Pigmentlerin ve kompozisyonun renkli porselen çamur ve bünye özelliklerine etkisinin araştırılması

Porselen, kaolinit, feldspat ve kuvarstan üretilen yoğun, yüksek derecede vitrifiye ve yarı saydam beyaz bünyeli seramiktir. Son zamanlarda, porselen malzemelerin içsel beyaz rengi değiştirilerek farklı dekoratif etkiler elde etmek için renkli porselen bünyeler üretilmektedir. Bu çalışmada renksiz, sarı ve siyah porselen bünyeler için pigment ilavesinin çamur ve nihai ürünün fiziksel özelliklere etkisi ve sarı renkli bünyelerde kompozisyonun bünye özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Böylece işletme koşullarında pigment, hammadde vb. gibi bileşenler değiştiğinde kompozisyon-ürün özellik ilişkilerinin kurulabilmesi ve ürün kontrolünün sağlanması hedeflenmiştir. Standart renksiz porselen bünye kompozisyonuna sarı zirkon pigmenti ve siyah demir-krom spinel pigmenti eklenerek farklı porselen kompozisyonları hazırlanmıştır. Pigment ilavesi çamur özelliklerini ve pişmiş porselen özelliklerini değiştirmektedir. Sarı pigment eklenmesi durumunda çamur akış süresi 48s'den 53s'ye artmakta ve kalınlaştırıcı gibi davranmaktadır. Buna karşılık, siyah pigment, çamurun akış süresini 40 s'ye azaltmakta ve inceltici gibi davranmaktadır. Siyah porselen numunelerde diğerlerine göre daha yüksek Fe2O3 içeriği nedeniyle % bisküvi porozite değeri %31,93'e ve % bisküvi su emme değeri %17,92'ye düşmekte ve pişme deformasyonu (7,0 mm) artmaktadır. Standart sarı renkli bünye reçetesine farklı oranlarda kuvars, K ve Na- feldspat ilaveleri yapıldığında pişmiş bünye özellikleri değişmektedir. K ve Na-feldspat miktarına bağlı olarak yüksek orandaki K2O ve Na2O içeriğinden dolayı pişme deformasyonu artmaktadır. K-feldspat içeriği yüksek olan bünyelerde yoğunlaşma meydana geldiğinde yaklaşık nihai %0,0 su emmeye ulaşılmıştır. Buna karşın Na-feldspat içeriği yüksek olan bünyelerde ise %0,2 değeri elde edilmiştir. Ayrıca, numunelerin sinterlenme davranışı optik dilatometreyle incelenmiş ve mikroyapı analizleri SEM ile gerçekleştirilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Porselen bünye, döküm çamuru, pigmentler, özellikler

PDF

___

[1] Wong-Ng W., Ceramic Materials, International Tables for Crystallography, John Wiley & Sons, New York, A.B.D, 2019.
[2] Worrall W.E., Ceramic Raw Materials, Institute of Ceramics Textbook Series, Elsevier, A.B.D.,1982.
[3] Leonelli C., Bondioli F., Veronesi P., Romagnoli M., Manfredini T., Pellacani G.C., Cannillo V., Enhancing the mechanical properties of porcelain stoneware tiles: a microstructural approach, J. Eur. Ceram Soc. 21, 785-793, 2001.
[4] TC. Kalkınma Bakanlığı, Onuncu Kalkınma Planı 2014-2018, Seramik Çalışma Grubu Raporu, Ankara, 2015, https://www.sbb.gov.tr/wp-content/uploads/2022/08/Onuncu-Kalkinma-Plani-Seramik-Calisma-Grubu-Raporu.pdf, Güncelleme tarihi 08, 2022.
[5] T.C. Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı Seramik Sektörü Raporu, Sanayi Genel Müdürlüğü, Sektörel Raporlar ve Analizler Serisi. https://www.sanayi.gov.tr/assets/pdf/plan-program/SeramikSektorRaporu2020.pdf, Erişim tarihi 09, 2022.
[6] Tarhan M., Tarhan B., Sırlı porselen karo üretimi için alternatif hammadde olarak Eşme/Uşak feldspatı, AKÜ FEMÜBİD, 19 (025702), 5429-438, 2019.
[7] Akpınar S., Evcin A., Ozdemir Y., Effect of calcined colemanite additions on properties of hard porcelain body, Ceramics International 43, 8364-8371, 2017.
[8] Güngör F., Ay N., The effect of particle size of body components on the processing parameters of semi transparent porcelain, Ceramics International, 44, 10611-10620, 2018.
[9] Kabakci E., Capoglu A., Microstructural and technological investigation of bone China reformulated with nepheline syenite and quartz addition, Int. J. Appl. Ceram. Technol., 17, 1128-1140, 2020.
[10] Panya P., Arquero O., Franks G.V., Wanless E.J., Dispersion stability of a ceramic glaze achieved through ionic surfactant adsorption, J. Colloid Interface Sci, 279, 23-35, 2004.
[11] Tiryaki V., Çukurluoğlu H., Coskun N.D., Uz V., Dökümle şekillendirmede yoğunluk ve viskozitenin etkileri, AKÜ FEMÜBİD 14 (OZ5728), 194-201, 2014.
[12] Neklyudova T.L., Kryuchkov N.Y., Effect of pigments on the properties of colored slips for porcelain production, Glass and Ceramics, 74 (7-8), 240-242, 2017.
[13] Kadıoğlu H., Karadal K., Şen D., Altun B., Çatır H., Sert porselen bünyelerde kırmızı pigment ilavesinin döküm çamuru reolojisine olan etkisinin incelenmesi, 3. Internatinonal Conference on Materials Science, Mechanical and Automotive Engineerings and Technology (IMSMATEC’20), Nevşehir-Türkiye, 24-26 Haziran, 2020.
[14] Standard Test Method for Viscosity by Ford Viscosity Cup 1 | Georgina Sosa - Academia.edu, Erişim tarihi Ekim 7, 2022.
[15] Fortuna D., Seramik Sağlık Gereçlerinde Döküm, SERSA, Seramik Sağlık Gereçleri Üreticiler Derneği Yayınları, Türkiye, 2000.
[16] Eygi M.S., Atesok G., An investigation on utilization of poly-electrolytes as dispersant for kaolin slurry and its slip casting properties, Ceramics International, 34, 1903-1908, 2008.
[17] MTA Genel Müdürlüğü, Mineraller. https://www.mta.gov.tr/v3.0/bilgi-merkezi/mineraller. Erişim tarihi 10, 2022.
[18] Rasteiro M.G., Salgueiros I., Rheology of particulate suspensions in ceramic industry, Part. Sci. Technol., 23, 145-157, 2005.
[19] Tuncel D.Y, Ozel E., Evaluation of pyroplastic deformation in sanitaryware porcelain bodies, Ceramics International 38, 1399–1407, 2012.
[20] Molinari C., Contea S., Zanelli C., Ardit M., Cruciani G., Dondi M., Ceramic pigments and dyes beyond the inkjet revolution: From technological requirements to constraints in colorant design, Ceramics International 46, 21839-21872, 2020.
[21] Sala, Italian Ceramic Society, Colour, pigments and colouring in ceramics, ACIMAC, Modena, Italy, 2003.
[22] Sanchez E., Garcıa-Ten J., Sanz V., Moreno A., Porcelain tile: Almost 30 years of steady scientific-technological evolution, Ceramics International, 36, 831–845, 2010.
[23] Buxbaum G., Pfaff, G., Industrial Inorganic Pigments, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim, 2005.
[24] Noni Jr. A.D., Hotza D., Soler V.C., Vilches E.S., Influence of composition on mechanical behaviour of porcelain tile. Part I: Microstructural characterization and developed phases after firing, Mater. Sci. Eng., A, 527, 1730–1735, 2010.
[25] Dondi M., Ercolani G., Melandri C., Mingazzini C., Marsigli M., The chemical composition of porcelain stoneware tiles and its influence on microstructure and mechanical properties, Interceram-Int. Ceram. Rev., 48 (2), 75-83, 1999.