Porselen karo bünyelerinde sinterleme hızı-kompozisyon ilişkileri

Abstract

Bu tezde, porselen karoların sinterleme sıcaklıklarının düsürülmesi ve/veya pisirim sürelerinin azaltılması amacıyla porselen karo bünyelerinde kompozisyon - sinterleme davranısı iliskileri arastırılmıstır. Ayrıca farklı tane boyut ve dağılımının sinterleme davranısı ve nihai ürün özellikleri üzerine olan etkileri incelenmistir. Çalısmalar endüstriyel kosullarda Toprak Seramik karo fabrikasında gerçeklestirilmistir. Öncelikle, standart porselen karo bünyesinin camsı faz kompozisyonu referans alınmıs ve yeni camsı faz kompozisyonları Seger formulü kullanılarak hazırlanmıstır. Camsı fazların ısıl davranısları ısı mikroskobu ile incelenmis ve düsük yumusama sıcaklığına ve viskoziteye sahip olan camsı faz kompozisyonları belirlenmistir. Buna göre camsı faz kompozisyonlarında azalan MgO/CaO oranı ile özellikle Na₂O/Li₂O oranı ve artan toplam alkali miktarı ile camsı fazların yumusama sıcaklıkları ve viskozitelerinin belirgin sekilde düstüğü belirlenmistir. Yeni porselen karo bünye reçeteleri bu camsı faz kompozisyonları üzerinden olusturulmustur. Sonuçlara göre, porselen karoların pisirim sıcaklıklarının 1185 °C ve pisirim sürelerinin 35 dakikaya kadar düsürülmesi mümkün olmustur. Bünyelere yapılan az miktarda Li₂O ilavesi ve artan toplam alkali miktarı sinterlenme sırasında gelisen camsı fazın viskozitesini düsürerek bünyelerin sinterleme hızını arttırmıstır. Özelikle yapılan Li₂O ilavesi camsı fazın viskozitesini belirgin sekilde düsürerek müllit kristaller miktarını artırmıs ve kristallerin iğnesel sekilde olusmasını sağlamıstır. Böylece porselen karo bünyelerinin teknik özellikleri artmıs ve camsı fazın düsük viskozitesine rağmen bünyelerin deformasyonunda iyilesme sağlanmıstır. Bünye kompozisyonlarında CaO'in varlığı bünyelerde küresel anortit kristallerinin gelismesini sağlamıstır. Camsı faz yapısına giremeyen CaO, camsı fazın viskozitesi üzerinde etkili olamadığından azalan MgO/CaO oranı ile bünyelerin sinterlenmesi zorlasmıstır. Ayrıca gelistirilen bünyelerin kalıntı kuvars miktarları standart bünyeninkine göre azaldığı için bünyelerin ısıl genlesme katsayısı değerleri düsmüstür. Son olarak gelistirilen reçeteler üzerinde yapılan öğütme çalısmaları, daha kısa öğütme sürelerinde, daha yüksek elek bakiyelerde çalısılarak bünyelerin sinterlenmesinin mümkün olduğunu göstermistir.