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