Bor Türevi Atığı Katkılı Şeffaf Sırların Seramik Bünyeler Üzerine Uygulanması

Öz

Çalışmanın amacı, seramik bünyeler üzerine uygulamak üzere şeffaf sırların bor türevi atığının katkılanması ile daha ekonomik ve çevreci bir yöntem ile üretimidir. Bor türevi atığı katkılı şeffaf seramik sırları üretilmiş ve bu sırlar üretilen seramik bünyeler üzerine fritleme yapılmadan doğrudan uygulanmıştır. Değişken pişirme sıcaklığı (950 ºC-1150 ºC) ve atık katkı oranına (0-15 %ağ.) bağlı olarak XRD ve spektrofotometre kullanılarak sırların faz gelişimleri ve optik özellikleri incelenmiştir. 950 ºC’de üretilen sırlarda görülen adacık kusuru ve iğne deliği yüzey hataları 1150 ºC’de tüm sırların yapısının tamamen amorflaşması ile giderilmiştir ve atık katkılı sırların parlaklık değerleri artmıştır. Düşük sıcaklıklarda atık miktarı ile artan diopsit fazı parlaklık (60º) değerlerinde azalmaya ve beyazlık (L*) değerlerinde artışa sebep olmuştur. Özetle, 1150 ºC’de pişirim yapıldığında %5 atık katkılı sırın parlaklık ve beyazlık değerleri (56,6 ve 87,7) katkısız sıra (49,4 ve 85,3) kıyasla daha yüksektir. Üretilen düşük maliyetli ve çevre dostu bor atığı katkılı sırlar sanatsal seramik çalışmalarında kullanılabilir.

Anahtar Kelimeler

• Şeffaf seramik sır
• Seramik bünye
• Bor türevi atığı
• Faz gelişimi
• Optik özellikler

Application of Boron Derivative Waste Containing Transparent Glazes on Ceramic Bodies

Öz

The study aims to produce transparent ceramic glazes to be applied on ceramic bodies via cost-effective and eco-friendly method by incorporation of boron derivative waste. The boron derivative waste incorporated transparent ceramic glazes were produced and applied on the bodies without frit preparation. Phase evolution and optical properties of glazes were investigated using XRD and spectrophotometer with varying parameters such as firing temperature (950 ºC-1150 ºC) and waste content (0-15 wt.%). Crawling defect and pinholes identified on glaze surfaces at 950 ºC were eliminated by full amorphization of crystalline phases at 1150 ºC and, gloss values increased. At lower firing temperatures, the crystalline diopside content increased with waste ratio reduced gloss (60º) values and rise whiteness (L*) values. In briefly, gloss and whiteness values of 5 % waste incorporated glaze (56.6 & 87.7) are higher than these of neat-glaze (49.4 & 85.3) at 1150 ºC. The low-cost and environmentally friendly boron derivative waste containing transparent glazes can be used in artistic ceramic works.

Anahtar Kelimeler

• Transparent ceramic glazes
• Ceramic bodies
• Boron derivative waste
• Phase evolution
• Optical properties

Kaynakça

1. ⦁ Yakar Elbeyli, I., 2004. Utilization of Industrial Borax Wastes (BW) for Portland Cement Production. Turkish J. Eng. Env. Sci., 28, 281-287.
2. ⦁ Kurama, S., Kara, A., Kurama, H., 2006. The Effect of Boron Waste in Phase and Microstructural Development of a Terracotta Body During Firing. J. Eur. Ceram. Soc., 26, 755-760.
3. ⦁ Koroglu L., Ayas, E., 2018. A Systematic Study on Solid-State Synthesis of Monticellite (CaMgSiO4) Based Ceramic Powders Obtained From Boron Derivative Waste. Adv. Powder Technol., 29(11), 2835-2844.
4. ⦁ Kavas, T., 2006. Use of Boron Waste as a Fluxing Agent in Production of Red Mud Brick. Building and Environment, 41, 1779-1783.
5. ⦁ Karasu, B., Kaya, G., Taykurt, M., Çakır A., Kavas, T., 2006. Boraks Atklarının Hızlı Pişirim Porselen Karo Cam-Seramik Sırlarının Son Özelliklerine Etkisi. III. Uluslararası Bor Sempozyumu Bildiriler Kitabı, 91-96.
6. ⦁ Christogerou, A., Kavas, T., Pontikes, Y., Koyas, S., Tabak, Y., Angelopoulos, G.N., 2009. Use of Boron Wastes in the Production of Heavy Clay Ceramics. Ceram. Int., 35, 447-452.
7. ⦁ Pekkan, K., Karasu, B., Kucuk, A., 2008. Production and Industrial Adaptation of Fast Single Firing Wall Tile Opaque Glass-Ceramic Glazes Containing Borax Solid Wastes, REWAS 2008 Global Symposium on Recycling. Waste Treatment and Clean Technology Bildiriler Kitabı, 371-378.
8. ⦁ Karasu, B., Kaya, G., Cakir, A., Yesilay, S., 2008. Utilization of Borax Solid Wastes in Fast Single-Firing Porcelain Tile Glass-Ceramic Glazes Under Industrial Working Conditions. REWAS 2008 Global Symposium on Recycling, Waste Treatment and Clean Technology Bildiriler Kitabı, 379-387.

9. ⦁ Pekkan, K., Karasu, B., 2010. Evaluation of Borax Solid Wastes in Production of Frits Suitable for Fast Single-Fired Wall Tile Opaque Glass–Ceramic Glazes. Bull. Mater Sci., 33(2), 135-144.
10. ⦁ Kaya, G., Karasu, B., Cakir, A., 2011. Characterization of Diopside-Based Glass- Ceramic Porcelain Tile Glazes Containing Borax Solid Wastes. J. Ceram. Process. Res., 12(2), 135-139.
11. ⦁ Koroglu, L., Over Kaman, D., Ayas, E., 2021. Optimization of the Particle Size Distribution of Heat-Treated Boron Derivative Wastes in Cement Mortars as Portland Cement Replacements. Constr. Build. Mater., 282, 122640.
12. ⦁ Cullity, D., Stock, S.R., 2001. Elements of X- Ray Diffraction. Pearson, Third ed., London, 696.
13. ⦁ Eppler, R.A., Eppler, D.R., 2000. Glazes and Glass Coatings, the American Ceramic Society. Ohio, 332.
14. ⦁ Cardarelli, F., 2008. Materials Handbook: A Concise Desktop Reference. Springer, Second. ed., Arizona, 2730.
15. ⦁ Tarhan, M., 2019. Whiteness Improvement of Porcelain Tiles Incorporated with Anorthite and Diopside Phases. J. Therm. Anal. and Calorim., 138, 929-936.
16. ⦁ Rhodes, D., 2015. Clay and Glazes for the Potter, Martino Fine Books, Connecticut, 248.
17. ⦁ Hocking, N.R., 2001. Lessons from the Kiln: Reduction Firing in Cypriot Iron Age Pottery. Near Eastern Archaeology, 64(3), 133-139.
18. ⦁ Lyubomirova, V., Smit, Z., Fajfar, H., Kuleff, I., 2017. Determination of the Chemical Composition of Medieval Glazed Pottery from Drastar (Bulgaria) Using PIXE/PIGE and LA- ICP-MS. Archeo Sciences, 41(1), 69-82.
19. ⦁ Molera, J., Pradell, T., Salvado, N., Vendrell-Saz, M., 2001. Interactions Between Clay Bodies and Lead Glazes. J. Am. Ceram. Soc., 84(5), 1120-1128.