تُعتبر ظاهرة تشقق عجينة السيراميك من المشكلات المحبطة، حيث تتشكل التشققات بعد جهود مضنية في التحضير والتنفيذ. تُعزى هذه التشققات إلى الضغوط الناتجة عن انكماش العجينة نتيجة فقدانها للرطوبة. كما أن الجفاف غير المتساوي في مختلف نقاط القطعة يزيد من تفاقم هذه المشكلة. سنستعرض فيما يلي الأسباب الشائعة لتشقق عجينة السيراميك.
أسباب تشقق عجينة السيراميك
فيما يلي أهم الأسباب التي تؤدي إلى تشقق عجينة السيراميك، كل منها على حدة:
تفاوت سمك أجزاء القطعة
تُسبب الاختلافات في سمك أجزاء العجينة تشققات فيها، حيث تجف الأجزاء الرقيقة بسرعة مقارنة بالأجزاء السميكة. هذا التفاوت يؤدي إلى تصدع السيراميك بسبب عدم توازن الحجم في جميع الجهات.
تعقيدات التصميم
- ينبغي العمل على جعل جميع أجزاء القطعة متساوية السمك، ويمكن تحقيق ذلك عن طريق القياس أو المعاينة. من المفضل اختيار تصاميم بسيطة وغير معقدة.
- تصاميم بأجزاء ذات سمك متقارب تجف بشكل أسرع، على عكس التصاميم المعقدة التي تتطلب تفاوتًا في السمك.
- على سبيل المثال، عدم تساوي السمك في مقابض القطعة يمكن أن يكون له تأثير ملحوظ، حيث تميل الأجزاء المتساوية إلى الجفاف بشكل أسرع.
حجم القطع
- القطع الكبيرة تُرفع من احتمالية التشقق، حيث أن سرعة جفاف الطبقات تختلف، فتجف الطبقات العلوية بسرعة أكبر من الطبقات الداخلية التي تستغرق وقتًا أطول. هذا الاختلاف يسبب احتمالية أكبر للتصدع.
- تؤدي مساحات الأسطح الكبيرة إلى زيادة فرص التكسر نظرًا للجفاف السريع للأطراف نتيجة تعرضها بشكل أفضل للهواء مقارنة بالأجزاء الوسطى والداخلية.
عدم تفريغ الهواء ودك العجينة بشكل كافٍ
- تسبب اختلاف الكتل بين أجزاء العجينة إلى تفاوت في نسب الرطوبة، بحيث أن الأجزاء ذات الكثافة العالية تفقد الرطوبة بشكل أسرع، مما يؤدي إلى جفافها.
انخفاض مستوى الرطوبة والماء في العجينة
- يُعتبر انخفاض الرطوبة أحد أسباب تشقق عجينة السيراميك، حيث يؤدي عدم فقدان الماء بصورة متساوية إليها.
- تكون رطوبة الهواء أقل خلال الأجواء الباردة، وعند ترك العجينة في أماكن معرضة للهواء البارد، تفقد رطوبتها بسرعة، خاصةً في الأجزاء المعرضة، ما يؤدي إلى جفافها سريعًا.
نوعية العجينة
- تلعب نوعية العجينة دورًا كبيرًا في قدرتها على مقاومة التشقق عند فقدان الرطوبة. فالعجينة مرتفعة اللدونة تتعرض للتشقق أسرع مقارنة بالعجينة منخفضة اللدونة. يُفضل استخدام طين مطحون بشكل جيد لتحسين الخصائص، حيث يساعد في زيادة الفراغات مما يسرع من تبخر المياه.
سرعة جفاف العجينة
- يجب مراعاة الزمن ودرجة الحرارة أثناء عملية التجفيف للحد من تشقق العجينة. يُفضل تجنب تعرض العجينة للحرارة المباشرة وبشكل سريع، إذ يؤدي ذلك إلى جفاف الأجزاء الخارجية بسرعة، مما يزيد الضغط على الفخار.
- يُنصح بتغطية الأجزاء التي تجف بسرعة لضمان توازن معدل الجفاف بينها وبين الأجزاء الأخرى.
عدم استقرار درجات الحرارة داخل الفرن
- يُفضل ضبط درجات حرارة الأفران المستخدمة لتجفيف عجينة السيراميك لكي يتم تحقيق تدفق حراري متساوٍ بين جميع الأجزاء، مما يجعل معدل التجفيف مستقرًا ويضمن انكماشًا متوازنًا خلال عملية التجفيف.
كيفية التعامل مع تشقق عجينة السيراميك
رغم أن تشقق العجينة يعد أمرًا سلبيًا يؤثر على جودتها، إلا أن هناك طرقًا لعلاج هذه المشكلة، بغض النظر عن الأسباب:
- يمكن تحضير عجينة جديدة بنفس لون العجينة المتشققة، ثم تستخدم لملء التشققات. يجب تجفيفها بطريقة صحيحة لتفادي ظهور تشققات جديدة.
- إذا كان التشقق ناتجًا عن تصاميم معقدة، يُفضل تغطية الأجزاء سريعة الجفاف بأغشية من مواد شمعية مقاومة.
- أما إذا كان السبب هو كبر حجم القطعة، يُنصح بتعريض العجينة للحرارة في الأفران بشكل يضمن تسخين جميع الأجزاء بشكل متساوٍ لفترة معينة، مما يساعد في تقليل حجم العجينة بشكل تدريجي وضمان تعرض جميع الأجزاء لضغط متوازن.