Journals / Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2026 / Cilt: 26 Sayı: 2

The Role of Metal Paste in Jewelry: An Investigation of Heat Treatment, Microstructure, and 3D Molding Application

Kuyumculukta Metal Hamurunun Rolü: Isıl İşlem, Mikroyapı Ve 3B Kalıplama Uygulamasının İncelenmesi

Hakan Yaykaşlı(KAHRAMANMARAŞ İSTİKLAL ÜNİVERSİTESİ, ELBİSTAN MESLEK YÜKSEKOKULU)0000-0001-5729-9662
Alaaddin Gündeş(KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ)0000-0001-9030-0776
Ahmet Baltaci(KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ)0000-0003-4079-5234
Mustafa Kavgacı(Kahramanmaraş İstiklal Üniversitesi)0000-0001-8747-0635
Pages
449–462
Publication Date
2026-03-27
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Consequently, sintered, sanded, and polished metal clay pastes displayed the necessary metallic properties for the creation of jewelry and giftware.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:This study focused on developing metal clay pastes for creating customized jewelry and ornaments in the jewelry business.
📊
Key Findings & Data:Six different metal powders were utilized: pure silver, 950 silver, 925 silver, 900 silver, pure copper, and bronze.
💡
Conclusion & Impact:Consequently, sintered, sanded, and polished metal clay pastes displayed the necessary metallic properties for the creation of jewelry and giftware.
🔬Design:Araştırma Makalesi
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Gümüş metal tozları · Metal Kil Hamuru · SEM

Abstract

This study focused on developing metal clay pastes for creating customized jewelry and ornaments in the jewelry business. These pastes are composed of precious metal powders combined with organic binders. The production involved obtaining pure silver powders via hydrometallurgy, which were subsequently mixed with a methyl cellulose binder to produce sinterable pastes. Six different metal powders were utilized: pure silver, 950 silver, 925 silver, 900 silver, pure copper, and bronze. A comprehensive analysis of these metal clay pastes' microstructure and chemical content was conducted using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), Archimedes density testing, and X-ray fluorescence spectroscopy. Hydrometallurgy yielded pure silver powders with particle sizes below 50 microns. XRF results of the obtained metal clay pastes showed that the metal powders used were compatible with the stoichiometric ratios. An inverse correlation was observed between copper concentration and the density values of the metal clay pastes. Methyl cellulose exhibited greater efficiency in binding pure metal powders, specifically silver and copper, with binding characteristics decreasing as copper levels increased. The successful fabrication of intricate components using metal clay pastes and 3D molds was achieved. Consequently, sintered, sanded, and polished metal clay pastes displayed the necessary metallic properties for the creation of jewelry and giftware.

Özet

Bu çalışmada, kuyumculuk sektöründe kullanılmak üzere değerli metal tozları ve organik bağlayıcılar kullanılarak özel tasarım takı ve süs eşyalarının üretimine olanak tanıyan metal kil hamurları geliştirilmiştir. Metal kil hamurları, saf gümüş tozları hidrometalurji yöntemiyle elde edilmiş, ardından metil selüloz organik bağlayıcısıyla altı farklı metal tozu (saf Ag, 950 Ag, 925 Ag, 900 Ag, Saf Cu ve Bronz) karıştırılarak sinterlenmiş hamurlar üretilmiştir. Bu metal kil hamurlarının mikroyapı özellikleri ve kimyasal bileşimleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM), Arşimet yoğunluk testi ve X-ışını flüoresans spektroskopisi analizleri kullanılmıştır. Hidrometalurji yöntemiyle üretilen saf gümüş tozlarının parçacık boyutunun 50 mikrondan küçük olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen metal kil hamurlarının XRF sonuçları, kullanılan metal tozlarının stokiyometrik oranlarla uyumlu olduğunu göstermiştir. Bakır katkısının artışıyla metal kil hamurlarının yoğunluk değerlerinde düşüş gözlemlenmiştir. Saf metal tozları (gümüş, bakır) ile yapılan bağlayıcılık işlemlerinde metil selülozun daha etkili olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, bakır oranının artmasıyla bağlayıcılık özelliklerinin azaldığı saptanmıştır. 3 boyutlu kalıplar kullanılarak metal kil hamurları tasarımı karmaşık parçaların üretimi başarı ile üretilmiştir. Sonuç olarak, sinterleme sonrası zımpara ve cilası yapılan metal kil hamurları, takı ve hediyelik eşya üretimi için uygun metal form özelliklerini kazanmıştır.

🔖

Cite This Article

Yaykaşlı, H., Gündeş, A., Baltaci, A., Kavgacı, M. (2026). The Role of Metal Paste in Jewelry: An Investigation of Heat Treatment, Microstructure, and 3D Molding Application. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 26 Sayı: 2, 449–462. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1673079

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (16)

  1. Aykoç, M. 2012. Metal clays sintering at low temperature, Wipo PCT Uluslararası Patent, No: WO2013126022A2.
  2. Bao, Q., Guo, L., Qi, T., Guo, Z., 2022. The preparation of spherical tin bronze alloy powder via the flash remelting spheroidization method. Powder Technology, 397, 117036. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.117036
  3. Fujimaru, A., Shimamoto. K., Araki, H., Miyata, M., 2001. Sinter of noble metal and method for production thereof, Amerika Birleşik Devletleri Patent, No: US6290744B1.
  4. Hoshino, K., Kohno, T., Morikawa, M., 1993. Development of Precious Metals Clay. Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy, 40, 837–840.
  5. Hoshino, K., Kohno, T., Hirasawa, J., Morikawa, M., 1994. Precious Metals Clay. Material Japan. 33, 420–422. Hirasawa, J., Ido, Y., 2006, Silver Powder For Silver Clay And Silver Clay Containing This Silver Powder, Amerika Birleşik Devleti Patent, No: US007081149B2.
  6. Boyl, İ., 2022. Elektronik atıklardan metallerin geri kazanımı için yeni hidrometalurjik yöntemlerin araştırılması. Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tabzon, pp:225.
  7. Ido, Y., ve Otani, S. 2016., Clay-Lıke Composıtıon For Noble Metal Sıntered Compact Avrupa Patent Ofisi, No: EP3075467B1.
  8. Katzensteiner, A., Rosalie, J.M., Pippan, R., Bachmaier, A., 2020. Synthesis of nanodiamond reinforced silver matrix nanocomposites: Microstructure and mechanical properties. Materials Science and Engineering: A, 782, 139254. https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139254
  9. Kargul, M., ve Konieczny, M., 2021. Copper matrix composites reinforced with steel particles. AIMS Materials Science, 8(3), 321-342. https://doi.org/10.3934/matersci.2021021
  10. McCreight, T., Wardell, RA., Devos, K., 2006. PMC Decade: The First Ten Years of Precious Metal Clay. Brynmorgen Press. ISBN: 978-1-929565-19-1. Honkong, pp:253.
  11. Paknejad, S.A., Mannan, S.H., 2017. Review of silver nanoparticle based die attach materials for high power/temperature applications. Microelectronics Reliability, 70, 1-11. https://doi.org/10.1016/j.microrel.2017.01.010
  12. Thongnopkun, P., Jamkratoke, M., Ekgasit, S., 2012. Thermal behavior of nano-silver clay in the application of handmade jewelry. Materials Science and Engineering: A, 556, 849-854. https://doi.org/10.1016/j.msea.2012.07.079
  13. Yeşilmen, N., 2018. Takının tarihsel gelişim süreci ve 21. yüzyılda takı anlayışı: seramik-metal kili ile çağdaş takı yorumlamaları. Sanatta Yeterlik Tezi, Anadolu Üniversitesi Güzel Sanatlar Enstitüsü, Eskişehir, pp:210.
  14. Yukio, O., Hino, K., Ishigaki, S., Araki, H., Nakata, Y., Fujimaru, A., 1996. Clayish Composition For Molding Shaped Article of Noble Metal And Method for Productıon of Sintered Article of Noble Metal, Amerika Birleşik Devletleri Patent, No: US005702501A.
  15. About Metal Clay. 2024. https://amcaw.org/about-metal-clay/. (06.06. 2024) Discover Aussie Metal Clay. 2024. https://www.aussiemetalclay.com/. (06.06. 2024 Welcome to the World of Goldie Metal. 2013. https://goldieclay.com/. (06.06. 2024 Jacobson H. Art in Metal Clay. 2024. https://www.artinsilver.com/. (06.06. 2024) Prometheus Gümüş Killeri. 2024. https://www.prometheushobby.com/. (06.06. 2024) Basic steps of making. 2024. https://www.artclay.co.jp/htm/. (06.06. 2024) Metal Clay. 2024. https://cooltools.us/collections/clay. (06.06. 2024)
  16. Project X Silver Clays. 2024. https://clayrevolution.com/. (06.06. 2024) Hadar’s Clay. 2024. https://www.artinsilver.com/. (06.06. 2024) Han K. 2020. What is Carboxymethyl Cellulose (CMC)/Cellulose Gum (E466) in Food and Uses. https://foodadditives.net/thickeners/cellulose-gum/. (06.06. 2024)