Glass Formation and Properties of Cordierite Compositions From Talc-Based Natural Raw Materials with Boron Oxide Addition

Abstract

In this study, the glass forming behaviour of cordierite compositions in MAS (MgO-A1₂O₃-SiO₂) system with added B₂O₃ content up to 3% were studied by melting the natural raw materials such as; talc, kaolin, alumina and boric acid as the source of MgO, SiO₂, A1₂O₃ and B₂O₃ respectively. XRD analysis revealed the glass formation. Optical properties of the glasses were measured using UV-VIS spectrophotometer and structural changes were monitored by using FT-IR spectrometer. Physical properties such as density, colour, thermal expansion coefficients and hardness were measured according to the standard test methods. Glasses with a green colour were produced and this was attributed to the Fe content in the glass up to 0.5% coming from talc and kaolin. The addition of B₂O₃ to the glasses increased the glass transition temperatures (Tᵍ) values and reduced the thermal expansion coefficient values of the glasses from 5.2226 to 5.0072°Cx10⁻⁶, for MAS-T-0 and MAS-T-3, respectively.

Bu çalışmada, SiO₂, MgO, A1₂O₃ ve B₂O₃ kaynağı olarak sırasıyla kaolin, talk, alumina ve borik asit gibi doğal malzemelerin eritilmesi ve %3’e kadar B₂O₃ ilavesi ile MAS (MgO-A1₂O₃-SiO₂) sistemindeki kordiyerit kompozisyonlarının cam oluşturma davranışı incelenmiştir. Camların optik özellikleri UV-VIS spektrofotometre ve yapısal analizler FT-IR ile belirlenmiştir. Yoğunluk, renk, termal genleşme katsayısı ve sertlik gibi fiziksel özellikler standart test metotlarına göre ölçülmüştür. Talk ve kaolendeki %0.5’e kadar olan Fe içeriği nedeniyle, yeşil renkli camlar elde edilmiş ve B₂O₃ ilavesi cam geçiş sıcaklığı (Tᵍ) değerlerini yükseltmiştir ve MAS-T-O’dan MAS-T-3’e doğru termal genleşme katsayısını 5.2226’dan 5.0072°Cx10⁻⁶’ye düşürmüştür.