THE EFFECT OF ZnO ON DEVELOPMENT OF CRYSTALS IN CRYSTAL GLAZE APPLICATIONS

Öz

Crystalline glaze is one of the most important artistic glaze types to have visual effect in art ceramic field. It has micro or macro crystals inside or on the surface of glass phases where macro crystals occur being embedded inside the glaze and micro ones form as bunches on the glaze surface. The smallest element forming these bunches is called core, coming together in melted glaze and forming macro crystals. The glaze has the elements to improve crystallization in the primary mixture. After the development of the mixture, glaze crystallized slowly. Crystals can be formed in the same or different colours. This study is intended to investigate the effect of ZnO addition on crystalline formation and development inside the frit mixtures prepared in various ratios. The crystalline developments were inspected and defined with characterization techniques in the best crystal mixture. XRD phase analysis method was used to analyze the phase development of frit compositions and glaze applications. Crystals were visualized by polarized optical microscope, and microstructural analyses were done with SEM-EDX. Willemite crystals are formed during glaze firing cycles instead of frit preparation step. Successful crystal glaze surfaces are obtained by fritted recipes of ZnO-Na2O-SiO2 (ZNS) and ZnO-Na2O-SiO2- Al2O3 (ZNSA) glaze systems. 

Anahtar Kelimeler

• Crystalline glaze
• Frit
• ZnO

KRİSTAL SIR UYGULAMALARINDA ZnO’İN KRİSTAL SIR GELİŞİMİNE ETKİSİ

Öz

Sanatsal seramiklerde, özel görsel etkiler elde etmek için kullanılan artistik sırların en önemlilerinden biri kristal sırlardır. Bunlar başlıca cam fazı içerisinde veya yüzeyinde mikro veya makro kristaller içeren sır çeşididir. Makro kristaller sır içerisine gömülü olarak meydana gelirken, mikro kristaller sırın yüzeyinde demetler halinde oluşmaktadır. Demetleri oluşturan en küçük oluşum birimleri kristal nüve şeklinde adlandırılıp eriyik haldeki sır içinde bir araya toplanarak makro kristalleri oluştururlar. Başlangıç harmanında kristalleşmeyi sağlayıcı elemanlar içeren sır, olgunlaştıktan sonra soğuma esnasında yavaş yavaş kristallenir. Sır içerisindeki kristaller cam fazı ile aynı veya farklı renkte oluşabilir. Mevcut çalışma kapsamında hazırlanan firit reçetelerine ilave edilen ZnO’in kristalizasyon oluşumu ve gelişimine etkisinin incelenmesi ve elde edilen sırlardaki kristal gelişimlerinin karakterizasyon teknikleri ile incelerek tanımlanması amaçlanmıştır. Dolayısıyla, elde edilen firit bileşimlerindeki ve sır uygulamalarındaki faz gelişimleri X-ışını kırınım (XRD) faz analizi yöntemi ile, mikroyapıları ise taramalı elektron-enerji dağılım x-ışını (SEM-EDX) ile incelenmiştir. Kristaller ayrıca polarize optik mikroskop yardımı ile görüntülenmiştir. Villemit kristalleri firitleştirme aşamasında değil, sır pişirimi sırasında oluşmaktadır. ZnO-Na₂O-SiO₂ (ZNS) ve ZnO-Na₂O-SiO₂-Al₂O₃ (ZNSA) sistemlerindeki reçetelerin tamamen firitleştirilerek kullanılması sonucu başarılı kristal sır yüzeyleri elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Kristal sır
• Firit
• ZnO

Kaynakça

1. Genç, S., Artistik Seramik Sırları, Ateş Arcasoy, Boyut Yayınevi, İstanbul 2013.
2. Göncü, Y., ZnO İçeren Atıkların Kristal Srlarda Kullanılmasının İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006.
3. Knowles, K.M, ve Freeman, F.S.H.B., “Micros-copy and microanalysis of crystalline glazes”, Journal of Microscopy, Cilt 215, 257-270, 2004.
4. Karasu, B. ve Turan, S., “Effects of cobalt, cop-per, manganese and titanium oxide additions on the microstructures of zinc containing soft porce-lain glazes”, Journal of the European Ceramic Society, Cilt 22, 1447–1455, 2002.
5. Karasu, B., Çakı, M. ve Turan, S., “The deve-lopment and characterization of zinc crystal gla-zes used for amakusa-like soft porcelains”, Jour-nal of the European Ceramic Society, Cilt 20, No 12, 2225-2231, 2000.
6. Wattanasiriwech, D., Polpuak, N., Danthaisong, P. ve Wattanasiriwech, S., “Use of rice husk ash for quartz substitution in stoneware glazes”, Jo-urnal of Scientific and Industrial Research, Cilt 67, 455-460, 2008.
7. Escardino Benlloch, A., “Crystalline Glazes”, Conferencia plenaria presentada en Quali-cer’96, Cilt 8, 5-35, 1996.
8. Goddard, A., Crystal Glaze, Cilt 147 Sayı, 1995.

9. Sun Dakhai, Orlova, L.A. ve Mikhailenko, N.Yu., “Types and compositions of crystalline glazes (a review)”, Glass and Ceramics, Cilt 56, 177-180, 1999.
10. Karasu, B., Çakı, M. ve Yeşilbaş, Y.G., “The effect of albite wastes on glaze properties and microstructure of soft porcelain zinc crystal gla-zes”, Journal of the European Ceramic Soci-ety, Cilt 21, 1131–1138, 2001.
11. Karasu, B. ve Turan, S., “Effect of cobalt oxide and copper oxide additions to zinc-containing soft porcelain glazes”, American Ceramic Soci-ety Bulletin Cilt 80, No 9, 41–45, 2001.
12. Rudhovskaya, N.V. ve Mikhailenko, N.Yu., “De-corative zinc-containing crystalline glazes for or-namental ceramics (a review)”, Glass and Ce-ramics, Cilt 58, 387–390, 2001.
13. Turan, S., ve Karasu, B., “The effect of copper oxide addition and the heat treatment temperature on the microstructure of zinc containing soft porcelain crystal glazes”, Conference Series-Institute of Physics, Cilt 168, 315–318, 2001.
14. Eppler, R. A. ve Eppler, D. R., Glazes And Glass Coatings, The American Ceramic Society, ABD, 1998.
15. Taylor, J. R. ve Bull, A. C., Ceramics Glaze Technology, Oxford, Pergamon, 1986.
16. Yekta, B. E., Alizadeh, P. and Rezazadeh, L., “Floor Tile Glass-Ceramic Glaze for Improve-ment of Glaze Surface Properties”, Journal of the European Ceramic Society, Cilt 26, No 16, 3809-3812, 2006.
17. Earl, D. A. ve Clark D. E., “Effect of glass frit oxides on crystallization and zircon pigment dis-solution in whiteware coatings”, Journal of the American Ceramic Society, Cilt 83, No 9, 2170-2176, 2000.
18. Abdel-Hameed, S. A. M., ve El-kheshen, A. A., “Thermal and chemical properties of diopside-wollastonite glass-ceramics in the SiO2-CaO-MgO system from raw materials”, Ceramics In-ternational, Cilt 29, 265-269, 2003.
19. Dumitrache, R. L., Teoreanu, Ion ve Volceanov, A., “Limit molecular formulas and target formu-las determination for feldspar porcelain glazes”, Journal of the European Ceramic Society, Cilt 27, 1697-1701, 2007.
20. Kawamura, T., Hayashi, H. ve Inoko, N., “Com-positions for the decoration of ceramic materi-als”, United States Patent, US 6881690 B2, 2005.
21. Sorli, S., Tena, M. A., Mestre, A., Llusar, M. ve Monros, G., “Effect of devitryfying phase on ce-ramic glaze microstructure and mechanical pro-perties,” in: The Proceedings of the Congress Qualicer, 99-110, 2004.
22. Kingery, W.D., Bowen, H.K., Uhlmann, D.R., Introduction to Ceramics, John Wiley and Sons, New York, 1975.