Spodumen katkılı porselen karoların lekelenme davranışının incelenmesi
Investigation of stain resistance of the porcelain tiles doped by spodumene
Yazar: TUNA AYDIN
Danışman: DOÇ. DR. ALPAGUT KARA
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Seramik endüstrisi = Ceramic industry ; Seramik fırını = Ceramic kiln ; Seramik çamuru = Ceramic sludge

Özet:
Porselen karo üretim sürecinin son aşaması olan parlatma aşaması düzgün ve parlak bir karo yüzeyi elde etmeye olanak sağlamaktadır. Ama bu aşama aynı zamanda karo yüzeyinden malzeme uzaklaşmasına neden olurken yüzeysel hatalarının ve kapalı porların da açığa çıkmasına yol açmaktadır. Sonuç olarak bu tip hatalar lekelenme direncinin kötüleşmesine neden olur. Porselen karoların performansının geliştirilebilmesi için yüzey mikroyapısının lekelenme direnci üzerine etkisinin iyi anlaşılması önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, porselen karoların lekelenme direnci üzerine spodumen ilavesinin etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda ilk olarak standart bir porselen karo reçetesinde maksimum ağırlıkça % 4 spodumen sodyum feldispat yerine kullanılmıştır. Öte yandan kuvars ve camsı faz arasındaki termal genleşme katsayısındaki farklılık camsı fazın mikroskobik kalıntı basma gerilimlerine maruz kalmasına neden olur. Bu gerilimler neticesinde oluşan çatlaklar ve kuvars tanelerinin etrafında olan tane çıkmaları da bünyelerin lekelere karşı daha hassas olmalarına neden olmaktadır. Bu etkilerde göz önünde bulundurularak reçetelerden kuvars çıkarılmıştır. Elde edilen sonuçlar spodumen ilavesinin sinterleme esnasında düşük viskoziteli sıvı faz oluşturarak porların uzaklaşmasını sağladığını göstermiştir. Böylece yüksek yoğunluklu, yüksek mekanik mukavemetli ve daha yüksek lekelenme dirençli bünyeler elde edilmesi sağlanmıştır. Diğer bir yandan da bu tez çalışmasında alternatif bir ergitici olarak spodumenin kullanılması ile spodumen-kuvars ve spodumen-kil arasındaki reaksiyonlarla lityum alümina silikat fazlarının oluştuğu saptanmıştır. Tespit edilen bu yeni faz lekelenme direnci açısından önemli bir bakış açısı kazandırmıştır. Lekelenme direnci üzerine en önemli etkilerden biri olan kuvars tanelerinin etrafında oluşan aspekt oranı 4 den büyük mikro çatlakların bu yeni lityum alümina silikat fazları tarafından doldurularak en aza indirilebildiği gösterilmiştir.Anahtar Kelimeler: Lekelenme direnci, porselen karo, spodumen, kuvars içeriği, mikroyapı

Abstract:
The polishing step which is the last porcelain tile production process allows obtaining a very smooth and glossy surface. While this process results in a material removal from tile surface it leads to emerge the superficial defects and closed pores. All of these defects lead to worsen the stain resistance of the porcelain tiles. A better understanding of the role of the surface microstructure on stain resistance is also fundamental in order to improve the tile performance. Aim of this study is to investigate the influence of the composition on stain resistance of the porcelain tiles. In accordance to this aim; firstly, spodumene (max 4 wt %) was used in stead of Na feldspar in a standard porcelain tile compositions. On the one hand, the difference between thermal expansion coefficients of quartz and the glassy matrix has a strong effect by subjecting the glassy matrix to microscopic residual compressive stress. Particle detachment and cracks around quartz particles also gives rise to become more sensitive bodies against to stain. Because of these effects, it was also prepared to porcelain tile compositions without quartz content to enhance stain resistance of the porcelain tiles. The results showed that spodumene addition provides to increase stain resistance by forming a low viscosity liquid phase during firing with a decrease of both closed porosity and average pore size, also with increasing bulk density. It was also observed that resistance to stain of the porcelain tiles was increased through removal quartz content. On the other hand, it was detected that lithium alumina silicate phases was formed as a result of reactions between spodumene-quartz and spodumene-clay. This new phase brings in a new aspect in terms of stain resistance of the porcelain tiles. It was determined that microcracks around the quartz particles which is one of the most important effect on stain resistance was filled by lithium alumina silicate phasesKeywords: Stain resistance, porcelain tile, spodumene, quartz content, microstructure,