Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Nov 2021)
Influence of high-energy ball milling on the optical transmittance and some mechanical and tribological properties of a bone china
Abstract
Bone china samples were produced using two different milling methods: low-energy ball milling (LEBM) for 3 and 24 h, and high-energy ball milling (HEBM) for 5 min. After pressing, the samples were sintered at temperatures ranging from 1100 °C to 1250 °C. HEBM 5 min yields a raw materials’ specific surface area (BET) almost 50% higher than LEBM 24 h. The highest density was obtained for samples prepared by HEBM 5 min (2.65 g/cm3), sintered at 1200 °C, which is 4.4% higher than that obtained for the sample made by LEBM 24 h. Samples prepared by HEBM 5 min and LEBM 24 h exhibit similar Vickers hardness, indentation fracture toughness and, wear coefficient. Overall, these samples exhibit better mechanical properties than those of the samples prepared by LEBM 3 h. The milling method influences the translucency of bone china up to a firing temperature of about 1150 °C. Above this temperature, the formation of the liquid phase reduces porosity and, consequently, light scattering, regardless of the milling method used to produce bone china. Even so, HEBM still has a beneficial role in making bone china more homogeneous as compared to those produced by LEBM. Resumen: Las muestras de porcelana de huesos se produjeron utilizando 2 métodos de molienda: baja energía (LEBM) durante 3 y 24 h y alta energía (HEBM) durante 5 min. Después del prensado, las muestras se quemaron entre 1.100 y 1.250 °C. La HEBM 5 min produce una superficie específica de materias primas casi un 50% más alta que la LEBM 24 h. La mayor densidad se obtuvo para muestras preparadas por la HEBM 5 min (2,65 g/cm3) y quemadas a 1.200 °C, el 4,4% más que la obtenida por la LEBM 24 h. Las muestras HEBM 5 min y LEBM 24 h mostraron dureza Vickers, tenacidad a la fractura por indentación y coeficiente de desgaste similares. En general, ambas muestras exhiben mejores propiedades mecánicas que las muestras preparadas por la LEBM 3 h. El método de molienda influye en la translucidez de la porcelana de hueso a una temperatura de cocción de alrededor de 1.150 °C. Por encima de esta temperatura, la formación de la fase líquida reduce la porosidad y la dispersión de la luz, independientemente del método de molienda utilizado para producir porcelana para huesos. Aun así, la HEBM hace que la porcelana de huesos sea más homogénea en comparación con las producidas por la LEBM.
