काओलिन, जिसका नाम जिंगडेझेन, जियांग्शी, चीन में गाओलिंग गांव के नाम पर रखा गया है, सिरेमिक का "आत्मा कच्चा माल" है। इसका मुख्य घटक काओलिनाइट (रासायनिक सूत्र Al₂[(OH)₄/Si₂O₅]) है, और यह फेल्डस्पार जैसे सिलिकेट खनिजों के अपक्षय द्वारा बनता है। काओलिन की बनावट महीन और सफ़ेद होती है, जिसमें प्लास्टिसिटी और आग प्रतिरोध होता है। "बाइनरी फ़ॉर्मूला" से जिसने सिरेमिक तकनीक में क्रांति ला दी सांग राजवंश आधुनिक कागज-निर्माण, रासायनिक उद्योग और एयरोस्पेस सामग्री में इसके अनुप्रयोग के लिए, काओलिन हमेशा उद्योग का "छिपा हुआ चैंपियन" रहा है।
काओलिन की छह तकनीकी विशेषताएं
1. सफेदी और चमक: इसकी रंग शुद्धता निर्धारित करें
प्राकृतिक सफेदी: 105°C पर सुखाने के बाद सफेदी। अशुद्धियाँ (जैसे Fe₂O₃ और एमएनओ₂) इसे पीला, भूरा दिखाई देगा।
कैल्सीनेशन के बाद सफेदी: 1300 डिग्री सेल्सियस पर कैल्सीनेशन के बाद सफेदी सीधे सिरेमिक और कोटिंग्स की चमक को प्रभावित करती है। कैल्सीनेशन के बाद उच्च गुणवत्ता वाले काओलिन की सफेदी > 90% हो सकती है।
चमक: 4570Å तरंगदैर्घ्य प्रकाश के अंतर्गत परावर्तकता, जो कागज बनाने के उद्योग में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।
2. कण आकार वितरण: औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए “स्वर्ण मानक”
कण जितने महीन होंगे, प्लास्टिसिटी और सस्पेंशन उतना ही मजबूत होगा। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका की आवश्यकता है कि कोटिंग्स में इस्तेमाल किए जाने वाले काओलिन कणों में से 90% से अधिक <2μm होने चाहिए।
3. प्लास्टिसिटी: सिरेमिक मोल्डिंग का “जादू”
प्लास्टिसिटी इंडेक्स (द्रव सीमा और प्लास्टिक सीमा के बीच नमी की मात्रा का अंतर) और इंडेक्स (विरूपण के प्रति प्रतिरोध) मुख्य पैरामीटर हैं। मजबूत प्लास्टिसिटी काओलिन (इंडेक्स > 15) को आसानी से आकार दिया जा सकता है और इसमें दरार पड़ने की संभावना नहीं होती है।
4. बंधन और चिपचिपाहट: औद्योगिक फ़ार्मुलों का "चिपकने वाला"
बॉन्डिंग का मतलब गैर-प्लास्टिक सामग्री (जैसे क्वार्ट्ज रेत) के साथ मिश्रण के बाद की मजबूती से है। रेत की मात्रा जितनी अधिक होगी, बॉन्डिंग उतनी ही मजबूत होगी।
चिपचिपापन घोल की तरलता को प्रभावित करता है। कागज़ बनाने वाली कोटिंग के लिए 0.5 Pa·s (धीमी गति वाली कोटिंग) जितनी कम चिपचिपाहट की आवश्यकता होती है।
5. सुखाने और सिंटरिंग प्रदर्शन: मिट्टी से चीनी मिट्टी में परिवर्तन
सुखाने पर सिकुड़न: रैखिक सिकुड़न दर 3%-10% है। अत्यधिक सिकुड़न से सिरेमिक बॉडी में आसानी से दरार आ सकती है।
अपवर्तकता: शुद्ध काओलिन की अपवर्तकता 1700 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकती है, और अशुद्धियाँ इसके उच्च तापमान प्रतिरोध को काफी कम कर देंगी।
6. अवशोषण और इन्सुलेशन: सीमा पार अनुप्रयोगों के लिए क्षमता
काओलिन में आयनों को अवशोषित करने की क्षमता कमज़ोर होती है, लेकिन संशोधन के बाद, इसका उपयोग पर्यावरण संरक्षण के क्षेत्रों (जैसे अपशिष्ट जल उपचार) में किया जा सकता है।
काओलिन का मुख्य अनुप्रयोग
— सिरेमिक उद्योग (लगभग 40% का योगदान)
दैनिक उपयोग में आने वाले चीनी मिट्टी के बर्तन, भवन निर्माण सिरेमिक और विद्युत चीनी मिट्टी के बर्तन, सभी काओलिन के ढलाई गुणों और उच्च तापमान प्रतिरोध पर निर्भर करते हैं।
— कागज निर्माण और कोटिंग उद्योग (लगभग 30% का योगदान)
एक भराव और कोटिंग के रूप में, काओलिन कागज की चमक और चिकनाई में सुधार कर सकता है।
— आग रोक सामग्री
आग रोक ईंटों और क्रूसिबल जैसी आग रोक सामग्रियों को 1600 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान का सामना करने की आवश्यकता होती है, और काओलिन मुख्य कच्चा माल है।
— नई सामग्री क्षेत्र
संशोधित काओलिन का उपयोग रबर सुदृढ़ीकरण और प्लास्टिक भरने के लिए किया जाता है, तथा नैनो काओलिन का उपयोग बायोमेडिसिन में किया जाता है।
वास्तविक अनुप्रयोगों में, जब काओलिन का उपयोग उच्च-स्तरीय क्षेत्रों में किया जाता है, जैसे: कागज़ बनाने और उच्च-प्रदर्शन वाले सिरेमिक, तो इसे पीसने और वर्गीकृत करने की आवश्यकता होती है। जबकि, जब इसका उपयोग निम्न-स्तरीय क्षेत्रों में किया जाता है, जैसे सिरेमिक बॉडी बनाने में, तो कच्चे अयस्क का सीधे उपयोग किया जा सकता है।
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