Investigatıon of Different Particle Size Quartz On Electroporcelain Body

Year 2022, Volume: 14 Issue: 2, 784 - 793, 31.07.2022

Aliosman Tiryaki Ceyda Ayça Avcı Ceren Karakaya Baran Tarhan

https://doi.org/10.29137/umagd.1110342

Abstract

Porcelain is the most common material used in the manufacture of insulators. Although raw materials similar to other porcelain products are used in the production of porcelain insulators, they are extremely special products in terms of technical and characteristic features that the final product must provide. Quartz-based porcelain insulators are used in low and high voltage levels. Quartz, which is the main component in quartz-based porcelain, plays an extremely important role on the technical and characteristic features of the body. In this study, the effects of quartz raw material in different grain sizes on the porcelain insulator were investigated. For this purpose, porcelain insulator sludge was prepared with quartz with 45µ, 63 µ and 100 µ grain sizes with a maximum 1% residue. The physical and thermal properties of the prepared recipes were analyzed. As the quartz grain size increased, a significant decrease was determined in the firing and dry strength values. With increasing grain size, water absorption and apparent porosity increased, and firing shrinkage decreased. At the end of the study, as the quartz grain size increases, the basic physical properties deteriorate. The ideal grain size to be studied was determined as 45 microns.

Keywords

Insulator, quartz, quartz based porcelain insulator, particle size

Farklı Tane Boyutlarındaki Kuvarsın Elektroporselen Bünyeye Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Porselen, izolatör üretiminde kullanılan en yaygın malzemedir. Porselen izolatörlerin üretiminde, diğer porselen ürünlerine benzer hammaddeler kullanılsa da nihai ürünün sağlaması gereken teknik ve karakteristik özellikler bakımdan son derece özel ürünlerdir. Kuvars esaslı porselen izolatörler ise alçak ve yüksek gerilim kademelerinde kullanılmaktadır. Kuvars esaslı porselenlerde ana bileşen olan kuvars bünyenin teknik ve karakteristik özellikleri üzerinde son derece önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmada farklı tane boyutlarındaki kuvars hammaddesinin porselen izolatör bünyesindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaçla elek üstü bakiyeleri en fazla %1 olan 45µ, 63 µ ve 100 µ tane boyutuna sahip kuvarsla porselen izolatör çamuru hazırlanmıştır. Hazırlanan reçetelerin fiziksel ve termal özellikleri analiz edilmiştir. Kuvars tane boyutu yükseldikçe pişme ve kuru mukavemet değerlerinde gözle görülür bir düşüş belirlenmiştir. Tane boyutunun yükselmesiyle, su emme ve görünür porozite yükselmiş, pişme küçülmesi azalmıştır. Çalışma sonunda kuvars tane boyutu yükseldikçe temel fiziksel özellikler kötüleşmektedir. İdeal çalışılacak tane boyutu 45 mikron olarak belirlenmiştir.

Keywords

İzolatör, kuvars, kuvars esaslı porselen, tane boyutu

References

• T.C. Millî Eğitim Bakanlığı, İzolatörler, Elektrik-Elektronik Teknolojisi, 2011.
• Jos´e M. Amig, Francisco J. Serrano, Marek A. Kojdecki, Joaqu´ın Bastida, Vicente Esteve, Marıa Mercedes Reventos, Francisco Marti, ' X-ray diffraction microstructure analysis of mullite, quartz and corundum in porcelain insulators', Journal of the European Ceramic Society, 25, (2005), 1479–1486.
• Johannes Liebermann, ' High-voltage Insulators: Basics and Trends for Producers, Users, and Students', 2012.
• Andrew Ruys, 2Alumina Ceramics Biomedical and Clinical Applications', 1st Edition,- October 20, 2018.
• AgenorDe Noni Junior, Dachamir Hotza, Vicente CantavellaSoler, Enrique SanchezVilches ‘Effect of quartz particle size on the mechanical behaviour of porcelain tile subjected to different cooling rates’ Journal of the European Ceramic SocietyVolume 29, Issue 6, April 2009, Pages 1039-1046
• Bragança, S.R., Bergmann, C.P., Hübner, H., “Effect of quartz particle size on the strength of triaxial porcelain”, J. Eur. Ceram. Soc.,26, 3761–3768, 2006
• Turkmen O, Kucuk A, Akpinar S (2015) Effect of wollastonite addition on sintering of hard porcelain. Ceram Int 41: 5505-5512
• AgenorDe NoniJr. DachamirHotzaVicente CantavellaSolerEnrique SanchezVilches ‘Influence of macroscopic residual stresses on the mechanical behavior and microstructure of porcelain tile’Journal of the European Ceramic Society Volume 29, Issue 6, April 2009, Pages 1039-1046
• Tarhan, M. Whiteness improvement of porcelain tiles incorporated with anorthite and diopside phases. J Therm Anal Calorim 138, 929–936 (2019). https://doi.org/10.1007/s10973-019-08268-8
• Tarhan, M. & Tarhan, B. (2019). Sırlı Porselen Karo Üretimi için Alternatif Hammadde Olarak Eşme/Uşak Feldispatı . Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 19 (2) , 429-438. Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/akufemubid/issue/48783/523365
• B. Tütmez, O. Bayat,’ Karolarda Su Emmenin istatistiksel Kontrolü’,1999
• Kivitz, E., Palm, B., Heinrich, J.G., Blumm, J., Kolb, G., “Reduction of the porcelain firing temperature by preparation of the raw materials”, J.Eur.Ceram. Soc., 29, 2691-2696, 2009
• German, R.M., Suri, P., and Park, S.J., “Review liquid phase sintering”, J. Mater. Sci, 44, 1-39,2009
• Tarhan, B., Tarhan, M. Utilization of perlite as an alternative raw material in the production of ceramic sanitaryware. J Therm Anal Calorim 147, 3509–3518 (2022). https://doi.org/10.1007/s10973-021-10784-5
• B. Tarhan ve M. Tarhan , "Çanakkale bölgesi alkali kaynağının seramik sağlık gereçleri bünyesi ısıl ve mikroyapı özellikleri üzerine etkisi", Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, c. 10, sayı. 2, ss. 675-687, Haz. 2019, doi:10.24012/dumf.504331
• Kane, S. C. and Cook, R. L., Effect of grinding and firing treatment on the crystalline and glass content and physical properties of whitewares bodies. J. Am. Ceram. Soc., 1951, 34, 145–151
• Braganc¸a, S. R. and Bergmann, C. P., A view of whitewares mechanical strength and microstructure. Ceram. Int., 2003, 29, 801–806
• Boussouf L, Zehani F, Khenioui Y, Boutaoui N (2018) Effect of Amount and Size of Quartz on Mechanical and Dielectric Properties of Electrical Porcelain. Trans Indian Ceram Soc 77: 132-137
• Stathis G, Ekonomakou A, Stournaras CJ, Ftikos C (2004) Effect of firing conditions, filler grain size and quartz content on bending strength and physical properties of sanitaryware porcelain. J Eur Ceram Soc 24: 2357-2366
• Tarhan, B., Tarhan, M., & Aydın, T., (2017), Reusing sanitaryware waste products in glazed porcelain tile production. Ceramics International, 43(3), 3107-3112.
• W.D. Kingery, H.K. Bowen, D.R. Uhlmann, Introduction to Ceramics, second ed., John Wiley & Sons Inc., New York, 1976, pp. 816-819
• Tarhan, M., Tarhan, B., & Aydın, T., (2016)., The effect of fine fire clay sanitaryware wastes on ceramic wall tiles. Ceramics International, 42(15), 17110-17115.
• Tarhan, M. (2019). Porselen Karo Üretimlerinde Konya Kili Kullanımı. International Journal of Engineering Research and Development, 11 (2) , 705-712. DOI: 10.29137/umagd.556840
• Tarhan, M. & Tarhan, B. (2019). Afyon Kilinin Porselen Karo Bünyelerinde Kullanımının Araştırılması. International Journal of Engineering Research and Development, 11 (1) , 275-281 . DOI: 10.29137/umagd.433307