Porselen bünyede kalsine hammadde kullanılabilirliğinin araştırılması

Abstract

Ill ÖZET PORSELEN BÜNYEDE KALSİNE HAMMADDE KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI Ahmet ARPAÖZÜ Seramik Ana Bilim Dalı Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Haziran 2002 Danışman: Yard. Doç. Dr. Ali KARTAL Bu çalışmada porselen bünyede kalsine hammadde katkısı kullanılarak sinterleme sıcaklığının aşağı çekilebilirliği araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar üç ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde %50 kolemanit ihtiva eden hammadde bileşimlerinin pilot çaplı döner fırında 800±30 °C de kalsinayonu yapılmıştır. İkinci bölümde ise kalsine bileşimlerden erime davranışlarına göre sert yapıda olanın belirlenerek iki ayrı porselen massesinde % 1, 2, 4, 6 ve 8 oranlarında katkı olarak kullanılması çalışmaları yapılmıştır. Birinci grup masse çalışmalarında sırlık kuvars, K- feldspat, Grolleg kaoleni, Düvertepe ve Hallaçlar kaoleni hammaddeleri kullanılmıştır. Hidrolik kuru preste şekillendirilip, 1200, 1250, 1275 ve 1325 °C de laboratuar fırınında sinterlenen numunelerde kullanılan Düvertepe kaoleni hammaddesinin kimyasal bileşimindeki yüksek miktardaki SO3 safsızlıklarından dolayı, deformasyonsuz, düzgün formda seramik bünyeler oluşturulamamıştır. İkinci grup masse çalışmalarında ise Porland Porselen Fabrikası işletme massesi kullanılmıştır. Alçı kalıp kullanılarak plastik şekillendirme ile hazırlanan numuneler 1365 °C de işletme fırınında indirgen atmosferde, ' 1240 ve 1300 °C de elektrikli laboratuar fırınında sinterl enmiştir.IV Üçüncü bölümde; sinterlenen numunelere küçülme, su emme, birim hacim ağırlık, görünür porozite ve eğilme mukavemeti testleri yapılarak sinterleşme davranışları ve mekaniksel davranışları belirlenmiş; optik mikroskop ve taramalı ; elektron mikroskop ile mikro yapıları incelenmiştir. İşletme masse bileşimine % 1 oranında kalsine hammadde katkısı ile elde edilen numuneler, 1240 °C de elektrikli laboratuar fırınındaki pişirim neticesinde, katkısız aynı massenin işletme koşullarında pişirilmiş numunelerine benzer teknik özellikler göstermiştir. % 1 ve 2 katkılı numunelerin pürüzsüz yüzey düzgünlüğü de işletme numunelerine oldukça yakındır. Ayrıca yine % 1 kalsine hammadde katkılı 1240 °C de elektrikli laboratuar fırınında sinterlenen numunelerin optik mikroskop ve SEM incelemeleri sonucunda gözenek dağılımı ve müllit fazı oluşumu açısından da 1365 °C de endüstri fırınında sinterlenen katkısız numuneler ile benzer mikroyapı görüntüleri elde edilmiştir. Sonuç olarak laboratuar koşullarında 1240 °C de sinterlenen % 1 kalsine hammadde katkılı örneklerin teknik özellikleri böyle bir çalışmanın işletme* koşullarında yapılarak durumun ona göre değerlendirilmesini ortaya koymaktadır. i

ABSTRACT THE INVESTIGATION ON THE USE OF CALCINED MATERIAL IN THE PORCELAIN BODY Ahmet ARPAÖZÜ Department of Ceramics Afyon Kocatepe University, Institute of Natural Sciences June 2002 Advisor: Asst. Prof. Dr. Ali KARTAL Within the scppe of this work, it was aimed that reducing of sintering temperature of the porcelain body by using material which has been calcined. Experimental studies were made up there steps; In the first step, pilot-plant calcination of compositions which including % 50 colemanite were carried out in rotation furnace. In the second step, the most hard one of the calcined composition were determinated according to melting behaviours and different additional amounts of this calcined material (% 1, 2, 4, 6 and 8) were added to different porcelain bodies. In the first group studies, raw materials of quartz (in the glaze quality), potassium feldspar, Grolleg, Duvertepe and Hallaçlar Kaolin were used. From the samples which dry pressed and sintered at 1200, 1250, 1275 and 1325 °C were not obtained samples with suit form due to high amount of SO3 impurity in the Duvertepe Kaolin. In the second group studies, porcelain mass of Porland Porselen was used. The formed samples with plastic method in the ceramic mould, were sintered at 1365 °C in the reduction atmosphere (factory's kiln) and at 1240 and 13Q0 °C in the laboratory's kiln.In the third step, on the samples sintered, volume weight, apparent porosity, water absorption, bending strength, shrinkage and thermal expansion experiments were performed. On the other side, microstructure of these samples were examined by optical microscopy and scanning electron microscopy. It was observed that obtained samples by adding calcined material to porcelain body at proportion 1 % and sintered at 1240 °C in the laboratory's kiln have good technical properties as much as the properties of those samples which sintered in the factory's conditions. In addition, surface smoothness of the samples that have been added calcined material at proportion % 1 and 2 are nearly same with factory's samples. On the other side, it was obtained that the microstructures of the samples with addition % 1 calcined material and sintered at 1240 °C in the laboratory's kiln was alike in the view of distribution of pore and occurring of mullite phase to microstructures of the samples with no addition and sintered at 1365 °C in the industrial kiln. As a result, in the view of thechnical properties of the samples which sintered at 1240 °C in the laboratory's condition, the same study should be done in the factory's condition and examine the final results according to above mentioned.