The effect of MgF2 content on machinability properties of vermiculite based glass-ceramics

Year 2017, Volume: 21 Issue: 2, 203 - 209, 01.04.2017

Ediz Ercenk

https://doi.org/10.16984/saufenbilder.297008

Cited By: 1

Abstract

The study deals with production of the glass-ceramics
from natural raw material vermiculite. The machinability properties of the glass-ceramic
compositions were investigated depending on vermiculite and MgF₂
contents. The compositions containing 80 %, 85 %, 90 % vermiculite, 5 % K₂O
and MgF₂ as remainder were mixed by using a ball mill for 2 h and
coded as VER80, VER85 and VER90. The mixed and milled powders were sieved and
disc samples were prepared by pressing at 100 MPa. The shaped samples were
sintered at 900-1100 ºC for 1 h. X-ray diffraction (XRD), scanning electron
microscopy (SEM), and machinability test were conducted. The results have indicated
that the samples have good sintering and machinability properties.

Keywords

Vermiculite, Glass-ceramic, Sintering, Machinability

MgF2 katkısının Vermikülit esaslı cam-seramiklerin işlenebilirlik özellikleri üzerine etkisi

Abstract

 Bu
çalışmada doğal hammadde olan Vermikülitten cam-seramik malzemeler
üretilmiştir. Çalışmada; Vermikülit ve MgF₂ oranına bağlı olarak
işlenebilirlik özelliklerindeki değişimler araştırılmıştır.  VER80, VER85 ve VER90 şeklinde kodlanan üç
ayrı bileşimde K₂O oranı %5 olarak sabit tutulmuş, MgF₂
ve Vermikülit oranları karşılıklı değiştirilmiştir. Bileşimler bilyeli değirmende
2 saat süre ile karıştırılmıştır. Karıştırma sonrası tozlar elenmiş ve 100 MPa
yük altında tek eksenli basma cihazı ile şekillendirilmiştir. Preslenen
numuneler 900-1100 °C sıcaklıklarda 1 saat süre ile sinterlenmiştir.
Sinterlenen numuneler X-ışını difraksiyon analizi (XRD),  taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve
işlenebilirlik testleri ile karakterize edilmiştir. Sonuçlar üretilen
numunelerin iyi işlenebilirlik özellikleri taşıdığını göstermektedir. 

Keywords

Vermikülit, Cam-seramik, Sinterleme, İşlenebilirlik

References

• [1] J. Partyka, “Effect of BaO ratio on the structure of glass–ceramic composite materials from the SiO2–Al2O3–Na2O–K2O–CaO system,” Ceram.Int., vol. 41, pp. 9337–9343, 2015.
• [2] D. Li , J.W. Guo, X.S Wang, S.F. Zhang, L. He, “Effect of crystal size on the mechanical properties of a lithium disilicate glass-ceramic,” Mat. Sci.Eng. A, vol. 669, pp. 332–339, 2016.
• [3] Ş. Yılmaz, V. Günay, “Cam - seramik malzemeler”, Met. Dergisi, Cilt : 23,Sayı:121, 1999.
• [4] T.Çelik, “Uçucu Kül ve Tinkal Bor atığından Cam-seramik Malzeme Üretimi,” Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malz. Müh. Böl, Mayıs 2010.
• [5] O. A. Al-Harbi, “Effect of different nucleation catalysts on the crystallization of Li2O–ZnO–MgO–Al2O3–SiO2 glasses,” Ceram. Int., vol. 35, pp.1121–1128, 2009.
• [6] M. Garai, B. Karmakar,” Rare earth ion controlled crystallization of mica glass-ceramics,” J.Alloy. Comp., vol. 678, pp. 360-369, 2016.
• [7] P. Alizadeh, B. E. Yekta, T. Javadi, “Sintering behavior and mechanical properties of the mica–diopside machinable glass-ceramics,” J. Euro. Ceram. Soc., vol. 28 pp.1569–1573, 2008.
• [8] S. A. Suvorov, V. V. Skurikhin, “Vermiculite - a Promising Material for High-Temperature Heat Insulators, “Ref. Ind. Ceram., Vol. 44-3, pp. 186–193, 2003.
• [9] X. Li, H. Wei, X. Lin, X. Xie,” Preparation of stearic acid/modified expanded vermiculite composite phase change material with simultaneously enhanced thermal conductivity and latent heat,” Sol. Energy Mat. Solar Cell., vol. 155, pp.9–13, 2016.
• [10] U. Önen, E. Ercenk, Ş. Yılmaz, “The Effect Of Sintering Temperature On Machinability Properties Of Vermuiculite Based Glass-Ceramics,”18. Metalurji ve Malzeme Kongresi, IMMC, 2016.
• [11] S. Sinhamahapatra, M. Shamim, H. S. Tripathi, A. Ghosh and K. Dana, “Kinetic modelling of solid state magnesium aluminate spinel formation and its validation,” Ceram. Int., Vol.42, pp. 9204–9213, 2016.
• [12] L. R. Pinga, A. M. Azad, T. W. Dung, “Magnesium aluminate (MgAl2O4) spinel produced via self-heat-sustained (SHS) technique,” Mat. Res. Bull., vol. 36, pp. 1417–1430, 2001.
• [13] E. El-Meliegy, R. van Noort, Glasses and Glass Ceramics for Medical Applications, Chapter 11, pp.193-208, 2012.
• [14] P.K. Maiti, A. Mallik, A. Basumajumdar, P. Kundu, “Influence of fluorine content on the crystallization and microstructure of barium fluorphlogopite glass-ceramics, “Ceram. Int., vol. 36, pp. 115–120, 2010.
• [15] E. Ercenk, U.Sen, S. Yilmaz, “The effect of SiC addition on the crystallization kinetics of atmospheric plasma–sprayed basalt-based coatings,” Ceram. Int., vol. 38 pp.6549–6556, 2012.
• [16] B. A. Rad, P. Alizadeh, “Pressureless sintering and mechanical properties of SiO2–Al2O3–MgO–K2O–TiO2–F (CaO–Na2O) machinable glass–ceramics, “Ceram. Int., vol. 35 pp.2775–2780, 2009.