(سرامیک های اکسیدی)سیلیکاتهای کریستالین

سیلیکاتهای کریستالین

بسیاری از کانی های طبیعی موجود ومینرالها،سیلیکاتها هستند.در این نوع از مینرالها بر طبق نسبت شعاع

si4+/o2- ساختار تترائدرال ترجیح داده می شود.

الکترنگاتیویته ی پائولینگ اغلب نشان می دهد که پیوند si-o 51 درصد یونی و 49 درصد کوالانت است.بالاترین

درجه ی کوالانسی کوردیناسیون در 3s² 3p⁶ است.الکترون های لایه ی خارجی si درترکیب پیوند با 4 پیوند جفت

شده ی 3sp⁶  استوار شده اند، به عنوان مثال در الماس مکعبی.

 این منجر به ترجیح پیوند قوی برای تترائدر^4- ((sio₄ در هر دو شکل شیشه ای و کریستالین شده است.در این

ترکیب پیوندی نیروی پیوندی 4.4=L است، واز اصل دوم پائولینگ یون اکسیژن باید با دو si⁴⁺ درsiO₂ هماهنگ

شود.

به اشتراک گذاشتن گوشه های تترائدر معمولا برای sio₂ کریستالسین، مینرال های کریستالی و سیلیکات های شیشه

ای شبیه است.

به اشتراک گذاشتن کوشه های اکسید تترائدر از تراکم لایه های یونی جلو گیری می کند.به عنوان مثال درFcc و

Hcp پایه ی اکسیدی. بنابراین،این منجر می شود که سیلیکات های کریستالی ساختار بازی داشته باشد.

یکی از ویژگی های سیلیکات های کریستالی این است که آماده برای جانشین شدن توسط کاتیون های دیگردر محل

تترائدر  si⁴⁺است.

مهمترین آنها Al³⁺است که می تواند کوردیناسیون تترائدر یا اکتا هدررا بپذیرد.وقتی جا نشینی برای si⁴⁺ انجام

شد،عدم تعادل ایجاد شده باعث می شود که بتواند به وسیله ی جانشینی OH^- به جای O^2- (در مینرا لهای رسی) یا به

وسیله اضافه شدن آلکالین یا کاتیونهای آلاکالین در درونی ترین مکانها (در شیشه ها وسیلیکات های کریستالی)

تصحیح شود.این جانشینی جبرانی اجازه ی حل شدن در چگالی بالا را می دهد.

اگر اصل دوم پائولینگ مورد نظر باشد، اغلب شاید تترائدرون (sio₄)^4- نیازی به تقسیم گوشه هایش نداشته باشد.

مینرال های سیلیکاتی از این رو می توانند برطبق رسانایی در بین تترائدرها طبقه بندی شوند.

نسبت اکسیژن به سیلیکون

نسبت o/si پارامتر مفیدی برای توصیف رسانندگی بین تترائدر سیلیکا در ترکیبات است.در sio₂ کریستالی نسبت

o/si، 2 است که اجازه می دهد همه ی 4 گوشه ی آن به اشتراک گذاشته شود.آن در سه پلی مرف کریستالین اساسی

کریستوبالیت، تریدیمیت و کوارتز اتفاق می افتد.

هر یک ازاین فازها دارای فرمهای دمای بالا و پایین هستند که با تبدیلات فازی به هم مرتبطند،(تریدیمیت فرم متوسط

دارد).فرم دمای بالا اغلب تقارن بالایی دارد.کریستوبالیت فرم بالاترین دماست.آن مقداری شبیه به ساختار زینکوبلند

است.با تترائدر جانشین شده برای اتم ها، اشتراک همه ی گوشه ها نشان داده می شود.

با کاهش نسبت o/si تعداد گوشه های به اشتراک گذاشته شده کاهش می یابد.ویژگی فیزیکی ترکیب اغلب در ساختار

 کریستالسین تقویت می یابد.برای مثال سیلیکات های لایه ای مانند تالک، میکا و رس (o/si=2.5) ،ترکیبات لایه ای

  (si₂o₅)_nکه در آن سه گوشه از تترائدر به اشتراک گذاشته شده است.آنها در زیر با جزئیات بیشتری توصیف

شده اند.

سیلیکاتهای زنجیره ای که آنها o/si برابر با 2.75 تا 3 است، اغلب ویژگی فیبری دارند.پیرکسن ها که مثالی آن

انستاتیت (Mg sio₂) است، تک زنجیر (sio₃)_n^2n- دارد.

آمفیبول ها اغلب دارای دو زنجیر هستند (si4o₁₁)_n^6n-.مثال بسیار عادی مینرال آزبستوز فیبری است.

درا ین نرج از o/si اغلب امکان شکل گیری ساختارهای تترائدر حلقوی ایزوله به وجود می آید. مانند بریل

(Be₃ Al₂ si₆ o₁₈) که در آن 6 تترائدرون si₆o₁₈^12- حلقی شکل و ولاستونیت Ca sio₃ که در آن 3 تترائدرون

 Si₃o₉^6-حلقوی شکل وجود دارد.

گام بعدی o/si=3.5 است که در پیرو سیلیکات ها پیدا می شود، که در آن دو تترائدر می تواند یافت شود.

آخرین،ارتوسیلیکات ها که در آن نسبت o/si=4 است،که تترائدر کاملا ایزوله شده است و کاتیون هایی در مرکز

دارد.به عنوان مثال الیوین ) فورستریت Mg₂ sio₄ و الیوین Fe₂ sio₄) و زیرکن( (Zr sio₄.

ساختار سیلیکات ها

تاثیرات نسبت اکسیژن – سیلیکون روی ساختار درسیلیکات ها.

نسبت o/si                                گروههای سیلیکون – اکسیژن           ساختار سیلیکاتی                   مثال   

  4                                                                                      [sio₄]^4-                  الیوین،فورستریت،زیرکن                                                      

                                                                                       نزوسیلیکاتها (تترائدر)  

3.5                                                                                                                            [si₂o₇]^6-                  همی مورفیت

                                                                                                              سوروسیلیکات (دنبلی)                                        

3                                                                                                                      [sio₃]_n^2-                    پیروکسنها

                                                                                                                                        اینوسیلیکات (تک زنجیر)        (ولاستونیت،اسپودمن)

2.75                                         [si₄0₁₁]^6-                                     آمفیبول (آزبستوز)

                                                    اینوسیلیکات (دو زنجیر)

2                                    [si₂o₅]^2-                              رسها، کائولینیت، تالک

                                                      فیلوسیلیکاتها (صفحه ای)

رده ی دیگری از ساختار سیلیکاتها که در آن تمامی گوشه های تترائدر به اشتراک گذاشته می شود دارای شکل سه

بعدی می باشد.این دسته از سیلیکاتها دارای ساختار [sio₂] و معروف به تکتوسیلیکاتها (سیلیکاتهای داربستی)می-

 باشند.نسبت o/si این گروه از سیلیکاتها 2 بوده ، فلدسپاتها و کوارتز مثال های از این گروه اند.

Sio₂                                                                کریستالی

این ماده به صورت اکسیدی فراوانترین اکسید در پوسته ی زمین می باشد، که می تواند به صورت آزاد یا به صورت

 ترکیبی با سایر مواد وجود داشته باشد.این ماده یکی از مهمترین ماده در صنعت سرامیک بوده و بعضی ازخواص

ویژه ی آن اعم ازتقطه ی ذوب بالا،مقاومت خوب در برابر مواد شیمیایی،تعدیل انقباض کلی بدنه (تر به خشک و

خشک به پخت) وبرخی خواص دیگر باعث شده است که به یک ماده ی اصلی درتولید بدنه های سرامیکی تبدیل

 شود.

همانطور که اشاره شد این اکسید دارای منابع طبیعی زیادی می باشد که درادامه به بررسی چند مورد از آنها

 می پردازیم.به طور کلی مهمترین منابع طبیعی Sio₂ عبارتند از:

-          کوارتز صخره ای که به صورت رگه ای در بین سنگهای اولیه مثل گرانیت یافت می شود.

-          ماسه ها که به صورت طبیعی خرد گردیده اند واغلب دارای ناخالصی هایی از قبیل ترکیبات آهن، منگنز،

 زیرکنیم، کلسیم، رس ونمکهای محلول می باشد.

-          ماسه سنگها که در آن ذرات ماسه به وسیله ی ملاتی از آهک و رس یا اکسید آهن به یکدیگر متصل شده ان

-          فلینت که نوعی از سیلیس های بلور مخفی است که به همراه ذرات بسیار ریز کوارتز به همراه مقادیر کمی آب

و کربنات کلسیم و مواد آلی و هوا تشکیل شده است.

پلی مرفهای اصلی سیلیس

سیلیس کریستالی دارای سه پلی مرف اصلی کوارتز (Quarts)، تریدیمیت ( (Tridymit و کریستوبالیت

(Cristobalit) می باشد.همانطور که می دانیم سیلیس کریستالی از اتصال تترائدرها به وجود می آید ولی نحوه ی

 اتصال تترائدرها به یکدیگر تعیین کننده ی نوع پلی مرف به وجود آمده می باشد.

اگر تترائدر ها به گونه ای به هم متصل شده باشند که در آن دم راس مثاثی تترائدرها کاملا بر یکدیگر منطبق شده

باشد پلی مرف به وجود آمده تریدیمیت می باشد.

                                                پلان ا ز بالا

در حالتی که یکی از تترائدرها نسبت به دیگری با زاویه ی 60 درجه قرار گرفته باشد پلی مرف کریستوبالیت به

وجود می آید.

                                                 پلان از بالا

در حالتی که نحوه ی قرارگیری تترائدرها دارای هیچ نوع نظم خاصی نباشد پلی مرف کوارتز به وجود می آید.

                                             پلان از بالا

تبدیلات فازها (اثر حرارت بر پلی مرف های سیلیس)

از میان پلی مرف هایی که برای سیلیس کریستالی نام برده شد فاز کوارتزآن در دمای محیط پایدار است،که این فاز تا

درجه ی حرارت 870 همچنان پایدار است،اما با افزایش دما از این مقدارفاز کوارتز به تریدیمیت تبدیل می شود.با

افزایش دما تا 1470 تریدیمیت همچنان وجود داشته ودر بالاتر از 1470 به کریستوبالیت تبدیل می شود.در نهایت

کریستوبالیت در 1713 به فاز مایع تبدیل می شود.

کریستوبالیت        1470       تریدیمیت        870         کوارتز

نمودار تعادلی تبدیلات پلی مرف های سیلیس

در عمل این تبدیلات یک طرفه بوده وغیر قبل برگشت می باشد (Conversion).علاوه براین تغییرات نوع دیگری از

 تغییرات در اشکال سیلیس وجود دارد که در اثر تغییر در زوایای اتصال اکسیژن ها ایجاد می شود،که این تغییرات

برگشت پذیر می باشند(Inversion).تبدیلات اشکال به یکدیگر در بخش مربوط به هر پلی مرف بررسی خواهد شد.

عوامل موثر در تبدیلات فازی

دانه بندی : از فاکتورهای تاثیر گذار در زمان تبدیلات فازی بوده، به طوری که هر چه دانه بندی ریزتر باشد تبدیلات

با سرعت بیشتری صورت می گیرد.

وجود کاتالیزور مناسب : وجود کاتالیزور باعث تسریع  تبدیلات فازی می گردد.به طوری که برای تبدیل کوارتز به

کریستوبالیت، اکسیدهای کلسیم و منیزیم و در تبدیل کوارتز به تریدیمیت علاوه بر اکسیدهای ذکر شده اکسیدهای سدیم،

 پتاسیم، آهن و آلومینا کاتالیزورهای مناسبی می باشند.

زمان : تبدیلات مذکور معمولا تدریجی بوده و نیاز به زمان دارند، به همین دلیل می توان با ایجاد عدم زمان کافی از

تبدیلات جلوگیری کرد.

پلی مرف کوارتز

ترکیب شیمیایی

دارای فرمول شیمیایی Sio₂ ،وزن مولکولی 60.08 گرم بوده و ترکیب آن شامل 46.74 درصد Si و53.26 درصد O می باشد.

کوارتز خالص معمولا بیرنگ و شفاف است و در کوهی نامیده می شود.نوع سفید شیری این کانی دارای ناخالصی –

های مکانیکی شامل مواد گازی ، جامد و مایع می باشد که از جمله می توان Co₂-H₂o-CH₂-Nacl-Caco₃ را نام

برد.گاهی بلورهای بسیار ریز روتایل و آکتینولیت نیز همراه با آن یافت می شود.

انواع کوارتز

1 –  درکوهی : این نوع کوارتز کاملا به صورت خالص و بدون هر نوع ناخالصی بوده و بیرنگ و دارای بلوری

بسیار شفاف می باشد.

2 – آمیتیست : این نوع دارای ناخالصی های اکسید آهن بوده و به همین دلیل به رنگ بنفش دیده می شود.هر چه

میزان ناخالصی در آن افزایش یابد رنگ آن شدیدتر می شود.Fe₂o₃ میتواند به شکل کلوئیدی در شبکه ی بلوری

کوارتز پراکنده شود یا به صورت FeOOH به صورت محلول جامد در کوارتز موجود باشد که در این صورت Fe³⁺

به جای Si⁴⁺ و (OH)^-  به جای  O^2-و یا Fe³⁺ به صورت بین نشین در بین اتم های شنکه ی بلوری قرار می گیرد.

3 – کوارتز دودی : همانطور که از نام آن پیداست این نوع کوارتز به رنگ دودی بوده واحتمالا این رنگ آن ناشی

 از جانشینی Fe³⁺ به جای Si⁴⁺ در ساختار بلوری و یا وجود حفره های اتمی در ساختار بلوری این کانی می باشد.

4 – سیترین : این نوع دارای رنگ زرد طلایی یا زرد لیمویی می باشد که در اثر حرارت به آمتیست و کوارتز

 دودی تبدیل می گردد.در طبیعت به مراتب کمتر از آمتیست یافت می شود.  

5 - رز کوارتز: در اثر وجود Tio₂ این کوارتز به صورت صورتی دیده می شود.سوزن های روتایل به اندازه های

مختلف میکروسکپی تا ماکروسکپی در درون کورتز قابل تشخیص هستند.

6 – کوارتز یاقوتی : به رنگ آبی تیره که در اثر محبوس شده الیافی کروکیدولیت در درون آن می باشد.

7 – پراسم : به رنگ سبز است که در اثر محبوس شده سوزن های سبز آکتینولیت در درون کوارتز ایجاد می شود.

8 – آونتون : دراثر وجود بلورهای بسیار کوچک میکا در درون کوارتز به رنگ قرمز متمایل به زرد یا قهوه ای

دیده می شود.

9 – کوارتز شیری : دراثر حبس شدن ذرات سیار ریز مایع ، گاز یا بلورهای بسیار ریز نمک در آن به رنگ شیری

دیده می شود.

کریستالوگرافی

نسبت های محوی : 1:1.10013 a:c =

ابعاد سلولی : 4.9133 = a، 5.4053 c= ، 3 z= ،113 V=

سیستم کریستالی : تریگونال - تراپزاهدرون.

ساختمان بلوری

فاز حرارت بالای آن که بتا کوارتز نام دارد در سیستم هگزاگونال متبلور می شود.نوع آلفا که دردمای پایین تر از

573 درجه ی سانتی گراد پایدار است در سیستم تریگونال متبلور می شود.

دو شکل زیرنشان دهنده ی ساختار بلوری بتا کوارتز و آلفا کوارتز را در راستای عمود بر محورC  روی سطح

(0001) می باشد.در هر تترائدر [Sio₄]^4- دو یون اکسیژن کمی بالاتر از یون سیلسیم و دو یون دیگر کمی پایین تر

از آن قرار دارد.

(a) : β- کوارتز (b) : α کوارتز

ساختار کریستالی کوارتز آلفا و بتا اندکی با هم تفاوت دارد.در شکل فوق تنها یونهای Si⁴⁺ به تصویر کشیده شده اند.

این یونها به وسیله ی یون های اکسیژن احاطه شده و در حفره های تترائدری که ناشی از یون های اکسیژن می باشد

قرار دارند.β کوارتز فرم اصلی این پلی مرف بوده و α کوارتز فرم فرعی آن می باشد.

تبدیلات اشکال کوارتز به یکدیگر معمولا از نوع جابجاساز بوده و همراه با اندکی تغییر در زوایای بین اتمی می باشد

هنگامی که تبدیل از β به α صورت می گیرد باعث کاهش تقارن می شود.همچنین در اثراین تبدیلات تراکم بیشتر

شده و چگالی افزایش می یابد.اما در حالت برعکس چگالی کاهش می یابد که اثر این افت چگالی با افزایش حجم

نمایان می شود ،که این در نمودار زیر نشان داده شده است.اما این تبدیلات روی پیوند بین اتم ها تاثیری ندارند.

β کوارتز   573      α کوارتز

2.60                   2.65      :دانسیته

نمودار فوق تغییرات حجمی در مرحله ی تبدیل کوارتز α به β را نشان می دهد.

خواص فیزیکی کوارتز

کوارتز دارای سختی 7 در مقیاس موهس است، فاقد رخ بوده و سطح شکست صدفی دارد.

چگالی آن 2.5 تا 2.8 گرم بر سانتیمتر مکعب است.نوع خالص آن دارای وزن مخصوص 2.65 گرم بر سانتیمتر

مکعب می باشد.

کوارتز قادر است اشعه ی مافوق بنفش را از خود عبور دهد.

این کانی دارای خاصیت پیزوالکتریسیته بوده و دراثر اعمال فشارهای مکانیکی تولید با الکتریکی می کند.

نقطه ی ذوب کوارتز 1730 درجهی سانتی گراد می باشد.

کوارتز به استثناء اسید HF، با سایر اسیدها هیچگونه واکنشی نشان نمی دهد.نتیجه ی اثر این اسید بر روی کوارتز

ترکیب فرار SiF₄ می باشد.مواد قلیایی با این کانی واکنش نشان می دهد.

دارای کلیواژ(0110) غیر قابل تشخیص.

دارای رنگ سبز، بی رنگ ، بنفش ، خاستری و زرد.

Piezoelectricity

Quartz shows a strong piezoelectric effect perpendicularly to the prism axis. Applying pressure on a quartz crystal generates an electrical polarization along the pressure direction. Alternatively, applying an electrical tension leads to a mechanical deformation of the crystal.

خاصیت پیزوالکتریک

کوارتز عمود بر محور منشوری خاصیت پیزوالکتریک قوی نشان می دهد.هعمال فشار به کریستال کوارتز باعث

 تولید دو قطبی الکتریکی در جهت فشار می شود.همجنین اعمال تنش الکتریکی منجربه تغییر شکل مکانیکی کریستال

 می شود.

پلی مرف تریدیمیت

ترکیب شیمیایی

دارای فرمول شیمیایی Sio₂ ،وزن مولکولی 60.08 گرم بوده و ترکیب آن شامل 46.74 درصد Si و53.26 درصد

 O می باشد.

β تریدیمیت فاز دما بالای با شبکه ی بلوری ارتورمبیک به آسانی به فاز حرارت پایین α تریدیمیت با ساختمان

بلوری هگزاگونال تبدیل می شود.تریدیمیت α می تواند در فشار جو با گذشت زمان به فاز پایدار کوارتزα تبدیل شود.

تبدیل تریدیمیت β به کوارتزβ به علت تفاوت قابل توجه در ساختار بلوری آنها با همدیگر به کندی صورت گرفته و با

تغییر چگالی و حجم همراه است (چگالی تریدیمیتβ 2.27 گرم بر سانتیمتر مکعب و چگالی کوارتزβ 2.60 گرم بر

سانتیمتر مکعب می باشد).

α تریدیمیت       117      β تریدیمیت

2.30                            2.26 : دانسیته

کریستالوگرافی  وساختار بلوری

 نسبت های محوری :0.5769:1:4.7551 a:b:c=

ابعاد سلولی : 9.932 a= ،17.216 b= ،81.864 ,  c=90=α ،90=β ،90=γ ،13997.87 V=

ساختار کریستالی : تری کلینیک – پدیال.

شکل زیر سلول واحد تریدیمیت را نشان می دهد.

خواص فیزیکی

وزن مخصوص تریدیمیت 2.28 تا 2.33 گرم بر سانتیمتر مکعب بوده و میانگین آن 2.3 می باشد.

سختی آن 6.5 تا 7 (پریت – کواتز) می باشد.

دارای کلیواژ (0001) غیر قابل تشخیص و (1010) ناقص می باشد.

دارای رنگهای سفید ، بی رنگ ، سفید مایل به زرد و خاکستری می باشد.

شکننده ودارای جلای شیشه ای می باشد.

منابع اولیه

این مینرال به صورت طبیعی بسیار کمیاب است و معمولا برای تولید آن از روشهای سنتزی کوارتز استفاده می شود.

نحوه ی تولید:ابتدا ذرات کوارتز با 2.5% آهک ( آهک به عنوان کاتالیزور در تبدیل کوارتز به تریدیمیت عمل می-

 کند) ترکیب می شود.سپس مورد عملیات حرارتی قرار می گیرد.تا درجه ی حرارت 750 درجه ی سلسیوس ذرات

 کوارتز در زمینه ای از آهک قرار دارد، در بالاتر از 800 درجه ی سانتی گراد واکنش بین سطوح کواتز و آهک

آغاز می شود.این واکنش معمولا به صورت انحلال ذرات کوارتز در آهک می باشد که باعث به وجود آمدن شیشه ی

سیلیسی – آهکی می شود.با افزاش درجه ی حرارت وزمان درصد سیلیس دراین شیشه افزایش می یابد.سپس شیشه

در درجه حرارت های 1250 تا 1300 درجه متبلور شده و تولید کریستوبالیت می کند.با بالا رفتن درجه ی حرارت

ذرات کوارتز مستقیما به کریستوبالیت تبدیل می شود.با افزایش درجه ی حرارات کریستوبالیت در شیشه ی سیلیسی  

– آهکی حل می شود.با افزایش بیشتر درجه ی حرارت تبدیل کوارتز به کریستوبالیت افزایش یافته و مقدار شیشه ی

سیلیسی – آهکی بیشترمی شود.در حین حرارت دادن در درجه حرارت ماگزیمم شیشه ی سیلیسی – آهکی از سیلیس

 اشباع شده و در میزان معینی از اشباع شروع به تبلور می کند و سیلیس را به صورت تریدیمیت رسوب می دهد.این

عمل میزان اشباع شدگی شیشه را از سیلیس کاهش داده و در نتیجه کریستوبالیت بیشتری می تواند حل شود.در نتیجه

واکنش به صورت زیر پیوسته ادامه می یابد.

تریدیمیت                      شیشه ی اشباع شده                    کریستوبالیت

کائولن

         نام تحقیق :                                     کائولن

                                                                    و کاربردهای آن در صنایع

نام استاد :                                  جناب آقای دکتر زارع

تهیه کننده:                                  سعید اسماعیل پور

مربوط درس :                                 مواداولیه سرامیک

رشته تحصیلی :                               کارشناسی سرامیک

بهار 1389

به نام خدا

چکیده : کانی های گروه کائولن آلومینا سیکات هایی از خانوادة رس ها هستند . که کاربرد فراوانی در صنایع مختلف دارند . تنوع مواد مصرف ، کائولین هایی با خصوصیات ویژه می طلبد که این خصوصیات باید با آرایش کائولین و نیز با شناخت و تمرکز انواع آن در محصول تامین گردد .

از جمله مهم ترین پیشرفته ها در تکنولوژی فرآوری کائولین می توان به این موارد اشاره کرد :

1-                       استفاده از سانتریفوژ پیوسته

2-                       نصب بلانجرهای بزرگ در ابتدای معدن ، جایگزینی فیلتر پرس های صفحه ای و قالبی با فیلتر پرس های خلاء

3-                       بکارگیری تکیس کننده های بسیار بزرگ برای تولید رنگدانه هایی با درخشندگی بالا

4-                       کاربرد متورق سازی و نصب جداکننده های مغناطیسی با شدت زیاد

کائولین در ایران با احداث کارخانه های فرآوری آن به پیشرفت هایی دست پیدا کرده است و در صنایع نه چندان مهندسی می توان از کائولین ایرانی استفاده کرد .

امید است با توسعه و تجهیز کارخانه های فرآوری کیفیت کائولین های ایرانی به سطح مطلوب برسد .

مقدمه :

کائولین واژه ای است که معانی مختلف دارد و این بسته به آن است که این واژه کجا و چگونه مورد استفاده قرار گیرد . از نظر کانی شناسی کائولن نام یک گروه از کانی های آلومینو سیکاته آبدار است که شامل کانی های کائولینیت ، ناکریت ، دیکیت و هالویزیت است .

اما وقتی واژه کائولین به صورت صفتی به کار برده می شود ، یک خاک مرکب از کائولینت خاص یا کانی های رسی وابسته می باشد که با خصوصیاتی نظیر سفیدی ، درخشندگی ، توزیع دانه بندی و سیالیت و ... برای کاربردهای مختلف مناسب تشخیص داده می شود .

کائولن یک کانی بی نظیر صنعتی است زیرا در دامنة گسترده PH خنثی دارد و از نظر شیمیایی مقاوم است ، سفید رنگ است ، خاصیت پوشش دهی خوبی دارد .

لذا به عنوان رنگدانه جهت پر کنندگی یا پوشش دهی به کار می رود . کائولن نرم بوده هدایت حرارتی و الکتریکی کمی دارد و قیمت آن نسبت به بیشتر موادی که با آن ها رقابت می کند کم تر است .

در حال حاظر صنعت سرامیک به سمتی می رود که نیاز روز افزونی به خاکهایی با مرغوبیت بالا دارد و این خاکها باید دارای ناخالصی های بسیار کمی باشند از همین رو صنعت مدرن سرامیک نیاز به کائولینی با میزان مرغوبیت بالا را دارد.

مشخصات کیفی کائولن مورد مصرف هر صنعت به تبعیت از صفات مورد نظر محصول نهایی متغیر است. این تفاوت حتی در صنایع مشابه بعلت تغیرات شدید کیفی کائولن استخراجی و یا فرآوری شده معادن کاملاً‌مشهود است، ویژگی صنعت، محدوده تغییرات مورد قبول را تعیین می‌نماید و فرمول سازی مواد مصرفی یکی از رایج‌ترین راه حل‌ها در اینگونه صنایع است.
مرغوبترین کائولن‌ها تا حدود 20 درصد ناخالصی را دارا می‌باشند که به منظور کاهش این ناخالصی‌ها بطرق مختلف فرآوری می‌گردد و در هر روش نوعی خاص از این ماده حاصل می‌شود و هر کدام مصرف ویژه خود را دارد که علاوه بر صفات خاص ژنتیکی، نوع فرآوری نیز محصول را از یکدیگر متمایز می‌نماید. کائولن کلسینه شده، کائولن شسته شده توسط آب، حرارت نخورده،‌پودر شده، دانه بندی شده و کائولن پر کننده و طبقه‌بندی‌های مختلف کائولن از نقطه نظر نوع فرآوری می‌باشند.
کائولن در صنایع مختلف به عنوان ماده اولیه اصلی و در برخی دیگر به عنوان ماده جنبی در کنار سایر مواد بکار می‌رود. قیمت مناسب و ویژگی‌های این ماده معدنی در هر صنعت جلوه‌های خاص خود را دارد.
دلیل کاربرد فراوان کائولن در صنعت، دارا بودن ویژگی های زیر است:
•پرکننده و پوشش دهنده مناسب
•از نظر شیمیایی در گستره وسیعی از تغییرات pH بدون تغییر باقی می ماند.
•به عنوان جذب کننده مناسب مرکب و رنگ ها.
•به عنوان سخت کننده در صنایع پتروشیمی.
•داشتن رنگ سفید که آن را به صورت ماده رنگی قابل استفاده می سازد.
•جلای خاص و قابلیت سفیدکنندگی.
•خواص کاتالیزوری.
•دارا بودن خاصیت پرکنندگی و پوششی بسیار خوب.
•نرم کننده سطح و غیرسایشی بودن آن.
•قابلیت اندک هدایت جریان الکتریسیته و گرما.
•ارزانی قیمت آن.
بیشترین مصارف کائولن در پر کننده، پوشش دهنده با جلای خاص و سفید کننده، منبسط کننده، ایجاد کننده مقاومت در مقابل سایش، رقیق کننده، سخت کننده در صنایع پتروشیمی، نرم کننده سطح و به عنوان کاتالیزور در صنایع مختلف،کاغذسازی، سرامیک، مرکب و رنگ سازی، دیرگداز، پلاستیک، لاستیک، دارویی، فایبرگلاس، صنایع نسوز، مصالح ساختمانی، حشره کش، جذب کننده، مواد پاک کننده، مواد غذایی، تهیه داروها، صنایع کشاورزی و تهیه کودهای شیمیایی است.
در ایران از این ماده معدنی در آجرهای شاموتی، پوشش داخلی کوره ها، دیگ های گرمایی و کاشی استفاده می شود.
حدود 50 درصد از کائولن در کاغذسازی به عنوان پرکننده و روکش (پوشش دهنده سطح)،20 درصد در صنایع سرامیک و دیرگداز، 10 درصد در لاستیک سازی به عنوان پرکننده و 20 درصد در رنگ سازی پلاستیک استفاده می شود.قدرت جذب مرکب و پوشش دهندگی خوب و پر کردن سطوح ناهموار کاغذ از خمیر سلولز و ایجاد شفافیت در کاغذاز مزایای استفاده از کائولن در صنعت کاغذسازی می‌باشد.
قیمت مناسب کائولن طی سال های اخیر سبب شده است تا صنایع مصرف کننده این محصول علاقه مند به استفاده از کائولن شوند. کائولن یا خاک چینی به رنگ سفید بیشترین کاربرد را در تولید چینی و سرامیک دارد.

فصل اول : شناخت کائولین

1-1 کلیات

واژه « کائولن » از kao – ling ( نام ناحیه ای در چین ) مشتق گرفته شده که برای اولین بار خاک چینی سفید رنگی در آنجا شناسایی و مورد استفاده قرار گرفته است .

کائولین از نظر ترکیب شیمیایی یک نوع سیلیکات آلومینیم آبدار است و از خانواده رس ها می باشد .

معمولا مقداری کوارتز ، فلدسپات ، کانی های زاید آهن دار و تیتانیم دار ، کلسیت ، زاج ، گچ و پیریت همراه با کانی های گروه کائولینیت در کائولین یافت می شود .

کائولینیت دارای فرمول شیمیایی زیر است که این فرمول به صورت زیر می باشد.

Al2O3  2SiO2 2H2O

اثر حرارت بر روی کانی کائولینیت:

  Al2O3  2SiO2 + 2H2O↑              ـــــــــــــــــ       Al2O3  2SiO2  2H2O  

2Al2O3  3SiO2+ SiO2 ــــــــــــــــAl2o3  2SiO2

  3Al2O3  2SiO2 + SiO2ــــــــــــــ2Al2O3  3SiO2 

1-2 کانی شناسی کائولین

گروه کائولینیت شامل کانی های ناکریت ، دیکیت ، کائلینیت و هالویزیت می باشد . ساختار آن ها از یک نظر مشترک است و آن این است که متناوبا از اتصال صفحات تترا ئدری سیلیس به صفحات گیبسیت تشکیل یافته اند .

یک صفحه گیبسیت مستقیما روی یک صفحة تترا ئدر سیلیس قرار می گیرد بدین ترتیب که یکی از 3 گروه OH حذف شده و به وسیلة اکسیژن های رئوس 4 وجهی سیلیس که بار منفی اشباع نشده دارند جایگزین می گردند .

اکسیژن های مزبور نقش یک پل را بین 2 لایه بازی می کنند و یک لایه واحد کائولن تشکیل می گردد .

یک بلور واحد از کائولن فقط از یک لایه تشکیل نشده است بلکه از تعداد بسیار زیادی از این لایه ها ترکیب یافته است که به صورت کتابی که هر صفحة آن مانند یک لایه مجزا است به هم ملحق شده اند .

نکته جالب این است که پیوندهای یونی بین واحدهای مجاور وجود ندارد بلکه سراسر بلور توسط پیوندهای هیدروژنی که بین گروه های OH گیبسیت و اتم های اکسیژن های سیلیسی مجاور عمل می کنند نگاه داشته شده است .

لازم به ذکر است اختلاف 4 کانی گروه کائولینیت چگونگی تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین آنهاست .

1-3- نحوه تشکیل و طبقه بندی ذخایر کائولینیت :

ذخایر کائولینیت به 2 بخش قابل تقسیم هستند :

1-کائولین اولیه

2-کائولین ثانویه

1-3-1- کائولن های اولیه

طبقه بندی کائولن های اولیه طبق نظر بریستو ( 1977 ) با توجه به نوع منشا آنها به قرار زیر است :

-      هوا زده

-      گرمایی

-      سولفاترا

هوازدگی یک پدیده فراگیر است . اما در گرمای بسیار زیاد و آب و هوای مناطق حاره عمل می کند .

دگرسانی گرمایی به معنای دگرسانی سنگ ها توسط چرخه آب گرم می باشد . گرما ممکن است ناشی از سرد شدن یک توده نفوذی نظیر یک گرانیت یا مربوط به چرخه عمیق آب یا گرمای تولید شده به وسیله مقادیر غیر عادی عناصر رادیواکتیو باشد .

گرانیت ها متداول ترین سنگ های اولیه برای ذخایر کائولن اولیه می باشند و بخصوص گرانیت هایی که بیوتیت در آنها به مقدار کمی وجود دارد یا اصلا فاقد بیوتیت می باشند بخاطر کاهش تاثیر آهن ناشی از بیوتیت روی رنگ کائولن اثرگذار است .

1-3-2- کائولن ثانویه

دامنه وسیعی از انواع کائولین در سنگ های رسوبی یافت می شود این دسته را می توان به 3 گروه تقسیم کرد :

-      کائولن های رسوبی

-      ماسه های کائولینیتی

-      بالکی ها و رس های سیلیسی

دیاژنز در پیرایش کائولن های ثانویه و بعضی از آنهایی که کائولن ثانویه نامیده می شوند ، نظیر ماسه های کائولینیتی که ممکن است در یک سنگ شامل فلدسپات با چرخه آب زیرزمینی به وجود آمده باشند نقش مهمی را بازی می کند .

همچنین هوازدگی بیشتر ، مخصوصا در نزدیکی سطح می تواند تاثیر عمیقی در تبدیل عمیقی در تبدیل یک رس با کیفیت پایین به ذخیره ای از رس خوب داشته باشد .

بیشتر از 60 % تولید کائولین از ذخایر کائولین های رسوبی است . این کائولن ها به قدری سفید بوده و پس از پر عیار سازی در کاربردهایی نظیر کاغذ که در آن درخشندگی بدون حرارت دیدن اهمیت دارد استفاده می گردند .

بالکی ها معمولا همیشه در آب تازه دریاچه ها در مناطق هموار و مسیر رودخانه قرار گرفته اند .

خاک رس سیلیسی مواد ویژه ای هستند که اگرچه اساسا از کائولینیت تشکیل شده اند اما سنگ های غیر قابل شکستن ، سخت و با شکستگی های کنگره دار می باشند .

فصل دوم : آرایش کائولین

2-1- کلیات

هدف از آرایش کائولن جدا کردن ناخالصی های موجود در آن است . مبنای آرایش کائولین در بیشتر موارد طبقه بندی آن از نظر ابعاد است . زیرا با توجه به قابلیت خرد شدن بیشتر کائولن نسبت به ناخالصی های همراه آن مثل کوارتز ، میکا و ... و همچنین توجه به این نکته که کائولین دارای خاصیت جذب آب شدیدی می باشد.

ذکر این نکته ضروری ست که در بسیاری از موارد ساختار کانسار و وضعیت لایه ها و گر ها به نحوی است که امکان استخراج انتخابی کائولین برای رسیدن به کیفیت بهتر وجود دارد .

برای این منظور لازم است از کانسار به طور منظم نمونه برداری شود و مورد آزمایش قرار گیرد و بر مبنای نتایج حاصله روش استخراج مناسب حاصل شود .

2-2- آرایش کائولن

فرآوری سنگ معدن کائولین بسته به نوع مصرف دارد که از دو روش خشک و تر به دست می آید که با توجه به معارف از روش تر در معادن استفاده بیشتری می گردد .

2-3- خالص سازی کائولینیت

یکی از مباحث مهمی که امروزه در صنایع مختلف دارای اهمیت بسیار است خالص بودن کائولینیت است که درخواست کائولینیت مرغوب از طرف مصرف کنندگان معادن را به سمت ارائه خاک مناسب و نزدیک تر به فرمول تئوری سوق داد .

خالص سازی ها روش های گوناگونی دارد که در این قسمت به توضیح جدیدترین فناوری آن که جدا کننده های مغناطیسی با شدت زیاد هستند اشاره می کنیم .

جدا کننده های مغناطیسی با شدت زیاد :

ناخالصی های رنگی در کائولینیت نظیر آناتاز ، بوتایل ، هماتیت ، میکا و پیریت خاصیت مغناطیسی ضعیفی دارند لذا این ناخالصی ها را باید توسط جدا کننده های مغناطیسی با شدت زیاد حذف کرد .

جدا کننده ای که برای آرایش موادی با ابعاد در حد میکرون قابل استفاده است جدا کننده مغناطیسی با گرادیان زیاد است که فیلتر پرس مغناطیسی نام گرفته است .

در این جدا کننده ، در یک میدان مغناطیسی یکنواخت مقداری رشته های باریک فرو مغناطیسی که حدود 5 – 10 % فضا را اشغال می کنند قرار داده شده است . رشته های مورد نظر در محفظة تعبیه شده و در اطراف لبه های تیز این رشته های بسیار ظریف میدان مغناطیسی شدیدی را می توان به دست آورد . محفظة مذکور توسط 16 سیم پیچ هادی تو خالی که هر یک شامل یک تن مس می باشد احاطه شده است . بدین ترتیب میدان مغناطیسی بسیار شدیدی ایجاد می گردد . توان الکتریکی مصرفی آن 270 تا 500 کیلو وات می باشد . واحد بزرگ تر آن با 301 سانتی متر قابلیت فرآوری 130 تن بر ساعت کائولین را با 30 ثانیه زمان توقف وارد و 400 کیلو وات توان مصرفی آن است .

با عبور مواد اولیه از بین پالپ های دستگاه در 30 ثانیه عبور کرده و کائولین عاری از مواد آهن دارد و فلزات خواهد بود .

جدا کننده های مغناطیسی هر در دمای معمولی کار می کنند و نوع جدید آن که به جدا کننده های برودتی معروف هستند با کاهش درجه حرارت عمل می کنند .

مزیت آن این است که توان مصرفی کمتری را لازم ، دقت کار بالاتر رفته و در زمان نیز صرفه جویی می گردد .

مشاورین سی سی ال انگلستان و کارخانجات رس انگلیسی لاورینگ پاچین یک مغناطیس فوق هاوی سولنوئیدی را مورد آزمایش قرار دادند . طرح مزبور شبیه فیلتر پرس های مغناطیسی معمولی است اما عملکرد ویژه ای دارد که به مغناطیس فوق هادی امکان می دهد که انرژی بیشتری موقع قطع و وصل شدن مغناطیس حین عملیات دوره ای باقی بماند . این امر به وسیلة 2 محفظه صورت می گیرد که توسط محفظة متحرک دیگری مجزا شده اند . محفظة اخیر سوار بر ریلی است که از میان فضای خالی بین 2 دستگاه جدا کننده کشیده شده است .

روش های افزایش درخشندگی کائولین :

روش هایی برای افزایش کیفیت نوری کائولین خصوصا در دو دهه گذشته برای افزایش درخشندگی کائولین افزایش یافته است . بدون فرآوری و به طور طبیعی یک رس مرغوب می تواند تا 75 % درخشندگی از خود داشته باشد . مقادیر درخشندگی 90 و بالای آن با چند تکنیک پر عیار سازی صورت می گیرد .

که در زیر به آن اشاره می گردد :

1-رنگزدایی و شستشوی کانی های رنگزا

2-توسعه اولترافلوتاسیون جدا سازی کانی های فوق العاده ریز ناخالصی

3-متورق سازی « تبدیل ذرات بزرگ کائولین به ذرات ریز »

4-تکلیس

5-فیلتراسیون مغناطیسی

6-فرایندهای در حال مطالعه و آینده

فصل سوم : کاربردهای کائولن:

1- ذخایر کائولین در جهان:

جدول 3-1 ذخایر عمده جهانی کائولین ( بر حسب میلیون تن و درصد کل )

کشور	میزان ذخیره	درصد کل
آمریکا	7175	36.4
انگلستان	1815	9.2
برزیل	1300	6.6
هند	1000	5.1
بلغارستان	700	3.6
استرالیا	455	2.3
آفریقای جنوبی	225	1.9
عراق	210	1.1
چین	200	1
روسیه	200	1
اسپانیا	150	0.8
کانادا	150	0.8
تانزانیا	100	0.5
سایرین	6010	30.5
جمع کل ذخایر	19690	100

با توجه به جدول بالا کشورهای آمریکا ، انگلستان و روسیه بیشترین میزان تولید کائولین در جهان را دارا هستند .

معرف جهانی کائولین به تفکیک مورد مصرف :

مصرف جهانی کائولین به عدد تخمینی 44 میلیون تن در سال 2006 می رسد .

صنعت کاغذ عمده ترین سهم را در میان مصرف کنندگان کائولین در جهان دارا می باشد .

کائولین به عنوان پر کننده و پوشش دهنده در کاغذ استفاده می شود . این مورد مصرف بالغ بر 43 % کل مصرف جهان می باشد .

کائولین همچنین به عنوان یک پر کننده در رنگ ، لاستیک و پلاستیک استفاده می شود .

این مصارف تقریبا در حدود 11 % از مصارف کائولین در جهان را شامل می شود .

رنگ ها 5 % ، لاستیک 5 % و پلاستیک ها نیز 1 % را شامل می شوند .

به غیر از کاغذ و مصارف پر کننده محصولات ساختمانی از مشتریان اصلی کائولین ها هستند که در حدود 15 % از مصرف کائولین را شامل می شوند .

کائولین ماده تشکیل دهنده مصارف متنوعی در صنعت ساختمان است که شامل : کاشی ها ، سیمان ، قایبرگلاس ، گچ دیواری و دیگر محصولات سرامیکی می باشند .

نسوزها سومین بازار بزرگ کائولین می باشند . کائولین ماده اصلی آجرهای اسیدی است که به اشکال مختلف استفاده می شود و همچنین در مصارف دیگر نسوز مانند آجرهای مولایتی و سیلیمانیتی استفاده می شود .

کائولین ها همچنین در ملات های چسبیده ، سیمان های حرارت بالا ، مخلوط های آب بندی به کار می روند که در کل حدود 11 % مصارف کائولین را شامل می شوند .

دیگر بازارهای عمده برای کائولن ، سرامیک ها ، کاتالیزورها و مواد شیمیایی می باشند که بالغ بر 5 % از مصارف کائولین را شامل می شود .

نوع مصرف	درصد مصرف
کاغذ	45 %
سرامیک	5 %
ساختمانی	15 %
نسوزها	10 %
رنگ	6 %
لاستیک	5 %
شیمیایی	4 %
*سایر موارد	10 %

* - سایر مصارف شامل جوهر ، پزشکی ، دزدگیرها و مصارف متنوع دیگر است.

3-2- کاغذ :

صنعت کاغذ عمده ترین مصرف کننده کائولین می باشد که سهم بیشتری از فروش کل کائولین را دارا می باشد . کائولین در کاغذ هم به عنوان پر کننده و هم به عنوان رنگدانه و پوشش دهنده به کار می رود .

بسیاری از کاغذهای مصرفی در حدود 30 % رنگدانه های مصرفی دارند که عمده ترین آن ها کائولین است .

کاغذ شامل برگه های نازک از سلولز بهم چسبیده که عموما از چوب مشتق گرفته شده است .

یک برگة کاغذ سلولزی برای مقاصد چاپی و سلولزی مناسب نیست زیرا سطح آن نامنظم و بعضا شفاف است . همچنین تولید یک کاغذ صاف تر و مات تر جهت بسیاری از کاربردها لازم است . که این کار را با پر کردن برگه توسط پر کننده های معدنی غیر الیافی به وسیلة پوشش دادن صورت می دهند .

پر کننده های معدنی درخشندگی کاغذ ، سرعت و یکنواختی جذب جوهر در حین چاپ را نیز افزایش می دهند .

علاوه بر این مزیت ها پر کننده های معدنی ارزان تر از خمیر سلولزی هستند در نتیجه استفاده از این نوع مواد قیمت تمام شده کاغذ پایین خواهد آمد .

یک پر کننده کاغذ باید به طور معمول سفید ، نرم ، بدون سنگریزه و بی اثر بر روی مواد دیگر باشد .

همچنین باید دانه بندی ریز داشته باشد و شکل ذرات آن پهن و مسطح باشد

کائولین هایی که از فرآیند تر حاصل می شوند برای پر کردن کاغذ عالی هستند و کائولین های روش خشک اصولا برای کاغذهای ارزان تر استفاده می شوند .

برای کاغذهای با کیفیت خیلی بالا علاوه بر پر کردن کاغذ یک قشر نازکی از رنگدانه پوششی برای فراهم کردن سطحی صاف و صیقلی جهت چاپ و مرغوبیت آن استفاده می شود .

کائولین همچنان در زمینة رنگدانة پوششی کاغذ نیز از مصرف بالایی برخوردار است که رقیب آن کربنات کلسیم است و کانی های گروه تالک نیز بتازگی به این جمع اضافه شده اند .

از بهترین این رنگدانه ها دی اکسید پتاسیم است که دارای درخشندگی و ماتی فوق العاده است اما قیمت گران آن باعث کم تر استفاده کردن از آن شده است .

مهم ترین خواصی که کائولین ها را از یکدیگر جدا می کند توزیع دانه بندی و شکل ذرات هستند .

استفاده از کائولن در کاغذسازی باعث نرمی کاغذ خواهد شد و جذب جوهر، درخشندگی، ارزانی و پوشش مناسب از دیگر مزیت های استفاده از کائولن در صنایع کاغذسازی است.
کاغذ حتی اگر خلل وناهمواری های بین الیاف سلولزی آن بوسیله پر کننده معدنی پر شده باشد به منظور استفاده در فرآیندهای کارهای چاپی مدرن، تا زمانی که پوشش سطح را نداشته باشد مناسب نیست. استفاده از پر کننده در خمیر کاغذ بخشی از شکاف ها و درزهای بین الیاف سلولز را پر کرده، لذا بسیاری از نقاط ریز مرکب چاپ در این نقاط بدرستی قرار نگرفته و کیفیت کار چاپ کاهش می‌یابد. پوشش سطحی در روی کاغذ بعث نرمی، جلاء و قدرت جذب مرکب چاپ می‌شود. پوشش مناسب باعث افزایش کاربرد کاغذ می‌گردد.
کائولن به سرعت در آب (حتی در آبهای سخت) پراکنده شده و به وسیله ماشین‌های مدرن پوشش دهنده، پوشش نازک به کاغذ داده می‌شود. کائولن پوششی مناسب برای کاغذهای پرجلا، کاغذهای سبک با پوشش LWC و کاغذهای مناسب گراور به روش غلتگی (افست) می‌باشد.
در صنعت تولید کاغذ،کائولن مورد استفاده باید به سرعت در آب معلق گردد. اندازه ذرات و دانه‌بندی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. درجه روانی (ویسکوزیته) و درصد ذرات با ابعاد کمتر از 2 میکرون دارای اهمیت بیشتر هستند.
کائولن پوششی درجه یک 92 درصد ذرات آن کمتر از 2 میکرون و درخشندگی آن حداقل 87 درصد است. کائولن پوششی درجه دو 80 درصد ذرات آن کمتر از 2 میکرون ودرخشندگی آن حداقل 5/85 درصد می‌باشد.
بطور خلاصه می‌توان خواص زیر را برای کائولن جهت مصرف در صنایع کاغذسازی در نظر گرفت:
الف ـ شفافیت: حداقل شفافیت برای مصرف کائولن بعنوان پر کننده 80 درصد و برای رس بعنوان پوشش 85 درصداست که این عمل در مقایسه با استاندارد شفافیت مشخص می‌شود.
ب ـ اندازه ذرات: دقیق‌ترین روش برای تعیین اندازه ذرات و پراکندگی آنها به اصل استوک استوار است بعبارت دیگر از روی سرعت ته‌نشین شدن در سیال قطر ذرات کنترل می‌شود. تعیین اندازه ذرات از روی زمان نشست آنها انجام می‌گردد.
ج ـ ویسکوزیته: درجه روانی کائولن در پوشش اکغذ بسیار مهم است. در صنایع کائولن دو آزمایش ویسکوزیته انجام می‌گردد که عبارتند از HSV و LSV،‌که برای تعیین این دو مورد به ترتیب از ویسکازیمترهای هرکولس و فیلد براک استفاده می‌شود.
د ـ باقیمانده الک: 325 مش بعنوان مواد ساینده یا باقیمانده الک مطرح می‌باشد. طریقه عملی بدین صورت است که 100 گرم نمونه را کوبیده و خوب مخلوط نموده توسط مواد شیمیایی پراکنده می نمایند. سپس وزن درصد مواد جامد را در مخلوط اندازه‌گیری نموده،‌ مجموع باقیمانده روی الک را وزن کرده و درصد آن را محاسبه می‌نمایند.

3-5- سرامیک :

صفت سرامیک از نظر وزن نسبت به تناژ وزنی در صنعت کاغذ بازار کوچکی است لیکن بازار پر ارزش است .

برای مثال در آمریکا مصرف کائولین در سرامیک ها بالغ بر تنها 150 هزار تن در سال یا 2 % کل تقاضا است .

سازندگان سرامیک به کائولین با مشخصات فیزیکی و شیمیایی ثابت نیاز دارند

1-3-5- فرآورده های زمخت :

این فرآورده ها عمدتا در ساختمان بکار می روند . آجرها ، لوله های فاضلاب ، انواع سفال های سقف ، کاشی های کف ، ناودانی و قطعات مشابه در این گروه از سرامیک های صنعتی و زمخت قرار دارند .

2-3-5- فرآورده های ظریف :

1- ظروف خانگی :

2- کاشی ها :

کاشی های دیواری و کاشی های ظریف کف از فرآورده های سرامیک به شمار می روند . بدنه های کاشی های کف از نوع ارتن ور و کاشی های دیوار از نوع استن ور می باشندکه کائولین در آنها مورد استفاده قرار می گیرد که کائولین تامین کننده Al₂O₃ ترکیب اصلی است .

3- سرامیک های بهداشتی :

کاربرد اصلی این نوع فرآورده ها به صورت دستشویی و ... است که معمولا از چینی های زجاجی و نیمه زجاجی استفاده می شود . در زیر یک فرمول بدنه سرامیک های بهداشتی آمده است .

[ کائولین = ( 25 % ) ، بال کلی ( 25 % ) ، نفلین سیائیت ( 20 % ) ( کوارتز 30 % ) ]

4- عایق ها و مقره های الکتریکی :

پرسلان های الکتریکی رایج ترین نوع عایق ها و مقره های الکتریکی هستند . این بدنه در فرکانس های کم و در تمام ولتاژها کاربرد دارند . مقاومت و یا هدایت الکتریکی و نیز خواص عایق محصول تمام شده معیار عمده و تعیین کننده در انتخاب فرمولاسیون آنهاست .

در زیر یک فرمولاسیون بدنه های الکتریکی آمده است .

کائولین = ( 30 % - 20 % ) – بال کلی ( 30 – 20 % ) ( سیلیس 30 – 20 % ) ( مواد فلدسپاتی 30 % )

خصوصیات کائولن سرامیکی :

در صنعت سرامیک فرمولاسیون ها ، روش های ساخت و شکل دهی و اعمال حرارتی متنوعی به کار می رود .

در بعضی موارد مشخصات کائولین مورد استفاده در این صنعت به نوع محصول و کارخانه آن بستگی دارد .

به هنگام عدم تغییر در مشخصات حرارتی و شیشه ای شدن پودر و رضایتبخش بودن درخشندگی و نیمه شفافی محصول تمام شده کائولین هایی با ترکیب شیمیایی ثابت انتخاب می شوند .

به طور کلی یکی از عمده ترین انتظارات کارخانجات از معادن تکراری بودن خاک هایشان است زیرا اگر هر ورودی خاک کارخانه با ورودی بعدی تفاوت داشته باشد فرمول و معیارهای زیادی تفاوت می کند و در نهایت محصول نهایی کیفیت ابتدایی خود را از دست می دهد علاوه بر این پلاستیسه خوب و مقاومت خام ، خشک و پخت مطلوب نیز مورد خواست است .

تغییری مختصری در ترکیب یک رس می تواند به وضوح خواص انقباضی یک رس را تغییر می دهد به همین دلیل کارخانجات به طور مداوم مراقب یکنواختی ترکیب خاک ها هستند .

کاربرد کائولین در لعاب ها :

لعاب ، لایه شیشه ای نازکی است که سطوح بدنه های سرامیک را پوشانده و به وسیله ذوب مواد معدنی در سطح بدنه و یا به وسیله پخت بدنه در حضور بخارات قلیایی به وجود می آید . مهم ترین خواص مورد نظر در لعاب ها عبارتند از : ذوب مطلوب ، گرانروی ، کشش سطحی ، تطابق و تناسب بین لعاب و بدنه ، مقاومت شیمیایی و ... می باشد .

مهم ترین مواد اولیه مصرفی در لعاب ها عبارتند از سیلیس ، کائولین ، فلدسپات ها ، کربنات ها و دیگر مواد اکسیدی می باشد که بسته به نوع لعاب مصرفی استفاده می شوند .

دیرگدازها :

دیرگدازها به موادی اطلاق می شوند که در دماهای بالاتر از 1000 °c دارای مقاومت حرارتی ، مکانیکی و سایشی مناسب باشند . که در مکان هایی که با دمای بالا کاربرد دارند مورد استفاده قرار می گیرد .

دیرگدازهایی که کائولین در آنها نقش اساسی دارند دیرگدازهای اسیدی هستند . عامل سوزندگی در آنها آلومین بوده و جز دیرگدازهای با حرارت پایین تا متوسط می باشند .

کاربرد کائولین در محصولات ساختمانی :

کائولین به طور وسیعی در محصولات مورد استفاده در ساختمان به کار می رود . اگرچه تشکیل دهندة اصلی هیچکدام از آنها نیست اما در مجموع کائولین های کم عیار و نامرغوب در این نوع از محصولات مصرف می گردند .

محصولاتی مانند آجر ، سیمان ، فایبرگلاس ، گچ ، مصالح سقف سازی در مجموع میزان زیادی از کائولین های نامرغوب را مصرف می کنند .

از محصولات فرعی این قبیل از صنایع می توان به آجر نما و عادی ، فایبرگلاس ، پشم ها و دیگر عایق های معدنی ، لوحه های دیواری گچی و دیگر فرآورده ها ، کاشی سقف سازی و ساختمانی و ... می باشند .

رنگ :

صنعت رنگ یک مورد استفاده نسبتا کوچک برای کائولین است . در آمریکا مصرف کائولین در رنگ در حدود 4 % از کل مصرف کائولین در این کشور است . در کانادا این نسبت حتی کم تر از 2 % است . رنگ ها از پلیمرها ، رنگدانه ها ، حلال و افزودنی ها ساخته می شوند .

رنگدانه ها شامل اکسیدهای سفید رنگی به عنوان عامل رنگ دهنده و بار رنگ یا پر رنگ کننده می باشند .

کائولین یکی از کانی هایی است که به عنوان بار رنگ در رنگ استفاده می شود .

رنگدانه های بار رنگ به 3 دلیل به رنگ اصلی اضافه می شوند :

1-کاهش رنگدانه اصلی گرانقیمت که معمولا دی اکسید تیتانیم است .

2-دادن خواص مطلوب به پوسته رنگ.

3-بهبود خواص فرآوری ، ذخیره سازی و کاربردی پوسته با رنگ های اصلی مورد استفاده در رنگ ها عبارتند از : کائولن ها ، تالک و کربنات کلسیم .

اگرچه میزان مصرف این 3 کانی نوسان داشته است . باریت ها ، بنتونیت و میکا بازارهای کوچک متمرکز شده ای برای تولید رنگ های سطوح خارجی ، مقاوم در برابر خوردگی دارند .

کائولن اصولا به عنوان یک رنگدانه با رنگ سفید که به طور جزئی جایگزین دی اکسید تیتانیم می شود ، در رنگ ها به کار می رود . کائولن تیکسی عمده ترین نوع کائولین است که به وسیله صنعت رنگ آمریکا استفاده می شود .

نقش کائولین اینجا نیز تامین درخشندگی و ماتی زیاد است بنابراین انواع کائولین مورد استفاده در رنگ باید درخشندگی خوب و ناخالصی کم داشته باشند . خصوصا ناخالصی هایی که ممکن است در اثر هوازدگی پوسته رنگ ، تیره شوند .

نکاتی که برای کائولین مورد استفاده در رنگ اهمیت دارد عبارتند از :

1-روان شوندگی آسان و مقدار کم نمک های محلول

2-توزیع دانه بندی که معمولا 70 تا 80 % کم تر از 2 میکرون

3-میزان درخشندگی بین 80 تا 90 % درصد لازم است

کائولین همچنین پایداری رنگ ها را افزایش می دهد زیرا ذرات پهن کائولین تمایل به همپوشانی دارند و بدین ترتیب پوسته رنگ تقویت می شود همچنین توانایی بالایی در قدرت مخفی سازی و پوشانندگی دارد .

گرایش کلی صنعت رنگ به فروش رنگ حجیم تر و با وزن کم تر ، مصرف کائولین را سودآور می کنند .

کائولن که به عنوان رنگدانه مورد استفاده قرار می‌گیرد به نوع پرکننده و پوشش کاغذ تقسیم می‌شود که این تقسیم‌بندی براساس درخشندگی، اندازة ذرات و ویسکوزیته آن است. کائولن کانی پرکنندة ارزان، سفید یا نزدیک به سفید است که در یک دامنه وسیع از PH خنثی است. غیر ساینده و اندازه ذرات کوچک ولی فابل کنترل، هدایت گرمایی و الکتریکی کم و درخشندگی خوب است، در کاغذ، پلاستیک، رنگ، لاستیک، چسب، بتونه و... کاربرد دارد.
ترکیب شیمیایی آن بحرانی نیست به جز اینکه در رنگ تاثیر می‌گذارد، همچنین جذب روغن یا نفت آن بویژه برای رنگ یا لاستیک مهم است. خواص فوق به همراه شکل دانه‌ها، ویسکوزیته و PH به آن اجازه می‌دهد تا به‌عنوان رنگدانة پوششی کاغذ بکار رود. درخشندگی، صافی و پذیرش جوهر در کاغذهای چاپ و نوشتاری، هنری و... از خواص آن است.

استفاده از کائولن در رنگ سازی پلاستیک سبب کنترل ویسکوزیته می شود. 10 % کائولن در رنگ سازی مورد مصرف دارد و باعث بالا رفتن قدرت پوشش‌دهی، روان کنندگی و پخش‌کردن رنگ می‌شود. در رنگ سازی از کائولن مرغوب و خالص به صورت ماده رنگی و پرکننده بهره می گیرند. در رنگ‌هایی که با آب شسته می‌شِوند نیز انواع کائولن درشت‌دانه نوع مات و انواع کائولن ریزدانه نوع شیشه‌ای را ایجاد می‌کنند.
جایگاه صنعت رنگ سازی در مصرف کائولن، همچون صنعت لاستیک سازی در طی سالیان اخیر بوده است. افزایش رقابت بین کربنات کلسیم و کائولن، باعث کاهش سهم مصرف کائولن بعنوان پر کننده در صنعت رنگ سازی بوده است. بیشترین میزان رشد مصرف کائولن در صنعت رنگ سازی در کشورهای ایالات متحده امریکا و اروپا بوده که حدود دو درصد در سال برآورد گردیده است. پیش بینی می‌شود که بطور کلی و در آینده نزدیک میزان رشد مصرف کائولن در این صنعت، یک درصد باشد. البته در صورت وجود رشد اقتصادی در کشورهای آسیائی همچون گذشته، این رشد به 5/1 درصد خواهد رسید.
مصرف کائولن در صنایع رنگ سازی در ایالات متحده امریکا از 228 هزار تن در سال 1991 به 329 هزار تن در سال 1997 رسید و در سال 1998 به 268 هزار تن کاهش یافت. از آنجایی که تولید رنگ در ایالات متحده امریکا حدود 30 درصد از کل تولید جهانی است. بنابراین مصرف کائولن در صنایع رنگسازی در جهان در سال 1998 معادل 840 هزار تن برآورد گردیده است.
اصولاً‌ کائولن بعنوان یک بسط دهنده و ماده اصلی رنگ سفید بصورت جایگزین اکسید تیتانیوم در تولید رنگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. کائولن کلسینه شده اصلی‌ترین کائولن بکار برده شده در صنایع رنگسازی است روشن بودن رنگ ضمن ناشفاف بودن،‌از خصوصیات کائولن مصرفی در صنایع رنگ سازی است و مشابهت خاصی با کائولن مصرفی در صنایع کاغذ دارد. سطوح صاف کائولینیت، بویژه در صنایع رنگ سازی با آرایشی خاص بر روی یکدیگر قرار گرفته که موجب استقامت ورقه رنگ شده و به آن عمر طولانی می‌دهد. بزرگترین تقاضا برای کائولن در صنعت رنگ، ساخت رنگ های مات داخلی ساختمان است. اداره استانداردهای ایالات متحده امریکا توصیه نموده که برای رنگ های خانگی حداقل 20 درصد نسبت از کائولن استفاده گردد.
معمولاً‌ تا 10 درصد وزنی رنگ های براق را می‌توان کائولن اضافه نمود. کائولنی که در رنگ سازی مصرف می‌گردد باید از نظر رنگ روشن و از حداقل ناخالصی برخوردار باشد. ضریب تعلیق بالایی در آب داشته و نمک های محلول آن پایین باشد. از نظر درخشندگی بین 90-80 درصد و ذرات آن 80-70 درصد زیر 2 میکرون باشد.

کائولین و مصرف آن در لاستیک :

صنعت لاستیک به طور تخمینی 5 % از مصرف جهانی کائولین را دارد . کائولین به طور وسیعی به عنوان یک پر کننده در اجزا . تشکیل دهنده لاستیک به کار می رود . کائولین بسیار ارزان تر از لاستیک های طبیعی و نیز الاستومرهای صنعتی می باشد و نیز ممکن است خواص مفیدی را به لاستیک ها بدهد . کائولین عمدتا لاستیک های عمل آورده نشده را سفت و محکم و لاستیک های عمل آورده شده را تقویت می کند . همچنین ممکن است به عنوان یک رنگدانه ارزان قیمت عمل کند .

کائولن های مورد استفاده در لاستیک سازی معمولا از کیفیت پایینی برخوردار هستند زیرا احتیاج به خواص شکلی خاصی ندارند .

ذرات کائولین مصرفی باید از یکنواختی اندازه برخوردار باشند و نباید بیش از اندازه درشت باشند زیرا ذرات درشت مقاومت کششی را کاهش داده و سبب ترک خوردن خمش زودرس می شوند .

همچنین سبب گسستگی دی الکتریک در لاستیک های عایقکاری می گردند

کائولین های درشت دانه و به نوعی سخت در کالاهای لاستیکی غیر بلوکی نظیر پاشنه و تخت کفش ، کفپوش ها ، کاشی های کف ، عایق کابل و سیم ، تسمه های نقاله و تایرهای دوچرخه که در آن مقاومت به سایش مهم است استفاده می شوند

سفتی که رس های سخت به رس های عمل آورده نشده می دهند از آن جهت مهم است که از شکم دادگی یا فروپاشی ، لوله ها ، تیوب ها و محصولات ریخته گری جلوگیری می کند .

رس های نرم از نوع کائولین و بالکی در کالاهای خانگی ، اسباب بازی های و پارچه های لاستیکی و بسیاری از کالاهای قالب ریزی شده به کار می روند .

میزان کائولین مورد استفاده در فرمولاسیون لاستیک بنا به وظیفه اش فرق می کند . پر کننده های رقیق در بعضی موارد ممکن است به نسبت وزنی بیش از 10 درصد در لاستیک به کار می روند . میزان بسیار زیاد پر کننده ها اغلب در کالاهای لاستیک استفاده می شوند .
در صنعت لاستیک سازی نیز کائولن را به عنوان ماده پرکننده به کار می برند. کائولن مقاومت در برابر سایش و صلبیت آن را افزایش می‌دهد.از کائولن خالص و نرم در لاستیک های نرم نظیر کاشی های لاستیکی و کائولن ناخالص در تهیه در لاستیک های سخت نظیر پاشنه و کف در کفش ها و لاستیک خودرو ها استفاده می شود.
مصرف کائولن در صنایع لاستیک‌سازی در سال 1998 معادل 08/1 میلیون تن بوده است. در طی سالهای 1990 الی 1998 مصرف جهانی لاستیک از 02/5 میلیون تن در سال 1991 به 61/6 میلیون تن در سال 1998 رسید و این نشاندهنده رشد متوسط سالیانه 9/3 درصد در طی دهه 90 میلادی بوده است. بر اساس گزارش راسکیل رشد سالیانه 1 درصد برای آینده‌ای نه چندان دور جهت مصرف کائولن در این صنعت پیش‌بینی می‌شود. مصرف کائولن در صنایع پلاستیک‌سازی موجب کاهش قیمت لاستیک می‌گردد. چون کائولن از لاستیک طبیعی و یا الاستومر بسیار ارزانتر است. کائولن مصرفی در صنایع لاستیک از نوع کائولن مرغوب نمی‌باشد. در ایالات متحده امریکا، کائولن مصرفی در این صنعت از نوع تغلیظ شده بوسیله هوا می‌باشد. در صنایعی که ذرات درشت مزاحم است مانند صنایع لاستیک که بوسیله اکستروژن شکل داده می‌شوند. از کائولن کلسینه شده هم در صنایع لاستیک سازی بعنوان پوشش استفاده می‌گردد. از خصوصیات عمده کائولن مصرف در صنعت لاستیک سازی این است که 5/99 درصدذرات باید زیر 44 میکرون باشند.

پلاستیک ها و مصرف کائولین در آنها :

پلاستیک یک مصرف کننده نسبتا کوچک برای کائولن است که در حدود 1 % مصرف کل را به خود اختصاص داده است . کاربرد کائولین در پلاستیک ها اصولا شبیه کاربرد آن در لاستیک ها است . کائولین هم به عنوان یک بار و هم یک پر کننده در این صنعت استفاده می شود و با تعداد زیادی از کانی ها برای این بازار رقابت می کند . چند نوع خاص از کائولین برای صنعت پلاستیک سازی بخصوص انواعی که به طور شیمیایی بر روی آنها کار شده است گسترش یافته است .

در صنعت پلاستیک با افزایش قیمت نفت سبب افزایش پر کننده های ارزان قسمت به عنوان جایگزینی بخشی از رزین های گران قیمت شده است .

کائولین برای اولین بار به عنوان یک پر کننده ارزان قیمت در سیستم های PVC به عنوان یک کمک فرآورده در پلی استرها استفاده می شود لذا مصرف کائولین در دهه های اخیر افزایش چشمگیری داشت .

انواع مختلف کائولین در دیگر کاربردهای PVC نظیر کف سازی نیز به کار می رود . انواع مختلف آن جهت بهبود مقاومت ضربه ای و برد قیمت سطح استفاده می شود . همچنین کائولین استحکام ، پایداری ابعاد ، بازدارندگی شعله ، مقاومت الکتریکی ، سفتی و کاهش هزینه ها را سبب می گردد .

کاربردهای کائولین در کشاورزی :

مقداری کمی از کائولین در غذاهای حیوانات ، کودها ، مواد ضد آفت و محصولات وابسته در کشاورزی استفاده می شوند . کائولین یکی از چند کانی مورد استفاده در این بحث است . پر کنندگان معدنی به عنوان حاصل ها و رقیق کننده برای سموم به کار می روند . ذخیره و حمل سموم به طور ایمنی و توزیع یکنواخت آنها بخاطر شکل کنسانتره شان مسئله ساز است . بعضی از سموم ممکن است به شکل کنستانتره برای محصولات کشاورزی مضر باشند . سموم ابتدا با یک ماده حامل جهت ساختن کنستانتره ای که کار ذخیره ، حمل و جابجایی آن قبل از کاربرد ساده باشد مخلوط می شوند ماده حامل باید خصوصیاتی بدین گونه داشته باشد :

1-قابلیت جذب زیاد

2-قابلیت تفرق در مایعات

3-از نظر شیمیایی خنثی باشد و با اجزای دیگر ترکیب نشود

4-ریز دانه باشد

5-سایندگی آن کم باشد

دو مورد انتهایی برای جلوگیری از مسدود شدن و معیوب شدن نازل های می باشد .

مناسب ترین پر کننده هایی که مصرف می گردند عبارتند از :

1-دولومیت

2-کائولین

3-تالک

4-ژیپس

5-پرلیت

کائولن به عنوان یک عامل ضد کلوخه شدن در غذاهای حیوانات بخصوص در غذاهایی با محتوای الیاف کم به کار می رود . بنتونیت و کربنات کلسیم از دیگر مواد با این کاربرد هستند .

کاربرد کائولین در کاتالیزورها و مواد شیمیایی :

ساخت کاتالیزورها و مواد شیمیایی یک بازار مهم کائولین در آمریکا است . مصرف کائولین در این مورد بالغ بر 5 % کل مصرف آن است . انتظار می رود مصرف در آمریکا و اروپای غربی استفادة گسترده ای یابد .

کائولن دارای آلومینا و سیلیکا است (افزودنی سیمان، تولید زئولیت و سولفات آلومینیوم، تولید فایبرگلاس، کاتالیزور و عمل کننده‌های کاتالیزور، ظروف دارویی، حشره‌کش‌ها، غذای حیوانات.
یکی از پرارزش‌ترین مصارف کائولن، ‌مصرف در صنایع شیمیایی و بویژه بعنوان کاتالیزور می‌باشد. در ایالات متحده امریکا حدود 5 درصد کل مصرف کائولن در این زمینه صورت می‌پذیرد. خصوصیات کائولن مصرفی محدود به شرکت‌هایی می‌شود که از تکنولوژی خاص و پیشرفته برخوردار هستند و از مصارف عمده کائولن، استفاده بعنوان کاتالیزوز FCC در صنایع نفت و ساخت زئولیت مصنوعی است. ترکیبات آلومینیوم از جمله سولفات آلومینیوم که در صنعت کاغذ سازی و در تصفیه آب مصرف عمده دارند، از دیگر مصارف عمده کائولن در این بخش می‌باشد.
اصولاً مصرف کائولن در کاتالیست‌ها در ایالات متحده امریکا،‌کشورهای اروپای غربی و برخی از کشورهای آسیایی از قبیل ژاپن، کره جنوبی صورت می‌گیرد. میزان مصرف کائولن در کاتالیست‌ها در سال 1997 توسط ایالات متحده امریکا بالغ بر 227 هزار تن بوده است که در سال 1998 با کمی کاهش به 200 هزار تن رسیده است.

داروسازی :
کائولن در صنعت داروسازی با ترکیب سیلیکات آلومینیوم آبدار شناخته شده است. این کانی در تهیه داروهای ضداسهال کاربرد دارد که این داروها هر 4 ساعت یک بار و به مقدار 2 تا 6 گرم مصرف می شود. از کائولن برای تهیه پمادهای مسکن درد، کاهش دردهای التهابی و معالجه بیماری های معده و روده استفاده می شود.
داروهای مرکب از کائولن عبارتست از : شربت کائولن پکتن، شربت کائولن کودکان، شربت کائولن و مرفین، شربت کائولن و پماد کائولن می باشد.
داروهای حاوی کائولن ممکن است عوارض جانبی از قبیل : حساسیت مفرط با علائم سقوط فشار خون، کهیر، تب، درد مفاصل، تاول های سرخک مانند، ناراحتی های گوارشی، تهوع، سردرد داشته باشد و با قطع دارو از بین برود.
درفایبرگلاس:
به عنوان منشاء Al2O3 و SiO2 شناخته می‌شود، در حالت معمول 37% Al2O3 و 44% SiO2 با حداکثر 1% Fe2O3، 2% Na2O و 1% آب.
مواد آرایشی:
حداکثر 2 ppm آرسنیک، 20 ppm فلزات سنگین، 250 ppm کلریدها، 15% وزنی نقصان در اثرحرارت دادن، PH 5/0 ± 5/7.
بازیافت:
بازیافت روزافزون کاغذ بیش از هرچیز در بازار خمیره کاغذ موثر است تا در بازار انواع کانی‌های پرکننده یا پوشاننده. بعلاوه بیشتر کاغذ بازیافت شده در چاپ روزنامه مصرف شده که هرچند کم به کائولن نیازمند است.
بعد از بازیافت کاغذ، هرکانی پرکننده آن یا رنگدانه پوششی به‌ صورت یک مایع مخلوط جداشده که درحال حاضر دفع می‌شود. بنابراین در حال حاضر چنین کاغذی وقتی بازیافت می‌شود برای کاربردهای مجدد به کائولن تازه محتاج است. فایبرگلاس به مقدار کمی بازیافت می‌شود. سفال‌های شکسته در موارد محدودی مصرف می‌شوند و نسوزها برای چند مرتبه بازیافت می‌شوند که در استفاده مجدد، ساخت نسوزهای رسی در نظر نیست.

کاربردهای دیگر :

مهم ترین مصرف گزارش شده مصارف پر کننده در چسب و درزگیرها می باشد . کاربرد کائولین به عنوان یک عامل وزنه گذاری در نساجی « سنگین کردن پارچه به کمک برخی مواد » در آمریکا رقم قابل ملاحظه ای نداشته اما ممکن است در بعضی از کشورهای پیشرفته قابل توجه باشد . یکی از پتانسیل های کاربرد کائولین استفاده از آن به عنوان یک منبع برای آلومین برای تولید آلومینیم است . همچنین مقدار کمی از کائولن در ساخت جوهرها و در پزشکی ، داروسازی و کاربردهای آرایشی استفاده می شود .

کائولین در ایران معادن زیادی دارد که در ذیل به معرفی کوتاهی از آن می پردازیم .

کائولین در ایران در اطراف شهرهای آباده ، قزوین ، ساوه ، تکاب ، دماوند ، قم ، مرند ، ایلام ، ابرقو ، سمنان ، نظنز ، زنجان ، سمیرم ، بیرجند و ناحیه خراسان وجود دارد .

1-معادن کویر آباده

2-معدن استقلال آباده

*- معادن کائولین استان زنجان

3-معدن کائولن آب ترش

4-معدن کائولن النگه

5-معدن کائولن قاز اندانحی

6-معدن کائولن زاجگان

*- معادن کائولین استان قزوین

7-معدن کائولین نیاق

8-معدن سور اوچین

*- معادن استان خراسان

9-معدن چاهبید رباط خان طبس

10-                   معدن چشمه رباط خان

11-                   معدن کائولن گناباد

12-                   معدن کنتر کوه

*- معادن کائولین استان اصفهان

13-                   معدن کائولین سمیرم

*-معادن کائولین استان مرکزی

14-                   معدن شورچه بلاغ بیدلو

*- معادن کائولین استان تهران

15-                   معدن کائولین پرندک زاویه

16-                   معدن کائولین امین آباد

17-                   معدن گردماوند

18-                   معدن کائولین کوشک نصرت

19-                   معدن بیدک

20-                   معدن کائولین کریتون آق دماوند

*- معادن کائولین استان آذربایجان شرقی

21-                   معدن کائولین امی سو آبگرم هشترود

22-                   معدن کائولین زنوز

23-                   معدن کائولن منشکه

*- معادن کائولن استان سمنان

24-                   معدن کائولن قوشه

فهرست منابع

1-روش های آرایش کائولین ، دانشگاه فنی تهران.

2-کائولین ، وزارت صنایع و معادن.

3-کانی ها و سنگ های معدنی ، انتشارات جاوید.

4-تکنولوژی سرامیک های ظریف ، شرکت خاک چینی ایران.

5-جزوه مواد اولیه ، آقای دکتر زارع.

6-سایت انجمن سرامیک ایران.

7-سایت سرا میران.

8-سایت پژوهشگاه مواد و انرژی.

9-سایت زمین شناسی.

10-                   سایت مهندسی مواد دانشگاه علم و صنعت.

پیوندهای شیمیایی در سرا میکها

پیوندهای شیمیایی در سرا میکها

ا) پیوندهای یونی، بین گونه های شبه کروی آنیونها و کاتیونها شکل می گیرد. پیوند به وسیله یک نیروی مرکزی به نام نیروی کولمبی کنترل می شود. این نیرو تنها تابعی از فاصله بین آنیونها وکاتیونها وبعبارت دیگر     است. از آنجا که بطور کلی آنیونها بزرگتر از کاتیونها هستند، آنیونها یک ساختار انباشته را بوجود می اورند و کاتیونها شکاف آنها را پر می کنند. اندازه کاتیونها در انتخاب شکاف ها مؤثر است. تعداد آنیونهایی که اطراف یک کاتیون را احاطه کرده اند، عدد کوردیناسیون یا عدد همسایگی نامیده می شود.

2‏) بیوندهای کوالانسی بین اتمها شکل می گیرد. این پیوندها به وسیله یک نیروی غیر مرکزی که تابعی از فامله و زاویه بیرن اتمها است ،  ، هدایت می شود. شکل بیوندهای کوالانسی به ومیله مشارکت مدارهای الکترونی در پیوندهای کوالانسی کنترل می شود.

بطور کلی پیوندهای یونی تمایل دارند که ساختار فشرده را بوجود آورند و پیوندهای کوالانسی ساختا رهایی با تراکم کمتر را ترجیح می دهند. موادی که پیوندهای یونی دارند، ضرایب انبساط حرارتی بیشتری نسبت به ترکیبات دارای پیوند کوالانسی دارند.

ماختارهای مثلثی، چهار وجهی و هشت وجهی  در مواری که دارای پیوندهای یونی و ‏نیز کوالانسی می باشند دیده میشود. پیوندهایی که آرایش هندسی متراکم را به وجود می آورند از دیدگاه کوالانسی یا یونی کاملأ پایدار می باشند. یک مثال ازاین ساختار، چهاروجهی SiO₂ ‏(عدد کوردیناسیون چهار و اور بیتالهای مخلوط  sp³ ‏) می  باشد.

از سوی دیگر، پیوندهایی که اعداد کوردیناسیون آنها بر پایه شعاع یونی است با پیوندهایی که عدد همسایگی آنها براساس اتصال کوالانسی است متفاوت بوده ‏و کاملأ نا پایدارند (  ZnO‏این دسته از پیوندها را دارد). براساس شعاع یونی، عدد کوردیناسیون شش مورد انتظار است، اما در حقیقت به دلیل حضور اوربیتالهای Sp³ ، این ترکیب عدد کوردیناسیون چهار را ترجیح می دهد. عدد کوردیناسیون یونهای فلزات واسطه پیچیده تر است و این امر بدلیل اثر پایداری یک آرایشی هندسی مشخص با شکاف اوربیتالهای الکترونی در میدان کوردیناسیون یا میدان بلور می باشد. Cr³⁺ با ‏الکترونهای d³  و Ni²⁺ با الکترونهای d⁶ ‏ موقعیت های هشت وجهی پایدار را اشغال می کنند. Co²⁺ با الکترونهای d⁷ و Mn³⁺ با الکترون های d⁴ تمایل بیشتری به اشغال موقعیتهای هشت وجهی به صورت یونی و موقعیت های چهاروجهی از دیدگاه میدان بلور دارند. با توجه به این حقیقت که الکترونها در اربیتالهای d تاثیری بر Zn²⁺ با یک ساختار پیوسته متراکم d¹⁰ ندارند، یونهای Zn²⁺ موقعیت های چهاروجهی را اشغال می کنند که به دلیل مدارهای مخلوط Sp³ می باشد. Mn²⁺ و Fe³⁺ دارای مدارهای نیمه پر (d⁵) بوده و موقعیت های چهاروجهی یا هشت وجهی را اشغال می کنند. از نظر یونی، این کاتیونها باید در موقعیت های هشت وجهی قرار گیرند. این امر که یون فلز واسطه موقعیتهای چهار یا هشت وجهی را اشغال کند به حضور یونهای دیگر و ساختار بلور میزبان بستگی دارد. اگر تنها میدان بلور در نظر گرفته شود، تمایل این کاتیونها به اشغال موقعیت های هشت وجهی به صورت زیر است:

شعاع یونی کاتیونها، در اغلب ساختارهای بلوری پایدار، به شعاع ایده آل برای عدد کوردیناسیون مربوطه، بسیار نزدیک است. هرچه انحراف از شعاع ایده آل بیشتر باشد ناپایداری ساختار بلور نیز افزایش می یابد. انحلال اتمها یا یونهای خارجی که میزان این انحراف را در یک بلور کاهش می دهند، آسان تر از گونه هایی است که تمایل به افزایش این انحراف دارند.

اکسید	شعاع کاتیون	عدد کوردیناسیون پیش بینی شده به توجه به شعاع یونی	عدد کوردیناسیون عملی	انحراف شعاع یونی از شعاع ایده آل	ملاحظات
ZnO	0.74 (6)	6	4	0.424+	اوربیتالهای مخلوط Sp3

عدد کوردیناسیون پیش بینی شده با توجه به شعاع یونی :

r_Zn²⁺ = 0.74

        → A =  = 0.528                   (هشت وجهی  )  عدد کوردیناسیون تئوری 6

r _O^2- = 1.4

اما عدد کوردیناسیون عملی و در حالت تجربی 4 (چهار وجهی) است.

علت دیگر تمایل ZnO به عدد کوردیناسیون 4 تمایل به پر شدن کاتیونها توسط مکانهای 4وجهی این است که به علت کوچک بودن کاتیون ZnO که کوچکتر از این هستند که بتوانند در مکانهای هشت وجهی پایدار باشند بنابراین با قرار گرفتن در مکانهای کوچکتر بین نشین 4وجهی ، ساختار وورتزیت ویا بلند روی را تشکیل می دهند.

ساختارهای AX با عدد کوردیناسیون 4 :

1)     ساختاری که در آن آنیونها در FCC و کاتیونها در نیمی از حفرات چهار وجهی موجود قرار دارند، ساختار بلندروی Zinc Blende( ß -ZnS ‏) نامیده می شود. وقتی   h-BN ‏در دمای بالای 1000 ‏و تحت فشار (تقریبأ 10⁴ ‏اتمسفر) قرار گیرد، ساختار h-BN ‏ به کوردیناسیون چهار وجهی تبدیل می شود.

 ß -ZnS ، AgI ‏و ß -SiC ‏همگی دارای این ساختار می باشند. الماس ، Si ‏و Ge ‏ساختار یکسانی دارند که در آن گونه های اتمی یکسان موقعیت های  ccp ‏و نیز حفره ها را اشغال می کنند. به دلیل عدم وجود الکترونهای π، الماس یک نارسانای الکتریکی است. رابطه بین الماس و گرافیت مانند رابطه  فاز فشار بالای  c-BN)BN ‏) و h-BN ‏است.  c-BN ‏نیز مانند الماس در ابزا رهای برش و ‏سایش بکار می رود. اما به دلیل واکنش پذیری ضعیف  BN ‏با Fe ‏ابزا رهای ساخته شده از  BN ‏برای ماشین کاری انواع مواد حاوی Fe ‏مورد استفاده  قرار می گیرد.

موقعیت اتمهای ساختار بلند روی با نمایش کوردیناسیون :o موقعیت اتمهای  A،x: موقعیت اتمهای B

2 ‏) ساختاری که در آن آنیونها در hcp ‏ و کاتیونها در نیمی از حفره های موجود قرار دارند، ساختار وورتزیت Wurtzite (α-ZnS‏) نامیده می شود.

‏این ساختار در ترکیبات ZnO ، α-ZnS ، BeO ، α-SiC ‏و  AIN ‏یافت می شود.  BN ‏می تواند ساختار وور تزیت را نیز مانند بلاندروی نشان دهد.

‏ ساختار وورتزیت   • کاتیون ، o ‏ آنیون

در ZnO شعاع یونی Zn²⁺ به اندازه کافی بزرگ است که بتواند به وسیله شش O^2- احاطه شود. اما به دلیل حضور اوربیتالهای مخلوط  Sp³ در پیوندهای Zn-O ، یونهای Zn حفرات چهاروجهی را اشغال می کنند. در این ساختار حضور کاتیون هایی با شعاع یونی بزرگ، دشوار است. زیرا این امر سبب انحراف از نسبت ایده آل آنیون به کاتیون می شود. به عبارت دیگر جایگزینی کاتیونهایی با شعاع یونی کوچکتر ساده تر است.

Crystal structure and lattice parameters

ساختار کریستالی و پارامترهای شبکه ZnO  :

At ambient pressure and temperature, ZnO crystallizes in the wurtzite structure, as shown in figure 1.1. This is a hexagonal lattice, belonging to the space group P63mc, and is characterized by two interconnecting sublattices of Zn²⁺ and O²⁻, such that each Zn ion is surrounded by a tetrahedra of O ions, and vice-versa. This tetrahedral coordination gives rise to polar symmetry along the hexagonal axis. This polarity is responsible for a number of the properties of ZnO, including its piezoelectricity and spontaneous polarization, and is also a key factor in crystal growth, etching and defect generation. The four most common face terminations of wurtzite ZnO are the polar Zn terminated (0001) and O terminated ( ) faces (c-axis oriented), and the non-polar ( ) (a-axis) and ( ) faces which both contain an equal number of Zn and O atoms. The polar faces are known to posses different chemical and physical properties, and the O-terminated face possess a slightly different electronic structure to the other three faces .Additionally, the polar surfaces and the (1010) surface are found to be stable, however the ( ) face is less stable and generally has a higher level of surface roughness than its counterparts. The (0001) plane is also basal.

در فشار و دمای محیط Zno در ساختار وورتزیت (که در شکل 1.1 نشان داده شده) کریستالیزه می شود. آن یک شبکه هگزاگونال است ، تعلق به گروه فضایی P6₃MC دارد ، و با دو اتصال زیر شبکه ای Zn²⁺ و O^2- مشخص می شود. توسط آن هر یون Zn توسط یک چهار وجهی از اکسیژن احاطه شده و بلعکس. این کوردیناسیون چهار وجهی منجر به تقارن قطبی در امتداد محور هگزاگونال می شود. این قطبیت مسئول بسیاری از خواص ZnO است از جمله پیزوالکتریسیته و خود به خود قطبی شدن و همچنین فاکتور کلیدی رشد کریستال ، اچ کردن و ساخت عیوب است. 4 شکل عمومی ZnO وورتزیت ، Zn به قطب خاتمه یافته (0001) و اکسیژن انتهای سطوح ( ) (جهت محور C) ، و غیر قطبی ( ) (محورهای a) و صفحه ( ) که هر دو (غیر قطبی) شامل تعداد اتمهای برابر Zn و O هستند. صفحه های قطبی خواص شیمیایی و فیزیکی مختلف را دارا هی کند ، و اکسیژن انتهایی سطح اندکی ساختار الکتریکی متفاوت به سه سطح دیگر می دهد. علاوه بر این ، سطوح قطبی و سطوح (1010) به صورت پایدار یافت می شوند ، اگرچه سطح ( ) پایداری کمتری دارد و عموما یک میزان بالایی از زبری سطح نسبت به نقاط مقابل خود دارد. صفحه (0001) همچنین اساسی (پایه ای) است.

figure 1.1 The hexagonal wurtzite structure of ZnO. O atoms are shown as large white spheres, Zn atoms as smaller black spheres. One unit cell is outlined for clarity.

شکل 1.1 ساختار وورتزیت هگزاگونال ZnO . اتمهای اکسیژن با کره های سفید بزرگ نشان داده شده اند، اتمهای روی با کره های سیاه کوچکتر نشان داده شده اند. نمای یک سلول واحد برای وضوح.

Aside from causing the inherent polarity in the ZnO crystal, the tetrahedral coordination of this compound is also a common indicator of sp3 covalent bonding. However, the Zn–O bond also possesses very strong ionic character, and thus ZnO lies on the borderline between being classed as a covalent and ionic compound, with an ionicity of fi =0.616 on the Phillips ionicity scale. The lattice parameters of the hexagonal unit cell are a=3.2495Å and c=5.2069 Å, and the density is 5.605 g cm−3.

گذشته از قطبیت ذاتی کریستال ZnO ، کوردیناسیون 4 وجهی این ترکیب یک شاخص عمومی از پیوند کوالانسی Sp³ است هر چند ، اتصال Zn-O یک خاصیت یونی بسیار قوی را سبب می شود. و بدین گونه ZnO روی مرزی به عنوان یک ترکیب کوالانت و یونی قرار می گیرد (کوالانسی-یونی) ، با یک یونیسیته F_i=0.616 در مقیاس یونیسیته فیلیپس.

پارامترهای شبکه سلول واحد هگزاگونال a=3.2495Å و c=5.2069Å و دانسیته آن 5.605gr.cm^-3 است.

In an ideal wurtzite crystal, the axial ratio c/a and the u parameter (which is a measure of the amount by which each atom is displaced with respect to the next along the c-axis) are correlated by the relationship uc/a=(3/8)^1/2, where c/a=(8/3)^1/2 and u=3/8 for an ideal crystal. ZnO crystals deviate from this ideal arrangement by changing both of these values. This deviation occurs such that the tetrahedral distances are kept roughly constant in the lattice. Experimentally, for wurtzite ZnO, the real values of u and c/a were determined in the range u=0.3817–0.3856 and c/a=1.593–1.6035.

Additional to the wurtzite phase, ZnO is also known to crystallize in the cubic zincblende and rocksalt (NaCl) structures, which are illustrated in figure 1.2.

در یک کریستال وورتزیت ایده آل ، نسبت محوری c/a و پارامتر u (که یک اندازه ای از مقدار فضایی که به وسیله هر اتم نسبت به محور  Cبعدی در طول جانشین شده) به وسیله یک رابطه دو طرفه uc/a=(3/8)^1/2 ، در جاییکه  c/a=(8/3)^1/2 و u=3/8 شود برای کریستال ایده آل است. کریستال ZnO از این آرایش ایده آل به وسیله تغییر در این دو مقدار منحرف می شود. ابن انحراف رخ می دهد چنانچه فاصله های 4 وجهی تا حدودی ثابت در شبکه نگاه داشته شوند. از راه آزمایش (به طور تجربی) ، برای  ZnO وورتزیت ، ارزش واقعی u و c/a در حدود u=0.3817–0.3856 و c/a=1.593–1.6035 اندازه گیری شده است.

علاوه بر فاز وورتزیت ،   ZnOدر ساختارهای بلند روی مکعبی و نمک طعام (NaCl) نیز کریستالیزه می شود ، که در شکل 1.2 برجسته ایست.

Figure 1.2: The rock salt (left) and zincblende (right) phases of ZnO. O atoms are shown as white spheres, Zn atoms as black spheres. Only one unit cell is illustrated for clarity

شکل 1.2 : فازهای  Zno نمک طعام (چپ) و بلند روی (راست). اتهای اکسیژن با کره های سفید و اتمهای روی با کره های سیاه نشان داده شده اند. فقط یک سلول شبکه برای وضوح برجسته شده است.

Zincblende ZnO is stable only by growth on cubic structures, whilst the rocksalt structure is a high-pressure metastable phase forming at ∼10 GPa, and can not be epitaxially stabilized. Theoretical calculations indicate that a fourth phase, cubic cesium chloride, may be possible at extremely high temperatures, however, this phase has yet to be experimentally observed.

بلند روی ZnO فقط با رشد ساختار های کوبیک پایدار است ، در حالیکه ساختار نمک طعام آن یک فاز شبه پایدار پر فشار است که در فشار حدود 10 گیگاپاسکال ، نمی تواند پایدار باشد. محاسبات تئوری نشان می دهد که یک فاز چهارمی ، سزیم کلرید کوبیک ، ممکن است در دماهای فوق العاده زیاد باشد ، اگر چه این فاز در عین حال از طریق تجربی مشاهده شده است.

منشاء واژه های سرامیکی

منشاء واژه های  سرامیکی

واژه	منشاء
سرامیک	از واژه یونانی  keramos  به معنی " گِل رس کوزه گری " یا " گِل رس پخته شده و سفال " است . این واژه خود نیز ریشه سانسکریت داشته و به معنای " سوختن و پختن " می باشد.
کریستال   (crystall)	از زبان یونانی و ا ز کلمه کریستالوس(crystallos) به معنای یخ منشاء گرفته است . کریستال به کانی معینی که در زبان فارسی دُرکوهی نامیده می شود و نوعی کوارتز خالص و شفاف است و شباهت زیادی به یخ دارد. اطلاق گردید . اندیشمندان عصر باستان معتقد بودند که یک انقباض شدید ناشی از کاهش دما ، همانند تشکیل یخ ، سبب به وجود آمدن بلور می گردد.
مینرال( mineral)	از واژه لاتینی مینرا ( minera) به معنای کانسنگ منشاء می گیرد
آمورف	A به زبان یونانی یعنی " بدون " و  morphes   به معنی " شکل " می باشد
ایزوتروپ	Isos  به زبان یونانی یعنی  " یکسان " ، " مشابه " و tropy   به معنی " تغییر " است
انیزتروپ	Anisos   به زبان یونانی به معنی " نامتشابه " می باشد
ایزومورف	به یونانی Morphes به معنی " شکل " می باشد
پلی مورف	به یونانی  polys   به معنی " چند " می باشد.
پیزوالکتریسیته	Piezein   به یونانی یعنی " فشردن " می باشد
پیرو الکتریسیته	Pyr  به یونانی یعنی " آتش " می باشد.
تترائدر	Tetraes  به زبان یونانی به معنی "چهار" و hedos   یا  hedron   یعنی " سطح "،  " وجه " می باشد.
رومبوئدری	لوزوجهی  ، rhombus واژه ای  است لاتینی به معنی " لوزی"  ، hedron  واژه یونانی به " سطح "،  " وجه " می باشد.
پلوتونیت ها(سنگهای آذرین درونی)	Pluton  نام خدای اعماق زمین در افسانه های  رم باستان است
ولکانیت ها(سنگهای آذرین بیرونی)	Vulcanus  نام خدای آتش در روم باستان است
پگماتیت	Pegma  واژه ای یونانی به معنی " منجمد شده "  می باشد
فیلوسیلیکاتها	Phyllon واژه ای است یونانی به معنی " ورقه "
کائولین	از واژه چینی kao – ling  به معنی " کوه بلند " منشاء گرفته است
بنتونیت	نام این خاک رس از محلی به نام fort Benton  واقع در ایالت  Wyoming   ایالات متحده آمریکا منشاء گرفته است. زیرا این خاک رس اولین بار در آنجا کشف شده است.
دیکیت	این کانی در سال 1888 میلادی به وسیله دانشمندی بنام  dick  کشف گردیده و به افتخار او دیکیت نامیده شده است
ناکریت	نام این کانی به علت شباهت زیاد آن به دانه های مروارید از واژه فرانسوی nacre      به معنی " مروارید " منشاء می گیرد
هالوئیزیت	به افتخار J.B.J. de omalius de halloy (1783-1875)  زمین شناس بلژیکی نام هالوئیزیت  برای این کانی انتخاب گردید.
مونت موریونیت	نام این کانی از محلی در فرانسه به نام montmorillon  که این کانی اولین بار در آنجا کشف شده ، گرفته شده است
بایدلیت	نام این کانی از محل beidell  در Colorado در ایالت متحده امریکا منشاء گرفته است
نانترونیت	نام این کانی از منطقه  nontron واقع در فرانسه ریشه گرفته است
ورمیکولیت	از واژه لاتینی vermiculite  به معنی " کرم کوچک " مشتق شده است . زرا بعضی از لایه های جداشده این کانی به شکل منحنی به نظر می رسد و ظاهری همانند کرم دارد
پیروفیلیت	از آنجا که پیروفیلیت در اثر حرارت ورقه ورقه می شود لذا نام این کانی از واژه یونانی pyr  به معنی " آتش " و phyllon  یعنی   " ورقه " ریشه گرفته است.
تالک	منشاء نام تالک مشخص نیست. واژه تالک در زبان عربی بکار برده شد ، تالک و سنگ صابون تا سال 1850 میلادی به عنوان کانیهای مجزا از هم تصور می شدند .
استئاتیت	از واژه یونانی steas  به معنی " چرب "گرفته شده است
کوارتز	منشاء نام کوارتز مشخص نیست
تریدیمیت	این کانی در سال 1868 میلادی به وسیله G.  vom   rath     به هنگام مطالعه سنگهای کوه  san cristobal در نزدیکی شهر پاچوکا در مکزیک کشف شد و به خاطر وجود ساختار سه قلوئی  در آن بر اساس واژه یونانی tridymos  به معنی " سه قلو " تریدیمیت نامیده شده است.
کریستوبالیت	این کانی در سال 1884 میلادی به وسیله G.  vom   rath     به هنگام مطالعه سنگهای کوه  san cristobal در نزدیکی شهر پاچوکا در مکزیک کشف شد لذا نام این کانی از محل پیدایش آن ریشه گرفته است
اوپال	منشاء نام این کانی مشخص نیست اما اوپال به عنوان کانی به نام  opalus در نوشته های plinius  ( 79-23 میلادی) سردار و پژوهشگر رومی آمده است.
پلاژیوکلاز	از نظر لغوی یعنی " دارای رخ کج" و از واژه یونانی   plagio  به معنی " کج" و klasis  به معنی "گسیختگی " گرفته شده است
اورتوکلاز	از واژه یونانی  orthos  به معنی " راست ، قائم و مستقیم " و klasis  یعنی "گسیختگی " منشاء گرفته است. زاویه رخ های متقاطع در این کانی دقیقاً 90 درجه است
میکروکلین	از نظر لغوی یعنی " کمی کج" و در واقع از واژه یونانی micros به معنی " کوچک ، ریز ، کم " و clinos   یعنی " کج " ریشه گرفته است
آنورتیت	از واژه یونانی an  به معنی "نیست " و orthos  یعنی " مستقیم " منشاء گرفته و آنورتیت به معنی غیر مستقیم می باشد زیرا زاویه تقاطع رخها در این کانی قائم نیست
الیگوکلاز	از واژه یونانی  oligos  به معنی " کمی از زاویه 90 درجه منحرف شده " ریشه گرفته است
آلبیت	آلبیت بر مبنای رنگ سفید آن از واژه لاتینی albus  به معنی " سفید " نام گذاری شده است
هیالوفان	این نام از دو واژه یونانی hyaleos  به معنی " شیشه " و  phaino  به معنی " من ظاهر می شوم" منشاء می گیرد. تعیین این نام برای گروهی از کانیها بر اساس  جلای شیشه ای آنها صورت می گیرد
سلزیان	نام سلزیان به افتخار (1701-1744 میلادی) Celsius ستاره شناس و فیزیکدان سوئدی برای این کانی تعیین شده است
سانیدین	از واژه یونانی  sanis  به معنی " لوح ، صفحه " رسشه می گیرد از آنجا که شکل بلور های این کانی لوحه ای و صفحه ای است این نام برای آن انتخاب شده است
بایتونیت	نام این کانی از محلی به نام bytown  در کانا دا که اولین بار در آنجا کشف شد نام گذاری شد
لابرادوریت	نام این کانی از محلی به نام Labrador در آمریکا که اولین بار در آنجا کشف شد نام گذاری شد
آندزین	نام این کانی بر پایه سنگهای آتشفشانی که در کوهستان  anden   واقع در شیلی و پرو یافت شده است نام گذاری شد ه است
ایپدولیت	Lepis   به زبان یونانی به معنی  "  فلس" و lithos  به معنی " سنگ " می باشد
گارنت یا گرونا	Granum  در زبان لاتین به معنی " دانه " می باشد
اولیوین	این گروه از کانیها بخاطر دارا بودن رنگ زیتونی(olive  به معنی زیتون) به وسیله کانی شناس آلمانی(1746-1817) Abraham gottlob Werner  در سال 1790 میلادی اولیوین نامیده شد
فورستریت	از نام فورستر(forster) کانی شناس آلمانی اقتباس شده است
فایالیت	نام این کانی از جزیره fayal  که این کانی اولین بار در آنجا کشف شده ، منشاء می گیرد
سرپانتین	سرپانتین به علت وجود لکه های روی آن شباهت به پوست مار دارد (به خصوص به صورت صیقل یافته) لذا نام این از واژه لاتینی serpentines به معنی " مار " ریشه گرفته است
آنتیگوریت	نوع ورقه ای سرپانتین که بر مبنای محل کشف آن در دره آنتیگوریو (antigorio) در ایتالیا آنتیگوریت نامیده شده است.
زیرکن	1-  از واژه فارسی زرگون به معنی "طلائی رنگ "، زیرا این کانی در مواردی رنگ طلائی دارد. 2-  از واژه فرانسوی jargon به معنی " ناخالص " به علت وجود ناخالصیها در کانی زیرکن .
بادلیت	نام این کانی به افتخار دانشمندی به نام j.baddeley  که در سال 1893 میلادی کانی مذکور را از کشور  Ceylon  به اروپا برده ، برگزیده شده است.
دیستن (کیانیت)	1- نام دیستن به وسیله rene   just   hauy  از واژه یونانی distenos  ( di  به معنای " دو " و stenos  یعنی " نیرو و مقاومت " ) برگزیده شد . علت انتخاب این است که بعضی از بلورهای این کانی در اثر سایش ، بار الکتریکی مثبت و برخی بار الکتریکی منفی از خود بروز می دهند امروزه ریشه این نام بر اساس سختی متفاوت این کانی در جهات مختلف پایه گذاری می شود. 2- نام  کیانیت  با  رنگ  آبی  کانی  مزبور  در  ارتباط   می باشد.   این نام   به    وسیله    G.A. Werner(1749-1817)  واژه یونانی cyanos  به معنی " أبی " انتخاب شده است
آندالوزیت	منشاء نام این کانی از منطقه آندالوس در اسپانیا که این کانی یرای اولین بار در آنجا یافت شده است ریشه می گیرد.
سیلیمانیت	این نام به افتخار بنجامین سیلیمان شیمیدان آمریکائی به این کانی نسبت داده شده است
اسپینل	منشاء نام اسپینل مشخص نیست. این واژه در قرن 16 میلادی در ارتباط با سنگهای قیمتی قرمز و متمایل به قرمز بکار می رفت .  در سال 1800 میلادی کلمه اسپینل در رابطه با یک کانی که در آن زمان از یاقوت قابل تشخیص بود استفاده گردید.
منیزیت	1-    منیزیت به وسیله کانی شناس آلمانی(1746-1817) Abraham gottlob Werner  در سال 1803 میلادی به عنوان talcum carbonatum  معرفی گردید واژه منیزیت به عصر باستان می رسد.این کلمه باید از واژه magnesia alba  برای کانی منیزیت منشاء گرفته باشد( albaاز واژه لاتینی albus  به معنی سفید ریشه گرفته است. 2-  می تواند از واژه یونانی ماگنزیا ( محلی در بخش شمالی euboa شبه جزیره ای در منطقه تیسالی یونان) منشاء گرفته باشد
دولومیت	نامی است که به افتخار deodat G.S.de dolomieu(1750-1810)  کانی شناس فرانسوی توسط de saussure برای این سنگ انتخاب شد.
بوکسیت	این واژه اولین بار در سال 1821 توسط bertier شیمیدان فرانسوی در مورد سنگ قرمز رنگ فاقد پلاستیسیته که در منطقه les baux  واقع در جنوب فرانسه کشف شده بکار رفته است
گیبسیت	این واژه در سال 1822 میلادی از نام جورج گیبس G.Gibbs که جمع آوری کننده کانیها بوده ریشه گرفته است
هیدرآرژیلیت	از واژه یونانی hydros  به معنی "آب " و argillos به معنی " رس سفید"منشاء می گیرد
دیاسپور	منشاء آن واژه یونانی diasporaبه معنی "پراکندگی" می باشد. چون بعضی از قطعات کانی دیاسپور در اثر حرارت از هم پاشیده شده و پراکنده می گردند. بر همین اساس در سال 1801 میلادی نام دیاسپور توسط R.J.Hauy برای این کانی انتخاب شده است.
بوهمیت	این نام به افتخار Boehm  شیمیدان آلمانی که در سال 1927 میلادی با استفاده از اشعه x موفق به کشف این کانی در بوکسیت گردیده ، برای این کانی انتخاب شده است.
کراندوم	نام کراندوم از زبان قدیم هندی ریشه می گیرد در قدیم عمدتاً از واژه carbunclusبرای نامیدن سنگهای قیمتی قرمز رنگ استفاده می شد.
گرافیت	از واژه یونانی گرافین ( graphein) به معنای " نوشتن " ریشه گرفته است چون گرافیت با کشیده شدن روی اشیاء از خود اثر سیاه رنگ باقی می گذارد و بدین وسیله می توان با آن نوشت. لذا A.G.Werner(1749-1817) برای اولین بار در سال 1789 میلادی نام گرافیت را برای ماده انتخاب نموده اس

درامدی بر کامپوزیت کربن-کربن

برای دریافت فایل پاورپوینت مذکور بر روی آدرس زیر کلیک کنید