Yeni geliştirilen anortit bazlı vitrifiye seramiği için sır bünyesi geliştirlmesi
Development of a glaze body for a novel whiteware ceramics based on anorthite
Yazar: NAİM ÖZYEŞİLPINAR
Danışman: DOÇ.DR. AHMET ÇAPOĞLU
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering

Özet:
Sırlama işlemi seramiklere genellikle estetik görünüm kazandırmak veyüzeyde geçirgen olmayan bir tabaka oluşturmak üzere seramik malzemelerin bazıgruplarına özellikle ev ortamında kullanılacak seramiklere uygulanır. Endüstriyelboyutta üretilen ve pazarın üst segmentine hitap eden masaüstü seramiklerden BoneChina ve sert porselenin sahip olduğu üstün özellikleri üzerinde taşıyacak şekildegeliştirilen anortit bazlı beyaz seramiğinin de benzer şekilde sırlanmasıgerekmektedir. Bugüne kadar bu konu hakkında yapılmış herhangi bir çalışmayoktur.Bu projede, anortit-bazlı beyaz seramiğine uygun bir sır tespit edildiktensonra seramik altlığa uygulanmış ve sinterleme işleminden sonra elde edilen pişmişsırrın yüzeyi ve sır-seramik arayüzeyi karakterize edilmiştir. Tez çalışmasına; uygunsır seçiminin tespit edilmesi için çalışmalara yeni seramiğin ısıl genleşmedavranışının belirlenmesiyle başlanmıştır. Sert porselen gibi düşük ısıl genleşmekatsayısına sahip olması ve onun gibi yüksek sıcaklıkta pişirilmesinden dolayı anortitbazlı beyaz seramik sert porselen sırrı ile kaplanmıştır ve 1370ºC sıcaklığındapişirilmiştir. Pişmiş sır yüzeyinin karakterizasyonu; mikrosertlik, profilometre ileyüzey pürüzlülüğü ölçümü ve atomik güç mikroskop tekniği ile gerçekleştirilmiştir.Ayrıca sır bünyesinin pişim sırasında kristalleşip kristalleşmediği ve arayüzeyinkarakterizasyonunda x-ışını difraksiyon (XRD) ve taramalı elektron mikroskop(SEM) teknikleri uygulanmıştır.Yapılan incelemeler sonucunda, sert porselen sırrının anortit bazlı bünyeüzerinde kopmadan tutunduğu ısıl genleşme katsayıları farkı açısından herhangi biruyumsuzluğun olmadığı ve pişme sonrası arayüzeyde sır ile seramik arasında 5 ila 10mikron arasında bir sınır çizgisi gibi uzayan fakat morfolojik açıdan hem seramikaltlıktan hemde sırdan farklı bir bölgenin meydana geldiği gözlemlenmiştir. Bu bölgemikroskobik olarak detaylı incelendiğinde arayüzeyde küçük kristalit boyutlu anortitkristalleri ile müllit kristallerin oluştuğu tespit edilmiştir. Arayüzeyin bazıvbölgelerinde uzun müllit kristallerin seramikten başlayarak sırrın içinde doğruuzayarak geliştiği tespit edilmiştir. Uygulanan sır bünyesinin kimyasalkompozisyonu incelendiğinde sır bileşiminin alüminaca ve silikaca zengin olduğu vedolayısıyla böyle bir reaksiyonun mümkün olabileceği düşünülmektedir. Sıriçerisindeki kristalleşme sadece arayüzey ile sınırlıdır.

Abstract:
The glazing process is generally done to get an aesthetic apperance and tocrate a impermeable layer on ceramic articles especially to those which are used athousehold. The Bone China which is produced at the industrial level and serves tothe highest segment of the market one of the tableware and the white ceramics whichhas the properties of the hardest porcelain and can carry the anorthite base whiteceramics should also be glazed in the same type. Up to now there is no such studyabout this subject.In this project, after determining an appropriate glaze to the anorthite basewhite ceramics, this glaze has been applied to the ceramic layer and after thesintering process the firing surface of the glaze gotten form it and glaze- ceramicinterface has been characterized. In order to determine an appropriate for the thesis, ithas been started from the thermal expansion of the new ceramics. It has been glazecoating by the hardestporcelain glaze coating with anorthite based ceramics and hasbeen fired at 1370ºC not only because of having low thermal expansion coefficientlike hardest porcelain but also because of being fired at a high temparature. Thecharacterizasion of the surface of the fired glaze was performed with micro hardest,profilometer and measurement of the surface roughtment and atomic forcemicroscopy technic. In the process of firing the x-ray diffraction (XRD) and thescanning electron microscopy (SEM) are used on the characterization of the interfaceto make out whether of glazing formation crystallize or not.At the outcome of the researches done, it has been observed that the hardestporcelain glaze of anorthite base body could hang on without chips off and nodiscordance has been noted down in terms of thermal expansion coefficientdifferance and after firing it has been observed that a different zone has occured onthe interface between the glaze and ceramic as though stretching border line outbetween 5 and 10 micron which is different from morphologic angle both ceramiclayer and glaze. When this part observed microscopically in details on the interfaceviilong mullite crystalls are seen to grow from the ceramic throuh the glaze. When thechemical composition of the glaze structure applied is examined, the glazecomposition is being noticed to be rich for alimuna and silica thence it is thought thatthe probobility of such a reaction is likely. The crystallization in the glaze is onlylimited to the interface.