Transcript pn004
Alumínium-oxid műszaki kerámiák mázazására tett kísérletek néhány eredménye Puskás Nikoletta1, Dr. Gömze A. László2 1- doktorandusz, 2- témavezető Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék Miskolci Egyetem Erdélyi Magyar Műszaki Tudományos Társaság VIII. Bányászati – Kohászati - Földtani Konferencia Sepsiszentgyörgy, 2006 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Bevezetés Magas alumínium-oxid tartalmú műszaki kerámiák polírozásának kiváltására mázazás Különbözőképpen előállított alapkerámiák Iparban használatos porcelán mázak vizsgálata, fejlesztése műszaki kerámiákhoz Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Célkitűzés Felületi simaság növelése Esztétikai érték növelése Az alapkerámiával együtt 1650 °C-on történő égetés lehetőségének biztosítása Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Nehézségek Az alapkerámia égetési hőmérséklete 1650 °C A megfelelő szilárdságúra égetett alapkerámia túlságosan tömör a mázazáshoz A nyers vagy zsengélt alapkerámiát a mázzal együtt magas hőmérsékleten kell égetni Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Kezdeti kísérletek – sajtolt alapkerámia Különböző sajtolónyomás Az alapkerámia 1640 °C-on történő égetése Különböző sűrűségű máz Mártásos és szórásos technológia Legjobb vizsgálati eredmények: Kritikus nyomóerő: 96 N Mikrokeménység: 673 HVM Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Kezdeti kísérletek – öntött alapkerámia I. Égetett alapkerámia Különböző sűrűségű mázak Mártásos technológia Vizsgálati eredmények: Kritikus nyomóerő: 86 N Mikrokeménység: 621 HVM Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Kezdeti kísérletek – öntött alapkerámia II. Nyers, zsengélt és égetett alapkerámia Különböző őrlési idejű, különböző alumínium-oxid tartalmú mázak Mártásos technológia Műszeres vizsgálatra alkalmatlan bevonatok Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Mázfejlesztés - próbatestek Alapkerámia Máz elem m% Mg 2 Al 78 Mg 3 2 Si 13,5 Al 15,5 78 K 0,5 Si 64 12 Ca 6 K 4,5 - Ca 13 2 Ba - 5 Cr - 1 elem/m% alap máz1 hozzáadott anyag2 1: Porcelán edénymáz, 2: Extra kemény, kopásálló műszaki kerámia alapanyag EDS analízissel meghatározott összetételek Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Mázfejlesztés – hevítőmikroszkópos vizsgálat Hevítőmikroszkópos nyugvócsepp módszer Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Mázfejlesztés – hevítőmikroszkópos vizsgálat – olvadási tulajdonságok Adott hőmérsékleten rögzített fényképek mutatják az olvadás, lágyulás folyamatát Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Mázfejlesztés – hevítőmikroszkópos vizsgálat – nedvesítési tulajdonságok Lehet: Nedvesítő (<90°) Nem nedvesítő (>90°) Tökéletesen nedvesítő (=0°) Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Mázfejlesztés – hevítőmikroszkópos vizsgálati eredmények 0% hozzáadott anyag tartalmú máz hevítőmikroszkópos felvételei 21, 1300 és 1360°C-on 5% hozzáadott anyag tartalmú máz hevítőmikroszkópos felvételei 21, 1300 és 1360°C-on 30% hozzáadott anyag tartalmú máz hevítőmikroszkópos felvételei 21, 1300 és 1360°C-on Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Mázfejlesztés – kopásállóság vizsgálati eredmények Koptatás: 78,5; 157; 314 m Magasság- és tömegváltozás Kopott tömeg 314 m koptatás után 3,00 Kopott tömeg [%] 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0 5 10 15 20 25 30 Hozzáadott anyag koncentrációja [%] Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Mázfejlesztés – keménység mérés vizsgálati eredmények Terhelőerő: 1 N Terhelés ideje: 10 sec Mázak átlagos mikrokeménysége Mikrokeménység [HVM] 700 600 500 400 300 200 100 0 0 5 10 15 20 25 30 Hozzáadott anyag koncentrációja [%] Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Mázfejlesztés – karcvizsgálat Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Mázfejlesztés – karcvizsgálati eredmények 0% hozzáadott anyag tartalmú máz karcvizsgálati diagramja Kritikus nyomóerő: Fn=68 N Nyomóero [N] 80 Fn=68 N 70 60 50 40 30 20 10 0 Súrlódási együttható 0,35 0 2 4 6 8 10 Karctu által megtett út [mm] 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Karctu által megtett út [mm] Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Mázfejlesztés – karcvizsgálati eredmények Fn=122 N Nyomóero [N] 120 100 80 60 40 20 30% hozzáadott anyag tartalmú máz karcvizsgálati diagramja Kritikus nyomóerő: Fn=122 N Súrlódási együttható 0 0,50 0 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 0 2 4 6 8 10 12 10 12 Karctu által megtett út [mm] 2 4 6 8 Karctu által megtett út [mm] Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia Összegzés A kezdeti kísérletek során sikerült behatárolni az alumínium-oxid alapkerámiák mázazhatóságának lehetőségeit. A fejlesztéssel, az általunk alkalmazott speciális adalék részarányának – koncentrációjának – növelésével sikerült a tapadószilárdságra jellemző kritikus nyomóerő értéket a hagyományos porcelánmázakra jellemző 63 N-ról közel kétszeresére – 122 N-ra növelni. Az új máz mikrokeménysége mintegy 30-40 %-al nagyobb a hagyományos porcelánmázak mikrokeménységénél. A hagyományos porcelán mázakra jellemző 1250 °C körüli lágyulási – olvadási - hőmérsékletéhez képest az általunk kifejlesztett műszaki kerámia máz olvadási hőmérsékletét sikerült 1300 °C fölé emelni. Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem 2006, április 6-9. Sepsiszentgyörgy VIII. Bányászati - Kohászati - Földtani Konferencia KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! Puskás Nikoletta doktorandusz [email protected] Dr. Gömze A László témavezető [email protected] Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék Miskolci Egyetem Puskás Nikoletta Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék, Miskolci Egyetem