Sert porselen gövdelerde bor atığı kullanımı ve karakterizasyonu

Bu çalışmada, sert porselen bünyesinde ergitici olarak potasyum feldspat yerine tinkal işleme süreci ile boraks ve borik üretiminde oluşan boroksit (B2O3) içeren atığın (Eti Maden Kırka tesislerinden temin edilmiştir) kullanılabilirliği araştırılmıştır. Kullanılan hammaddeler XRF, AAS yöntemleri ile karakterize edilmiştir. Farklı ergitici oranlarında sert porselen gövde bileşimleri hazırlanmıştır. Ergitici olarak potasyum feldspat yerine %5 ile %25 arasındaki oranlarında bor atığı kullanılmıştır. Ayrıca kıyaslama yapılabilmesi için bor atığı içermeyen referans bir kompozisyon da tasarlanmıştır. Ham gövde numunelerinin şekillendirilmesi kuru presleme yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Maksimum yoğunlıkta ham gövde elde edebilmesi için, tane boyut dağılımı Furnas ve Adreasen eşitliği yardımıyla hesaplanmış ve tüm numuneler belirlenen tane boyut dağılımına göre hazırlanmıştır. Hazırlanan ham numuneler farklı sıcaklıklarda (1000oC, 1150oC, 1250oC ve 1350oC) sinterlenmiştir. Sinterlenen numunelerin mukavemet, çarpma dayanımı, He-piknometre (açık ve kapalı gözenekliliğin belirlenmesi) su emme, küçülme, pişme rengi (Lab değerleri) test ve metodları mekanik ve fiziksel özellikleri belirlenmiştir. SEM, XRD, optik dilatometre, TG-DTA yöntemleri ile mikroyapısal karakterizasyonları yapılmış ve sinterlenme davranışları belirlenmiştir. Bor atığında mevcut B2O3'in ergitici olarak kullanılması ile sinterlenme sıcaklığının yaklaşık olarak 200oC düştüğü gözlenmiştir. Bor atığı içeren numunelerde artan sinterlenme sıcaklığı ile açık gözeniklilik azalırken kapalı gözenekliliğin arttığı gözlenmiştir. %10 bor atığı içeren numunelerde düşük sinterlenme sıcaklıklarında (<1150oC) çarpma direncinin B2O3 içermeyen numunelere göre daha yüksek olduğu ve eğilme mukavemetlerinin karşılaştırılabilir olduğu belirlenmiştir. Özellikle düşük vitrifikasyon sıcaklıklarında bor atığı içeren numune renklerinin daha beyaz olduğu (yüksek L değeri) tespit edilmiştir. B2O3 içeren tinkal prosesi atığının sert porselen gövdelerde kullanılabilir olduğu sonucuna varılmıştır