กลุ่มเซรามิค : Ceramic

กลุ่มเซรามิค : Ceramic

คนโดยทั่วไปรู้จักกับเซรามิคในรูปของเครื่องกระเบื้องเคลือบต่าง ๆ แต่สำหรับวิศวกรแล้ว เซรามิคก็คือ แก้ว อิฐ หิน คอนกรีต สารขัด (Abrasives) ฉนวนไดอิเล็คทริก สารเคลือบกระเบื้อง วัสดุแม่เหล็ก อโลหะ อิฐทนไฟ เป็นต้น คุณลักษณะที่วัสดุเหล่านี้มีเหมือนกันหมดก็คือ เป็นสารประกอบโลหะ และอโลหะ

โครงสร้างของเซรามิค เป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งอาจแบ่งเป็นรูปของสารประกอบอัดแน่น (close – packed compounds) เช่น BeO, SiC และ Tic เป็นต้น และ ส่วนที่มีสารประกอบ ซิลิเกต (SiO4) เป็นมูลฐานได้แก่ ปูนซีเมนต์ปอร์ดแลนด์ อิฐ กระเบื้องหลังคาแล้ว และสีเคลือบกระเบื้องงานที่ถูกนำไปใช้มาก เช่น เป็นฉนวนไฟฟ้า ภาชนะใส่สารเคมี และเส้นใยแก้ว เป็นต้น

วัตถุดิบสำคัญที่ใช้ในการผลิตเซรามิคได้แก่

ดินขาว (Kaolin, China Clay)

ใช้เป็นส่วนผสมหลักของผลิตภัณฑ์เซรามิค ดินขาวที่จะต้องมีสิ่งเจือปนน้อย มีเนื้อดินมากเผาแล้วสีขาวในทางเคมีจะต้องมี Fe2O3 และ TiO2 ต่ำมาก ๆ ดินขาวนอกจากใช้ในงานเซรามิคแล้ว ยังสามารถนำไปใช้ทำฟิลเลอร์ ในอุตสาหกรรมกระดาษ สีปุ๋ย ยาฆ่าแมลง และอื่น ๆ

แหล่งดินชนิดนี้มี 2 แบบ คือ

แหล่งต้นกำเนิด (Residcal Deposits) ดินขาวแหล่งนี้มักพบในลักษณะเป็นภูเขา หรือที่ราบซึ่งเดิมที่เป็นแหล่งแร่หินฟันม้าเมื่อหินฟันม้าผุพังโดยบรรยากาศ (weathering) ผลสุดท้ายจะเหลือเป็นดินขาวอยู่ ณ ที่นั้น กระบวนการเกิดดินขาว (kaolinization) สิ่งสกปรกที่พบเสมอในดินแหล่งนี้คือ ซิลิกา (silica) มีสูตรเคมีเป็น SiO2 เนื่องจากี้ก็มีหินฟันม้า และผลิตผลอื่น ๆ ที่ยังไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากปฎิกริยายังไม่สมบูรณ์ และอาจมีสิ่งสกปรกอื่นเช่นสารอินทรีย์ที่เข้าไปปน

แหล่งสะสมที่ลุ่ม (Sedimentary Deposit) หมายถึง แหล่งดินขาวที่เกิดจากดินขาวจากแหล่งแรก ถูกกระแสน้ำพัดพาไป และไปสะสมในบริเวณที่ราบลุ่ม ในประเทศไทยมีแหล่งดินขาวหลายจังหวัด เช่น ลำปาง อุตรดิตถ์ ปราจีนบุรี ระนอง สุราษฎร์ธานี นครศรีธรรมราช เป็นต้น

ส่วนประกอบทางเคมีของดินขาว

ผลึกที่บริสุทธิ์ของดินขาวมีส่วนประกอบทางเคมี เป็น (OH)4 Al2Si2O5 หรือ Al2O3 , 2SiO2 , 2H2O หรือมี 39.8% Al2O3 , 46.3% SiO2 และ 13.9% H2O ดินขาวที่พบตามแหล่งต่าง ๆ จะมีส่วนประกอบต่างกันไปด้วยเหตุผล 2 ประการ

1. เนื่องจากในโครงสร้างของดินขาวมีการแทนที่กันของโลหะธาตุที่มีประจุบวก
2. เนื่องจากมีสารประกอบอื่นปะปนอยู่ ได้แก่ Quartz, Feldspar, Rutile, Pyrite, Tourmaline, Zircon, Hematite, Magnetite, Fluorite, Muscorite เป็นต้น

คุณสมบัติทางกายภาพของแร่ดินขาว

การทราบคุณสมบัติทางกายภายของแร่ดินขาวจะช่วยทำให้เราสามารถทำนายคุณสมบัติของเนื้อดินปั้นซึ่งมีแร่ดินเหล่านั้นผสมอยู่ได้ดีพอสมควร คุณสมบัติที่เราควรจะได้ศึกษา คือ

ขนาด (particle size) คุณสมบัตินี้มีความสำคัญมากอันหนึ่ง เพราะว่ามันเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติทางด้านความเหนียว (plasticity) และการหดตัวเมื่อแห้ง (drying shrinkage) กล่าวโดยทั่วไปดินเม็ดละเอียดจะให้ความเหนียวและการหดตัวเมื่อแห้งมากกว่าดินเม็ดหยาบ

รูปร่าง (particle shape) แร่ kaolinite อนุภาคของมันมีรูปร่างเป็นแผ่นหกเหลี่ยม มีขนาดจาก 0.05 ถึง 10 ไมครอน โดยเฉลี่ยขนาดอยู่ระหว่าง 0.5 ไมครอน

ความสามารถในการแลกเปลี่ยนอนุมูล (base exchange capacity) คุณสมบัติข้อนี้สำหรับแร่ kaolinite มีน้อยมาก เพราะว่าในแร่นี้มีการแทนที่กันของพวกอนุมูลบวกในโครงสร้างน้อยมาก โดยเฉพาะผลึก kaolinite ที่บริสุทธิ์จะไม่มีความสามารถในการแลกเปลี่ยนอนุมูลเลยมันจะแลกเปลี่ยนได้เมื่อมันเป็นผลึกที่ไม่สมบูรณ์ หรือมันดูดซับเอาผลึกขนาดเล็กของแร่พวก TOT หรือ three layer เข้าไว้ที่ผิวของมัน

คุณสมบัติเมื่อแห้ง (drying propertics) การหดตัวเมื่อแห้งของแร่ดินล้วน ๆ เราไม่ค่อยสนใจ เพราะว่าเนื้อดินมักประกอบด้วยแร่หลายอย่าง แต่อาจกล่าวได้กว้าง ๆ ว่าของละเอียด ๆ มีการหดตัวมากกว่าของหยาบเมื่อปล่อยทิ้งไว้ให้แห้ง

ความแข็งแรงเมื่อแห้ง (green strength) คุณสมบัติสำคัญมาก โดยเฉพาะเมื่อจะนำแร่ดินขาวไปใช้ในเนื้อดินปั้นซึ่งไม่มีดินเหนียวอยู่เลย เพราะว่าดินขาวเท่านั้นที่จะเป็นตัวช่วยให้ผลิตภัณฑ์ดิบมีความแข็งแรงมากหรือน้อยเพียงไร

คุณสมบัติหลังจากเผา (firing propertics) แร่ดินขาวมีการหดตัวมากหลังการเผาไม่ควรใช้แร่ดินขาวล้วนเป็นเนื้อดินปั้นแร่ดินขาวเมื่อเผาแล้วจะหดตัวประมาณ 20%

ข้อควรคำนึงเกี่ยวกับแหล่งดินขาว

1. จะต้องพิจารณาคุณสมบัติของดินแต่ละแหล่งว่าจะนำมาใช้ทำเป็นฟิลเลอร์ได้หรือไม่ เช่น หากมีความขาวสูง ความคมต่ำ ความละเอียดดี อาจจะใช้ทำกระดาษได้ ถ้ามีแต่ความคมสูง อาจจะต้องนำไปใช้ผสมทำสี ยาฆ่าแมลง หรืออุตสาหกรรมยาง หรือบางแหล่งความขาวไม่สูงนัก ทรายหยาบน้อยอาจจะนำมาบดเพื่อให้เป็นฟิลเลอร์ราคาถูกในการทำปุ๋ยผสม เป็นต้น

2.เทคนิค ในการทำเหมืองจะต้องมีการเลือกหน้าเหมืองในการผลิตเพื่อให้ได้ดินที่มี คุณสมบัติตามต้องการ เช่น หน้าเหมืองที่สีไม่ค่อยขาวอาจจะเก็บไว้ใช้ในงานเซรามิค อย่างเดียว หรืออาจจะใช้ดินจากหน้าหมือนหลายแหล่งมารวมกันเพื่อให้ได้ดินที่มีคุณสมบัติ ที่ต้องการดินที่ใช้กับงานจานชามต้องการดินที่มีความแข็งแรงสูงเผาแล้วสีขาว ขณะที่ดินที่นำไปใช้กับงานหล่อแบบต้องการดินที่หล่อตัวได้ไว เป็นต้น

3.ในการแต่งแร่นั้น ส่วนใหญ่เป็นเรื่องของการคัดขนาด ซึ่งนิยมใช้ไฮโดรไซโคลน ข้อสังเกตุก็คือ ควรจะเก็บของที่มีประโยชน์ให้หมดก่อนทิ้งไป และการพิจารณาแร่พลอย ได้ที่เหลือจากการแต่ง เช่น กรณีโรงล้างดินขาวลำปาง ทราย และของหยาบที่คัดทิ้งนั้นน่าที่จะนำมาศึกษา เพื่อใช้ทำกระเบื้องมุงหลังคา กระเบื้องประดับ โดยจะทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีเนื้อแกร่งและขนาดมีมาตรฐานยิ่งขึ้น

ดินเหนียว (Ball Clay)

นอกจากดินขาวจะเป็นดินที่ใช้มากในอุตสาหกรรมเซรามิค แต่มีดินอีกชนิดหนึ่งซึ่งมีความสำคัญเช่นกัน ดินชนิดนี้มีสีดำ แต่เมื่อเผาแล้วจะมีสีขาว ดินชนิดนี้มีความเหนียวมากกว่า และทำให้ผลิตภัณฑ์ที่ยังไม่ได้เผามีความแข็งแรงมากกว่าดินขาว

ดิน เหนียว อาจจะให้คำจำกัดความได้ว่า หมายถึง ดินที่มีสีขาว ขาวคล้ำจนถึงดำสนิท มีแหล่งสะสมในที่ลุ่มมีเม็ดละเอียดมีอินทรีย์สารเจือปนมีความเหนียวดีให้ ความแข็งแรงต่อผลิตภัณฑ์เมื่อยังไม่เผามากกว่าดินขาวเมื่อเผาจะมีสีขาวหรือ สีซีดจางลง

ส่วนประกอบของดินเหนียว

ส่วนประกอบทางเคมีของดินเหนียวแตกต่างไปตามแหล่งที่มันสะสม ส่วนประกอบโดยประมาณอาจจำแนกได้ดังนี้
1. SiO2 อยู่ระหว่าง 40 – 60%
2. Al2O3 ประมาณ 30%
3. H2O ในผลึกและอินทรีย์สาร 10%
4. TiO2, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O เล็กน้อย

คุณสมบัติทางกายภาพของเดินเหนียว

ขนาด ดินเหนียวมีขนาดละเอียดกว่าดินขาว ขนาดดินเหนียวจะมีขนาดละเอียดแค่ไหน และมากน้อยเพียงใดจะเปลี่ยนแปลงไปตามแหล่งที่พบคือแหล่งดินที่ถูกพัดพาไปไกลจากแหล่งเดิมมากจะมีการเสียดสี และการบดกันตามธรรมชาติมาก ขนาดของเม็ดดินจะละเอียดมากขึ้นตามลำดับ

ความเหนียว กล่าวโดยทั่วไปแล้ว ดินเหนียวมีความเหนียวดีกว่าดินขาว การผสมดินเหนียวลงไปในเนื้อดินปั้นจะช่วยทำให้การขึ้นรูปได้ดีขึ้น

การหด ตัวเมื่อแห้งดินเหนียวมีการหดตัวมากน้อยแตกต่างไปตามแหล่งหรือชนิดของดินเหนียวนั้น เช่นดินเหนียวที่มี SiO2 สูงแทบไม่มีการหดตัวเลย แต่ดินเหนียวที่มีอินทรีย์สารสูงจะมีการหดตัวมากประมาณ 15% แต่อย่างไรก็ตามเรา ไม่ใช่ดินเหนียวอย่างเดียวในการผสมเนื้อดินปั้นเราสามารถที่จะทดลองผสมเนื้อ ดินปั้นขึ้นมาหากส่วนผสมเนื้อดินปั้นที่ทมีการหดตัวที่เหมาะสมได้

ความแข็งแรงก่อนเผา ปกติดินเหนียวจะมีความแข็งแรงกว่าดินขาว ดินเหนียวที่มีความแข็งแรงสูงเมื่อผสมในเนื้อดินปั้นจะช่วยทำให้ผลิตภัณฑ์มีความแข็งแรงสูงตามด้วย

คุณสมบัติหลังจากเผา ถ้าเป็นดินเหนียวล้วน ๆ คุณสมบัติหลังจากการเผา เป็นต้น ว่ามีสีเป็นอย่างไร เนื้อดีหรือไม่ดีอย่างไร ไม่ค่อยสำคัญนัก แต่คุณสมบัติเหล่านี้จะมีผลกระทบกระเทือนเมื่อผสมดินเหนียวลงไปในเนื้อดินปั้น ดินเหนียวบางอย่างมี mica ประกอบอยู่ เมื่อผสมในเนื้อดินปั้นเมื่อเผา mica จะทำหน้าที่เป็นตัวเร่งให้เกิดปฏิกิริยาในเนื้อดินปั้นทำให้เนื้อผลิตภัณฑ์แน่นและเนียนมากขึ้น

แร่ดินต่าง ๆ ที่พบในดินเหนียวพอสรุปได้ คือ Kaolinite ซึ่งมีทั้งหยาบและละเอียดเป็นส่วนใหญ่นอกจากนี้ก็มี Montmorillonite และ Illite เล็กน้อยแร่อื่น ๆ ที่เป็นส่วนประกอบอยู่ก็มี Quartz, Mica เป็นต้น

ส่วนอินทรีย์สารที่พบได้แก่ Lignite, Waxes, Resin, Lignin และ Humus นอกจากนี้ก็มีเกลือที่ละลายน้ำได้ เกลือส่วนใหญ่เป็นเกลือซัลเฟตและเกลือคลอไรด์ของ Al, Fe, Ca, Mg, K, Na ความสามารถในการแลกเปลี่ยนอนุมูลอยู่ระหว่าง 7 ถึง 30 Milliequivalents ต่อ 100 กรัมของดินแห้ง

ข้อดีของดินเหนียวที่ใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิค

1.ช่วยเพิ่มความสามารถในการขึ้นรูปของเนื้อดินปั้นให้ดีขึ้น
2.พัฒนาผลิตภัณฑ์ก่อนเผาให้มีความแข็งแรงมากขึ้น ซึ่งเป็นผลทำให้การสูญเสียเนื่องจากการแตกหักของผลิตภัณฑ์ที่ยังไม่เผาในขณะมีการเคลื่อนย้ายลดน้อยลง
3.ช่วยทำให้น้ำดิบที่ใช้ในการเทแบบมีการไหลตัวดีขึ้น
4.ดินเหนียวบางชนิดมีความสามารถช่วยทำให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างมวลสารในเนื้อดินนั้นในขณะทำการเผา เป็นผลทำให้ผลิตภัณฑ์มีเนื้อแน่นเป็นเนื้อเดียวกันตลอด

ข้อเสียของดินเหนียวที่ใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิค

1.ในดินเหนียวมักมีสิ่งสกปรก เช่น Fe2O3 และ TiO2 ซึ่งเป็นตัวทำให้ความขาวของเนื้อผลิตภัณฑ์เสียไป โดยเฉพาะถ้ามีปริมาณ TiO2 มาก
2.ทำให้ความโปร่งแสงของผลิตภัณฑ์น้อยลง
3. ดินเหนียวมีส่วนประกอบไม่แน่นอนฉะนั้นทำให้เกิดความยุ่งยากในการควบคุมน้ำดินสำหรับเทแบบ

ธรรมชาติของดินเหนียว ดินชนิดนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วย Kaolinite แต่มีผลึกขนาดเล็กกว่า ดินชนิดอื่น ๆ และผลึกมักจะไม่สมบูรณ์ และบางครั้งก็พบแร่ดินอื่น เช่น Montmorilnite และ Illite เป็นต้น แร่ที่มักพบปนอยู่ในดินเหนียวเสมอ เช่น Quartz, Mica และ Iron Sulfide ดินเหนียวมีลักษณะพิเศษก็คือ มีสารอินทรีย์ปนอยู่เสมอ สารอินทรีย์นี้มีส่วนประกอบคล้ายลิกไนท์มาก ดินเหนียวเมื่อแห้งมีความแข็งแรงสูงและมีการหดตัวสูงเช่นกัน ดินเหนียวหลายชนิดมีช่วงอุณหภูมิกว้างที่จะเกิดปฏิกิริยาเปลี่ยนไปเป็นแก้ว ซึ่งเป็นประโยชน์ คือ ช่วยปรับปรุงเนื้อผลิตภัณฑ์หลังจากเผาแล้วให้ดีขึ้น ในประเทศไทยดินเหนียวที่นำมาใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิคมีหลายแหล่ง เช่น สุราษฎร์ธานี ปราจีนบุรี แม่เมาะ ลำปาง เชียงใหม่ เป็นต้น

หินฟันม้า (Feld spar)

เป็นสารประกอบอะลูมินาในซิลิเกตของอัลคะไลด์และอัลคะไลด์เออร์ท โดยเฉพาะสารประกอบของ Na, K, Ca พบมาก และใช้มากในอุตสาหกรรมเซรามิค สารประกอบบริสุทธิ์ของ Na, K, Ca หาได้ยาก ในแร่หินฟันม้าจะมีทั้ง Na, K, Ca ซึ่งจะมีอัตราส่วนแตกต่างไป เนื่องจากว่าสารประกอบทั้งสามตัวนี้มีการละลายซึ่งกันและกันในขณะที่เป็นของแข็ง

หินฟันม้าใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิกส์เพื่อเป็นตัวเริ่มก่อให้เกิดปฏิกิริยาการเกิดเนื้อแก้วในเนื้อผลิตภัณฑ์ ดังนั้น หินฟันม้าจึงเป็นตัวเสริมให้มีการเปลี่ยนแปลงไปเป็นแก้ว และช่วยส่งเสริมให้ผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติโปร่งแสงดีขึ้น หินฟันม้าเป็นแหล่งให้อัลคะไลด์และอะลูมินาแก่เคลือบและแก้ว ข้อดีที่ทำให้อุตสาหกรรมเซรามิคนำมาใช้ก็คือ หินฟันม้ามีราคาถูก และเป็นสารประกอบอัลคะไลด์ที่ไม่ละลายน้ำ

ส่วนประกอบของหินฟันม้า หินฟันม้าส่วนใหญ่มีส่วนประกอบคงที่พอสมควร เว้นแต่อัตราส่วนของ Na และ K เท่านั้นที่เปลี่ยนไป หินฟันม้าที่มี เปอร์เซนต์ Na สูงใช้ในการผลิตแก้วและประกอบด้วย K2O อยู่ระหว่าง 3.3 ถึง 13.1% Na2O อยู่ระหว่าง 1.9 ถึง 12.9% Fe อยู่ระหว่าง 0.04 ถึง 0.2% หินฟันม้าที่มี % Fe ต่ำ เหมาะสำหรับใช้ในการผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความขาว ใช้ในเคลือบที่ไม่ต้องการให้มีสี และใช้ในการผลิตแก้ว

คุณสมบัติของเซรามิก

คุณสมบัติของเซรามิคขึ้นอยู่กับโครงสร้างของเซรามิค เช่น การนำไฟฟ้าที่ต่ำมาก ซึ่งเป็นผลของการที่อิเลคตรอนเคลื่อนไหวไม่ได้ ส่วนคุณสมบัติแม่เหล็กของเซรามิคนั้น ขึ้นอยู่กับการจัดตัวของอิออนบวกและอิเลคตรอนใต้วงโคจรวาเลนซี สำหรับคุณสมบัติเชิงกลนั้นก็เป็นผลรวมของโควาเลนท์ ไอออนิก และแวนเดอร์วาลล์ บอนด์ ที่มีอยู่ในโครงสร้าง

ไดอิเล็กตริกเซรามิค

เซรามิค ถูกใช้เป็นฉนวนไฟฟ้า และส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้า เมื่อใช้เป็นฉนวนไฟฟ้า ก็มีหน้าที่แยกสองตัวนำที่มีศักดาไฟฟ้าต่างกัน เมื่อใช้เป็นส่วนประกอบ โครงสร้างของเซรามิกก็จะเป็นที่เกิดปฏิกิริยาระหว่างสนามไฟฟ้ากับประจุ

เซรามิคกึ่งตัวนำ
เซรามิคเป็นกึ่งตัวนำได้ถ้ามีธาตุทรานซิชั่น ที่มีหลายวาเลนซีเป็นองค์ประกอบเป็นประโยชน์ในการใช้ทำเทอร์มิสเตอร์ (thermistor) ใช้ในการวัดอุณหภูมิและใช้ในการทดลองแทนความต้านทานที่เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิในส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้า

คุณสมบัติเชิงกลของเซรามิก
คุณสมบัติ เชิงกลของเซรามิกลักษณะสำคัญของวัสดุเซรามิกโดยทั่วไปก็คือการมีความแข็งแรง เฉือนสูงและความแข็งแรงแตกหักต่ำ ดังนั้นเซรามิกทั่วไปจึงแตกสลายแบบเปราะการเลื่อนของระนาบในเซรามิกมีความ แตกต่างกันของโลหะเพราะอะติมของเซรามิกมีหลายชนิดเมื่อมีการเลื่อนเกิดขึ้น พันธะเดิมถูกทำลายจึงเป็นผลทำให้เปราะถ้าไม่มีความพรุน ความแข็งแรง แรงอันสูง และในทางทฤษฎีความแข็งแรงดึง ก็ควรจะสูงด้วยแต่ในทางปฏิบัติมีค่าต่ำมากเพราะเซรามิกมีรอยแตกเส้นแบ่งเกรน รู มาก ซึ่งเป็นที่เกิดของความเค้นภายในที่คายไม่ได้เหมือนกันในวัสดุเหนียว

คุณสมบัติทางความร้อน

เซรามิกนำความร้อนได้โดยโฟนอน (phonon) ซึ่งเป็นการนำความร้อนที่เป็นผลของปฏิกิริยาระหว่างการสั่นสะเทือนที่ไม่พร้อมเพรียงกันของแลททิช และที่อุณหภูมิสูงโดยการถ่ายเทความร้อนแผ่ (radiant heat transfer) การที่เส้นแบ่งเกรนสามารถกระจายพลังงานแผ่ได้ จึงทำให้สภาพนำความร้อนของเซรามิกธรรมดามีค่าต่ำของผลิตเดี่ยว ซึ่งไม่มีเส้นแบ่งเกรน

อุตสาหกรรมเซรามิคประเภทต่าง ๆ

ผลิตภัณฑ์ปอร์สเลน (Porcelain)

ผลิตภัณฑ์ปอร์สเลน (Porcelain) หมายถึง ผลิตภัณฑ์ที่มีเนื้อสีขาว โปร่งแสงผลิตที่อุณหภูมิสูงราว 1300o C เนื้อที่ความแข็งแกร่งเหมือนแก้ว ไม่มีการดูดซึมน้ำ เมื่อเคาะจะมีเสียงดังกังวาน ปกติจะใช้เคลือบใสทับตลอด บางกรณีก็มีการเขียนลวดลายใต้น้ำเคลือบ เช่น เครื่องลายคราม (blue and white) และเครื่องเบญจรงค์ ผลิตภัณฑ์จากประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน ส่วนใหญ่เป็นชนิดปอร์สเลน ปอร์สเลนที่ผลิตจากประเทศทางตะวันตกมักจะตีตราว่า Fine China

ปอร์สเลนมีขั้นตอนการผลิตที่ยุ่งยาก สิ้นเปลืองแรงงานและพลังงานมากกว่าผลิตภัณฑ์ชนิดอื่น แถมยังได้ของเกรด A น้อย จึงมีราคาค่อนข้างสูง ปัจจุบันเมืองไทยมีโรงงานที่ผลิตจานชามชนิดปอร์สเลนประมาณ 6 โรงงาน และมีโรงงานผลิตของประดับ เครื่องบายครามเนื้อปอร์สเลนที่ลำปางหลายโรงงานด้วย

วัตถุดิบสำคัญของโรงงานเหล่านี้คือ ดินขาว ดินบอลเคลย์ หินไชน่าสโตน โพแทสเซียมเฟลด์ สปาร์และควอร์ซ วัตถุดิบที่ใช้ทั้งในการทำเนื้อผลิตภัณฑ์และน้ำยาเคลือบ ต้องการสิ่งที่มีคุณภาพสูงที่สุด

สโตนแวร์ (Stoneware)

สโตนแวร์ (Stoneware) หมายถึง ผลิตภัณฑ์ที่มีความแข็งแกร่งไม่มีการดูดซึมน้ำหากเป็นจานชาม จะมีเนื้อสีขาว หรือลวดลายได้ แต่มักจะมีความหนากว่าปอร์สเลน และไม่มีความโปร่งแสงน้ำยาเคลือบส่วนใหญ่ออกสีต่าง ๆ และอาจมีการพิมพ์ลวดลายใต้เคลือบหรือบนเคลือบสโตนแวร์ เป็นผลิตภัณฑ์ที่รุ่งเรืองในญี่ปุ่น และยุโรป ขั้นตอนการผลิตและข้อจำกัดในเรื่องวัตถุดิบไม่ยุ่งยากเหมือนปอร์สเลน ทั้งยังมีความแข็งแกร่งมีลวดลายและสีสันไม่จำกัด จึงเป็นที่นิยมของแม่บ้านและภัตตาคารต่าง ๆ สโตนแวร์สีขาวที่ใช้ในห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์บางทีเรียกกันว่า Chemical porcelain ถ้วยน้ำชารูปแบบต่าง ๆ และถ้วยชามของญี่ปุ่นที่มีสีสันแปลก ๆ ทั้งที่จำหน่ายเป็นชุดและจำหน่ายเป็นชิ้น ส่วนใหญ่เป็นสโตนแวร์ทั้งนั้น

ผลิตภัณฑ์สโตนแวร์ สามารถผลิตได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าปอร์สเลน และสามารถเผาครั้งเดียวได้จึงเป็นที่เชื่อว่าจะมีการขยายตัวอย่างกว้างขวาง

เอิทเธนแวร์ (Earthern ware)

เอิทเธนแวร์ (Earthern ware)หมายถึง ผลิตภัณฑ์พวกจาน ชาม และของชำร่วย ที่เนื้อยังมีความพรุนตัวสามารถดูดซึมน้ำได้ ส่วนใหญ่จะมีเนื้อสีขาวทึบ เมื่อเคาะไม่มีเสียงกังวาน ทำการเผารูปทรงที่อุณหภูมิที่ใช้เผาน้ำยาเคลือบ ต้นทุนการผลิตไม่แพง และทำได้ไม่ยาก แต่มีความแข็งแกร่งน้อยกว่าสโตนแวร์ หรือปอร์สเลน ผลิตภัณฑ์ถ้วยชามจากจังหวัดลำปาง และของประดับส่วนใหญ่ในจังหวัดเชียงใหม่จัดเป็นพวกเอิทเธนแวร์ ในอนาคตผลิตภัณฑ์ขึ้นโต๊ะอาหารคงจะหันมานิยมสโตนแวร์มากกว่าเอิทเธนแวร์ เอิทเธนแวร์คงจะนำไปใช้กับกลุ่มของประดับที่ระลึกและของชำร่วยที่ไม่เกี่ยวกับการนำมาใช้งาน

เครื่องสุขภัณฑ์และลูกถ้วยไฟฟ้า

ผลิตภัณฑ์ทั้งสองชนิดใช้เนื้อใกล้เคียงกัน คือ มีเนื้อสีขาวแต่ทึบแสง เป็นของที่มีความหนา และใช้น้ำยาเคลือบทึบแสง มีการดูดซึมใกล้ 0 วัตถุดิบที่ใช้คล้ายคลึงกันเพียงแต่ลูกถ้วยไฟฟ้านิยมใช้โพแทสเซียมเฟลตด์สปาร์ เพื่อให้มีคุณสมบัติด้านฉนวนไฟฟ้าดีขึ้น เครื่องสุขภัณฑ์ในบ้านเรามีโรงงานผลิต 5 โรงงานสามารถผลิตชิ้นใหญ่และสวยมีคุณภาพดีส่งออกจำหน่ายต่างประเทศ ความต้องการของตลาดภายในประเทศจะขยายตัวขึ้นเรื่อย ๆ ตามความเจริญในส่วนท้องถิ่น ของชิ้นเล็กราคาไม่แพงจะยังมีความต้องการสูงมาก ขณะที่การผลิตเพื่อการส่งออกต้องการเน้นเรื่องคุณภาพและราคา

กระเบื้องชนิดต่าง ๆ

กระเบื้อง ชนิดต่าง ๆ เช่นกระเบื้องบุผนัง และกระเบื้องปูพื้น ได้รับการพัฒนาไปมากในระยะไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการผลิตกระเบื้องบุผนังที่ พิมพ์ลายต่าง ๆ ขณะที่กระเบื้องปูพื้นก็มีขนาดแผ่นใหญ่และมีสีสันลวดลายมากมายชนิดมาตรฐาน การผลิตได้ใช้เทคโนโลยีสูงคุณภาพได้รับรางวัลจากต่างประเทศมากหลายคราวแล้ว แนวโน้มยังเป็นวัสดุที่มีความนิยมสูงในประเทศและโอกาสการขยายตัวมาก ขึ้นคงต้องขึ้นกับตลาดต่างประเทศกระเบื้องบุผนังจะมีความบางส่วนใหญ่นิยม เนื้อสีขาวทึบมีความพรุนตัวสูงขณะที่กระเบื้องปูพื้นต้องรับน้ำหนักมากจึง มักจะมีความหนากว่าควรมีการดูดซึมน้ำน้อยที่สุดสีของเนื้อไม่จำเป็นต้องขาว ส่วนกระเบื้องประดับและอิฐประดับนั้นมักหมายถึงผลิตภัณฑ์ที่ไม่เคลือบหรือ เคลือบแต่มีความหนา และมีลวดลายต่าง ๆ ใช้บุภายในและภายนอก

อิฐทนไฟและเฟอร์นิเจอร์ที่ใช้ในเตาเผา

อิฐทนไฟและเฟอร์นิเจอร์ที่ใช้ในเตาเผา เนื้อคอร์เดียไรท์ (cordierite) เหมาะใช้กับงานอุณหภูมิไม่เกิน 1220o C สูงกว่านี้ควรเป็นพวกเนื้อมูลไลท์ (mullite) อะลูมินา (high Al2O3) และพวกซิลิคาร์ไบด์ (sikiconcarbide) และคุณสมบัติที่ สำคัญของอิฐทนไฟที่ใช้ในเตาถลุงก็คือจะต้องทนต่อตะกรันทนต่ออุณหภูมิสูงและเป็นฉนวนควานร้อนที่ดีใน

อิฐที่มีฤทธิ์เป็นกรด (acidic bricks) จะถูกกว่าแต่สำหรับเตาถลุงที่มีตะกรันพวก CaO และ MgO ตะกรันเหล่านี้จะทำปฏิกิริยากับ SiO2 ที่อุณหภูมิต่ำ และจำทำให้อิฐกร่อนได้ จึงจำเป็นต้องใช้อิฐที่มีฤทธิ์ เป็นด่าง (basic bricks) แทน

เซรามิคที่ใช้กับงานไฟฟ้า

เซรามิคที่ใช้กับงานไฟฟ้า จะแบ่งเป็นพวกใหญ่ ๆ คือ เป็นฉนวนไฟฟ้า ใช้ในไฟฟ้ากำลังและพวกที่ใช้เป็นชิ้นส่วนต่าง ๆ ในงานอิเลคทรอนิกส์ เช่น คาร์ปาซิเตอร์ และแม่เหล็ก โดยจะทำการส่วนประกอบที่สำคัญ 3 อย่างคือ ดินขาว 60% เฟลด์สปาร์ 20% และซิลิกา 20%

ในส่วนของเซรามิคที่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก จะประกอบไปด้วย MnO, CoO และ Fe2O3 ผสมกันแล้วเผาในเตาที่อุณหภูมิ 650o – 1084o C แล้วนำมาบดให้ละเอียดอีกครั้งหนึ่ง ก็จะได้สารแม่เหล็ก ซึ่งอาจใช้เคลือบบัตรโทรศัพท์ หรืออื่น ๆ

ผงขัด (Abrasives) และ มีด (Cutter)

ผงขัด (Abrasives) และ มีด (Cutter) ผงขัดที่ใช้ในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ (85%) เป็นอะลูมินาสังเคราะห์และบางส่วน (15%) เป็นซิลิคอนหรือไทเทเนียมคาร์ไบด์คาร์ไบด์มีความแข็งกว่า แต่จะเปราะกว่า มีดที่ทำด้วยวัสดุเซรามิคจะปอกเนื้อโลหะได้เร็วกว่ามีดอื่น ๆ รวมทั้งมีดที่ทำด้วย ทังสเตนคาร์ไบด์ทั้งนี้เพราะมีดเซรามิคมีความแข็งสูง แม้ขณะร้อนมีสัมประสิทธิ์ความฝืดต่ำ มีสมบัติทนการสึกหรอมาก และการนำความร้อนต่ำ ความร้อนที่เกิดขึ้นจากการปอกจะถูกนำไปโดยขี้โลหะ (Chip) ทำให้ทั้งมีดและด้ามมีดตลอดจนชิ้นงานมีความร้อนต่ำไปด้วย อย่างไรก็ดีเนื่องจากเซรามิกเปราะจึงต้องระวังไม่ให้รับความร้อนหรือแรงกระแทกทันทีทันใด

เซรามิคใช้งานได้ดีในงานปอกเหล็ก หล่อเหล็กกล้าด้วยความเร็วสูงติดต่อกันนาน ๆ เซรามิคใช้แทนคาร์ไบด์ได้ดี ในกรณีที่ใช้คาร์ไบด์แล้วสึกเร็ว

ผลิตภัณฑ์อื่น ๆ

ผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ผลิตภัณฑ์ที่ใช้กับงานก่อสร้าง เช่น ลูกกรงเซรามิก ช่องแสง ช่องลม หลังคากระเบื้อง ทั้งนี้เน้นเรื่องเนื้อความแข็งแรง และขนาดของชำร่วยและของที่ระลึก ของประดับ เช่น ดอกไม้ เข็มกลัด แจกัน รูปสัตว์ต่าง ๆ ของที่ระลึกต่าง ๆ ซึ่งเนื้อส่วนใหญ่จะเป็นสโตนแวร์หรือเอิทเธนแวร์