Relationship between microstructure and the impact resistance of porcelain stoneware tiles

In this study, the variation of microstructural properties in porcelain stoneware tiles was determined by changing the holding time at peak temperature during sintering, and effects of these microstructural changes on impact resistance of porcelain stoneware tiles were examined. Only the F4 samples passed the impact resistance test according to CSTB-NF-UPEC test. This sample has 12.3 wt.% quartz, 1.5 wt.% corundum, 5.8 wt.% anorthite, 13.5 wt.% mullite, and 66.9 wt.% glassy phase. When the relationship between mechanical properties and impact resistance was evaluated, it should be emphasized that only F4 sample with a breaking strength higher than 75 MPa passed the impact test. It can be said that there is a critical threshold in terms of impact resistance, especially for samples which have bending strength greater than 75 MPa. When evaluating the microstructural details, this study shows that a single crystalline phase is not effective for impact resistance behavior of the porcelain stoneware tiles and many factors should be evaluated together. Resumen: En este estudio, la variación de las propiedades microestructurales en baldosas de gres porcelánico se determinó cambiando el tiempo de retención a la temperatura máxima durante la sinterización, y se examinaron los efectos de estos cambios microestructurales en la resistencia al impacto de las baldosas de gres porcelánico. Solo las muestras F4 pasaron la prueba de resistencia al impacto según la prueba CSTBNF-UPEC. Esta muestra tiene 12,3 wt.% de cuarzo, 1,5 wt.% de corindón, 5,8 wt.% anorthite, 13,5 wt.% mullita y 66,9 wt.% de fase vidriosa. Cuando se evaluó la relación entre las propiedades mecánicas y la resistencia al impacto, se debe destacar que solo la muestra de F4 con una resistencia a la rotura superior a 75 MPa pasó la prueba de impacto. Se puede decir que hay un umbral crítico en términos de resistencia al impacto, especialmente para las muestras que han resistencia a la flexión superior a 75 MPa. Al evaluar los detalles microestructurales, este estudio muestra que una sola fase cristalina no es eficaz para el comportamiento de resistencia al impacto de la porcelana.