Hassas döküm atık kumunun, duvar karosu, porselen karo ve opak sır üretiminde kullanımının araştırılması
Investigation of use of investment casting waste sand in production of wall tile, porcelain tile and opaque glaze
Yazar: YUSUF ERDEM
Danışman: DOÇ. DR. TUBA BAHTLI
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Çevrenin korunması ve ekonomiye katkı sağlamak amacıyla geri kazanım günümüzde büyük önem kazanmıştır. Buradan yola çıkarak yürütülen bu tezde hassas döküm işlemi sonucu atık madde olarak ortaya çıkan seramik parçalarının içeriğindeki değerli bileşenlerden faydalanılmıştır. Hammadde tüketimini azaltmak ve daha iyi ya da aynı fiziksel, mekanik özellikler elde etmek amaçlanmıştır. Çalışmada, duvar karosu, porselen karo ve opak sırlı karo bünyelerinden belli oranlarda kil, kaolen veya zirkonya eksiltilerek yerine üç farklı tip çeliğin üretiminde kullanılan hassas döküm atık kumu eklenmiştir. Numunelerin yoğunluk, su emme, kuru küçülme, pişme küçülmesi, kuru mukavemet, pişme mukavemeti, renk ve parlaklık değerleri karşılaştırılmıştır. XRD, XRF ve mikroyapı analizleri yapılmıştır. 
Porselen karo bünyesinde yapılan çalışmalarda; bünye çamuru viskozitesinde ortalama %27 azalma gözlemlenmiştir. Bünye çamurlarında viskozitenin yüksek olması halinde bünyede hava boşluğu hataları oluşmaktadır. Karo bünyesinde ise pişme mukavemeti değerinde ortalama %6 artış gözlemlenmiştir. Porselen karo bünyeleri için yüksek mukavemet önemli bir kalite kriteridir. 
Duvar karosu bünyesinde yapılan çalışmalarda; hassas döküm atık kumu ilave edilen karo bünyelerinin renk değerlerindeki beyazlık değeri (L*), atıktan gelen zirkonya kristal fazı ve daha düşük gözeneklilik nedeniyle referanstan daha yüksek olmuştur. Atık ilavesi ile duvar karosu bünyelerinin yoğunluk, pişme küçülmesi ve mukavemet değerleri artarken, bünyelerin su emme değerleri azalmıştır.
Opak sırda yapılan çalışmalarda; diğer bileşiklere göre yüksek yoğunluk değerine sahip zirkonyum dioksitin %5 oranında azaltılması, sır çamurunda yoğunluk ve viskozite değerlerinde azalmaya neden olmuştur. Ancak opak sır için önemli kalite kriterlerinden olan yüzey aşınmasına dayanıklılık, doğrusal ısıl genleşme, ısı şokuna dayanıklılık, renk ve parlaklık değerlerinde referans ile aynı nitelikte veriler elde edilmiştir. Amaca uygun şekilde değerli hammadde kullanımının azaltılması sağlanmıştır.

Abstract:
Recycling has gained great importance today in order to protect the environment and contribute to the economy. In this thesis, the valuable components contained in the ceramic pieces that emerge as waste material as a result of the investment casting process were used. It is aimed to reduce raw material consumption and obtain better or the same physical and mechanical properties. In the study, certain amounts of clay, kaolin or zirconia were removed from the bodies of wall tiles, porcelain tiles and opaque glazed tiles, and precision casting waste sand, used in the production of three different types of steel, was added instead. Density, water absorption, dry shrinkage, firing shrinkage, dry strength, firing strength, color and brightness values of the samples were compared. XRD, XRF and microstructure analyzes were performed.
In the studies carried out within the porcelain tile; An average 27% decrease in body sludge viscosity was observed. If the viscosity of the body sludge is high, air gap errors occur in the body. An average of 6% increase in the firing strength value of the tile was observed. High strength is an important quality criterion for porcelain tile bodies.
In the studies carried out within the wall tiles; The whiteness value (L*) in the color values of the tile bodies to which investment casting waste sand was added was higher than the reference due to the zirconia crystal phase coming from the waste and lower porosity. With the addition of waste, the density, firing shrinkage and strength values of the wall tile bodies increased, while the water absorption decreased.
In the studies carried out within opaque glaze; Reducing zirconium dioxide, which has a high density value compared to other compounds, by 5% caused a decrease in the density and viscosity of the glaze mud. However, the same values as the reference were obtained in terms of surface abrasion resistance, linear thermal expansion, heat shock resistance, color and gloss, which are important quality criteria for opaque glaze. The use of valuable raw materials has been reduced in accordance with the purpose.