Pyroplastik deformasyona karşı sert porselen bünyeler geliştirilmesi ve karakterizasyonu

Abstract

Pyroplastik deformasyon yüksek sıcaklıklarda pişirim aşamasında seramikşeklinin bozulmasıdır. Bu çalışmada, Yıldız Porselen İşletmesinin ürettiği sertporselen bünyelerin pişirme aşamasında gözlemlenen pyroplastik deformasyonunsebeplerini saptamak için birkaç faktör sistematik olarak incelenmiştir. İlk olarakYıldız Porselen ürünlerinde meydana gelen deformasyonun seviyesi belirlenmiş veiki rakip porselen üreticisinin deformasyon seviyeleri ile kıyaslanmıştır.Pyroplastik deformasyonun ölçümünü yapmak için farklı kuvars tane boyutuve farklı kompozisyona sahip bünyeler sadece uçlarından desteklenecek şekildeyatay olarak pişirilmiştir. Deformasyon miktarını azaltmak için, porselen bünyesinekatılan kuvars hammaddesinin tane boyutu kontrol edilmiştir. Bu çalışma için, aynıkompozisyona sahip fakat ince, orta ve kaba seviyelerde farklı kuvars tane boyutunasahip karışımlar hazırlanarak pişirme işlemi uygulanmıştır. Numunelerin yapısındakikristal fazları belirlemek için X ışını kırınım indisi (XRD) ve Taramalı ElektronMikroskobu (SEM) analizleri yapıldı.Çalışmanın sonunda yapı içerisindeki kuvarsın tane boyutu ve dağılımınınpyroplastik deformasyon üzerinde önemli bir etkisinin olduğu anlaşılmıştır. Bununlabirlikte kuvars partikül boyutu pyroplastik deformasyonu tam olarak ortadankaldırmaz. Sert porselen kompozisyonu da deformasyon seviyelerini azaltmadaönemli bir etkendir. Özellikle de feldspat içeriğindeki değişiklikler deformasyonüzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Karışım içine katılan feldspat ne kadar az isedeformasyon miktarı da o kadar azdır. Feldspat oranı optimum seviyelerde olmalıdır.Porselen bünyesinin hem feldspat içeriğini hem de kuvars tane boyutu vedağılımını kontrol ederek pyroplastik deformasyonda istenilen değerlere ulaşılabilir.The pyroplastic deformation is a distortion of the ceramic shape at hightemperature during firing. In this study, in order to find the cause of pyroplasticdeformation that has been heavily observed during high temperature firing of a hardporcelain body which has been produced by a state company of Yıldız porcelain wasinvestigated systematically. Preliminary studies were conducted to determine thelevel of deformation that occurs in Yıldız porcelain products and the results werecompared with two competitive porcelain manufacturer?s deformation levels.To obtain a measure of the pyroplastic behaviour the bars of differentporcelain compositions were fired at optimum temperatures while supportedhorizontally only at their ends and distortion tendencies were examined. To reducethe amount of deformation, the particle size distributions of quartz raw material thatwas added into porcelain bodies was controlled. For this study, several batcheshaving the same composition but with fine, medium and coarse particle sizedistributions of quartz were separately prepared and fired by applying the heattreatment which was employed industrially. The resultant samples werecharacterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM)studies to determine the crystalline phases in the microstructure.It was observed that the size (medium) and distribution of quartz grainsthroughout the structure has a significant effect on reducing pyroplastic deformation.However, controlling the quartz particle size by itself is not enough to completelyeliminate the pyroplastic deformation. It was also found that the composition of hardporcelain has significant effect of reducing the deformation further, especially, theamount of feldspat in porcelain body. The less the feldpat is added into batches, theless the pyroplastic deformation occurs.By controlling both the quartz particle size distribution and the amount offeldspat content of porcelain body it is possible to eliminate the major part of thepyroplastic deformation of hard porcelain.