Influence of high-energy ball milling on the optical transmittance and some mechanical and tribological properties of a bone china

• Published in: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (1983) 2021-11, Vol.60 (6), p.358-368
• Main Authors: Martins, Victor G., Cavion, Carolina, Tonet, Júlia, Miola, Luísa de S., Perottoni, Cláudio A., Zorzi, Janete E.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Bone china; High-energy ball milling; Mechanical properties; Molienda de alta energía; Optical transmittance; Porcelana de huesos; Propiedades mecánicas; Transmitancia óptica
• ISSN: 0366-3175
• DOI: 10.1016/j.bsecv.2020.04.003

Bone china samples were produced using two different milling methods: low-energy ball milling (LEBM) for 3 and 24h, and high-energy ball milling (HEBM) for 5min. After pressing, the samples were sintered at temperatures ranging from 1100°C to 1250°C. HEBM 5min yields a raw materials’ specific surface area (BET) almost 50% higher than LEBM 24h. The highest density was obtained for samples prepared by HEBM 5min (2.65g/cm3), sintered at 1200°C, which is 4.4% higher than that obtained for the sample made by LEBM 24h. Samples prepared by HEBM 5min and LEBM 24h 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 3h. 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. Las muestras de porcelana de huesos se produjeron utilizando 2 métodos de molienda: baja energía (LEBM) durante 3 y 24h y alta energía (HEBM) durante 5min. Después del prensado, las muestras se quemaron entre 1.100 y 1.250°C. La HEBM 5min produce una superficie específica de materias primas casi un 50% más alta que la LEBM 24h. La mayor densidad se obtuvo para muestras preparadas por la HEBM 5min (2,65g/cm3) y quemadas a 1.200°C, el 4,4% más que la obtenida por la LEBM 24h. Las muestras HEBM 5min y LEBM 24h 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 3h. 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.