Porselen, doğanın zarifliğini mühendislikle buluşturan en özel seramik malzemelerden biridir. Ancak bu zarif yüzeyin parlaklığını, dayanıklılığını ve estetik bütünlüğünü sağlayan en kritik aşama sırlama işlemidir. Sırlama, pişirilmiş porselen gövdenin yüzeyine cam benzeri bir tabaka kaplanması işlemidir. Bu tabaka, ürünü hem kimyasal ve mekanik etkilere karşı korur hem de istenen renk ve parlaklığı kazandırır.

Sırlama süreci, yalnızca kimyasal formülasyonun doğruluğuna değil, üretim hattındaki mekanik saflığa da bağlıdır. Özellikle sırlama banyosuna karışabilecek metalik partiküller, hem yüzeyde estetik kusurlar (örneğin siyah noktalar, lekeler) oluşturabilir hem de ürünün mekanik dayanımını düşürebilir. İşte bu noktada manyetik ayırma sistemleri devreye girer. Sırlama tankına yerleştirilen mıknatıslar, ferromanyetik karakterli partikülleri manyetik alan etkisiyle tutarak sırın temiz kalmasını sağlar. Bu sayede: Yüzey kusurları (gömülü demir tanecikleri, lekeler) önlenir, mekanik mukavemet artar, çünkü mikro çatlak başlangıçları ortadan kalkar, renk ve parlaklık tutarlılığı korunur; özellikle manyetik pigmentlerin homojen dağılması kolaylaşır. Genellikle tank tabanına konumlandırılan çubuk mıknatıslar veya sıvı hatlarına entegre edilen manyetik filtreler kullanılır. Uygulamanın ölçeğine göre silindirik, prizmatik ya da halka formundaki modüller tercih edilebilir.

Porselen sırlamada kullanılan mıknatıslar genel olarak üç grupta incelenir: Ferrit (seramik) mıknatıslar düşük maliyetli, paslanmaya dayanıklı, orta düzey manyetik güç sağlar. Alniko mıknatıslar yüksek sıcaklık stabilitesine sahiptir ve uzun süre manyetik özelliklerini korur. Nadir toprak mıknatısları; çok yüksek manyetik akı yoğunluğu sunar, kompakt yapılıdır, ancak yüksek sıcaklık ve nemden daha fazla etkilenir. Mıknatıs tipi seçimi; işletme sıcaklığı, sır kimyası ve sistemin maruz kaldığı akış koşulları göz önünde bulundurularak yapılmalıdır.

Mıknatısların Kalite Kriterleri

Manyetik Akı Yoğunluğu (Br); bir mıknatısın çekim kapasitesi doğrudan yüzeydeki manyetik akı yoğunluğuna (Br) bağlıdır. Yüksek Br değeri, mikron boyutundaki partiküllerin bile etkin şekilde tutulmasını sağlar. Koersivite (Hc) ve Manyetik Kararlılık; koersivite, mıknatısın ters alanlara karşı direncini gösterir. Sırlama tankındaki titreşim, akış hızı veya sıcaklık dalgalanmaları, düşük koersiviteye sahip mıknatısların zamanla zayıflamasına yol açabilir.

Sıcaklık Dayanımı ve Curie Noktası; Curie noktası, mıknatısın manyetik özelliklerini kaybettiği kritik sıcaklıktır. İşletme sıcaklığının en az 1,5–2 katı Curie noktasına sahip mıknatıslar tercih edilmelidir. Kaplama ve Korozyon Direnci; Sırlama sıvısı genellikle hafif asidik veya alkali yapıda olduğundan, mıknatıs yüzeyleri alüminyum, nikrom veya epoksi kaplamalarla korunmalıdır. Bu kaplamaların kalınlığı ve yüzeye yapışma dayanımı da kalite değerlendirmelerinde dikkate alınır.

Ölçüm ve Test Prosedürleri

1. Gaussmetre ve Hall Probu ile Alan Ölçümü

Mıknatısın yüzeyindeki ve çevresindeki akı yoğunluğu Gaussmetre ile ölçülür. Merkez ve kenar bölgelerdeki farklar, mıknatısın homojenliğini gösterir.

2. Histerezis Eğrisi Analizi (VSM Testi)

Laboratuvarlarda Vibrating Sample Magnetometer (VSM) cihazıyla mıknatısın B–H eğrisi çıkarılır. Bu analizden Br, Hc ve BH_max gibi enerji parametreleri elde edilir.

3. Çekim Kuvveti Testi

Mıknatısın yüzeye uyguladığı kuvvet Newton (N) cinsinden ölçülür. Bu değer, sahadaki gerçek kullanım koşullarıyla karşılaştırılır.

4. Sıcaklık Dayanımı Testi

Mıknatıslar 80–100 °C aralığında bekletilerek manyetik kayıpları izlenir. Curie noktasına yaklaşan mıknatısların performans düşüşü grafiklenir.

5. Kaplama Yapışma ve Korozyon Deneyleri

ASTM B117 veya ISO 9227 standartlarına göre tuz püskürtme testleri uygulanır. Böylece mıknatıs yüzeyinin paslanma direnci değerlendirilir.

Porselen sırlama hattında kalite; yalnızca sır formülasyonunun kimyasal doğruluğuna değil, manyetik sistemlerin performans sürekliliğine de bağlıdır. Uygun mıknatıs seçimi, düzenli manyetik ölçümler ve korozyon testleri sayesinde: daha parlak ve homojen yüzeyler, daha yüksek mekanik dayanım, daha düşük fire oranı elde edilir.

 

Feyza SAK

Kimyager

 

KAYNAKLAR

• ASTM B117 – Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus, ASTM International.
• ISO 9227 – Corrosion Tests in Artificial Atmospheres – Salt Spray Tests. Jiles, D. (2016).
• Introduction to Magnetism and Magnetic Materials, CRC Press.
• Ceramic Industry Journal (2022). Magnetic Separation in Glaze Processing and Ceramic Quality Control.
• Hsu, C. & Lee, W. (2020). Influence of Magnetic Field Strength on Porcelain Glaze Homogeneity, Journal of Ceramics and Surface Science.