Kapalı gözenekli karoların geliştirilmesi
Development of floor tiles with closed porosity
Yazar: GÜNEŞ KORÇ
Danışman: PROF. DR. FERHAT KARA
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Günümüzde seramik yer karolarının dekoratif ve yapısal özelliklerinin yanında ısı yalıtımı ve termal konfor gibi ilâve fonksiyonlar eklenmektedir. Ayrıca porselen karo ürünleri yeni pazar eğilimleri, iç-dış cephe uygulamalarında kullanılacak hafif ürünlere artan bir ilgi olduğunu göstermektedir. Belirtilen fonksiyonların tümü bünyedeki toplam gözenek miktarı, boyutu ve morfolojisinin dikkatli bir şekilde kontrolüne bağlıdır.  Bu çalışmada yer karosunu, diğer tüm gerekliliklerini koruyarak (mekanik dayanım vb.) kapalı gözenekli yapıda geliştirmek amaçlanmıştır. Bu sayede termal iletkenliğini dü-şürmek suretiyle, özellikle iç mekan uygulamaları için ahşap malzemelere alternatif karoların üretilmesi mümkün olacaktır. Bu kapsamda, saf silisyum karbür (SiC), porselen karo parlatma atığı ve seryum oksitin köpükleştiricilerin katkı olarak kullanıldığı porselen karo bünyeler hazırlanarak, endüstriyel hızlı pişirim koşullarında farklı sıcaklıklarda toplamda 40 dk. sinterlenmiştir. Çalışmada katkı miktarı, tane boyutu, bünye kompozisyonu ve bünye sinterlenme sıcaklık ve sürelerinin piroplastik kütlede gözenek oluşum sürecine etkisi incelenmiştir. Deneysel sonuçlar, 10 µm altında ve geniş bir tane boyut aralığına sahip SiC katkılarıyla porselen karo bünyelerde etkin bir kapalı gözenek oluşturulabileceğini göstermektedir. Kapalı gözenek boyutu ve toplam hacmi porselen karo sinterlenme kinetiğinin kontrolüyle sağlanabilmektedir. Bünyede sağlanacak mak-simum kapalı por miktarı, mekanik mukavemetteki düşüş ve piroplastik deformasyon davranışı tarafından belirlenmektedir.

Abstract:
The decorative and structural functions of ceramic floor tiles have now been cou-pled with additional features, such as thermal insulation and thermal comfort. Also, re-cent market trends for porcelain stoneware tiles indicate that there is a growing interest for lightweight products, to be used vertically, in internal walls or ventilated facades. The optimization of all functionalities depends on a careful control of closed porosity, in terms of overall amount, size and morphology. The aim of this study is to develop a ceramic floor tiles with closed porosity maintaining the properties and characteristics required for the finished products. For this aim, porcelain green bodies with pure SiC powder, porcelain tile polishing waste and cerium oxide (CeO2) powder as foaming agents, and were sintered at industrial fast firing conditions in which the total firing program was 40 min. The effect of SiC content, particle size, body compositions and sintering temperature on foaming properties of porcelain tiles were investigated. The experimental results show that a small amount of SiC with a particles size below 10 µm provides high amount of porosity due to the oxidation reaction of SiC particles. The closed pore size and pore volume can be controlled by changing the sintering kinetics of the porcelain tile body and the mechanical properties were improved by designing the porcelain tile recipes. The loss of mechanical strength of the tiles and their pyroplastic deformation controls the maximum attainable amount of closed porosity.

Key words: SiC, foaming, sintering, porcelain tile