Самиғов н. А. Бино

Керамик материаллар структураси

Ўзбекистоннинг тарихий шаҳарлари архитектура ѐдгорликлари керамик материаллари структурасини ўрганиш шуни кўрсатадики, буюмлар синчиклаб тозаланган гилтупроқ массасидан, қоришма ва буюм тайѐрлаш технологиясига қатъий риоя қилган ҳолда ва охирги маҳсулотнинг сифат назорати ўта юқори бўлган шароитда тайѐрланган экан.
Архитектура ѐдгорликлари хом лой (хом ғишт, пахса) ва керамик материаллар (пишган ғишт, терракота, майолика ва бошқ.) микроструктурасини ўрганишда дифференциал – термоанализ, рентген фаза анализи, электрон микроскопия ва бошқа физик – кимѐвий тадқиқот усулларидан фойдаланилади.
Дифференциал – термик анализ (ДТА) усули моддаларнинг ҳарактеристик энтальпияси (иссиқлик миқдори) ўзгаришини сифат ва миқдор жихатларини аниқлашга ҳамда технологик жараѐнларни назорат қилишга имкон беради. Термик анализлар ўтказишда термик эффектлар намунанинг иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти, амплитудаси, термик эффект ва унинг максимуми ва охирига тўғри пропорционал бўлган майдон билан изоҳланади.Термик эффектлар моддалардаги физик ва кимѐвий
ўзгаришларнинг шартли белгиларидир ва одатда уларнинг массаси ўзгаришига олиб келади.Эндо ва экзоэффект учлари (пиклари) қиздириш тезлигига боғлиқ бўлиб, секин қиздирилганда учлар ѐйиқроқ ва аксинча тез қиздирилганда ўткирроқ ҳосил бўлади.Керамик намуналарда ўтказилган тадқиқотларда улар 1000^оС ҳароратгача, минутига 10^оС тезликда қиздирилди. Эталон сифатида техник Al₂O₃ дан фойдаланилди.
Рентген – фазали анализ усули кристалл структурада атом текисликлари томонидан рентген нурларини қайтаришга асосланган бўлиб, модданинг дифракцион ҳолатини ўрганишга имкон беради. Рентген–фазали усул қурилиш материалларининг структурасини, минералогик ва фазали таркибини, кимѐвий хоссаларини тадқиқ этишда ишлатилади.
Рентген – структура анализ усулида кристалл моддаларнинг нозик структураси – элементар ячейка шакли, ўлчами ва тури (типи), кристалл симметрияси, кристалл панжарада атомлар координатларини ўрганиш мумкин.
Архитектура ѐдгорликлари керамик буюмларининг (пишиқ ғишт, безак плиталари) физик – кимѐвий структурасини тадқиқ этиш Ичан – Қалъа ансамбли ―Пахлавон Махмуд‖ мажмуаси мисолида қуйида келтирилди.
Маълумки, лѐсс ҳамда чўкинди гилтупроқлар таркибида кўп миқдорда калцит (СаСО₃) бўлади.Лѐсс таркибидаги калцит (одатда 20-30%) 900-1000^оС қиздирилганда диссоциацияланади: СаСО₃ →СаО+СО₂.
Ҳосил бўлган дисперс СаО 570-780^оС ҳароратда парчаланган каолинит, гидрослюда ва монтмориллонитларнинг глинитли минераллари аморф ҳосилалари билан реакцияга киришиб калций алюмосиликатлари ва силикатларини - анортит (CaO х Al₂ O₃ х 2SiO₂ ), диоксид (CaO х MgO x 2SiO₂ ) ҳосил қилади. Улар пишган керамик материаллар каркасини ҳосил қилиб, буюм яхлитлигини ва мустаҳкамлигини таъминлайди. Кейин енгил эрийдиган эвтектик суюқ томчилар ҳосил бўлиши ва ушбу минераллар миқдорининг ортиши ҳамда 1000^оС ортиқ ҳароратда муллит ҳосил бўлиши натижасида миқдори ошиб боради.
Шу сабабли 3,2 – 3,24 дифракцион чизиқлар, пишириш натижасида ҳосил бўлган (дала шпати гурухида), анортитга тааллуқлидир:

CaO+H₂ O→Ca(OН)₂ Ca (OH)₂ +СO₂→CaСO₃

Калций – магнийли алюмосиликат шихта таркибида ҳосил бўлган янги модда сифатида Ca MgSi₂O₆ диопсид минерали ҳосил бўлади. 3,34; 2,28 ва бошқа дифракцион чизиқлар пишган ғишт таркибида қисман сақланиб

қолган α – кварцга тегишлидир. Слюда – мускавитлар (9,46; 2,96; 1,66 ва бошқ.) мавжудлиги аниқланди. 145^оС ҳароратдаги эндоэффект гигроскопик сувнинг йўқотилиши, 270^оС экзоэффект пишиқ ғишт ғовакларига адсорбцияланган сувли сулфат ва магний тузларини кристалланиши билан изохланади (2.2-расм).
690-735^оC магний сулфати дегидратациясига боғлиқ кучсиз эндоэффект, 910^оС ҳароратда эса қолдиқ аморф маҳсулотларни ҳосил қиладиган мускавит слюдаси парчаланиши сабабли кучсиз эндоэффект ҳосил бўлгани аниқланди. Ушбу фикрларни 690-1000 ^оС ҳарорат оралиғида массанинг кетма – кет йўқотилиши тасдиқлайди.
DTG таҳлили. Пишиқ ғишт фазали таркиби анортит минераллари, α – кварц, диоксид, слюда, MgSO₄ х 7 Н₂О сараланган туз аралашмасидан иборатдир.
“Пахлавон Махмуд”мақбараси керамик безак плита намунаси ДТА таҳлили. Куйдирилган майолика (черепок) минералларга узоқ муддат сув таъсирида 2Н₂О х СаSO₄ ҳосил бўлиши жараѐнига тегишли 150^оС ҳароратдаги эндоэффект яққол белгиланди.
Лѐсс таркибида 20 – 30 % Са СО₃ (калцит ) бўлиши сабабли 900 – 1000 ^оС ҳароратда парчаланиб, СаО ва СО₂ ларни ҳосил қилади. Дисперс ҳолда ҳосил бўлган СаО каолинит, гидрослюдалар, монтмориллонит каби гилли минералларнинг 570 – 780^оС да парчаланган аморф маҳсулотлари билан бирикиб алюмосиликат ва калцийли силикатлар -анортит (СаО х Al₂O₃ х 2SiO₂), магний диоксиди (CaО х MgО х 2SiO₂) ва воллостонит (СаО х SiO₂ ) ҳосил бўлади. Ҳосил бўлган минераллар керамик материалнинг каркасини ҳосил қилади, кейинчалик уларнинг миқдори кўпаяди, 1000^оС да муллит минерали ҳосил бўлиши маҳсулот мустаҳкамлигини таъминлайди. Шу сабабли 3,2 – 3,24 дифракцион чизиқларни анортит ҳосил бўлиши билан изохланади. 2,99; 2,51; 2,02 ва бошқа дифракцион чизиқлар эса диопсид минералига (Ca Mg Si₂O₆) тегишлидир. 3,34; 2,28 ва бошқалар α – кварцга, 9,46; 2,96; 1,66 ва бошқалар слюда – мусковитларга тегишлидир.690 – 735^оС, 910^оС ва 690 – 1000^оС ҳароратларда керамик безак плиталарда (майолика) пишиқ ғиштда юз берадиган термик жараѐнлар намоѐн бўлади.
Таҳлил шуни кўрсатадики, керамик безак намунаси DTG чизиғи пишиқ ғишт DTG чизиғи билан деярли бир хилдир.
“Пахлавон Махмуд” мақбараси пишиқ ғишт намунаси рентгенограммаси таҳлили (2.3.– расм).
Рентген – фазали анализ пишиқ ғишт намунасининг қуйидаги таркибини
0
кўрсатади (юзалараро масофа ^А да)

1

2

3