Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (May 2023)
Controlling the hardness and wear resistance of opaque white glaze by addition of halloysite clay in the composition
Abstract
The effect of adding 0.1, 0.3, 0.6, 1.0, and 2.0 wt.% halloysite clay, which calcined and uncalcined form, was studied on the glossy opaque glaze hardness and mechanical properties. Since the most significant disadvantage of opaque glazes is low hardness, halloysite particles with higher toughness were added to glazes to increase this property. Since more stable halloysite tubes were obtained after the calcination process, both calcined and uncalcined halloysite additions were made to see the effect of calcination, and the obtained results were examined. Detailed technological, mechanical and microstructural characterization studies were done on glazed samples. In addition, the change in the melting behavior of the glaze and the glassy phase viscosity of the addition of halloysite was also examined and interpreted considering hot stage microscope analyses. Compared to standard glossy opaque glaze, almost all the halloysite added samples displayed similar optical properties but higher hardness, surface wear resistance, and fracture toughness values. Among the case studies, the 2% halloysite addition by weight (uncalcined and calcined form) showed the highest mechanical properties. Resumen: Se estudió el efecto de la adición de 0,1, 0,3, 0,6, 1,0 y 2,0% en peso de arcilla de haloisita, en forma calcinada y sin calcinar, sobre la dureza y las propiedades mecánicas del esmalte opaco brillante. Dado que la desventaja más significativa de los vidriados opacos es la baja dureza, se agregaron partículas de haloisita con mayor dureza a los vidriados para aumentar esta propiedad. Dado que se obtuvieron tubos de haloisita más estables después del proceso de calcinación, se hicieron adiciones de haloisita tanto calcinada como sin calcinar para ver el efecto de la calcinación, y se examinaron los resultados obtenidos. Se realizaron estudios detallados de caracterización tecnológica, mecánica y microestructural sobre muestras vidriadas. Además, el cambio en el comportamiento de fusión del vidriado y la viscosidad de la fase vítrea de la adición de haloisita también se examinó e interpretó considerando análisis microscópicos de platina caliente. En comparación con el esmalte opaco brillante estándar, casi todas las muestras añadidas de haloisita mostraron propiedades ópticas similares pero valores más altos de dureza, resistencia al desgaste superficial y tenacidad a la fractura. Entre los estudios de caso, la adición de 2% de haloisita en peso (forma calcinada y sin calcinar) mostró las propiedades mecánicas más altas.
