Development of Metallic-Speck Textured Artistic Ceramic Glazes: Investigation of Surface Abrasion Properties

Abstract

One of the factors determining the life of ceramic glazes used for decorative purposes is the glaze's re-sistance to abrasion and chemicals. The abrasion resistance of the glaze can be improved by increasing the hardness of the glaze. One of the ways to increase the hardness of the glaze is the creation of suitable glass-ceramic systems in which a harder crystalline phase or phases are developed from the glassy matrix. It has been determined that surface defects such as staining, and abrasion occur on the surfaces of the metallic glazed products produced after exposure to low-concentration chemicals. In the present study, it was aimed to develop recipe in an attempt to improve the resistance of the produced metallic surface products against surface defects. Chemical analysis of the used raw mate-rials was done by X-Ray fluorescence spectroscopy and their components were determined, and recipes were created in the light of chemical components. The characteristic melting behaviours of the created glaze recipe were determined by performing heat microscopy analysis. The behaviour of the recipes containing different amount of metal oxide powders (iron oxide, copper oxide, manganese oxide) from commercial companies on abrasion and metallic/artistic surface obtainment were investigated. It was determined that the acid/alkali resistance of the obtained metallic glaze recipes, as well as the results of resistance to citric acid, household chemicals, and swimming pool salts were improved. Also, matte glazes for wall tiles with metallic appearance, speck effect, and abrasion-resistant, and compatible with industrial fast-firing conditions have been developed.

Keywords

• Abrasion
• speck effect
• ceramic tile
• metal oxide
• ceramic glaze

Metalik-Benek Dokulu Sanatsal Seramik Sırların Geliştirilmesi: Yüzey Aşınma Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Dekoratif amaçlı olarak kullanılan, seramik sırların ömrünü belirleyen faktörlerin başında sırın aşınma ve kim-yasallara karşı direnci yer almaktadır. Sırın aşınma direnci, sır sertliğinin arttırılmasıyla iyileştirilebilmektedir. Sırın sertliğini arttırmanın yollarından biri; camsı matristen daha sert kristal faz ya da fazların geliştirildiği uygun cam seramik sistemlerin oluşturulmasıdır. Geliştirilen metalik sırlı ürünlerin düşük konsantrasyonlu kimyasallara maruz bırakılmasından sonra yüzeylerinde leke tutma ve aşınma gibi yüzey hatalarının meydana geldiği tespit edilmiştir. Bu çalışmada, üretilen metalik yüzeyli ürünlerin yüzey hatalarına karşı dayanımlarını arttırmak için reçeteler geliştiril-mesi amaçlanmıştır. Kullanılacak olan hammaddelerin kimyasal analizleri X-Ray flüoresans spektroskopisi ile analiz edilerek bileşenleri tespit edilmiş olup reçeteler bu bilgiler ışığında oluşturulmuştur. Oluşturulan sır reçetesinin karak-teristik ergime davranışları, ısı mikroskobu analizi yapılarak tespit edilmiştir. Ticari firmalardan alınan metal oksit tozlarının (demir oksit, bakır oksit, mangan oksit) farklı oranlarda kullanılmasıyla oluşturulan reçetelerin aşınmaya ve metalik/artistik yüzey elde etmek üzerine davranışları araştırılmıştır. Elde edilen metalik sır reçetelerin asit/alkali da-yanımlarını geliştiği ve buna ek olarak sitrik asit, ev kimyasalları ve yüzme havuzu tuzlarına dayanım sonuçlarının ise iyileştirildiği tespit edilmiştir. Aynı zamanda endüstriyel hızlı pişirim koşullarına uyumlu metalik görünümlü, benek efektli ve aşınmaya dirençli, duvar karosu mat sırlar da geliştirilmiştir.

Keywords

• Aşınma
• benek efekt
• seramik karo
• metal oksit
• sinterleme

References

1. Bakanlığı, M. E. (2007). Seramik ve Cam Teknolojisi. Ankara: Mesleki Eğitim ve Öğretim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi.
2. Brummel, L. (2020). The Development of an Innovative Glazing Technique for the Raku Kiln. Avustralya: Central Queensland University.
3. Casasola, R. J. (2011). Glass–ceramic glazes for ceramic tiles: a review. Journal of Materials Science, 553-582.
4. Encarna Bou, A. M. (2006). Microstructural study of opaque glazes obtained from frits of the system: SiO2-Al2O3-B2O3-(P2O5)-CaO-K2O-TiO2. Journal of the European Ceramic Society, 1791-1796.
5. Gizem Ustunel, C. Y. (2021). Prevention of mat glazed acid permeability used in monoporosa wall ceramics. Environmental Technology & Innovation, 101628.
6. Gülşah Divitçioğlu, M. F. (2021). Usage olive seed ash in artistic ceramic glazes. Journal of Awarenes, 155-164.
7. Güneş, P. Ç. (2015). Renk Veren Oksitlerle Geliştirilen ‘Stoneware’ Sır Araştırmaları. Yedi: Sanat, Tasarım ve Bilim Dergisi, 135-142.
8. Hamdzun Haron, S. A. (2014). The Formulation of Ceramic Bodies using the Toba Volcanic Ash of Lenggong. Jurnal Teknologi, 99-104.

9. Hongjun Huang, J. Y. (2020). Preparation of A High-Performance Frit Glaze Using High-Potassium Feldspar. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. Japan: IOP Publishing.
10. Huaron, S. (2013). Preparation of Lead Free Golden-like Metallic Luster Glaze. Materials Science.
11. Kamuran Özlem Sarnıç, L. K. (2007). Eskişehir Bölgesi Şeker Pancarı Küspesi Küllerinin Sır Bileşeni ve Renklendirici Olarak Kullanılabilirliğinin Araştırılması. IV Uluslararası Katılımlı Seramik Cam Emaye Sır ve Boya Semineri , (s. 204-2014). Eskişehir.
12. Karmakar, B. (2017). Functional glass-ceramics. B. Karmakar içinde, Functional Glasses and Glass-Ceramics Processing, Properties and Applications (s. 119-208). Birleşik Krallık: Butterworth-Heinemann.
13. Kubat, L. (2020). Kestane Kabuğu Külünün Sır Bileşeni Olarak Kullanılabilirliğinin Araştırılması . Akademik Sanat, 61-70.
14. Kurt Strecker, H. B. (2014). Formulation of Ceramic Glazes by Recycling Waste Glass. Materials Science Forum, 635-641.
15. Leidy Johana Jaramillo Nievesa, A. V. (2020). Digital decoration for ceramic tiles: The effect of glazes particle size distribution on the inkjet decoration. Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, 44-48.
16. Olga Opuchovic, A. K. (2015). Historical hematite pigment: synthesis by an aqueous sol–gel method, characterization and application for the coloration of ceramic glazes. Ceramic International, 4509.
17. Olivier Bobin, M. S.-F. (2003). Coloured metallic shine associated to lustre decoration of glazed ceramics: A theoretical analysis of the optical properties. Journal of Non-Crystalline Solids, 28-34.
18. Ozgu Gundeslioglu, K. T. (2016). Bir Sera Atığı Olarak Patlıcan Dalı Külünün Düşük Derecceli Seramik Sırlarında Kullanımı. Akdeniz Sanat Dergisi, 11-20.
19. Pradell, T. J. (2006). Luster decoration of ceramics: mechanisms of metallic luster formation. Applied Physics A, 203-208.
20. Richard A. Eppler, D. R. (2000). Glazes and glass coatings. Glazes and glass coatings (s. 29-80). içinde Amer Ceramic Society.
21. Serap Ünal, E. A. (2020). Gül posası külünün seramik yüzeylerde kullanımı. Akademik Sanat, 90-104.
22. Trinitat Pradell, J. M. (2020). Ceramic technology. How to characterise ceramic glazes. Archaeological and Anthropological Sciences, 12-189.