A mázak összetétele és azok A mázak összetétele és azok hatása a mázak hatása a mázak tulajdonságairatulajdonságaira

Puskás NikolettaTémavezető: Dr. Gömze A. László

Miskolci Egyetem Anyag- és Kohómérnöki Kar

Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék

I. Kutatószeminárium2004. 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 hálózatképző bázikus módosító amfoter

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-karbonátbólCaCO3

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

A mázak olvadáspontját leginkább befolyásoló oxidok hatása

Hőm érséklet [°C]Al2O 3

CaO

SiO 2Az adalék oxidokm ennyisége [%]

B 2O 3

PbO

Na2O

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) 10,5 % BaO (1304-28-5) 2,8 %

Összetételek

VTR 100Összetev

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

Összetevő 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

SiO2 hatása a máz keménységre

626636

662

627

642

669

620630640650660670680

- 0 +Égetési hőmérséklet (°C)M

ikro

kem

énys

ég (

HV

M)

VTR 100 1104

Sajtolónyomás mindkét esetben 750 barVTR 100 égetési hőmérséklet 800, 900, 1000 °C

1104 égetési hőmérséklet 920, 960, 1000 °CMázfelvitel 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)