Asit mukavim emayelere koyu renkli pirolitik özellik kazandırılması
Adding dark colored pyrolytic features to acid-resistant enamels
Yazar: BURAK ASAR
Danışman: PROF. DR. ADEM DEMİR
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Günlük hayatta sık sık karşılaştığımız emaye kaplamalar mutfak gereçleri, su ısıtıcıları ve kaynatıcıları, otomotiv sektöründe, mimari panellerde ve yazı tahtaları gibi alanlarda kullanılmaktadır. Dekoratif olarak birçok alanda kullanıldığı gibi sağlık açısından da tercih edilmektedir ve özellikle emaye kaplamalar mutfak gereçlerinde insan sağlığı için en önemli kaplama türlerinden biridir.

Emaye, farklı özellikler elde etmek amacıyla metal malzemeleri kaplamak için kullanılan, termal genleşme katsayısı açısından metallerle eşleşen bir frit olarak tanımlanır. Bir diğer tanımlamaya göre ise porselen emaye, metal alt tabaka üzerine sürekli ve koruyucu bir kaplama oluşturmak için yüksek sıcaklıkta ergitilen inorganik bileşiklerin uygulanması ile elde edilen kaplama malzemesidir. Çeşitli inorganik oksitlerin karışımından oluşan bu çözelti, bileşiklerin erime sıcaklığına kadar pişirilmesiyle elde edilen, camsı görünümlü bir katıdır.

Sahip oldukları cam yapıları gereği kırılgan ancak kimyasal etkilere dayanım kıyaslamalarında ilk sıralarda yer alan kaplama türüdür. Mutfak gereçlerinde kullanılan emaye kaplanmış ürünler; şarap, zayıf organik asitler, süt, sitrik asit, sirkenin yanı sıra, hidroklorik asit, nitrik asit, sülfürik asit gibi kuvvetli asitlere maruziyet yaşayabilirler.

Mutfak gereçleri ve diğer günlük kullanımlar için önemli olan aside ve kaynar su – su buharı dayanımına sahip olan emayeler ticari olarak satışı gerçekleştirilen ve kullanılan emaye türlerindendir. Kolay temizlenebilirlik özelliğine sahip olan emayeler ise ilerleyen süreçlerde giderek artan popülerliği ile mutfaklarımızda yer edinecek ve hayatı kolaylaştıracak ürünlerdendir.
Bu çalışmada emaye kaplamasının kullanım kolaylığını arttırmaya yönelik geliştirmeler yapılmıştır. Asit mukavim özellikteki emaye friti ile yola çıkarak belirli oranlardaki diğer fritlerin karışımlarıyla sırasıyla kolay temizlenebilir özellikli emaye ve koyu renkli pirolitik özellikli emaye elde edilmesi amaçlanmıştır.

Pirolitik özellikli emayeler kolay temizlenebilir emayelerin yüksek sıcaklıkta çalışabilir halleridir. Elde edilen emaye türlerine sitrik asit testi, kolay temizlenebilirlik testleri, kalınlık ölçümü, darbe testleri ve 48 saat boyunca 482 derecede gerçekleşen pirolitik özellik testi gerçekleştirilmiştir. Yapılan testler sonucunda elde edilen bilgiler karşılaştırmalı olarak yorumlanmıştır. Çalışma sonucunda yüksek sıcaklık dayanımına sahip, kolay temizlenebilir özellikte pirolitik emaye elde edilmiştir.

Abstract:
Enamel coatings, which we frequently encounter daily, are used in areas such as kitchen utensils, kettles and boilers, the automotive industry, architectural panels, and whiteboards. While it is used decoratively in many areas, it is also preferred for health reasons, and especially enamel coatings are one of the most important coating types for human health in kitchen utensils.

Enamel is defined as a frit that matches metals in terms of coefficient of thermal expansion and is used to coat metal materials to achieve different properties. According to another definition, porcelain enamel is a coating material obtained by applying inorganic compounds melted at high temperatures to create a continuous and protective coating on the metal substrate. This solution, consisting of a mixture of various inorganic oxides, is a glassy-looking solid obtained by baking the compounds to their melting temperature.

It is a type of coating that is fragile due to its glass structure but ranks first in comparisons of resistance to chemical effects. Enamel-coated products used in kitchen utensils may be exposed to strong acids such as hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid, as well as wine, weak organic acids, milk, citric acid, and vinegar.

Enamels, which have acid and boiling water-water vapor resistance, which is essential for kitchen utensils and other daily uses, are among the enamel types sold and used commercially. Enamels, which are easy to clean, are among the products that will gain a place in our kitchens and make life easier with their increasing popularity in the future.

In this study, improvements were made to increase the ease of use of the enamel coating. Starting with acid-resistant enamel frit, it is aimed to obtain easy-to-clean enamel and dark-colored pyrolytic enamel, respectively, by mixing other frits in specific proportions.
Pyrolytic enamels are easy-to-clean enamels that can work at high temperatures. Citric acid tests, easy cleanability tests, thickness measurements, impact tests, and pyrolytic property tests were performed at 482 degrees for 48 hours on the obtained enamel types. The information obtained as a result of the tests was interpreted comparatively. As a result of the study, pyrolytic enamel with high-temperature resistance and easy-to-clean properties was obtained.