Al 2 O 3 mázba keverésének hatása, annak használhatóságára FaktorJelölés Mérték- egység Variációs intervallum Faktorszintek Al 2 O 3 tartalom X1X1 Al 2 O 3 % Őrlési időX2X2 perc Puskás Nikoletta 1, Dr. Gömze A. László 2 1 doktorandusz, 2 témavezető Miskolci Egyetem, Műszaki Anyagtudományi Kar, Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék Bevezetés Cél Kísérletek Összegzés A modern kor igényeinek kielégítése érdekében ma már számos esetben a műszaki kerámia termékeket is szükséges mázbevonattal ellátni. [1, 2] A mázazás költségei azonban elenyészően alacsonyak az egyébként elkerülhetetlen utólagos mechanikai megmunkálás (leppelés, felpolírozás) költségeihez képest. Ugyanakkor a mázazás költségei is jelentősen csökkenthetők olyan mázanyag kifejlesztése esetén, amelyek lehetőséget biztosítanak az alaptesttel – műszaki kerámia szubsztrátummal – történő egyidejű égetésre [3, 4]. egyszeri égetését Az Al 2 O 3 tartalom növekedésével olyan kerámia mázak létrehozása, amely lehetővé teszi a mázazott műszaki kerámia termékek egyszeri égetését. 1. ábra. Mázazott műszaki kerámiák Az új kerámia máz összetételének meghatározásához kísérlettervet [5] készítettünk az 1. táblázatban megadott faktorokkal és faktorszintekkel. Maga a mázazás mázbamerítéses [6] technológiával történt. Kísérleteink során nagy gondot fordítottunk nem csak a máz alumínium-oxid tartalmának növelésére, de ezen oxid szemcse-finomságának javítására, az alumínium-oxid szemcsék fajlagos felületének növelésére az atomizerpor utólagos őrlésével, az őrlési idők változtatásával. 2. ábra. Nyers alapkerámián az egyre tovább őrölt Al 2 O 3 tartalmú máz 200x nagyítás 3. ábra. Nyers alapkerámián az egyre tovább őrölt Al 2 O 3 tartalmú máz 3000x nagyítás 4. ábra. Nyers, zsengélt és égetett alapkerámián a közepesen őrölt Al 2 O 3 tartalmú máz 50x nagyítás 6. ábra. Nyers, zsengélt és égetett alapkerámián a közepesen őrölt Al 2 O 3 tartalmú máz 1000x nagyítás 5. ábra. Nyers, zsengélt és égetett alapkerámián a közepesen őrölt Al 2 O 3 tartalmú máz 200x nagyítás 7. ábra. A kísérlethez választott „tiszta” mázanyag szemcseszerkezete 1000X nagyítás 3. táblázat. A kísérlethez választott „tiszta” mázanyag összetétele 2. táblázat. A kísérlet végrehajtásához alkalmazott tervezési mátrix A nyers és zsengélt alapkerámiák (szubsztártumok) intenzíven szívták magukba a máz anyagát, ezért vastag mázréteg alakult ki rajtuk, amely szinterelés során mázugráshoz vezetett. Az égetett alapkerámia mázazása volt a legegyszerűbb. Ebben az esetben sikerült a nyers mázat a legvékonyabb rétegben felvinni. Ezek határozottabb szemcsézetű mikroszerkezetet mutattak a SEM felvételeken is. A nagyobb szemcsék mellett megjelennek az apróbbak is A hagyományos porcelánmázhoz adagolt Al 2 O 3 15 perces őrlési idő után adta a legfinomabb szemcseszerkezetet majd ezt követően egy agglomerációs jelenség figyelhető meg a SEM felvételeken, amely jól egyezik [7, 8] irodalomban fellelhető legújabb aprítás elméletekkel. [1] Puskás N. – Dr. Gömze A. L. – Werner T. – Engyel F.: Al2O3 műszaki kerámiák mázazhatósága - mázazási technológiák fejlesztése, microCAD 2003, Anyagtechnológiai Szekció kiadványa, Miskolc, [2] Puskás N. – Werner T. – Dr. Gömze A. L.: Műszaki kerámiák mázazhatósága – mázak és mázazási technológiák, Kerámia- és Szilikátipari Kutatások és Mérnökképzés a Miskolci Egyetemen, szakmai tudományos konferencia kiadványa, Miskolc, [3] Tamás Ferenc: Szilikát ipari kézikönyv, Műszaki könyvkiadó, Budapest, [4] Puskás N. - Dr. Gömze A. L. – Paróczai Cs.: Mázvizsgálatok jelentősége porcelán mázak fejlesztésénel, A Miskolci Egyetem Közleményei, Anyag- és Kohómérnöki Tudományok, II. Sorozat, 31. kötet, 35. oldal, Miskolc, [5] Kemény Sándor – Deák András: Kísérletek tervezése és értékelése, Műszaki könyvkiadó, Budapest, 2000, [6] Péter Gyula: Kerámiaipari gépek, Műszaki könyvkiadó Budapest 1974, 361. [7] Juhász A. Zoltán: Mechanokémia és agglomeráció. Előadás, elhangzott az MTA olvasótermében, Budapest, április 16. [8] Gömze A. László: Az aprítás elméletének néhány aktuális kérdése – képlékeny viszkoelasztikus anyagok aprítása görgőjáraton, Építőanyag, szám, Az Al 2 O 3 tartalom fokozatos változtatásával annak a kerámia máz égetési hőmérsékletére gyakorolt hatását kívántuk feltárni. A 2-6. ábrán bemutatott SEM felvételek jól mutatják a máz anyagában található Al 2 O 3 szemcseméretének hatását a kerámia máz mikroszerkezetére. 1. táblázat. Kísérleti faktorok és faktorszintek Irodalom 8. ábra. Egy zsengélt alapkerámiára felvitt máz fényképfelvétele

A mázazás mártásos technológiával történt. Az őrlési idő növelésével, csak a 15 perces őrlésnél tapasztalható jelentős változás, utána kevéssé. A nagy szemcsék mellett több apróbb szemcse látható. Bár a mázanyag Al 2 O 3 tartalmát változtattuk is, a bekevert anyag szemcseméretének hatására voltunk inkább kíváncsiak. A fokozatos bekeveréssel az Al 2 O 3 tartalom égetési hőmérsékletre gyakorolt hatását szerettük volna részletesebben megismerni. Nyers, zsengélt és égetett alapkerámián a közepesen őrölt Al 2 O 3 tartalmú máz spektruma Nyers alapkerámián az egyre tovább őrölt Al 2 O 3 tartalmú máz spektruma Zsengélt alapkerámián az egyre tovább őrölt Al 2 O 3 tartalmú máz 200x nagyítás Zsengélt alapkerámián az egyre tovább őrölt Al 2 O 3 tartalmú máz 1000x nagyítás Zsengélt alapkerámián az egyre tovább őrölt Al 2 O 3 tartalmú máz 3000x nagyítás Nyers alapkerámián az egyre tovább őrölt Al 2 O 3 tartalmú máz 1000x nagyítás Nyers, zsengélt és égetett alapkerámián a közepesen őrölt Al 2 O 3 tartalmú máz 3000x nagyítás N9Z9É9 Al 2 O 3 95,6986,0897,08 SiO 2 2,725,421,56 K2OK2O0,60,30,23 CaO0,993,711,14