Preparation of low thermal expansion glaze for ceramic cookware body of direct flame type

Authors

  • Prane Junlar Department of Science Service
  • Krongkarn Sirinukunwattana Department of Science Service
  • Thanakorn Wasanapiarnpong Department of Materials of Science, Faculty of Science, Chulalongkorn University

DOI:

https://doi.org/10.60136/bas.v10.2021.155

Keywords:

Ceramic cookware, Low thermal expansion glaze, Ceramic glaze, Ceramic body

Abstract

Ceramic flameware bodies have a low thermal expansion coefficient, excellent thermal shock resistance, low water absorption and high strength. It can be used for direct flame cooking on stove-top without cracking. Therefore, a glaze for ceramic cookware body requires thermal expansion coefficient value lower than or similar to that of the body to get compatibility between matrix and coating. This study focused on the glaze of cordierite/spodumene composite for ceramic cookware body which has low thermal expansion coefficient of 2.83x10-6  /°C. The glazes in a Li2O-CaO-MgO-AL2O3-SIO2  system were calculated by varying the mole ratio of Al2O3, between at 0.483-0.653 and SiO2, between of 4.308-4.508. The starting material including petalite, calcium carbonate, talc, alumina, silica and zirconium silicate were mixed via wet ball milling. The samples were coated onto the composite body and fired at 1275 °C with 1 h soaking time. Phase content was analyzed by XRD. Thermal expansion coefficient was tested by dilatometer. The crazing resistance was tested using an autoclave at 250 psi followed ASTM C424-80. The microstructure quantitative analysis and elemental archived by SEM&EDX technique, respectively. The results showed petalite and zircon as two main phases, providing thermal expansion coefficient with smooth and crack-free surfaces.

References

ปราณี จันทร์ลา, ความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างเฉียบพลันและสมบัติหลังเผาของวัสดุเชิง ประกอบสปอดูมีน/คอร์เดียไรต์, วิทยานิพนธ์ปริญญา วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต, ภาควิชาวัสดุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. 2554

วรรณา ต.แสงจันทร์, ลดา พันธ์สุขุมธนา และปราณีจันทร์ลา. การพัฒนาภาชนะเซรามิกหุงต้มเนื้อ คอร์เดียไรต์, วารสารผลงานวิชาการ กรมวิทยาศาสตร์บริการ. 2555, 1(1), มกราคม - มิถุนายน, 59-71.

SAENGCHANTARA, WANNA T., LADA PUNSUKUMTANA and PRANEE JUNLAR. Development of low thermal expansion glaze cordierite body. Suranaree Journal of Science and Technology. 2013, 21(1), 21-25.

ปราณี จันทร์ลา, การเตรียมและลักษณะสมบัติของวัสดุเชิงประกอบคอร์เดียไรต์/สปอดูมีน/มุลไลต์สําหรับ ภาชนะเซรามิก ประเภทสัมผัสเปลวไฟโดยตรง วิทยานิพนธ์ปริญญาวิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต, ภาควิชา วัสดุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย 2562

OLIVEIRA, F.A. COSTA, J.A. FRANCO, J. CRUZ FERNANDES and D. DIAS. Newly developed Cordierite-Zircon composites. Bristish Ceramic Transactions. 2020, 101(1), 14-21.

PARMALEE, C.W. Ceramic Glazes. 3rd edition, Boston : Cahners Books, 1973, pp. 250-251.

TECHNO FILE. Flameware [online]. 2011. [viewed 3 June 2020] Available from: https://ceramicartsnetwork.org/wp-content/uploads/2011/12/flamewaremay2011cmtechnofile.pdf.

CHECHOPOULOS, G. J. A discussion of flameware. Ceramics Technical. 2011, 32, 12-18.

nõuv avuôunari. Šiuszãngnysuurudiatasoin monušau mawAUUnVinyivalumuuaSÚIL. 2554. [poulau]. [ă să ajun 14 Taunuu 2564 ]. Lõhna 971: http://www.thaiceramicsociety.com/ch heat.php.

FISHWICK, J.H. Applications of lithium in ceramics. Boston : Cahners Books, 1974, 156 p.

KAVANOVÁ, M., A. KLOUŽKOVÁ and J. KLOUŽEK. Characterization of the interaction between glazes and ceramic bodies. Ceramics - Silikáty. 2017, 61(3), 267-275.

KINGERY, W.D., H.K. BOWEN and D.R. UHLMANN. Introduction to Ceramic. 2 nd edition. New York : John Wiley & Sons, 1976, pp. 603-611.

NORTON, F.H. Fine ceramic: Technology and appications. New York: McGrew-Hill, 1974, pp. 287-289.

EPPLER, RICHARD A. and DOUGLAS R. EPPLER. Glazes and Glass Coatings. Ohio : The American Ceramic Society, 2000, pp. 25-29.

RHODES, DANIEL. Clay and glazes for the potter, 3d edition. Revised and expanded by Robin Hopper. Wisconsin : Krause publications, 2000, pp. 111-113.

EPPLER, RICHARD ANDREW and O'CONOR, EUGENE F. Composition and process for glazing ceramic ware. United states patent application 3871890. 1975-03-18.

ผลการตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคด้วย SEM

Downloads

Published

26-09-2022

How to Cite

Junlar, P., Sirinukunwattana, K., & Wasanapiarnpong, T. (2022). Preparation of low thermal expansion glaze for ceramic cookware body of direct flame type. Bulletin of Applied Sciences, 10(10), 62–70. https://doi.org/10.60136/bas.v10.2021.155