Seramik Kaplama Malzemelerinde CaO-Al2O3-SiO2 Sisteminde Kullanılacak Örtücülük Performansını Arttırıcı Yeni Malzemelerin Geliştirilmesi

Abstract

İçinde yaşadığımız çağ, hızlı değişimlerin çağıdır. Türkiye de artan ihtiyaçları olan gelişmekte olan bir ülkedir. Diğer gelişmekte olan ülkelerde olduğu gibi, ana gelişme eksenini kaçınılmaz olarak inşaat sektörü oluşturmaktadır. Bu motivasyon seramik endüstrisi için de ortak bir unsurdur, ancak ithal edilen malzemelerin maliyete katkısı göz önüne alınarak seramik karolarda kullanılan beyazlatıcılara odaklanılması gerekmektedir. Bu çalışmada maliyet azaltma çalışmaları kapsamında seramik üretiminde fiyat ve miktar açısından önemli bir girdi olan Zirkonun yerine kullanılmaya başlanan ithal beyazlatıcının yerli kompozisyonları elde edilmesine katkı sağlayacak beyazlatıcı karakterizasyon çalışmaları tamamlanmıştır. İlk aşamada kullanılan hammaddelerin kimyasal analizleri, tane boyutları (mastersizer) , X-Işın difraksiyonu (XRD)  ve X-Işını floresans  (XRF) analiz  çekimleri yardımı ile kimyasal, fiziksel ve minerolojik analizleri tamamlanmıştır. Kimyasal analizlerinde zirkon silikat, alüminyum oksit ve silisyum oksit saptanmıştır. Ayrıca tane boyutlarının d50=1,50 ile  ɥm - 2,00 ɥm arasında  olduğu X-Işın difraksiyonu (XRD) minerolojik analizlerinde ise zirkon, korundum, spinel (Li ,Ti ), baddeleyite, gibbsite  varlığı da görülmüştür.

Keywords

• Seramik,zirkon,beyazlatıcı,alüminyum oksit,karakterizasyon,mineroloji

Developing Novel Materials to Increase Opacity Performance of the CaO-Al2O3-SiO2 System in Ceramic Coatings

Abstract

The era we live in is the age of rapid changes. Turkey is a developing country with increasing needs. As in other countries, the main axis of development inevitably constitutes the construction sector. This motivation is a common for the ceramic industry; however it should be focused on the whitening agents used on ceramic tiles with the view of their contribution on the cost including imported ingredients. In this study, a novel whitening agent is formulated by introducing native raw material compositions to reduce costs in ceramic tiles production. To characterize the whitening agent, chemical structures of the raw materials were firstly carried out with particle size, X-ray diffraction (XRD), and X-ray fluorescence (XRF) analyses. Zircon, aluminum and silicon oxide were obtained based on the regarding chemical analyzes in the content of introduced raw materials. In addition, the XRD analysis reveals that grain sizes of zircon, corundum, spinel (Li, Ti), baddeleyite and gibbsite are in between 1.50-2.00 µm.

Keywords

• Ceramic,zirconium,whitening,aluminum oxide,characterization,mineralogy

References

1. Ağaçayak T., 2009.Seramik Hammaddeler, Selçuk Üniversitesi, S.12 (Ders notu)
2. Anonim., 2003. Ceramics in Turkey, The History of Earth and Fire, Turkish Ceramic Promotion Committee,Central Anatolian Exporter Union, s.9, 10, 20:99-105
3. Baykara T., 1984. Sert Malzeme Olarak Alümina, 2. Ulusal Al. San. Kongre Seydisehir/Konya
4. Bocanegre-Bernal M. H., Diaz De La Torre S., 2002. Rewiev PhaseTransitions in Zirconium Dioxideand Related Materialsfor High Performance Engineering Ceramics, Journal of Materials Science, 37: 4947-4971
5. Bozkurt E., Özer Y., 2017. Seramik Malzemelere Zirkonyum İlavesinin Etkileri ve Mekanik Özellikleri Konusunda Bir Araştırma Pamukkale Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü s.18-19
6. Burzacchini B., Paganelli M., Christ H.G., 1996. Examination of fast-fire frits and glazes using a hot stage microscope at differrent heating rates, Ceram. Eng. Sci. Proc., 17:60-66
7. Çakıcı R.İ., 2014. Seramik Üretiminde Alternetif Hammaddelerin Kullanılma Olanaklarının Araştırılması ve Maliyet Azaltma Çalışmalarının Yapılması Yüksek Lisans Tezi İstanbul Üniversitesi 1-3-38
8. Dudnik E.V., Shevchenko A.V., Ruban A. K., Red’ko V. P., Lopato L., M., 2011. Microstructural Desing of ZrO2-Y2O3-CeO2-Al2O3 Materials, Powder Metallurgy and Metal Ceramics, Vol. 49, : 9-10.

9. Ebadzadeh T., Ghasemi, E., 2002. Effect of TiO2 addition on the stability of t-ZrO2 in mullite–ZrO2 composites prepared from various starting materials Vol.28 , issue 4,Pages 447-450
10. Garrido E.F. Aglietti , L. Martorello, M.A. Camerucci , A.L. Cavalieri, 2006. Hardness and fracture toughness of mullite–zirconia composites obtained by slip casting, Materials Science and Engineering A, 419 , 290–296
11. Jose F., Alarcon J., 2003. Effect of additives on the crystallization of cordierite-based glass ceramics as glazes for flor tiles, Journal of the European Ceramic Society, Volume23, Issue 6, :817-826.
12. Kaya O., 2010. Yüksek Lisans Tezi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı s.16-20
13. Kayıs A., 2006. Farklı oranlarda Al2O3 katkılı % 8 molyitria ile dengelenmiş kübik zirkonyada mikroyapı - Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
14. Paganelli M., 1997. Studying frits with the heating microscope, Ceramic World Review, 24, 149-151 (1997-a)
15. Paganelli M., 1997. New research prospects in the traditional ceramic sector: in situ observation of the sintering process, Ceramic World Review, 24, 108-111 (1997-b)
16. Parmalee C.W., 1973, Ceramic Glazes, Cahners Books, Boston. Chapter2
17. Pekkan K., Karasu B., 2009. Cam-Seramik sistemlerinden Hızlı Pişirim Duvar Karosu Opak Sırı olarak Faydalanılması, AKÜ Fen Bilimleri Dergisi Özel Sayı, 37-44
18. Rendtorff N.M., Garrido, L.B., Aglietti, E.F., 2009, Zirconia toughening of mullite-zirconia-zircon composites: properties and thermal shock resistance, Ceramic International, 35, 779-786.
19. Riley F., 2009.Structural Ceramics, Cambridge University Press, UK., pp.12-322
20. Ruys A.J., Sorrell C.C., 1996. Slip Alumina with Na-CMC, The American Ceramic Society Bulletin, 75(11):66-69
21. Sacmi I., 2009. Uygulamalı Seramik Teknolojisi (1). (İ. Özkan, Çev.). Basım Yeri: İstanbul. (2002).
22. Sainz I.G., 1990, Physical – Chemical characteristics of ceramic glazes and thir influence on quality of floor and wall tiles, Tile Bricklnt,6,p21.
23. Snyders E., Potgieter J.H., Nel J.T., 2008. The Upgrading of an Inferior Grade Zircon to Superior Opacifier for Sanitary Ware and Glazes The Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy vol.105v
24. Southon P., 2000. Structural EvolutionDuringthePreparationandHeating of Nanophase Zirconia Gels, University of Technology, Sydney.2-3,2-4,2-5.
25. Sümer G., Kaya M., 1995. Aydın-Çine Feldspatlarının Flotasyon ile Zenginleştirilmesi, Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, s.59
26. Tokgöz T., 2008. Yönlendirilmis mullit/zirkonya kompozitlerine Y2O3 ilavesinin mekanik özellikler üzerindeki etkisi. Yüksek Lisans Tezi,. Gebze Yüksek teknoloji Enstitüsü Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü, 71 s.
27. Turan S., Erkut M., 2003. Sır Bileşiminde Bulunan Oksitlerin Sırın Termal ve Fiziksel Özellikleri Üzerine Etkisi Anadolu Ünivesitesi SAM Proje s.3-10
28. Yılmaz Ş., Toplan H.Ö. Demirkıran A.Ş.,2015. SAÜ.Müh. Fak. Metalurji ve Malz. Müh. Bölümü “SERAMİK MALZEMELER” , 2015-16 Güz Yarıyılı Ders Notları 5-15
29. Zhao S., Huang Y., Wang C., 2003, “Mullite formation from reaction sintering of ZrSiO4/α-Al2O3 mixtures”, Materials Letters 57, 1716–1722.
30. Zucca A., 2013. Industrial Ceramic Technology: Characteristics of Raw Materials and Ceramic Properties, University of Cagliari, Italy, s.37