Pişirilerek elde edilen kompozit malzemeler

Genel bilgiler

Moderatör: Alıntı

Cevapla
Kullanıcı avatarı
Alıntı
Mesajlar: 842
Kayıt: 15 Kas 2016, 08:23

Pişirilerek elde edilen kompozit malzemeler

Mesaj: # 3426Mesaj Alıntı
26 Mar 2022, 21:04

3.1. Seramik Malzemeler
3.1.1. Tanımı
seramik büyük oranda inorganik, metal olmayan malzemelerden oluşan katı parçaların yapı sanatı ve bilimidir. Bu tarife çanak-çömlek, porselen, refrakter, yapı malzemeleri, aşındırıcılar, emaye, çimento ve camın yanısıra metal olmayan manyetik malzemeler ve son yıllarda geliştirilen mühendislik seramikleri girer [4].
Seramik, pişmiş malzeme anlamına gelen eski yunanca keramos kelimesinden türetilmiş olup, önceleri toprak eşya anlamında kullanılmakta iken bu gün üretim yöntemlerinin ve hammaddelerin geliştirilmesi sonucu yukarıdaki malzemeleri kapsayan daha geniş bir anlam kazanmıştır [4].
Seramiklerin kırılgan, yüksek ergime noktalarına sahip ısı ve elektrik iletkenliği düşük, manyetik özellikleri olmayan malzemeler, metallerin ise sünek, ısı ve elektrik iletkenliği iyi , manyetik özellikleri olan malzemeler olarak sınıflandırılmaları, bu iki tür malzemenin özelliğini de taşıyan yeni malzemelerin geliştirilmesi ile güncelliğini kaybetmiştir [4].
3.1.2. Mühendislik seramikleri
Seramik endüstrisinin tarihi çok eski olmakla beraber son 30 yılda pek çok yeni seramik malzeme geliştirilmiştir. Bunlar daha yüksek sıcaklık dayanımına veya daha iyi mekanik özelliklere veya farklı elektrik özelliklerine sahiptir [4].
Bu endüstri ürünleri çok çeşitli alanlarda kullanıldığından bunlara yüzyılın malzemeleri denilmekte ve kullanım alanları yapılan yoğun çalışmalarla çoğalmaktadır [5].
Mühendislik seramikleri üç grupta toplanabilir. Oksitler, oksit olmayanlar ve karma seramikler. Aynı ve farklı gruptan yukarıdaki seramiklerin beraberce oluşturdukları seramikler ise karma seramiklerin en önemli bölümünü oluşturmaktadır [4].
Mullit geleneksel refraktör yer aldığı halde son yıllarda ileri seramik uygulamalarına aday malzeme olarak büyük önem kazanmaya başlamıştır [4].
Mullit, yüksek sıcaklık, kırılma dayanımı, mükemmel sürtünme dayanımı, düşük ısıl genleşme, yüksek ısıl şok dayanımı gibi üstün özelliklere sahiptir. Bu özellikleri geliştirmek için zirkonya katkısından yararlanılmaktadır [4].
Aşınma dayanımı, sertlik, korozyon dayanımı ve nispeten düşük olan yoğunlukları nedeniyle seramiklerin mühendislikteki uygulama alanları her geçen gün genişlemektedir. Kesici takımlar, yataklar, içten yanmalı motor parçaları mühendislik seramiklerinin gittikçe yaygın olarak kullanıldığı alanlardır [4].
3.1.3. Geleneksel seramikler
Seramik sanatı insanlık tarihiyle neredeyse aynı yaştadır. Belki de dünya üzerinde başka hiçbir sanat insanlık tarihini seramik sanatı kadar temsil edemez. Bunun doğruluğunu kanıtlayan iki neden vardır. Seramiğin hammaddesi olan kil dünyanın her yerinde bolca bulunuyor ve bu yüzden kendi başına bir değere sahip değildir. Daha önemlisi kırılgan görünümüne karşın son derece dayanıklı olan seramik, tüm çağların en kalıcı nesnesi olarak kabul edilmektedir [6].
Seramik veya keramik tüm fırınlanmış veya pişirilmiş kil eserlere verilen bir isimdir [6].
Kil ile gerektiği kadar su katılarak şekillendirilerek, kurutulup yeterli sıcaklıkta pişirildiğinde elde edilen gerece seramik adı verilir. Sertleşip direncini ve şeklini korumasını sağlayan madde kaolendir. Saf kilin tabiatta bulunması mümkün değildir. İçersinde kuvars, fellispat, mika, demir oksit, kalker, prit, alçı, kireç, magnezyum ve soda gibi maddeler bulunur [6].
Geçirimlileri, tuğla, kiremit v.b. geçirimsizleri; künk, karo ve porselendir. Geçirimlilerin kırık yerleri toprak görünümündedir. Dil değdirildiğinde kaymaz, üzerine konan su damlası dağılır. Yumuşak olduğundan çelik ve çakı gibi malzemelerle çizilebilir. Geçirimsizleri üzerine su damlası konulduğunda dağılmaz, dil değdirildiğinde kayar, camlaştırılmışlardır [6].
Geleneksel seramikler içerisinde en geniş grup çeşitli silikat camlarıdır. İkinci büyük grubu çimento endüstrisi ürünleri oluşturur.
Diğer seramik grupları, çanak-çömlek, porselen, sıhhi tesisat seramikleri, metal üzerine kaplanan camsı malzemeler olan emayeler, yapı endüstrisinde kullanılan tuğla, kiremit, granit, seramik karolar ve refrakterlerdir [4].
3.1.3.1. Granit seramik karolar
Granit seramikler, aşınmaya, çizilmeye ve dona karşı fevkalade dayanıklı, kir veya leke tutmayan, her türlü kimyasal maddelere ve atmosfer şartlarına dayanıklı olan, sırsız seramik karolardır [6].
Granit, seramikler dış görünüşü granite benzeyen sırlı karolar ile karıştırılmamalıdır. Sırlı karolar yaya trafiği fazla olan zeminlere döşendiğinde sır kısmı zamanla aşınmakta ve dış görünüşü bozulmaktadır. Bu aşınmaya dayanıklılığı nedeniyle granit seramikler, bilhassa büyük mağazalarda, galeri ve marketlerde, banka, otel, lokanta vb. yerlerde tercihen kullanılmaktadır [6].
Granit seramikler, mat ve parlak olmak üzere genelde iki çeşide ayrılır. Fabrikada mat yüzeyli olarak çıkan karolar ya bu şekilde pazara sunulur ya da çok sayıda hassas taşlama işlemleri uygulanarak pazara sunulur. Karoların yüzeyleri ayna gibi düzgünleştirilerek parlatılır. Parlatma işlemlerinde, elmas ve benzeri pahalı aşındırıcılar fazla tüketildiğinden dolayı, parlak granit karoların fiyatları, mat yüzeyli granit karolara nazaran 3-4 kat daha yüksektir. Buna rağmen, parlak ve cazip görünüşü nedeniyle, lüks binalarda, yer, duvar ve dış cephe kaplamalarında kullanılmaktadır
Teknik sipesifikasyonları.
Porozite (Su emme) : %3
Sırlı yüzey sertliği : 8 Mohs
Mekanik mukavemet : 500 kg / cm2
Dona dayanım : -40º [8].
3.1.3.2. Tuğlalar
İçinde kireç bulunmayan kilin, hamur halinde getirilip, istenilen şekillerde uygun kalıplarda yeterli bir basınçta dökülüp kurutularak sürekli veya süreksiz fırınlarda pişirilmesiyle elde edilir.
19*19*13.5 cm, 19*19*8.5 cm, 13.5*19*29 cm ve 5*9*19 cm ebatlarında çeşitleri mevcuttur. Ölçüler duvar kalınlığından ve örgülerden alınmıştır. Düzgün şekilli standart boylu, kolaylıkla bulunabilen ve işlenebilen malzeme olduğundan duvar yapımında taşıyıcı veya dolgu olarak kullanılır. Öğütülmüş tuğla veya kiremit tozu da katılabilir [7].
3.1.3.3. Karo fayanslar
Kil, kaloen, kuvars, feldspat gibi seramik hammaddeleri uygun oranlarda karıştırılarak özel kalıplarda preslenip şekillendirilir ve 1050-1100 ºC’de pişirilir. Elde edilen malzeme sırlanır ve ikinci kez 930-960 ºC’de pişirilerek kullanıma hazırlanır [5].
Koridor, banyo, mutfak ve çamaşırhane gibi su ile her zaman temas halinde bulunan ve temizlenmesi gereken ıslak hacimlerin duvarlarının kaplanmasında kullanılır. Aşınmaya karşı dayanımlarının yeterli olmayışı nedeniyle döşemelerde kullanılmaları uygun değildir [7].
Karo fayans teknik spesifikasyonları.
Porozite (Su emme) : % 14-20
Sırlı yüzey sertliği : 6 Mohs
Mekanik mukavemet : 350-400 kg / cm2
Dona dayanım : -22º [8].
3.1.4. Camlar
İnsanlar camı günümüzden yaklaşık 650 yıl önce keşfetmişlerdir. Önceleri elde ettikleri cam eriyiğini kalıplara dökerek çeşitli cam eşyalar yapan insanlar, daha sonraki devirlerde ortalama M.S. 7. YY’da Suriye’de üfleme tekniği ile pencere camını üretmeyi başarmışlardır [5].
Cam önceleri sadece kral saraylarını ve zenginlerin konaklarını süsleyen pahalı bir malzeme iken, günümüzde endüstrinin gelişmesi ile hem ucuzladı hem de çeşitlendi [5].
3.1.4.1. Camı oluşturan ana maddeler
Camı oluşturan ana maddelerden söz edildiğinde adi cam bileşimine giren üç grup madde akla gelir. Bunlar; cam haline gelebilen oksitler, eriticiler ve stabilizatörler denilen maddelerdir. Adi camın bileşimine giren bu maddeler bir başka şekilde kum-soda-kireç olarak da ifade edilebilir [9].



Camlaştırıcılar:
Camlaşma özelliği olan bu ana maddeler genelde ağı (iskeleti) oluşturan bazı oksitlerdir. Doğal olarak nitelendirilebilecek olan kuvars kumu ağı oluşturan oksitlerin başında gelmektedir. Ağı oluşturan oksitlerin en önemlileri: SiO2, B2O3, P2O5’dir [9].
Eriticiler :
Ağ oluşturan ve cam haline gelebilen oksitlerin erimelerini kolaylaştırmak amacıyla cam bileşimine katılan maddelere eriticiler adı verilir. Eriticiler denilen bu gruptaki maddeler camlaştırıcıların erime sıcaklık derecesini düşürerek onların erimelerini kolaylaştırılırlar. Özellikle 1713 ºC’de eriyen silisin erime derecesi 1500 ºC dolayına kadar indirilebilir.
Eritici olarak adlandırılan bu maddelerin başında Na2O, K2O ve ZnO gelmektedir [9].
Stabilizatörler :
Eriticiler gibi stabilizatörler de özellikle camın kimyasal dayanımı, kırılma indisi, dielektrik özellikleri üzerinde etki yapan maddelerdir. Formülüne stabilizatör ilave edilmemiş cam, su karşısında stabil değildir. Bu tür camlara su camı adı verilir.
Stabilizatör olarak adlandırılan maddelerin başlıcaları: CaO, BaO, PbO, MgO ve ZnO’dur [9].
3.1.4.2. Cam Türleri
Silikat camlarının çok değişik türleri vardır. Bu camların kimyasal bileşimlerini gösteren aşağıdaki tablodan da görülebileceği gibi tümünün bileşiminde az ya da çok SiO2 vardır. Bu nedenle de bu camlara silikat camları denilmektedir [9].
Soda kalsik camı:
Tüm dünyada üretilen camların %90!ı soda klasik camıdır. Ucuz olması ve kolayca üretilebilmesi gibi önemli niteliklerine karşı ısıl şoklara karşı mukavemet ve benzeri kimyasal stabilite gerektirmeyen haller dışında hemen hemen her yerde kullanılan cam türüdür. Tablo 2.1.‘de de görüldüğü gibi bileşim türleri fazla olmayan bu cam türü normal elektrik ampülü, florasan ampuller, pencere camları vb malzemelerin üretiminde kullanılır
Kurşun camı (kristal cam):
Soda kalsik camdaki kireç yerine PbO geçtiginde geniş bir uygulama alanı olan kurşun camı elde edilmiş olur. soda kalsik camında %15 oranı ile sınırlı olan CaO yerine geçen kurşunoksit bazı hallerde %80 oranının üzerine bile çıkabilir. Kurşunoksit, camın erime noktasını düşürerek yumuşama noktasını CaO’lu camlarınınkini de altına düşürür.
Ayrıca cama kolay işlenebilme, ışığı yansıtma ve yayma özelliği kazandırır. Tüm bu nedenlerle 300 yıldan fazla bir zamandan beri kurşun camları sanatsal cam üretiminde kullanılmaktadır [9].
Borasilikat camı:
Borasilikat camının nisbeten yüksek bir yumuşama nokatası vardır. Buna karşın, ısıl şoklara karşı büyük bir mukavemet sağlayan, büyük bir genleşme katsayısı, su ve çeşitlere karşı çok iyi mukavemet göstermesi ve üstün elektriksel özellikleriyle dikkat çekicidir. Bütün bu özellikler borasilikat camlarının laboratuar cam eşyası, mutfak eşyası, büyük boyutlu aynaların yapımında kullanılmasını sağlamıştır.
Üstün elektriksel özellikleri sayesinde ateşe dayanıklı alaşımlarla birlikte kullanılabilmektedir [9].
Alüminosilikat camı:
Tablo 2.1.2de görüldüğü gibi bu camlar %20’den biraz fazla alümin, az miktarda bor, bir miktar kireç ve mangezi ile çok az alkali içerir.
Yumuşama noktasının yüksek ve dilitasyon katsayısının küçük olması bu camların termometre, yanma tüpleri ve alevle doğrudan temas edecek her türlü parçanın yapımında özellikle kullanılmasının sağlamaktadır [9].
Silis camı:
Özellikleri yönünden saf silis camına benzeyen %96 silis içeren bu cam fabrikasyon tekniği yönünden büyük beceri gerektirir. Geleneksel camların bir kısmı ile gerçekleştirilebilen presleme ve üfleme yöntemleri ile şekillendirme bu camlara da uygulanır. Bu cam çok saydam olması nedeniyle UV. ışınlarını çok iyi geçirir. Bu nedenle UV. Lambaları ile mikrop öldürücü olarak kullanılan özel lambaların üretilmesinde kullanılır
Resim

Cevapla