Transcript A mázak összetétele és azok hatása a mázak tulajdonságaira Puskás Nikoletta Témavezető: Dr.

A mázak összetétele és azok
hatása a mázak tulajdonságaira
Puskás Nikoletta
Témavezető: Dr. Gömze A. László
Miskolci Egyetem
Anyag- és Kohómérnöki Kar
Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék
I. Kutatószeminárium
2004. Január 30.
Bevezetés
Napjainkban a műszaki kerámiák alkalmazásának
területén is követelményként jelentkezik:

A termék minél tetszetősebb esztétikai
megjelenése


A felület megmunkálása a betöltendő funkció
követelményei szerint
Alacsonyabb gyártási költségek
Mázak összetétele
Üveges szerkezet



Oxidkerámia
Hálózatképző oxidok: ezekből épül fel a máz
térhálós szerkezete
Módosító oxidok: a hálózaton kívül elhelyezkedve
módosítanak
Átmeneti oxidok: hálózatképzőként és
módosítóként is tudnak szerepelni
Máz nyersanyagok

Lehetnek:




Természetes
Mesterséges eredetűek
Többnyire keverékek
Jellegük:



savas
bázikus
amfoter
hálózatképző
módosító
Máz nyersanyagok





Szilícium-oxid (SiO2): kvarchomokból
Alumínium-oxid (Al2O3): kaolinból
Al2O3·2SiO2 · 2H2O
Kálium-oxid (K2O): káliföldpátból
K2O · Al2O3 · 6SiO2
Nátrium-oxid (Na2O): nátronföldpátból
Na2O · Al2O3 · 6SiO2
Kalcium-oxid (CaO): kalcium-karbonátból
CaCO3
Oxidok jellemzése

Szilícium-oxid (SiO2)






Hálózatképző
Olvadáspont növelő
Növeli a keménységet
Növeli a kopásállóságot
Növeli a kémiai ellenálló képességet
Csökkenti a hőtágulást
Oxidok jellemzése

Alumínium-oxid (Al2O3)




Átmeneti oxid
Olvadáspontot emeli
Olvasztási hőmérséklet tartományt szélesíti
Növeli a máz viszkozitását
Oxidok jellemzése

Kalcium-oxid (CaO)





Hálózat módosító
Növeli a máz keménységét
Növeli az ellenálló képességet
Csökkenti a hőtágulást
Csökkenti a hajszálrepedésre való hajlamot
Oxidok jellemzése

Alkáli-oxidok (Na2O, K2O)






Hálózat módosítók
Jó olvadékképzők
Hőtágulást növelők
Csökkentik a viszkozitást
Csökkentik az olvadási tartományt
Elősegítik a többi oxid mázban való oldódását
Oxidok jellemzése

Cink-oxid (ZnO)




Hálózat módosító
Növeli az olvasztási hőmérsékletet
Csökkenti a hőtágulást
Fokozza a máz rugalmasságát
Mázak alkotórészeinek szerepe az
égetés során
Hőmérséklet [°C]
Al2O3
CaO
SiO2
Az adalék oxidok
mennyisége [%]
B2O3
PbO
Na2O
A mázak olvadáspontját leginkább
befolyásoló oxidok hatása
Mázszínező anyagok







Elefántcsont szín: titán-oxid
Sárgás szín: antimon-oxid
Kék szín: kobalt-oxid, réz-oxid
Zöld szín: réz-oxid
Purpul szín: arany
Fémes szürke szín: platina
Egyéb: vas-oxid, mangán-oxid, nikkel-oxid,
titán-oxid, urán-oxid
Mázkészítés (frittgyártás)


Célja: A vízoldható és mérgező
alapanyagok felhasználásának lehetővé
tétele.
Technológiai lépések:






Alapanyag fogadása, bemérése
A keverék homogenizálása
A keverék olvasztása frittolvasztó kemencében
Az olvadék gyorshűtése
repedezés, törés
Szükség szerint további őrlés
A kész termék minőségének ellenőrzése,
csomagolás
Szemcseszerkezet

Frittelt, szabálytalan szemcsealak
VTR 100 jelű máz
500 X nagyítás
Kritériumok a mázakkal
szemben – alkalmazás során




A biztonsági utasítás betartása mellett az
egészségre ne legyen ártalmas
A felhordandó mázmassza nedvesítse az
alapkerámiát
Égetés során az alapkerámiával megközelítőleg
azonos mértékben zsugorodjon, a maradó
feszültségek elkerülése érdekében
Az égetés után kellő mértékben tapadjon a máz az
alapkerámiához
Kritériumok a mázakkal
szemben – kész mázbevonat






Tapadószilárdság
Keménység
Hősokk-állóság
Vegyszer állóság
Felhasználás szerinti villamos tulajdonság
Megfelelő esztétikai megjelenés
Összehasonlítás

Kereskedelmi forgalomban kapható
mázak. Jelölésük:


VTR 100
1104

Összetételük az adatlapok szerint:

VTR 100



Kvarc (CAS.: 14808-60-7)
7 – 13 %
Kerámia fritt, gyári szabadalom szerint
1104


Al2O3 (1344-28-1)
BaO (1304-28-5)
10,5 %
2,8 %
Összetételek

VTR 100
Összetev
ő
Wt %
At %
Na
7,05
9,08
Al
14,88
16,35
Si
55,31
58,35
K
3,22
2,44
Ca
16,33
12,07
Fe
3,21
1,7
Összesen
100
100
Összetételek

1104
Összetev
ő
Wt %
At %
Na
10,93
13,86
Al
10,12
10,93
Si
62,17
64,53
K
1,42
1,06
Ca
5,68
4,13
Ba
4,94
3,01
Fe
4,75
2,48
Összesen
100
100
Mikrokeménység (HVM)
SiO2 hatása a máz keménységre
680
670
660
650
640
630
620
669
662
642
627
636
626
-
0
Égetési hőmérséklet (°C)
VTR 100
+
1104
Sajtolónyomás mindkét esetben 750 bar
VTR 100 égetési hőmérséklet 800, 900, 1000 °C
1104 égetési hőmérséklet 920, 960, 1000 °C
Mázfelvitel szórással
Összegzés





A SiO2 hatása mázkeménység szempontjából nagyon jó
Egyéb vizsgálatok elvégzésével még több alkotó oxid
befolyásoló szerepe kimutatható
Különböző felhasználású mázak tulajdonságainak
kialakításához szükséges a mázösszetétel ismerete
Saját bekeveréssel olyan mázanyag hozható létre, mely az
adott igényeknek megfelel
Az oxidkerámiák és műszaki kerámiák mázait nagy SiO2
tartalmú anyagokból – hegyikristály - tűnik célszerűnek
előállítani (nagy keménység, kopásállóság, magas
olvadáspont, jó terülés)