Vitrifiye seramik üretiminde kullanılan döküm kilinin dispersiyon/akışkanlık şartlarının optimizasyonu ve bunun ham ve pişmiş ürün özelliklerine etkisi

Bu çalışmada ticari bir ürün olan ESC-3 kilinin çeşitli dispersantlar (Na2SiO3, Dolapix PC67, Dolapix CE64, Dolapix SPC7, Darvan CN ve Darvan A821) varlığında akışkanlık davranışı (akış süresi ve tiksotropisi) incelenerek döküm için optimum koşullar (en uygun dispersant ve dispersant dozajı) belirlenmiştir. Akışkanlık davranışı ile ilgili deneysel çalışmalarda sabit tutulan parametreler şunlardır: çamur katı oranı % 60 (kütlece), sıcaklık 27 ±1 oC, çamur karıştırma hızı 800 d/dk. Buna göre kullanılan dispersantlar arasında en uygun dispersantın Dolapix PC67 olduğu ve dozajın ise % 0.1 (katıya göre kütlece) olduğu belirlenmiştir. Daha sonra yukarıda verilen sabit deneysel şartlarda ve ancak farklı Dolapix PC67 (dispersant) dozajlarında (katıya göre kütlece % 0, 0.03, 0.1 ve 1) çamurlar hazırlanmış ve slip dökümle alçı kalıp içerisine 13.2 x 3.2 x1.25 cm ebadında çubuk numuneler dökülmüş ve alçı kalıptan alınan ham ürünler oda sıcaklığında (21-24 ±1 oC) kurutulduktan sonra 1200 oC'de pişirilmiştir. Ham ve Pişmiş numuneler üzerinde bir dizi fiziksel (küçülme, su emme, görünür porozite, bulk yoğunluk) ve mekanik mukavemet (üç nokta eğme) testleri uygulanmış ve SEM ile mikroyapıları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlardan bazılarını şu şekilde sıralayabiliriz; (i) Dispersant katkısı slip dökümle elde edilen ham ve pişmiş ürünün fiziksel ve mekanik özellikleri üzerinde pozitif etkiye sahiptir. Mesela dispersantsız çamurdan hazırlanan ürünün ham halde boyca küçülmesi ve mekanik mukavemeti ortlama sırasıyla % 4.82 ve 2.65 N/mm2 (MPa) iken, %0.1 Dolapix PC67 ile hazırlanan çamurdan elde edilen ham ürünlerde bu değerler ortalama sırasıyla % 3.96 ve 2.68 N/mm2'dir. Benzer şekilde pişmiş ürünlerin fiziksel ve mekanik özelliklerinde de farklılıklar olmuştur. Örneğin dispersantsız çamurla hazırlanan pişmiş ürünün toplam hacimce küçülmesi ve mekanik mukavemeti sırasıyla % 15.66 ve 18.78 N/mm2 iken, % 0.1 Dolapix PC67 ile hazırlanan çamurdan elde edilen ham ürünlerde bu değerler ortalama sırasıyla % 28.92 ve 22.78 N/mm2'dir. (ii) Slip döküm yöntemiyle kil çamuru hazırlanırken kullanılacak dispersant miktarının optimum değerinin belirlenmesi önemli bir hususdur. Ancak ford cup ile elde edilen akışkanlık eğrileri ve sonrasında elde edilen ham/pişmiş ürün özelliklerine göre şu söylenebilir: seramik döküm çamurlarında akış süresinin en düşük (yani akışkanlığın en yüksek) olduğu dispersant dozajında, ham ve pişmiş ürünlerin fiziksel/mekanik özelliklerinin de daima en iyi olacağı anlamına gelmemektedir. (iii) Farklı dispersant (Dolapix PC67) dozajlarında hazırlanan çamurdan elde edilen ham ve pişmiş ürünlerin fiziksel ve mekanik özellikleri ile çamurun akışkanlık eğrisi arasındaki ilişkiyi SEM görüntüleriyle ortaya koymak pek mümkün değildir.