آشنایی

در بیشتر صنایع به منظور سائیدن ، جلا دادن یا برش از مواد معدنی دارای سختیهای مختلف استفاده می‌شود. اندازه و نحوه توزیع بلورهای در سائیده‌ها بسیار مهم است. سختی مواد به دو طریق "Moh,S" موس و یا "Knoop" گزارش می‌شود. در روش "موس" از کانیهایی که سختی استاندارد دارند استفاده می‌شود و سختی جسم مورد آزمایش را بطور نسبی تعیین می‌نمایند. در این روش درجه سختی بین 1 تا 10 متغیر است.

در روش "نوپ" از دستگاهی مخصوص که حاوی یک قطعه الماسی است و با نیرویی مشخص روی جسم مورد آزمایش کشیده یا فشار داده می‌شود. استفاده می‌کنند پس ابعاد شکاف ایجاد شده را اندازه می‌گیرند و با مشخص بودن نیروی وارده به کمک جداول استاندارد ، سختی توپ مشخص می‌گردد.

تقسیم بندی مواد معدنی

مواد معدنی را بر اساس سختی موس به سه گروه تقسیم می‌کنند: گروه اول کانیهای دارای سختی بالا که شامل الماس ، کرندوم ، استارولیت و گارنت است. گروه دوم کانیها یا سنگهای دارای سختی متوسط که شامل کوارتز ، چرت ، فلدسپارت ، ماسه سنگ ، کوارتزیت ، گرانیت ، پرلیت ، فلینت ، کلسدونی و بازالت می‌باشد. و گروه سوم ، مواد با سختی کم که شامل آپاتیت ، تالک ، اکسید آهن ، کلسیت ، گچ ، انواع رس ، دیاترمیت و دولومیت می‌باشد.

• الماس : سختی "نوپ" الماس در حدود 8200 تا 8500 است. در ساخت مته‌های الماسی ، دیسک الماس و همچنین اره‌هایی که در صنایع برش (فولاد ، سنگها و مته‌های حفاری) پایش و ساب از آن استفاده می‌شود.
  
  
• کرندوم : سختی "نوپ" کرندوم به حدود 2000 می‌رسد. مصارف عمده آن در ساخت چرخهای ساب است. از پودر آن در ساییدن و جلا دادن نیز استفاده می‌شود.
  
  
• گارنت : بیشترین کاربرد این کانسار در تهیه و ساخت کاغذ سمباده و پارچه سمباده‌ای است.
  
  
• فلدسپات : در بیشتر تمیز کننده ها از پودر فلرسپات استفاده می شود. از پامیس برای جلا بخشیدن و ساییدن نهایی فلزات و چوب بهره می‌گیرند. کوارتزیت و ماسه سنگ بیشتر در تهیه کاغذ سمباده و چرخهای ساب کاربرد دارد.

شیوه ساخت چرخ ساب

برای ساختن چرخ ساب ، مراحل زیر توصیه می گردد. اول مواد ساینده در اندازه مناسب خرد شوند. دوم، مواد را از جدا کننده مغناطیسی عبور دهند تا آهن آن جدا گردد. سوم ، با آب شستشو دهند تا پودر و مواد زاید آن حذف گردد. چهارم ، دانه بندی را مناسب انتخاب کنند. پنجم ، مواد ساینده دانه بندی شده را در مواد خامی که به عنوان سیمان عمل می‌کنند قرار دهند و ششم اینکه محصول در صورت نیاز پخته گردد.

• فرآیند تولید شیشه : مواد ساینده دانه بندی شده با خاک رس مخلوط می‌گردند، بعد آب بر آن افزوده می‌شود. پس در قالب مخصوص به آن شکل می‌دهند در دمای بخاری ، خشک و سپس در کوره و حرارت مناسب پخته می‌شود. زمان و دمای پخت ، تابع نوع خاکستری است مدت زمان پخت میان 2 تا 14 روز تغییر می‌کند. چرخهای ساب با سیمان شیشه‌ای دارای مقاومت مکانیکی خوب و خاصیت تاثیر پذیری در مقابل آب ، روغن و اسیدها هستند.
  
  
• فرآیند ایجاد سیمان سیلیکات سدیم : مواد ساینده را با سیلیکات سدیم مخلوط می‌کنند و مقداری آب بر آن می‌افزایند. سپس در قالب به آن شکل می‌دهند. محصول در دمای عادی به مدت چند ساعت خشک گردیده و بعد در دمای 260 درجه به مدت 1 تا 3 روز پخته می‌شود. مقاومت اینگونه چرخهای ساب از نوع نخست کمتر است و برای ساییدن و صیقل دادن لبه اجسام بکار می‌روند.
  
  
• روش تهیه چرخ ساب لاستیکی : مواد ساینده را با لاستیک و گوگرد مخلوط می‌کنند، مخلوط حاصل پیرامون یک محور داغ که حرکت چرخشی دارد تجمع می‌کند و سرانجام چرخ ساب لاستیکی تهیه می‌گردد.

ویژگیهای چرخ ساب

• مواد اولیه سازنده : نوع مواد اولیه ساینده ، کاربرد چرخ سمباده‌ها را کنترل می‌نماید. کاربید سیلیس برای ساییدن و صیقل دادن فلز برنج ، سنگ لاستیک و چرخ بکار می‌رود. از اکسید آلومینیوم برای ساییدن و پایش مواد سخت تر ، همچون فولادها ، فولادهای آلیاژی و آهن استفاده می‌شود.
  
  
• اندازه مواد ساینده : مواد ساینده دانه درشت به منظور ساییدن سریع و مواد دانه ریز در مرحله نهایی استفاده می‌شوند. مواد دانه درشت برای ساییدن مواد نرم تر بکار می‌روند ولی مواد دانه ریز به منظور ساییدن مواد سخت تر مصرف می‌شوند.
  
  
• مقاومت مواد سیمانی : مقاومت مواد سیمانی ، نوع استفاده از چرخ ساب را کنترل می‌کند. مواد سیمانی نرم را برای ساییدن مواد سخت و مواد سیمانی سخت را برای ساییدن اجسام با سختی کمتر بکار می‌برند.

ساخت مواد ساینده مصنوعی

کرندوم مصنوعی

کرندوم دارای ترکیب خالص Al₂O₃ است و با دیگر کانیها انحلال جامد (جانشینی کاتیون) ندارد، کرندوم از بوکسیت یا اکسید آلومینیوم کلسینه شده تهیه می‌شود. در کوره‌های دوار در دمای 1800 درجه سانتیگراد با استفاده از اکسید آلومینیوم می‌توان کرندوم با درجه خلوص 99.5% تهیه نمود. با استفاده از کوره قوس الکتریکی در دمای بیش از 2000 درجه سانتیگراد دو نوع کرندوم سفید و قهوه‌ای می‌توان ساخت.

کاربید سیلیس (SiC)

کاربید سیلیس (کاربرانوم) در طبیعت به ندرت در شهاب سنگها یافت می‌شود. کاربید سیلیس حدود 300 چند ریختی (پلی مورف) دارد. در کوره‌های الکتریکی در دمای 2400 درجه سانتیگراد و برای مدت چند روز با استفاده از ماسه سیلیسی و یا پودر کوارتز (0.5 - 2.5 میلیمتر) و زغال روغنی ساخته می‌شود. به منظور افزایش تخلخل از خاک اره و یا شلتوک برنج می‌توان استفاده نمود. در کوره‌های دوار دو نوع کاربید سیلیس تولید می‌شود. کاربید تشکیل شده در بخش مرکزی خالص تر است.

کاربید سیلیس را ابتدا خرد نموده ، سپس با استفاده از اسید و یا مواد قلیایی شستشو داده می شود و به کمک مغناطیس ناخالص آهن آن جدا می شود. نوع کاربید سیلیس تولیدی با درجه خلوص مواد اولیه ارتباط مستقیم دارد. کاربید سیلیس تجاری دارای رنگهای مختلف است. نوع سبز رنگ آن از درجه خلوص بالاتر برخوردار است. میزان کاربید سیلیس تولید در سال حدود 700000 تن است.

کاربید (B4C)

کاربید بور فقط به طریقه مصنوعی تهیه می‌شود. از مخلوط پودر دی‌اکسید بور و زغال سنگ در کوره می‌توان کاربید بور ساخت. کاربید بور بسیار سخت است، اما به دلیل شکنندگی آن بیشتر به صورت پودر استفاده می‌شود.

الماس مصنوعی

جنرال الکتریک در سال 1954 برای اولین بار با استفاده از گرافیت در فشار 50 تا 60 کیلو بار و دمای 1500 درجه سانتیگراد توانست الماس مصنوعی بسازد. در روش جدیدی که توسط ژاپنیها ابداع گردیده است بخار کربن بر روی یک صفحه سرد جمع می‌شود. ابتدا CH₄ و H₂ در میکروویو در دمای بیش از 2000 درجه سانتیگراد حرارت داده می‌شود و بخار کربن بر روی یک صفحه سرد متمرکز می‌شود. میزان الماس تولیدی جهان در سال بالغ بر 300 میلیون قیراط (60 تن) است. بیش از 70 درصد الماس جهان به روش مصنوعی تهیه می‌شود.

مباحث مرتبط با عنوان

• الماس
• بوراکس
• بوکسیت
• دولومیت
• سیلیس
• کاربید سیلیس
• کاغذ سمباده
• نقش کانیها در تهیه سرامیک
• نقش کانیها در تهیه شیشه
• نقش کانیها در مواد پرکننده
• نقش کانیها در دیرگدازها