Porselen karoların üretim koşullarının ve teknik özelliklerinin geliştirilmesi
Development of technical properties and production conditions of porcelain tiles
Yazar: ZAHİDE BAYER ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. NURAN AY
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Sinterleme = Sintering ; Teknik özellikler = Technical properties

Özet:
Seramik karo üretiminde kaliteyi ve teknik performansı etkileyen çok sayıda faktör bulunmaktadır. Teknik özelliklerin kontrolünde en önemli basamakları hammadde, üretim süreci ve kullanılan makine teknolojisi oluşturmaktadır. Bu çalışmada öncelikle porselen karolarda pişirim sıcaklıkları/sürelerinin düşürülmesi ve nihai ürün özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmalar endüstriyel koşullarda Yurtbay Seramik San. ve Tic. A.Ş. karo fabrikasında gerçekleştirilmiştir. Tezin birinci kısmında, porselen karo bünyelerinde alkali/toprak alkali oksit ve pişirim koşulları değişiminin pişme küçülmesi, % su emme, yoğunluk, pişme mukavemeti ve renk üzerine olan etkileri deney tasarımı yöntemlerinden biri olan ?faktöriyel tasarım? metodu ile incelenmiştir. Faktöriyel tasarım, ürünlerin kalitesini ve teknik özelliklerini etkileyen faktörlerin incelenen özellik üzerinde ana etkilerini ve etkileşimlerini belirlemeyi sağladığı için deney tasarımında önemlidir. Hipotezlerin anlamlılık testleri ?=0,05 güven seviyesine göre yapılmıştır ve deneyler sonunda elde edilen veriler, MINITAB 15 paket programıyla analiz edilerek incelenmiştir. Talk ve dolomitik kil kullanımı ile pişirim sıcaklığının 1175 °C, pişirim süresinin 35-40 dakikaya düşürülebileceği tespit edilmiştir. Böylece, faktöriyel tasarım ile en uygun pişirim koşulları belirlenmiş ve enerji tüketiminin azalması sağlanmıştır. Oluşturulan porselen karo bünyelerinde en uygun pişirim sıcaklığı-süresi, pişme küçülmelerinin tespiti ve uygun pişirim profilinin belirlenmesinde optik dilatometre kullanılmıştır. Tezin ikinci kısmında uygun pişme profiline uygun bünyelerin camsı faz kompozisyonu referans alınarak, yeni Seger formülasyonu oluşturulmuştur. Sinterleme ve yumuşama sıcaklıklarının tespitinde ısı mikroskobu kullanılmıştır. Buna göre camsı faz bileşimlerinde standarda kıyasla artan MgO/CaO ve azalan ?RO/?R2O, Al2O3 oranları ile yumuşama, sinterleme sıcaklıkları ile viskozitenin düştüğü görülmüştür. Sonuç olarak standart porselen karo bünye ile kıyaslanıldığında yeni porselen karoların teknik özelliklerinde gelişme ve pişirim sıcaklık/sürelerinde azalma sağlanmıştır.

Abstract:
In ceramic tile manufacturing process, there exist several factors affecting the quality and technical performances. Important steps in control of technical features are raw materials, manufacturing process and equipment. In this thesis, mainly reduction of sintering temperatures/firing cycles and development of product?s standards is aimed. Experimental trials were performed under industrial conditions in Yurtbay Seramik San. Tic. A.Ş. Tile Company. In the first part of the thesis the effect of alkaline/earth alkaline oxide ratio, variation of firing conditions to firing shrinkage, water absorption (%), bulk density, strength and color parameters were investigated with design of experiment. One of the methods of experimental design is the factorial design. Factorial design of experiment is an important to determine main affects and interaction affects of investigated factors. Significance tests of hypotheses were based on ?=0,05 confidence level and datas were analyzed with Minitab 15 program. It was observed that it was possible to lower sintering temperature down to 1175 °C and firing cycles to 35-40 minutes by using talc and dolomitic clay. Therefore, optimum firing conditions were determined and energy consumption was decreased due to factorial design. Optical dilatometer was used for determining optimum firing conditions and shrinkage on porcelain tile bodies. In the second part of the thesis glassy phase composition of appropriate porcelain bodies were taken as a reference according to results of experimental design and new Seger formulations were created. Hot microscope was used for determining sintering and softening temperature. Depending of these results of investigated formulations, it was seen that the softening, sintering temperature and viscosities decreased by increasing the amount of MgO/CaO ratio and decreasing ?RO/?R2O, Al2O3 in glassy phase compositions. Finally technological properties of new porcelain tiles were improved and firing temperature/time was decreased compared to the standard.