อิทธิพลของเซอร์โคเนียมซิลิเกตและบิสมัสออกไซด์ที่มีผลต่อสมบัติของบอโรซิลิเกตอีนาเมลสำหรับเครื่องประดับ Effect of Zirconium Silicate and Bismuth Oxide on the Properties of Borosilicate Enamels for Jewelry

Abstract

บทคัดย่อ บอโรซิลิเกตอีนาเมลเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจในการแทนที่ตะกั่วอีนาเมล  บอโรซิลิเกตอีนาเมลในงานวิจัยนี้วัตถุดิบประกอบไปด้วย SiO2 0-51.28%, CaO 12.05-17.24%,  อัลคาไลน์ออกไซด์รวม  6.03-18.39%,  BaO   3.68-12.05%, Al2O3 1.20-1.72%, TiO2 1.20-1.72%, ZrO2 0-1.59%,  Bi2O3 6.02-14.71%, B2O3 12.05-22.06% และ ZrSiO4 0-49.40% วัตถุดิบจะถูกหลอมที่ 1200 °C นาน 2 ชั่วโมง หลังจากนั้นเทน้ำอีนาเมลลงบนแม่พิมพ์    เพื่อทดสอบสมบัติต่างๆ จากผลการทดลองพบว่า บอโรซิลิเกตอีนาเมลที่เตรียมได้มีค่าความถ่วงจำเพาะระหว่าง  2.7454 -3.2262 และมีค่าดัชนีหักเห (RI) ในช่วง 1.59-1.65 โดยค่า ถ.พ. และค่า RI มีค่าเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของปริมาณ Bi2O3 และ ZrSiO4 อย่างไรก็ตามค่า ถ.พ. และค่า RI จะมีค่าลดลงเมื่อเพิ่มปริมาณ B2O3 บอโรซิลิเกตอีนาเมลที่เตรียมได้มีผิวเรียบ และแข็ง (546.6-634.8 HV) ทนต่อสารละลายสารส้ม ได้ในระหว่าง 0.02-0.05% มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวที่ดี จากงานวิจัยนี้มี 2 สูตรที่มีความเหมาะสมสำหรับการประยุกต์ใช้ทางเครื่องประดับคือ    สูตร I และ J เนื่องจากหลอมและไหลตัวได้ง่าย มีจุดหลอมไหลที่ต่ำกว่าโลหะเชื่อมประสานเงิน ทำให้เครื่องประดับไม่ได้รับความเสียหายขณะอยู่ในกระบวนการเป่าไฟขณะลงเคลือบอีนาเมล นอกจากนี้อีนาเมลยังสามารถปกปิดผิวโลหะเครื่อง ประดับได้ดีเนื่องจากมีความหนืดต่ำ Abstract Borosilicate glass is a good candidate as Lead-free enamel. In this work, Borosilicate enamel samples were produced by fusing raw materials, which consist of SiO2 0-51.28 wt%, CaO 12.05-17.24 wt%, alkaline oxide 6.03-18.39 wt%, BaO 3.68-12. 05 wt%, Al2O3 1.20-1.72 wt%, TiO2 1.20-1.72 wt%, ZrO2 0-1.59 wt%, Bi2O3 6.02-14.71%, B2O3 12.05-22.06 wt% and ZrSiO4 0-49.40 wt% at 1200 °C for 2 hours in the furnace. The molten enamel was then poured into a metal mold for determining its properties. Borosilicate enamels obtained from this method have the specific gravity of 2.7454-3.2262 and the refractive index of 1.59-1.65. The specific gravity and the refractive index of enamels increased with increasing the amount of Bi2O3 and ZrSiO4 and decreases with increasing of B2O3. Borosilicate enamel has many excellent properties: it is smooth, hard (546.6-634.8 HV), good acid resistant about 0.02-0.05 wt% and good coefficient of expansion. From the experiment, there were 2 preferred compositions (composition I and J) for jewelry applications. The melting points of both enamels were lower than silver solders. Therefore, silver jewelry remains in good condition without damage during the enamel firing process. Enamels also covered on metal jewelry item very well due to its low viscosity.