Endüstriyel seramik bünyelerde aktif ergiticilerin sinterleme sürecine ortak etkileri
The combined effecsts of the active fluxes to the sintering process at the industrial ceramics bodies
Yazar: SAVAŞ ELMAS
Danışman: PROF. DR. İSMAİL TARHAN
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Enerji = Energy ; Enerji tüketimi = Energy consumption ; Seramik fabrikası = Ceramic factory ; Seramik fırını = Ceramic kiln ; Seramik kaplama malzemeleri = Ceramic covering equipments ; Seramik malzemeleri = Ceramic materials ; Seramik vitriye ürünler = Ceramic vitrified products ; Seramik çamuru = Ceramic sludge ; Seramikler = Ceramics

Özet:
Sağlık gereçleri (vitrifiye) ve duvar karosu bünyede sinterleme sıcaklığını düşürerek enerji tüketimini azaltmak ve aynı zamanda nihai ürünün teknik özelliklerini iyileştirip arttırmak amacıyla yapılan çalışmada vitrifiye ve duvar karosu bünyesi olmak üzere iki farklı seramik bünye üzerinde çalışılmıştır. İki farklı seramik masse çalışılmasındaki amaç yüksek sıcaklık ve uzun süre (vitrifiye seramik) ile görece düşük sıcaklık, kısa zamanda ve kalsitli bünyede (duvar karosu) iki aktif ergiticinin ergitme davranışı ve mikroyapı üzerine etkisini saptamaktır. Herbir seramik bünye için çalışma iki aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada seramik çamur bünyeye H3BO3 (0,1-0,3-0,6-0,9-1,2-2 ağ.%) ve Li2(CO3) (0,1-0,3-0,6-1,2-2-4 ağ.%) katılmıştır. H3BO3'in ilave edilen her bir sabit miktarına karşılık Li2(CO3) ilavesi sırasıyla (0,1-0,3-0,6-1,2-2-4 ağ.%) yapılarak kuru mukavemet, pişmiş mukavemet, pişmiş çekme ve su emme değerleri saptanarak ilk aşama tamamlanmıştır. Ergiticilerin alt ve üst limit ilave değerlerinde, maksimum mukavemet sağlayan reçetede ve fiziksel özellik açısından alternatif bünye olabilecek reçetede optik dilatometre, SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu), XRD (X Işınları Kırınım Spektroskopisi) grafikleri incelenmiştir. Duvar karosu reçetesinde bunlara ilaveten optik görüntü, kolorimetre renk ölçümü, EDX (Enerji Saçınım X Işını Spektoskopisi) ve por boyut dağılımları ölçülmüştür. Pişirim sıcaklığındaki düşme optik dilatometrede, mikroyapıdaki değişim görüntüleri SEM'de, kristal yapı değişimi XRD'de, 3 noktalı mukavemet ölçüm değeri, su emme, pişme küçülmesi değerleri  TSE EN ISO 10545'e göre ölçülmüştür. Vitrifiye bünyeye 1,2 ağ. % H3BO3 + 1,2 ağ.% Li2(CO3) ilavesinde sinterleme başlangıç sıcaklığı 9640C'den 8840C'ye düşmektedir. Vitrifiye bünyede standart reçetenin pişmiş mukavemet değeri 210 kg/cm2 iken 1,2 ağ.% H3BO3 + 1,2 ağ.% Li2(CO3) ilaveli reçetede 669,2 kg/cm2 ile 218,6 % artış sağlanmıştır. Duvar karosu bünye için sinterleme başlangıç sıcaklığı 2 ağ.% H3BO3 + 4 ağ.% Li2(CO3)'de 10320C'de görülmüştür. Duvar karosu bünyede alternatif masse olarak 0,3 ağ.% H3BO3 + 0,1 ağ. % Li2(CO3) reçetesini alabiliriz. Bu massenin pişmiş çekme değeri 1,61% iken, standart duvar karosu massenin pişmiş çekme 0,69%'dur. Pişme çekmesi dolayısıyla sıvı faz viskozite ve miktarı seramik sanayide boyut kontrol edilebilirliği açısından önemlidir. Bunun yanında pişmiş mukavemet değeri standart duvar karosunda 184,94kg/cm2 iken bu massede 334,97 kg/cm2'ye çıkarak 81% mukavemet artışı sağlanmıştır.

Abstract:
The study involves two different ceramics bodies (sanitarywares and wall tiles bodies) by decreasing sintering temperature on sanitarywares and wall tiles bodies and reducing the consumption of energy and at the meantime improving the technical specifications of sintered ceramic. The purpose of study at two different ceramics bodies is to determine the effects of two different active fluxes of melting behaviour on calcite body and microstate with high temperature and long time and relatively low temperature and short time. For each ceramics body the study is composed of 2 parts. At first part, it has been added H3BO3 (0,1-0,3-0,6 -0,9-1,2-2 wt.% ) and Li2(CO3) (0,1-0,3-0,6-1,2-2-4 wt.% ) to ceramics mud body. The adding of constant value of H3BO3; the adding of Li2(CO3) respectively (0,1-0,3-0,6-1,2-2-4 wt. %); dry resistance, fired resistance and water absorption values are determined. The first part is concluded by that way. At the predetermined resistance, water absorption values, limit adding values of the melters, at the sample supplying maximum resistance and at the trial that can be alternative body in sense of physical features ; the optical dilatometer, SEM (Scanning Electron Microscope) and XRD (X Ray Difraction Analysis) graphics are examined. At the test of wall tiles, in addition to them, optical view, colorimeter, EDX (Energy Dispersive X-Ray Analysis) and pore dimension distributions are measured. The decrease of firing temperature at optical dilatometer, the views of changes of microstructure at SEM, the change of crystal structure at XRD, 3 points resistance measurement values, water absorption , firing shrinkage values are measured accorging to TSE EN ISO 10545. In sanitaryware body; the adding of 1,2% H3BO3 + 1,2% Li2(CO3) ; sintering is decreased from 9640C to 8840C.While the strength value of the standard sample at vitrified body is 210 kg/cm2; at the test of adding of 1,2 % H3BO3 + 1,2 % Li2 (CO3) it is measured as 669,2 kg/cm2, which means an increase of 218% is provided.  The sintering start temperature for wall tiles body 2% H3BO3 + 4% Li2 (CO3) is observed at 10320C. At wall tile body, we can take the sample as alternative massa 0,3% H3BO3 + 0,1% Li2(CO3). Firing shrinkage value of this massa is at 1,61% Standard wall tile massa firing shrinkage value of 0,69%. Firing shrikange in the meantime phase viscosity and its quantity is important at industry for dimension controlability. In addition to this ; fired shrinkage value increased from 334,97 kg/cm2 to 184,94 kg/cm2 ; resistancy increase by 81% is supplied.