Emaye üretiminde kaplama ve özelliklerin araştırılması

Abstract

Camın kimyasal dayanımını arttırmak, yüksek sıcaklıklarda daha kararlı olmasını sağlamak için yüzeyleri farklı bileşimler kullanılarak kaplanılmıştır. Bu kaplama işlemleri sonucunda cam yüzey özelliklerinde iyileşme görülmüştür. Bu çalışmada amaç aynı uygulamanın emaye yüzeyi üzerindeki etkisini incelemektir. Çalışmanın literatür kısmında emaye, çeşitleri, uygulama alanları, üretim kademeleri, emaye yüzey iyileştirme işlemleri, yüzey pürüzlülüğü ve yüzey gerilimi konuları açıklanmıştır. Deneysel çalışmalar 70 x 70 mm ve 100 x 100 mm ebatlarında emaye üretimiyle başlamış, üretilen emayelerin yüzeyi farklı miktarlarda AlCl3, ZrCl4, AlCl3 ile (NH4)2SO4, ZrCl4 ile (NH4)2SO4 bileşimlerle kaplanmış ve yüzey özellikleri çeşitli analizler uygulanarak belirlenmiştir. Kaplama oranlarını belirlemek için alümina kröze içerisinde kaplama yöntemi seçilmiştir. Uygun bileşim miktarları ve uygulama sıcaklığı eluat iletkenlik analizi ve eluatın kimyasal analizi yöntemleri kullanılarak belirlenmiştir. Analiz sonuçlarına göre kaplama sıcaklığı 600 ºC, 70x70 mm ebatlı emayeler için AlCl3 miktarı 0,01gr, ZrCl4 miktarı 0,05 gr (NH4)2SO4 miktarı 0,005 gr olarak belirlenmiştir. Bu oranlar 100 x 100 mm ebatlı emayeler için alümina kröze hacmine göre oranlanarak hesaplanmıştır. Yüzey kaplama işlemlerinden sonra emayelerin kimyasal korozyona dayanımlarını belirlemek için standartlara bağlı kalınarak TS EN 14483 - 2 su buharında dayanım, TS EN 14483 - 2 sitrik asitte dayanım, TS EN 14483 - 4 sulu bazik çözeltilerde dayanım testleri uygulanmıştır. Bu testler sonucunda işlenmemiş numunelere kıyasla 0,022 gr AlCl3 + 0,005 gr (NH4)2SO4 kaplanmış numunelerde yaklaşık %71, 0,022 gr AlCl3 + 0,011 gr (NH4)2SO4 kaplanmış numunelerde yaklaşık %73, 0,115 gr ZrCl4 kaplanmış numunelerde yaklaşık %66, 0,115 gr ZrCl4 + 0,005 gr (NH4)2SO4 kaplanmış numunelerde yaklaşık %72 ve 0,115 gr ZrCl4 + 0,011 gr (NH4)2SO4 kaplanmış numunelerde yaklaşık %60 artma gözlenmiştir. Ayrıca ısıtma ve kaplama işleminin emaye yüzeyindeki etkisini incelemek amacıyla yüzey pürüzlülük değerleri ve yüzey enerji miktarları hesaplanmıştır. Ancak beklenenin aksine artan sıcaklık ve değişen kaplama miktarlarında yüzey pürüzlülük miktarlarında ve yüzey enerji değerlerinde doğrusal olmamakla beraber artış gözlenmiştir. Bu durumda emayelerin yüzey enerji değişimini yorumlamayı zorlaştırsa da 600 ºC' nin referans sıcaklık olarak kabul edilmesi kanıtlanmıştır.