0
cam hakkinda genel bi̇lgi̇
1.1 camin tari̇hçesi̇
cam ile ilgili bütün yayınlarda, camın bir rastlantı sonucu bulunduğu söylenir. bunların içinde tarihçi pliny tarafından nakledilen öykü ise en yaygın olanıdır. pliny' ye göre bir ticaret gemisindekiler kıyıya çıkarlar. ertesi gün, yaktıkları ateşin külleri arasında, parlak, saydam cam parçaları bulurlar. bu öykünün gerçek olup olmadığını bilemiyoruz. ancak mantığa aykırı değildir. yalnız, odun ateşinin camlaşmayı sağlayacak sıcaklığa ulaşıp ulaşamayacağı her zaman tartışılmıştır. yapılan deneylerde malzeme uygunsa camlaşmayı sağlayabilecek sıcaklıklara erişebileceği kanıtlanmıştır. ateşin bulunması ve kontrol altına alınıp yüksek sıcaklıkların elde edilmesiyle ateşten faydalanılarak oluşan sanatlar ortaya çıkmış ve gittikçe hızlanan bir gelişim göstermeye başlamıştır.
camın gelişimine bakıldığında, camın ilk olarak uygun kumun bol olduğu ve seramik yapımının geliştiği bölgelerde üretildiği kabul edilmelidir. geçmişte yaygın bir seramik teknolojisi geliştirmiş uygarlıkların çok sayıda olduğu biliniyor. böyle bir yaklaşımla mezopotamya' dan mısır' a, doğu akdeniz' den, anadolu' ya kadar pek çok yerde, ilk camcılık örnekleriyle karşılaşmak mümkündür. ancak günümüzde ulaşabilen sağlam kanıtlara dayanarak daha çok mısır ve mezopotamya' da kurumlaşmış bir camcılıktan söz edilebilmektedir. i̇lk örnekler m.ö. 3000' ler den kalmadır. bunlar, yalnızca cam olarak yapılmış örnekler olması bakımından çok ilginçtir.
cam, keşfedildiğinden günümüze kadar çok çeşitli kullanım alanları bulmuş stratejik önemi olan bir maddedir. bulunuşundan günümüze kadar bir taraftan çeşitleri artan, diğer taraftan da kullanım alanı artan cam, vazgeçilmez bir tüketim maddesidir.
kullandığımız camlar, yapay camlardır. bununla birlikte, cam doğada doğal olarak ta bulunmaktadır. doğal cam, obsidien olarak bilinmektedir.
cam, doğal cam ve yapay cam olarak ikiye ayrılabilirse de yapay camın bulunması ve kullanımının yaygınlaşması doğal camın önemini yitirmesine sebep olmuştur. bu nedenle cam denildiğinde akla sadece yapay cam gelmektedir.
günümüzde en fazla kullanılan cam çeşitleri, düz cam, buzlu cam, oto camları ve telli camdır. günümüzde, yukarıda sayılan camlardan oto camı dışındakiler, genellikle konutlarda kullanılmaktadır. cam eşya, laboratuar cam malzemeleri, süs eşyaları camın kullanıldığı diğer kullanım alanlarıdır.
kimyasal analizler sonucu, camın bir oksitler karışımı olduğu görülmüştür. bu oksitler, silisyum dioksit (sio2), alüminyum oksit (aho3), kalsiyum oksit (cao), bor oksit (b203 ), sodyum oksit (na20), magnezyum oksit (mgo) ve kurşun oksit (pbo) gibi oksit bileşimleridir. [1]
1.2. camin tanimi
cam, basit bir şekilde, kırılgan ve şeffaf bir malzemedir. işığı geçirme kapasitesi olduğundan diğer yüzeyindeki görüntüleri algılamamızı sağlar. pürüzsüz yüzeye sahiptir. kullanım yerine göre camın belli bir mekanik mukavemeti olmalıdır. suya, asidik çözeltiye, bazik çözeltiye, dayanıklılık göstermelidir.
genel tanımı ise, organik ve inorganik kökenli hammaddelerin belirli oranlarda karıştırılması sonucu elde edilen karışımın, yüksek sıcaklıklarda ergitilmesiyle meydana gelen, viskozitesi yüksek, homojen ve saf eriyiğin oda sıcaklığında kristalleşmesine imkan vermeden ani bir şekilde soğutulmasıyla oluşan yarı düzenli (amorf) bir yapıya sahip malzemeye cam denir.
cam üretilirken kesinlikle kristalleşmesine müsaade edilmemelidir. yarı cam, yarı düzgün malzemenin, ne ısısal şok dayanımları, ne mukavemetleri, ne de kimyasal dayanımları iyi olacaktır. cam, monolitik, yani her yerinde tamamen aynı özellikler gösteren bir malzemedir.[2]
1.3. camin tekni̇k özelli̇kleri̇
1.3.1. camın kimyasal özellikleri
bir malzemenin temasta bulunduğu gaz, sıvı veya katı haldeki maddelerin etkilerine karşı gösterdiği direnç, kimyasal dayanıklılık olarak tanımlanır. genellikle camdaki alkali oranın yüksekliği camın kimyasal dayanıklılığını zayıflatırken, boroksit, alüminyum oksit, çinko oksit ve zirkonyum oksit ise camın kimyasal dayanıklılığının artmasını sağlamaktadır.
1.3.2. camın fiziksel özellikleri
camın şekillendirilmesindeki en önemli etkenlerden birisi viskozitedir. viskozite camın kimyasal özelliğine bağlı olduğu kadar camın üretim sıcaklığına da bağlı olarak değişim gösteren bir özelliktir.
camın şekillendirilmesi, birbirini takip eden bir işlemler zinciridir. her işlemin başında ve sonunda camın istenilen viskozitede olması ve işlemlerin sonunda da verilmiş olan şekli muhafaza edebilecek yüksek bir viskozitede olması önemlidir. camın şekillendirilmesinde diğer bir önemli etken de yüzey gerilimidir. bu özellik, camın çok ince gözeneklere girmesini ve bunları doldurmasını etkilemektedir.
camın özgül ağırlığı, kimyasal bileşimine bağlı olarak 2,2-7,2 g/cm3 arasında değişmekle birlikte genel kullanımda olan pencere ve şişe camlarının yoğunluk değerleri 2,3-2,6 g/cm3 arasındadır.
sıcaklık etkisi ile genleşme, camın ısı-sıcaklık şoklarına dayanıklılığını ve ısıtma ile soğutma arasında camda oluşan gerilmeleri tespit etmede önemli bir özelliktir. genellikle 5,6.10-7 ile 140.10-7 cm/cm 0c değerleri arasındadır.
sıcaklık etkisi ile; mekanik mukavemet, camın boyutları ve ısının camda yayılması, bütün olarak camın sıcaklığa mukavemetini etkilemektedir. sıcaklığa mukavemet bir camın normal yapım işlemlerinden sapmaları gösteren bir deneme yolu olduğu için, çok kullanılan bir süreç kontrol yöntemidir. camlar, genellikle 100-350 0c sıcaklık aralıklarında, soğuk suda su verildiklerinde, sıcaklık şoklarına dayanabilmektedirler.
camın ısı iletkenliği, genel olarak kimyasal bileşiminde mevcut olan soda, potasyum ve kurşun oksitlerinin karışım oranlarına bağlı olarak yükselmektedir.
camın ısı sığası, camın sıcaklığı arttıkça yükselmektedir. her cam çeşidinin değişik sıcaklıklardaki ısı sığaları değişik olduğu gibi, camların ısı sığalarının sıcaklıkla değişmeleri de farklı olabilmektedir.
1.3.3. camın mekanik özellikleri
camın ölçülebilen mukavemeti, 2,7.105 kg/cm2 olarak tahmin edilebilen özgün mukavemetinin 100 ile 1000 kat altındadır. cam bileşiminin kırılma mukavemeti üzerinde çok az etkisi olduğu kabul edilmektedir. cam; yüzeyindeki kalıcı hata farklılıklarından başlayan çatlaklar sonucu kırıldığından, camın yüzey alanında ölçülen mukavemete etkisi vardır. bu durumda, camlarda uzun bir süre için kullanılması gereken çekme mukavemetinin 130 kg/cm2 kabul edilmesi ve tasarım içinde genelde 65 kg/cm2 kullanılması uygundur. bununla birlikte, tasarımlarda; çok iyi tavlanmış bir ürün için, 200 kg/cm2 ve sertleştirilmiş bir ürün için ise, 1300 kg/cm2 'ye kadar çekme mukavemeti kullanılabilir.
camın mukavemetini artırmak için çeşitli fiziksel ve kimyasal önlemler geliştirilmiştir. bazı çok özel yöntemlerle güçlendirilmiş olan camlar 6700 kg/cm2 çekme mukavemetlerinde olup, mukavemet ağırlık oranları ss 410 türü çelikten daha yüksektir.
camların sertlikleri dikkate alındığında, kurşunlu camlar, en yumuşak camlardır. borosilikat camlar ise en sert camlar olarak bilinmekle birlikte tüm camların sertlikleri, mohr sertlik birimi olarak 5-7 değerleri arasında değişmektedir. yeni ya da kimyasal olarak temizlenmiş cam yüzeyler için statik sürtünme katsayısı 1' e çok yakın olup, uzun süre açıkta kalmakla 0,16-0,24'e ve hatta belirli kirlenme sonucu daha da aza inebilmektedir.
1.3.4. camın elektriksel özellikleri
camın elektriksel özellikleri, camın genel kullanımı yanında, elektrik üreten ve elektrikle çalışan cihazlar yapımında geniş çapta kullanılmasından dolayı çok önemlidir. cam genellikle elektrik akımına yüksek direnç gösteren bir madde olarak tanınmaktadır.
yüzey direnci ve hacim direnci olarak ikiye ayırabileceğimiz bu dirençlerden yüzey direnci, camın bulunduğu ortamındaki nem oranının artması ile azalmaktadır.
camın hacim direnci ise; çoğu silikat camlarında iyonik olup, hemen hemen tüm akımı, varsa tek değerlikli katyonlar taşır. hacim direnci çoğunlukla camdaki alkali oranına ve daha az olarak ta camın yapısına ve üretimi sırasında maruz kaldığı sıcaklıklara bağlıdır. camın hacim direnci, sıcaklığın yükselmesi ile azalır. camın üretimi sırasında kademeli olarak soğutulması, camın hacim direncini artırmaktadır.
1.3.5. camın optik özellikleri
camın, bilinen en önemli optik özelliği kırılma indisidir. değişik camlar için bu değer, 1,45-1,90 sınırları arasında değişmektedir.
Tümünü Göster