Właściwości fizykochemiczne tworzyw szklano-krystalicznych z układu SiO2-Al2O3-Na2O-K2O-CaO-MgO z dodatkiem tlenku baru

• Autorzy: Kaczmarczyk K. , Partyka J.

Warianty tytułu

EN

Physicochemical properties of glass-ceramic materials from the SiO2-Al2O3-Na2O-K2O-CaO-MgO system with barium oxide addition

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Tworzywa szklano-krystaliczne stają się przedmiotem coraz szerszych badań z uwagi na możliwość kształtowania ich właściwości. Materiały te otrzymuje się w wyniku odpowiedniego doboru składu tlenkowego zestawu oraz na drodze właściwej obróbki termicznej. Niniejsza praca przedstawia wpływ składu surowcowego wyjściowego zestawu na właściwości fizykochemiczne tworzyw szklano-krystalicznych z układu SiO₂-Al₂O₃-Na₂O-K₂O-CaO-MgO-BaO. Zbadano trzy zestawy różniące się surowcami wprowadzającymi wybrane tlenki do układu. Zastosowano temperatury wypalania: 1190, 1200, 1210°C. Dla otrzymanych tworzyw zmierzono takie właściwości jak: chropowatość, połysk, białość w układzie CIELab oraz wytrzymałość mechaniczną na zginanie po wypaleniu. Zaobserwowano zmiany w składzie fazowym wyznaczonym metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Temperatury charakterystyczne, zmierzone za pomocą mikroskopu wysokotemperaturowego oraz dylatometru optycznego, również ulegały zmianom.

EN

Glass-ceramic materials are the subject of increasingly broader study due to the possibility of shaping their properties. These materials are obtained as a result of the suitable selection of the initial oxide composition and by suitable heat treatment. This paper presents effect of raw material composition on the physicochemical properties of glass-ceramic materials from the SiO₂-Al₂O₃-Na₂O-K₂O-CaO-MgO-BaO system. Three compositions differing in the raw materials introducing selected oxides to the system were examined. Three firing temperatures: 1190, 1200, 1210°C were used. As the selected properties, roughness, gloss, whiteness in the CIELab system and flexural mechanical strength after firing were measured. Differences were observed in the phase composition, which were determined by X-ray diffraction (XRD). The characteristic temperatures, which were measured by using hot stage microscopy and optical dilatometry, also showed changes.

Słowa kluczowe

PL

skład fazowy; deformacja; szkło-ceramika; białość; chropowatość; połysk

EN

phase composition; deformation; glass-ceramics; whiteness; roughness; gloss

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 69, nr 3
• Strony: 6--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Kaczmarczyk K.

• AGH w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych, Al. Mickiewicza 30/88 P. 101, 30-059 Kraków

autor

Partyka J.

• AGH w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych, Al. Mickiewicza 30/88 P. 101, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] W. Holand, G.H. Beall (2012), Glass ceramic technology. 2nd ed. London: Wiley, ISBN 978-0-470-48787-7.
• [2] T. Manfredini, G.C. Pellacani, J.M. Rincon (1997), Glass-ceramic materials. Fundamentals and applications. Modena: Mucchi Editore, ISBN-10: 887000287X.
• [3] D.R. Eppler, R.A. Eppler (2000), Glazes and Glass Coatings, The American Ceramic Society, Westerville, Ohio.
• [4] R.K. Brow (1993), Inorganic glasses and glass-ceramics chapter 6 in characterization of ceramics, Stoneham: Butterworth-Heinemann, 103–118.
• [5] I. Atkinson, M.E. Smith, M. Zaharescu (2012), Examining correlations between composition, structure and properties in zircon-containing raw glazes, “Ceram. Int.”, 38, 1827–1833.
• [6] W. Mozgawa, M. Sitarz, M. Rokita (1999 ), Spectroscopic studies of different aluminosilicate structures, “J. Mol. Struct.”, 251–257, 511–512.
• [7] H.A. Seger, The Collected Writings of Hermann August Seger, vol. II, Chemical Publishing, New York, 1902, 557.
• [8] Z. Xiao, J. Cheng, H. Wu (2012), Effect of Al2O3/SiO2 ratio on the viscosity and workability of high-alumina soda-lime-silicate glasses, “J. Chin. Ceram. Soc.”, 40 (7), 1001–1007.
• [9] M. Ahmed, A. Earl (2002), Characterizing glaze melting behaviour via HSM Hot Stage Microscopy, “Am. Ceram. Soc. Bull.“, 81(3), 47–51.
• [10] J. Partyka, M. Sitarz, M. Leśniak, K. Gasek, P. Jelen (2015), The effect of SiO2/Al2O3 ratio on the structure and microstructure of the glazes from SiO2-Al2O3-CaO-MgO-Na2O-K2O system, “Spectrochim. Acta Part A”, 134, 621–630.
• [11] L. Lambrinou, O. Van der Bies (2007), Study of the devitrification behaviour of a barium magnesium aluminosilicate glass-ceramic, “J. Eur. Ceram Soc.”, 27, 1805–1809.
• [12] M. Szumera (2013), Charakterystyka wybranych metod termicznych. 2nd ed., „LAB Laboratoria, Aparatura, Badania”, 18 (1), 24–33.
• [13] M. Szumera (2014), The structural role of manganese ions in soil active silicatephosphate glasses, “Spectrochim. Acta Part A”, 129, 602.
• [14] P. Hrma (2008), Arrhenius model for high-temperature glass-viscosity with a constant pre-exponential factor, “J. Non-Cryst. Solids”, 354, 1962–1968.
• [15] J. Martin-Marquez, J.Ma. Rincon, M. Romero (2010), Mullite development on firing in porcelain stoneware bodies, “J. Eur. Ceram. Soc.”, 30, 1599–1607.
• [16] J. Partyka (2015), Effect of BaO ratio on the structure of glass-ceramic composite materials from the SiO2-Al2O3-Na2O-K2O-CaO system, “Ceram. Int.”, 41, 9337–9343.
• [17] D.Y. Tunçel, E. Özel (2012), Evaluation of pyroplastic deformation in sanitaryware porcelain bodies, “Ceram. Int.”, 38, 1399–1407.
• [18] F. Porte, R. Brydson, B. Rand, F.L. Riley (2004), Creep viscosity of vitreous china, “J. Am. Ceram. Soc.”, 87 (5), 923–928.
• [19] M. Sheikhattar, H. Attar, S. Sharafi, W.M. Carty (2016), Influence of surface crystallinity on the surface roughness of different ceramic glazes, “Materials Characterization”, 118, 570–574.