תכונותיהם של חומרי גלם עקשן תלויים בעיקר בהרכבם המינרלוגי והגרגירי וקשורות קשר הדוק לתהליך הייצור של המוצרים העקשניים. מאפייני מפתח כוללים גודל חלקיקים וחלוקת גודל חלקיקים (PSD), עדינות ושטח פנים ספציפי, פלסטיות ויכולת קשירה, התכווצות ייבוש ושריפה, וטמפרטורת וטווח סינטר.
גודל החלקיקים וחלוקת גודל החלקיקים
גודל החלקיקים מתייחס לממדים של החלקיקים בחומר הגלם העמיד. חלוקת גודל החלקיקים (PSD) מתייחסת לאחוז המשקל של החלקיקים בטווחי גודל ספציפיים ומתמשכים (מבוטא במ"מ, מיקרומטר או גודל רשת). עבור חומרי גלם המבוססים על חימר, PSD משפיע באופן משמעותי על הפלסטיות, התנהגות הייבוש ומאפייני השריפה. כמו כן, יש לו השפעה ניכרת על צפיפות התפזורת, הנקבוביות, החוזק המכני ויציבות ההלם התרמי של המוצרים העמידים. כדי להבטיח איכות מוצר עקבית, יש לקבוע דרישות ספציפיות לגבי PSD לצד אלו להרכב כימי ומינרלוגי.
PSD is typically determined using sieve analysis or particle size analyzers. Sieve analysis methods include dry sieving and wet sieving. Due to limitations in mesh aperture size, sieve analysis is suitable for determining the distribution of coarser particles (>10 מיקרומטר). מנתחי גודל חלקיקים משמשים בדרך כלל לקביעת התפלגות הגודל של חימר וחלקיקים עדינים בטווח המיקרון או התת-מיקרון.
עדינות ושטח פנים ספציפי
עדינות מציינת את מידת הגסות או העדינות של חומרי גלם אבקתיים. זה מבוטא בדרך כלל כאחוז שאריות על מסננת סטנדרטית או כשטח פנים ספציפי; ניתן לתאר אותו גם לפי התפלגות גודל החלקיקים (הרכב באחוזים) או הקוטר הממוצע של החומר ליחידת משקל. אין הבחנה קפדנית בין עדינות לגודל החלקיקים; עם זאת, המונח "עדינות" משמש בדרך כלל כדי לתאר את הגסות של חומרי גלם עדינים אבקתיים.
שטח פנים ספציפי מתייחס לשטח הפנים ליחידת מסה של חומר הגלם, מבוטא במ"ר לגרם. הוא כולל שטחי פנים חיצוניים ופנימיים כאחד. באופן אידיאלי, לחומרי גלם לא נקבוביים יש רק שטח פנים חיצוני, בעוד לחומרים נקבוביים יש שטחי פנים חיצוניים ופנימיים כאחד. קיימות שיטות שונות למדידת שטח פנים ספציפי; טכניקות נפוצות כוללות ספיחת גז, ספיחת מולקולות אורגניות ושיטות חדירות אוויר. III. גמישות ולכידות
פלסטיות מוגדרת כתכונה של חומר לעבור דפורמציה מבלי להיסדק כשהוא נתון לכוח חיצוני, ולשמור על צורה מעוותת זו במקום לחזור למצבו המקורי לאחר הסרת הכוח. פלסטיות היא פרמטר עיבוד מכריע להדבקת חימר. הוא מושפע מגורמים כמו יכולתם של החלקיקים המוצקים לספוח מים, שטח הפנים הספציפי שלהם ותכולת המים. לדוגמה, כאשר מוסיפים מים לחימר, נוצר סרט מים על פני השטח של חלקיקי החימר הרבים; סרט זה מקל על החלקה בין חלקיקים בכוח חיצוני ובו זמנית מספק מידה של חוזק מלוכד, ובכך מביא לפלסטיות גבוהה.
ניתן למדוד את הפלסטיות בשיטת מדד הפלסטיות או בשיטת מחוון הפלסטיות, והיא מוערכת גם על פי "תכולת מים מפלסטיק". מדד הפלסטיות מייצג את טווח תכולת המים שבתוכו נשארת תערובת החימר במצב פלסטי; ערכו מחושב כהפרש בין גבול הנוזל לגבול הפלסטי. גבול הנוזל הוא סף תכולת הלחות העליון למצב הפלסטי; כאשר תכולת הלחות חורגת מהגבול הזה, החומר עובר מהמצב הפלסטי. מבוטא באחוזים, ההפרש בין גבול הנוזל לגבול הפלסטי מהווה את מדד הפלסטיות.
בייצור בפועל, השיטות העיקריות להגברת הפלסטיות של חומרי הגלם כוללות:
① בחירת חומרי גלם והסרת זיהומים שאינם פלסטיק, כגון קוורץ;
② טחינה עדינה של החומרים שנבחרו כדי להגביר את מידת הפיזור שלהם;
③ הוספת כמויות מתאימות של קלסרים פלסטיים, כגון פסולת ליקר או דקסטרין;
④ הכפיפת גוף החימר לשחול בוואקום;
⑤ הארכת זמן ההזדקנות (או "ההחמצה") של גוף החימר.
יכולת הקישור של חומרי גלם מתייחסת ליכולתם של חומרים על בסיס חימר להיקשר עם חומרים שאינם פלסטיים ליצירת מסת חימר פלסטית בעלת דרגה מסוימת של חוזק יבש. יכולת הכריכה הזו מוערכת בדרך כלל על סמך כמות חול קוורץ סטנדרטי (עם התפלגות גודל חלקיקים של 70% בטווח 0.25-0.15 מ"מ ו-30% בטווח 0.15-0.09 מ"מ) שניתן להוסיף תוך שמירה על מסת חימר פלסטית, כמו גם חוזק הכפיפה של החומר לאחר הייבוש. בדרך כלל, חימר עם פלסטיות גבוהה מפגין גם יכולת כריכה חזקה; עם זאת, ישנם יוצאי דופן. לדוגמה, חימר כדורי Nanning הוא מאוד טהור ועדין גרגירים, וכתוצאה מכך פלסטיות מעולה. עם זאת, בשל אנרגיית פני השטח הגבוהה שלו וספיחת מים משמעותית, הוא עובר הצטמקות משמעותית במהלך הייבוש, מה שמוביל לסדקים נרחבים וחוזק יובש ירוד. מדד הפלסטיות שלו יכול להגיע ל-36-47, ואילו חוזק הכיפוף שלו הוא רק 0.48 MPa.
