Kil Çamuru Örneklerinin Akış Özellikleri ile Seramik Ham/Pişmiş Ürünlerin Özellikleri Arasındaki İlişki

Bu çalışmada, slip döküm ile üretilen ham ve sinterlenmiş ürünlerde istenilen özellikleri sağlamak için ESC-3 kili kullanılarakhazırlanan çamura çeşitli dispersantların (Dolapix PC-67, Dolapix SPC 7, Darvan CN, Darvan A821 ve Na2SiO3), akış özelliklerineetkileri araştırıldı. Çamurun akış eğrileri dikkate alınarak, en uygun dispersantın Dolapix PC-67 olduğu ve dozajın da ~% 0.1 olduğubelirlendi. Daha sonra çamur, aynı deney şartlarında ve sırasıyla ağırlıkça % 0, 0.03, 0.1 ve 1.0 Dolapix PC-67 dozajları kullanılarakçubuk şeklindeki numuneler hazırlandı. Elde edilen ham numuneler kurutulduktan sonra 1200°C'de sinterlendi. Ham ve sinterlenmişnumunelere bazı fiziksel ve mekanik testler uygulanmış, ayrıca SEM ve XRD kullanılarak mikro yapıları, kristallikleri ve ikincil fazoluşumları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlardan bazıları şöyledir: (i) Çamura dispersant ilave edilmesi, slip döküm ile elde edilen ham ve sinterlenmiş ürünlerin fiziksel ve mekanik özellikleri üzerinde olumlu bir etkiye sahip olmuştur. (ii)Slip döküm yöntemiyle kilçamuru hazırlanırken kullanılacak dispersant miktarının optimum değerinin belirlenmesi önemli bir husustur. Ancak ford cup ile eldeedilen akışkanlık eğrileri ve sonrasında elde edilen ham/sinterlenmiş ürün özelliklerine göre şu söylenebilir: Seramik döküm çamurlarında akış süresinin en düşük (yani akışkanlığın en yüksek) olduğu dispersant dozajında, ham ve sinterlenmiş ürünlerinfiziksel/mekanik özelliklerinin de daima en iyi olacağı anlamına gelmemektedir. (iii) Farklı dispersant dozajlarında hazırlanan çamurdanelde edilen ham ve pişmiş ürünlerin fiziksel ve mekanik özellikleri ile çamurun akışkanlık eğrisi arasındaki ilişkiyi SEM görüntüleriyleortaya koymak pek mümkün değildir.

The Relationship between the Flow Properties of Clay Slurry Samples and the Properties of Ceramic Green/Sintered Products

This study investigated the effects of various dispersants (Dolapix PC-67, Dolapix SPC 7, Darvan CN, Darvan A821 and Na2SiO3) onthe flow properties of slurry prepared using ESC-3 clay to find the optimum dispersant type and dispersant dosage to produce therequired properties in green and sintered products produced by slip casting. By considering the flow curves of slurry, it was determinedthat the most suitable dispersant was Dolapix PC-67 and the dosage was ~0.1%. Afterwards, the slurry was prepared in bar-shapedsamples keeping the same experimental conditions and using Dolapix PC-67 dosages of 0, 0.03, 0.1 and 1.0 wt. %. The resulting greenbody samples were dried and sintered at 1200°C. Some physico-mechanical tests were applied to both the green and sintered samples,as well as investigating their microstructure, crystallinity and secondary phase formations using SEM and XRD. Some of the resultsobtained were as follows: (i) adding dispersant to the slurry had a positive effect on the physical and mechanical properties of the greenand sintered products obtained by slip casting. (ii) Determination of the optimum dispersant dosage used in the ceramic slurry by slipcasting is an important factor. When the properties of the green/final products and their flow curves measured by Ford cup wereconsidered, it can be said that the dispersant dosage at which the shortest flow duration was obtained did not always correspond to thebest results for the physico-mechanical properties of green/final products. (iii) The relationship between the green and sintered samples prepared from slip casting using different dispersant dosages, and the flow curves of these slips, could not be observed from their SEMimages.

___

  • [1] Kingery, W.D. (1960). Introduction to Ceramics, John Wiley & Sons Inc., New York, USA.
  • [2] Reed, J.S. (1994). Principles of Ceramics Processing (second edition), John Wiley & Sons Inc., New York, USA.
  • [3] Tsetsekou, A., Agrafiotis, C., Leon, I.  Milias, A. (2001). Optimization of the Rheological Properties of Alumina Slurries for Ceramic Processing Applications Part II: Spray-Drying, J. Eur. Ceram. Soc. 21, 493506.
  • [4] Mei, S., Yang, J.  Ferreira, J.M.F. (2003). Comparison of Dispersants Performance in Slip Casting of CordieriteBased Glass-Ceramics, Ceram. Int. 29, 785791.
  • [5] Hotta, Y., Omura, N., Sato, K.  Watari, K. (2007). Slip Casting Using Wet-Jet Milled Slurry, J. Eur. Ceram. Soc., 27, 753757.
  • [6] Demirkol, N. (2019). Sintering and Technological Properties of Dry Pressed Ceramic Body Containing Kastamonu Mud and Clay, Europan Jounal of Science  Techonology 15, 499–504.
  • [7] Sun, X., Wu, H., Zhu, G., Shan, Y. N., Xu, J., Li, J.  Olevsky, E. (2020). Direct Coarse Powder Aqueous Slip Casting and pressureless Sintering of Highly Transparent AlON Ceramics, Ceram. Int. 46, 48504856.
  • [8] Xu, Y., Mao, X., Fan, J., Li, X., Feng, M., Jiang, B., Leia, F.,  Zhang, L. (2017). Fabrication of Transparent Yttria Ceramics by Alcoholic Slip-Casting, Ceram. Int. 43, 8839–8844.
  • [9] Shanefield, D.J. (1996). Organic Additives and Ceramic Processing (second edition), Kluwer Academic Publishers, Boston, USA.
  • [10] Dinger, D.R. (2002). Rheology for Ceramics - Dinger Ceramic Consulting Service, Clemson, USA.
  • [11] Landrou, G., Brumaud, C., Plötze, M. L., Winnefeld, F.  Habert, G. (2018). A Fresh Look at Dense Clay Paste: Deflocculation and Thixotropy Mechanisms, Colloid Surfaces A. 539, 252260.
  • [12] Rahaman, M.N. (1995). Ceramic Prosessing and Sintering, Marcel Dekkel Inc., New York, USA.
  • [13] Amorós, J.L., Beltrán, V., Sanz, V.  Jarque, J.C. (2010). Electrokinetic and Rheological Properties of Highly Concentrated Kaolin Dispersions: Influence of Particle Volume Fraction and Dispersant Concentration. Appl. Clay Sci., 49, 3343.
  • [14] Akpınar, S. (2019). Influence of Dispersing Agents on Microstructure-Related Properties of Slip Cast Cordierite Ceramics, Ceram. Int., 45, 15488–15495.
  • [15] Singer, F.S. (1963). Industrial Ceramics, Champman and Hall, London, England.
  • [16] Fangli, Y., Huanrui, W., Yu, B.  Jianfeng, Y. (2010). Preparation and Characterization of Porous Si3N4 Ceramics Prepared by Compression Molding and Slip Casting Methods, Bull. Mater. Sci., 33(5) 619–624.
  • [17] Greenwood, R. (2003). Review of the Measurement of Zeta Potentials in Concentrated Aqueous Suspensions using Electroacoustics, Adv. Coll. Inter. Sci., 106, 55-81.
  • [18] Gören, R., Ersoy, B., Özgür, C.  Alp, T. (2012). Colloidal Stability-Slip Casting Behaviour Relationship in Slurry of Mullite Synthesized by the USP Method, Ceram. Int., 38, 679685.
  • [19] Ganesh, I. (2011). Aqueous Slip Casting of MgAl2O4 Spinel Powder, Bull. Mater. Sci., 34 (2), 327335.
  • [20] Şakar-Deliormanlı, A.  Yayla, Z. (2004). Effect of Calcium Hydroxide on Slip Casting Behaviour, Appl. Clay Sci., 24, 237243.
  • [21] Eygi, M.S.  Ateşok, G. (2008). An Investigation on Utilization of Poly-Electrolytes as Dispersant for Kaolin Slurry and its Slip Casting Properties, Ceram. Int., 34, 19031908.
  • [22] Marco, P.  Liorens, J. (2009). Surface Charge and Rheological Properties of Raw Porcelain Gres Suspension with Acrylic Bearing Carboxylic Groups, J. Eur. Ceram. Soc., 29, 559564.
  • [23] Burgos-Montes, O.  Moreno, R. (2007). Colloidal Behaviour of Mullite Powders Produced by Combustion Synthesis, J. Eur. Ceram. Soc., 274, 751–4757.
  • [24] Temoche, F., Garrido, L.B.  Aglietti, E.F. (2005). Processing of Mullite-Zirconia Grains for Slip Cast Ceramics Slip Casting of Cordierite and Cordierite-Mullite Materials Ceram. Int. 31, 917–922.
  • [25] Camerucci, M.A., Cavalieri, A.L.  Moreno, R. (1998). Slip Casting of Cordierite and Cordierite-Mullite Materials, J. Eur. Ceram. Soc., 18, 2149–2157.
  • [26] Mei, S., Yang, J.  Ferreira, J. M. F. (2001). Effect of Dispersant Concentration on Slip Casting of CordieriteBased Glass Ceramics, J. Coll. Inter. Sci., 241, 417–421.
  • [27] Lao, X., Xu, X., Jiang, W., Liang, J., Miao, L.  Wu, Q. (2020). Influences of Impurities and Mineralogical Structure of Different Kaolin Minerals on Thermal Properties of Cordierite Ceramics for High-Temperature Thermal Storage, Appl. Clay Sci., 187, 105485.
  • [28] Mucur, T. (2010). Optimisation of the Dispersion/Flowing Properties of Ball Clay used in Sanitary Ware Ceramic Productions and Its Influence on the Properties of Green and Fired Products, Afyon Kocatepe University, Institute for the Natural and Applied Sciences, Ms. Sc. Thesis.
  • [29] Grim, R.E. (1968). Clay Mineralogy (second edition), McGraw-Hill Book Comp, New York, USA.
  • [30] Karakaya, M. (2006). Properties and Identification Methods of Clay Minerals, Bizim Büro Basımevi, Ankara, Turkey.
  • [31] Leja, J. (1982). Surface Chemistry of Froth Flotation, Plenum Press, New York, USA.
  • [32] Huertas, F. J., Chou, L.  Wollast, R. (1999). Mechanism of Kaolinite Dissolution at Room Temperature and Pressure Part II: Kinetic study, Geochim. Cosmochim. Acta, 63(1920), 3261.
  • [33] Lagaly, G. (1989). Principles of Flow of Kaolin and Bentonite Dispersions, Appl. Clay Sci., 4, 105123.
  • [34] Gregory, J. (1989). Fundamental of Flocculation, Crit. Rev. Environ. Control, 19, 185–230.
  • [35] Lagaly, G.  Ziesmer, S. (2003). Colloid Chemistry of Clay Minerals: The Coagulation of Montmorillonite Dispersions Adv. Colloid Interface, 100102, 105–128.
  • [36] Johnson, S. B., Franks G. V., Scales, P. J., Boger, D. V.  Healy, T. W. (2000) Surface Chemistry-Rheology Relationships in Concentrated Mineral Suspensions Int. J. Miner. Process., 58, 267–304.
  • [37] Ferrari, B.  Moreno, R. (1997). Electrophoretic Deposition of Aqueous Alumina Slips, J. Eur. Ceram. Soc., 17, 549–556.
  • [38] Tadros, T. T. (2005). Applied Surfactants, Principles and Applications, Wiley-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA, Weinheim
  • [39] Hunter, R. J. (1981). Zeta Potential in Colloid Science, Academic Press Inc., San Diego, USA.
  • [40] Çelik, M. S.  Ersoy, B. (2004). In Schwarz, J. A., Contescu, C. I. & K Putyera (eds), Mineral Nanoparticles: Electrokinetics: in Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology (Marcel-Dekker Inc, New York) pp. 19912005.
  • [41] Chassagne, C., Mietta, F.  Winterwerp, J. C. (2009). Electrokinetic Study of Kaolinite Suspensions, J. Coll. Inter. Sci., 336 352359.
  • [42] Zaman, A. A., Tsuchiya, R.  Moudgil, B. M. (2002). Adsorption of Low-Molecular-Weight Polyacrylic Acid on Silica, Alumina, and Kaolin J. Coll. Inter. Sci., 256 7378.
  • [43] Taylor, M. L., Morris, G. E., Self, P. G.  Smart, R. St. C. (2002). Kinetics of Adsorption of High Molecular Weight Anionic Polyacrylamide onto Kaolinite: The Flocculation Process, J. Coll. Inter. Sci., 250, 2836.
  • [44] Ersoy, B., Evcin, A., Uygunoglu, T., Akdemir, Z. B., Brostow, W.  Wahrmund, J. (2014). Zeta Potential– Viscosity Relationship in Kaolinite Slurry in the Presence of Dispersants, Arab. J. Sci. Eng., 39, 5451–5457.
  • [45] Lavat, A. E., Grasselli, M. C.  Julia, E. T. (2007). Phase Changes of Ceramic Whiteware Slip-Casting Bodies Studied by XRD and FT-IR, Ceram. Int., 33, 1111–1117.
Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Osman Sağdıç
Sayıdaki Diğer Makaleler

Farklı Oranlarda Polen İlaveli Geleneksel Ev Yoğurdunun Fiziksel ve Kimyasal Özelliklerinin İncelenmesi

Selin FINDIK, Vildan UYLAŞER, Mehmet Musa ÖZCAN, Duygu İpek ÇOBAN

Bazı Doğal Bileşikler ve Benzentiyol ile Polifenol Oksidaz İnhibisyonu Yoluyla Enzimatik Kararmanın Önlenmesi

Mine AKSOY

İki Farklı Polimerin Sondaj Çamuru Özellikleri Üzerine Etkileri

İlker ACAR, Ercan DOĞAN, Furkan URHAN, Ahmet Ömür AK

Eğimli Zeminlerde İnşa Edilen Betonarme Binaların DepremDavranışlarının İncelenmesi

Ercan IŞIK, İbrahim Baran KARAŞİN, Ali Emre ULU

Potansiyel Bir Adsorban Olarak Perlit İçeren Polisakkarit Esaslı Küresel Hibrit Tanecikler

İlknur KÜÇÜK, İrem SARISAKAL

Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi ile Kontrast Madde Iomeprol Üzerinde Çözücü Etkileri

Meryem EVECEN, Fatma KANDEMİRLİ, Sedat Giray KANDEMİRLİ, Fatma GENÇ

Farklı Puccinellia ciliata Popülasyonlarının Tuzluluk Stresine Fizyolojik ve Tohum Verimi Tepkileri

Volkan Mehmet ÇINAR, Aydın ÜNAY, İlkay YAVAŞ

Aşırı Beslenmeye Bağlı Oluşan İnsülin Direncinin BiyokimyasalGelişimi ve AMP-ile Aktive Edilmiş Protein Kinaz (AMPK)’ınFonksiyonu

Mustafa YAMAN, Halime UĞUR, Cemalettin KİŞMİROĞLU, İsmail BELLİ, Bahtiyar ÖZGÜR

Lazer Kaynağı İle Birleştirilen AISI 410S Ferritik Paslanmaz ÇeliğinMikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Gerilme Giderme Isıl İşlemininEtkileri

Ceyhun KÖSE, Ceyhun TOPAL

Isparta Kent Merkezindeki Müstakil Konut Bahçelerinde Yer Alan Kentsel Donatı Elemanlarının İrdelenmesi Üzerine Bir Çalışma

Candan KUŞ ŞAHİN