Porselen karo bünyelerinde sinterleme hızı-kompozisyon ilişkileri

Bu tezde, porselen karoların sinterleme sıcaklıklarının düşürülmesi ve/veya pişirim sürelerinin azaltılması amacıyla porselen karo bünyelerinde kompozisyon - sinterleme davranışı ilişkileri araştırılmıştır. Ayrıca farklı tane boyut ve dağılımının sinterleme davranışı ve nihai ürün özellikleri üzerine olan etkileri incelenmiştir. Çalışmalar endüstriyel koşullarda Toprak Seramik karo fabrikasında gerçekleştirilmiştir. Öncelikle, standart porselen karo bünyesinin camsı faz kompozisyonu referans alınmış ve yeni camsı faz kompozisyonları Seger formulü kullanılarak hazırlanmıştır. Camsı fazların ısıl davranışları ısı mikroskobu ile incelenmiş ve düşük yumuşama sıcaklığına ve viskoziteye sahip olan camsı faz kompozisyonları belirlenmiştir. Buna göre camsı faz kompozisyonlarında azalan MgO/CaO oranı ile özellikle Na2O/Li2O oranı ve artan toplam alkali miktarı ile camsı fazların yumuşama sıcaklıkları ve viskozitelerinin belirgin şekilde düştüğü belirlenmiştir. Yeni porselen karo bünye reçeteleri bu camsı faz kompozisyonları üzerinden oluşturulmuştur. Sonuçlara göre, porselen karoların pişirim sıcaklıklarının 1185 ? C ve pişirim sürelerinin 35 dakikaya kadar düşürülmesi mümkün olmuştur. Bünyelere yapılan az miktarda Li2O ilavesi ve artan toplam alkali miktarı sinterlenme sırasında gelişen camsı fazın viskozitesini düşürerek bünyelerin sinterleme hızını arttırmıştır. Özelikle yapılan Li2O ilavesi camsı fazın viskozitesini belirgin şekilde düşürerek müllit kristaller miktarını artırmış ve kristallerin iğnesel şekilde oluşmasını sağlamıştır. Böylece porselen karo bünyelerinin teknik özellikleri artmış ve camsı fazın düşük viskozitesine rağmen bünyelerin deformasyonunda iyileşme sağlanmıştır. Bünye kompozisyonlarında CaO'in varlığı bünyelerde küresel anortit kristallerinin gelişmesini sağlamıştır. Camsı faz yapısına giremeyen CaO, camsı fazın viskozitesi üzerinde etkili olamadığından azalan MgO/CaO oranı ile bünyelerin sinterlenmesi zorlaşmıştır. Ayrıca geliştirilen bünyelerin kalıntı kuvars miktarları standart bünyeninkine göre azaldığı için bünyelerin ısıl genleşme katsayısı değerleri düşmüştür. Son olarak geliştirilen reçeteler üzerinde yapılan öğütme çalışmaları, daha kısa öğütme sürelerinde, daha yüksek elek bakiyelerde çalışılarak bünyelerin sinterlenmesinin mümkün olduğunu göstermiştir.