Seramik Sır Nedir?
Nihai ürünlere teknik ve estetik özellikler sağlayan seramik sırlar seramik üretim prosesinde çok önemli rol oynar. Yer ve duvar karosu sektöründe gerek dekoratif gerekse çeşitli fiziksel ve kimyasal özelliklerin eldesi açısından çok çeşitli sır kompozisyonları kullanılmaktadır.
Seramik Sır Özellikleri
Özellikle yer karosu sırlarının yüksek basma mukavemeti ve çizilme dayanımlarının yanı sıra çeşitli aşındırıcılara karşı kimyasal karalılıklarının da gayet iyi olması istenir. Seramik sırlarında istenen bir diğer özellikte aşınma direncinin yüksek olmasıdır. Aşınma direncinin yükselmesi, sır sertliğinin arttırılması ile sağlanır.
Seramik Sır Sertliğini Arttırmanın Yolu
Sır sertliğini arttırmanın alternatif yolu; camsı fazda genellikle daha sert bir kristal faz içeren cam-seramik sistemlerinin geliştirilmesidir. Cam-seramikler, cam fazdan kristalleşme ile elde edilen mikrokristalin malzemelerdir. Camsı fazda yer alan kristalin faz, genellikle matristen daha serttir. Cam-seramikler genellikle yüksek yumuşama noktası, bünyeyi iyi kaplama yeteneği, yüksek ısıl şok direnci, kimyasal dayanım ve geniş uygulama alanının yanında, düşük lineer termal genleşme katsayısına sahiptirler. Son zamanlarda yapılan çalışmalar, bu özelliklerle birlikte yüksek aşınma direnci ve iyi mekanik özellikler de sağlayabildiklerini göstermiştir.
Seramik Sır Nasıl Yapılır?
Karo sırlarının üretiminde kullanılan cam seramik sistemler, hızlı tek pişirim teknolojileri için dizayn edilen seramik karoların sırları için gerekli olduğu düşünülür. Endüstriyel uygulamalar için karo sırları LiO2-Al2O3-SiO2, CaO-MgO-SiO2 ve MgO-Al2O3-SiO2 cam seramik sistemleri ile geliştirilmiştir. Pişmiş sırın opaklığı sırdaki opaklaştırıcı fazın konsantrasyonuna, partikül boyutuna, cam ve opaklaştırıcı faz arasındaki kırınım indisi farkına ve sır kalınlığına bağlıdır. Bu da sır bileşiminde yer alan ve kristalin formunu koruyan ZrO2, TiO2, SnO2, SeO gibi ilaveler ile sağlanır.
Yer ve duvar karosu sırlarında opaklaştırıcı olarak zirkon tercih edilir. Opaklaştırıcı olarak zirkonyumu ele alırsak;
Zirkonyum, zirkon gibi spesifik bir faz halinde bulunur. Zr içeren sırlar transparandan yüksek opaklığa, puslu görünümden tamamen mata değişen özellikte olup her tür seramik altlık üzerine uygulanır. Opaklığın derecesi alüminyum ve çinko gibi diğer sır bileşenlerine bağlıdır. Mineralojik incelemelerde pişirilmiş sırlarda, ana opaklaştırıcı fazın zirkon olduğu saptanmıştır. Fritle kullanıldığında opaklaştırıcı fazın önce zirkonya, ısıl işlem sonucunda da Zr olduğu tespit edilmiştir.
Seramik Sır Kullanım Alanları
Opak sırların yanında estetik görünüm açısından mat sırlar da geniş bir kullanım alanına sahiptir.
Kristal boyutunun daha da düşürülmesi sonucu mat sırlar elde edilir. Mat sırlar adından da anlaşılacağı gibi seramik ürüne mat görünüm veren, ürünün kalitesini arttırıcı özellikteki sırlar olarak tanımlanabilir. Böyle sırların kullanılmasıyla bünyede bulunabilecek ucuz ancak kirlilik içeren hammaddelerin tolere edilme olanağı da artar. Seramik yüzeylerde opaklık; matlık ışığın kırınımı ve yüzeylerin kırınım indisi ile ilişkilidir.
Sırlarda matlık oluşumu ise sıra gelen ışığın camsı faz içindeki mikro-heterojenliklerden saçılması sonucu oluşmaktadır. Bu mikro-heterojenlikler sır içindeki kristalin fazlar veya ana cam faz içinde çözülmeyen bir diğer camsı faz olabilir. Şekil 1’de seramik sırlar içindeki opaklık ve matlık mekanizması verilmektedir.
Sır şayet camsı faz içinde devitrifıye olmuş kristalin bir faz içeriyorsa, bu kristallerin kırınım indisi sırın matlığını önemli derecede etkilemektedir. Kristallerin kırınım indisi ne kadar yüksekse aynı yoğunlukta kristalin faz içeren bir sır için matlık ta o derece artacaktır. Ayrıca sır içinde devitrifiye olmuş kristalin fazlar içeriyor ve bu kristallerin boyutu sır yüzeyinde pürüzlülük yaratacak seviyede ise bu mekanizmada sırın matlığını arttırmada önemli bir parametredir.
Mat sırlar camsı sırlardan daha yüksek yüzey pürüzlülüğüne sahiptirler, bu yüzey pürüzlülüğü ışığın yansımasını azaltarak mat görüntü verir.
Normal olarak mat sırda yüzey pürüzlülüğü, sır içinde kristallerin üretilmesine rağmen kristallerin yüzeyin altında veya üstünde ya da erimiş durumda oluşması sonucu pürüzlülüğün meydana gelmesi hakkında henüz yeterli veri bulunmamaktadır. Herhangi bir yüksek viskoziteli sır kristalleşmeden soğutulursa bu da mat bir görünüm sergiler, bunun nedeni yüzeyin yetersiz derecede düzleşmesindendir
Bir önceki yazımız olan Sepiyolit (Lületaşı) Özellikleri Nelerdir? başlıklı makalemizi de okumanızı öneririz.