่อให้ได้คุณสมบัติตามที่ลูกค้าต้องการมากที่สุด
- ดินขาว (China Clays) สำหรับสิ่งเจือปนที่พบในดินกาก (Residual Clays) โดยทั่วไปจะมีขนาดที่หยาบกว่าอนุภาคหรือผลึกของดินจึงสามารถกำจัดออกไปได้ง่ายกว่า และเหลืออนุภาคที่ละเอียดมาก ๆ เจือปนอยู่ในดินเพียงเล็กน้อยเท่านั้นจึงอาจถือได้ว่าเป็นส่วนของดินล้วน ๆ
ดินขาว
ดินขาว (China Clays) ของอังกฤษซึ่งพบที่เมือง Cornwall และเมือง Devon นั้นเป็นดินชนิดปฐมภูมิ (Primary Clay) ซึ่งได้มาจากกระบวนการทำเหมืองแบบเปิด (Open-cast Pits) โดยใช้ระบบน้ำแรงดันสูงในการล้าง น้ำจะพัดพาเอาดินและสิ่งเจือปน (ส่วนใหญ่เป็นพวก Mica และ Quartz) ไปยังด้านล่างของเหมือง จากจุดนี้สารแขวนลอยจะถูกปั๊มไปยังถังตกตะกอนขนาดใหญ่ซึ่งสิ่งเจือปนที่มีอนุภาคขนาดใหญ่จะถูกตกตะกอนแยกออกไป ทำให้ในสารแขวนลอยดังกล่าวจะเหลือเพียงอนุภาคของดินและสิ่งเจือปนที่มีขนาดละเอียดกว่าเท่านั้น
ในขั้นตอนต่อมาสิ่งเจือปนขนาด 150 ไมครอน จะถูกแยกออกจากน้ำดินโดยการใช้ไฮโดรไซโคลน (Hydrocyclones) สารแขวนลอยจะเกิดการหมุนเหวี่ยงอยู่ภายในทำให้สิ่งเจือปนที่มีอนุภาคขนาดใหญ่กว่าถูกแรงเหวี่ยงหมุนออกมาอยู่ที่บริเวณด้านข้างของไฮโดรไซโคลน (Hydrocyclone) หลังจากนั้นจะตกลงสู่ด้านล่างและถูกกำจัดออกสู่ด้านนอกต่อไป ส่วนอนุภาคที่มีขนาดละเอียดกว่าซึ่งจะอยู่ตรงกลางของแรงเหวี่ยงหมุนนั้นจะถูกส่งผ่านออกไปทางด้านบนรวมเป็นองค์ประกอบของดินต่อไป สำหรับการใช้งานในทาง[ถ้าทำการหมุนเหวี่ยงน้ำดินด้วยกระบวนการไฮโดรไซโคลน (Hydrocyclone) ต่อไป สิ่งเจือปนที่มีอนุภาคขนาด 30 ไมครอนก็จะถูกแยกออกไป เหลือไว้เพียงส่วนของวัตถุดิบที่มีความละเอียดมาก ๆ ซึ่งมีองค์ประกอบที่เป็นส่วนของดินรวมอยู่ประมาณ 95% หรือมากกว่า สำหรับในอุตสาหกรรมการทำกระดาษนั้น การใช้ไฮโดรไซโคลน (Hydrocyclones) เพื่อกำจัดสิ่งเจือปนดังกล่าวออกไปจากดิน จะทำการกำจัดที่ขนาดอนุภาคละเอียดขึ้น คือที่ประมาณ 15 ไมครอน ทำให้ดินที่ได้มีความขาวมากและมีความบริสุทธิ์ค่อนข้างสูง ดินที่ได้จะถูกนำมาผ่านกระบวนการกำจัดน้ำออกไปโดยการตกตะกอน การอัดกรอง (Filter Pressing) และผ่านการอบแห้งด้วยเตาชนิดพิเศษในขั้นตอนสุดท้าย
เนื่องจากมีปริมาณสิ่งเจือปนอยู่ในปริมาณที่น้อย ทำให้ดินขาว (China Clays) มีคุณสมบัติหลังเผาที่ดี คือจะให้สีหลังเผาที่ขาวมากซึ่งจะตรงกันข้ามกับดินประเภททุติยภูมิ (Secondary Clays) ที่พบโดยส่วนใหญ่ เนื่องจากดินประเภทนี้สิ่งเจือปนที่มีอยู่ในปริมาณมากกว่าจะทำให้ดินมีสีที่ขาวนวลหลังเผา และดินจากบางแหล่งอาจจะให้สีหลังเผาเป็นสีงาช้าง (Ivory) สีฟางข้าว (Straw) สีน้ำตาล (Brown) หรือแม้กระทั่งสีแดง (Red)
น่าเสียดายที่เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว ดินขาว (China Clays) จะมีขนาดอนุภาคที่ค่อนข้างใหญ่ ทำให้ความเหนียว (Plasticity) และความแข็งแรงก่อนเผา (Unfired Strength) ของมันน้อยกว่าดินที่จัดอยู่ในประเภทดินทุติยภูมิ (Secondary Clays) ดังนั้นในเนื้อดินประเภท Bone China ซึ่งจำเป็นจะต้องให้ได้สีของเนื้อดินหลังเผาที่มีความขาวมาก ๆ ผู้ผลิตจะสามารถใช้ดินประเภททุติยภูมิ (Secondary Clays) เป็นส่วนประกอบได้ในปริมาณเพียงเล็กน้อยเท่านั้น หรืออาจจะไม่ใส่เลย ซึ่งนั่นจะทำให้เนื้อดินที่ได้มีความเหนียว (Plasticity) และความแข็งแรงก่อนเผา (Unfired Strength) ที่ค่อนข้างต่ำมาก ๆ ตารางที่ 1 แสดงผลการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี (Chemical Analyses) การวิเคราะห์ขนาดอนุภาค (Particle Size Analyses) และค่าความแข็งแรงก่อนเผา (Unfired Strength) ของดินขาว (China Clays) ที่มีจำหน่ายจากแหล่งต่าง ๆ เทียบกับดินเหนียว (Ball Clays) ซึ่งจัดอยู่ในกลุ่มดินทุติยภูมิ (Secondary Clays) และอย่างที่ทราบดีอยู่แล้วว่าในทางทฤษฎีนั้นดินเคโอลิไนต์ (Kaolinite) บริสุทธิ์จะมีองค์ประกอบทางเคมีตามสูตร Al2O3.2SiO2.2H2O ดังนี้คือ