Emaye kaplı parçalarda yapışmazlık özelliğinin geliştirilmesi

Emaye; dökme demir veya metalik parçalara uygulanan inorganik bir kaplama malzemesidir. Yüksek sıcaklıklarda pişirilerek yüzeyde camsı bir yapı oluşturur. Emaye kaplamanın kimyasala dayanımı yüksektir, parçalara parlaklık ve estetik bir görünüm sağlar. Bu sebeple emayelerin kullanım alanları günümüzde oldukça yaygındır. Süs eşyaları, soba boruları, lavabolar, küvetler, mutfak eşyaları gibi birçok alanda kullanılırlar. En sık kullanıldığı alan mutfak eşyaları, pişirme cihazlarıdır. Fakat emayelerin yiyecekler ile temas eden yüzeylerinde yapışmazlık özelliği iyi değildir. Bu çalışma yapışmazlık özelliğinin geliştirilmesi için yapılmıştır. Çalışmada ıslatma açısını en fazla etkileyecek 4 süreç girdisi frit oranları, korund miktarı, pişirme sıcaklığı, pişirme süresi olarak sebep sonuç matrisi yöntemiyle belirlenmiştir. Süreç girdileri için 3 farklı seviye belirlenmiştir. 4 süreç girdisi ve 3 farklı seviye için gerekli denemeler Tagucchi yöntemi ile tespit edilmiş ve uygulanmıştır. Islatma açısını arttıracak 3 yeni frit formülize edilmiştir. Bu 3 fritin ön çalışması yapılırken piyasada kullanılan fritlerden farklı olarak yüksek miktarda zirkon dioksit, fosfor penta oksit ve alüminyum oksitli birçok frit denemesi yapılmıştır. Aynı frit içerisinde bu malzemelerin hepsini kullandığımızda yapışmazlık özelliği istenen seviyede gelişmemiştir. Fritler ayrı ayrı tasarlanarak yalnızca yüksek zirkon dioksitli bir frit reçetesi hazırlandığında fritin kimyasal dayanımı yüksek olmasına rağmen ıslatma açısında iyileşme olmadığı görülmüştür. Aynı şekilde yalnızca fosfor penta oksitli frit reçetesi hazırlandığında fritin ıslatma açısı yüksek olmasına rağmen kimyasal dayanımı düşmüştür. Yalnızca yüksek alüminyum oksitli frit denemelerinde kimyasal dayanım iyileşse de ıslatma açısında yükselme gözlenmemiştir. Yalnızca yüksek fosfor penta oksitli reçetelerde ergitme potasında aşırı deformasyon olması ve ayrıca bu fritlerin kimyasal dayanımlarının çok düşük olmasından dolayı yüksek zirkon dioksitli yapılan frit ve yüksek alüminalı tasarlanan frit reçetelerinde yüksek miktarda fosfat tanımlanarak kimyasal dayanım ve ıslatma açıları dengelenmiştir. Nihai ürünün genleşme katsayısını dengelemek için düşük genleşme katsayısına sahip yüksek silisyumlu ve kimyasal dayanımı yüksek bir frit tasarlanmış ve bu sayede karışımda kullanılan diğer iki fritin yüksek genleşme katsayıları düşürülmüş olacaktır. Bu fritlerin oranları kendi arasında değiştirilerek farklı değirmen şartları ve pişirme şartları belirlenmiş ve denemeler yapılmıştır. Sebep sonuç matrisinde yüksek çıkan değerlere odaklanılmış ve buna göre deney tasarımı yaparken bu değerlerin üzerine çalışma yapılmasına, yüksek etkinin görülmesi açısından karar verilmiştir. Yapılan hesaplamalar sonucunda yapışmazlık özelliğini en çok etkileyen 4 süreç girdisi belirlenmiştir. Frit oranı, korund miktarı, xxiv pişirme derecesi ve pişirme süresi değişken parametreler olarak belirlenmiş, değirmen katkıları, öğütme inceliği, uygulama kalınlığı ve uygulama şekli ise sabit parametreler olarak belirlenmiştir. Tüm deneylerde sabit tutulmuşlardır. Değişen korund miktarları ve sabit değirmen katkıları ile belirlenen süre boyunca alümina değirmenlerde öğütülüp uygulama yapılıp belirlenen sıcaklık ve sürelerde pişirilerek sitrik asit, ETC testi, renk, parlaklık değerleri, kaplama kalınlıkları, ıslatma açıları ölçülmüştür. Yapılan analizleri kıyaslamak adına ETC emaye kaplı plakaya ölçüm yapılmış ve ıslatma açısı değeri 33o olarak ölçülmüştür. En iyi sonucu 2,5,8 numaralı denemeler vermiştir. Aralarındaki en yüksek sonuç 5 numaralı deneyde 78,8o ölçülmüştür. Bu değerlere göre frit kullanım oranlarının en etkili olduğu görülmüş ve A fritinin kullanım oranı arttığında ıslatma açısının arttığı sonucu çıkarılmıştır. Korund miktarlarına baktığımızda test sonuçları başarılı olan 2 ve 5 nolu tasarımlarda miktar %10 olmasına rağmen 8 nolu tasarımda %1'dir. Bu da korund oranının frit karışımlarının sertliğine ve pişirme sıcaklığına göre belirlendiğini göstermektedir. Bu çalışma, ikinci kat bir emayenin yapışmazlığının arttırılması amacıyla yapılmış ve buna göre frit tasarımı yapılmıştır. Fritlerdeki yüksek zirkon, alümina ve fosfor ile tek kat bir emaye tasarlanması zor gibi gözükse de çalışmaları Bizmut oksit gibi kimyasal dayanımı yüksek ve zirkon ve diğer refrakterlere göre düşük ergime noktasına sahip malzemeler kullanarak daha düşük alkali oksit içeren fritler tasarlanabilir. Fosfor penta oksitin frit içerisinde yüksek oranda kullanılmasının frit ergitme potalarında fazla deformasyona yol açmasını engellemek için fritlerdeki fosfor pentaoksit oranı düşürülerek değirmen formülünde alüminyum metafosfat veya zirkonyum fosfatlar girilmek suretiyle ıslatma açıları yükseltilebileceği düşünülmektedir. Gelecek çalışmalar için tavsiye niteliğinde değerlendirilebilir.