Cevap : Cam Nasıl Yapılır ?

CAM




Cam, aşırı soğutulmuş alkali ve toprak alkali metal oksitleriyle, diğer bazı metal oksitlerin çözülmesinden oluşan bir sıvı olup ana maddesi (SiO2) silisyumdur, cam akışkan bir maddedir Camlar erimiş haldeki amorf yapısını koruyarak katılaşan inorganik cisimler olarak tanımlanabilir Üretim sırasında hızlı soğuma nedeniyle kristal yapı yerine amorf yapı oluşur Bu yapı cama sağlamlık ve saydamlık özelliğini kazandırır
Camı Oluşturan Ana Maddeler [değiştir]Adi camın bileşimine giren üç grup madde vardır Bunlar cam haline gelebilen oksitler, eriticiler ve stabilizatörler denilen maddelerdir Camın bileşimine giren bu maddeler kum-soda-kireç olarak da adlandırılabilirler Adi camın bileşimine giren maddelerin dışında cama önemli özellikler kazandıran ve üretimde bazı yararlar sağlayan yardımcı bileşenler vardır
Camlaşıcılar [değiştir]Camlaşma özelliği olan bu maddeler genelde ağ oluşturan bazı oksitlerdir Kuvars kumu bunların başında gelir Ağ oluşturan oksitlerin en önemlileri ise SiO2, B2O3 ve P2O5 (fosfor) dir

Eriticiler [değiştir]Ağ oluşturan ve cam haline gelebilen oksitlerin erimelerini kolaylaştırmak amacıyla cam bileşimine katılan maddelere eriticiler denir Bu maddeler camlaşıcıların erime sıcaklığını düşürerek onların erimelerini kolaylaştırır Özellikle 1713˚C’deki silisyumun erime derecesi 1500˚C’ye düşer Eriticiler ağ içine girerek onu değiştirdiği için eriticilere modifikatör de denmektedir Eriticilerin başlıcaları Na2O, K2O, Li2O dur

Stabilizatörler (Sabitleştiriciler) [değiştir]Stabilizatörler, camın kimyasal dayanımı, kırılma indisi, dielektrik özellikleri üzerinde etki yaparlar Formülüne stabilizatör ilave edilmemiş bir cam su karşısında stabil özellik göstermez Bu camlara su camı denilir Stabilazatör olarak kullanılan maddelerin başlıcaları CaO, BaO, PbO, MgO ve ZnO dur
CaO kireç taşının (CaCO3), MgO ise dolamitin (MgCO3) cam formülüne katılması ile sağlanmış olur Bu iki maddenin ısıtılması ile bünyelerindeki CO2 çıkar ve geriye oksitler kalır CaCO3 = CaO+ CO2 gibi

Yardımcı Bileşenler (İkincil Bileşenler) [değiştir]Bu bileşenler genelde adi camın formülüne girmezler, ancak değişik cam türlerinde değişik etkiler sağlamak üzere kullanılan oksitlerdir Örneğin
Mangan dioksit (MnO2): Camın rengini açar
Arsenik (As2O3): renk verici, saflaştırıcı
Sülfür (Na2SO4): redükleyici
Potasyum nitrat (KNO3): camın saydamlığını giderir
Cam Malzemelerin Üretimi [değiştir]Cam malzeme üretimi, ardışık dört devreden (iki kademede – bunlar ergimiş camın elde edilmesi ile cama biçim verilmesi, parlatılması ve kesilmesidir) oluşmaktadır

Ana Maddelerin Hazırlanması
Eritme
Biçimlendirme
Tavlama
Ana Maddelerin Hazırlanması

Camın bileşimine girecek ana maddelerin her şeyden önce yabancı maddelerden arındırılıp iyi bir şekilde öğütülmesi gerekir Tek tip cam üreten tesislerde öğütülmüş ana maddeler, silolarda depolanır ve siloların alt tarafındaki kapakları açılmak suretiyle istenen miktarda malzeme, terazili bir arabaya alınır

Eritme

Günümüzde eritme işlemi, kapasitesi max 2 ton olan krözelerde (potalı fırınlarda) veya kapasitesi 1000 ton dolayındaki havuz fırınlarda yapılmaktadır Fırınların yapımında ateşe dayanıklı, silisyum, alüminyum, zirkon gibi yüksek nitelikli refrakter malzemeler kullanılır

Havuz fırın

Biçim yönünden yüzme havuzuna benzediği için havuz fırın denmiştir Çok miktarda cam üretilmesi gereken üretim süreçlerinde kullanılır Bu fırında yaklaşık 800-1000 ton dolayında erimiş cam bulunur Camı oluşturacak ana maddeler, özel bir itici mekanizma ile havuz fırınının ağız kısmından içeri itilir ve eritme işi başlar

Potalı fırın

İçerisinde ayrı ayrı cam türlerine ait ana maddelerin eritildiği birden fazla fırın vardır Cam türlerinin fazla olduğu ancak cam miktarının az olduğu üretim süreçlerinde havuz fırınının kullanılması uygun değildir Bu yüzden potalı fırın kullanılır Potalı fırında ana madde miktarı en fazla 2000kg dolayındadır

Biçimlendirme

Ana maddelerin hazırlanması ve eritme evrelerinden sonra sıra dinlendirilmiş cam hamurunun biçimlendirilmesine gelir Cam malzeme, sekiz yöntemle biçimlendirilir:




a) Üfleme (Şişirme) Yöntemi
b) Dökme-Silindirleme Yöntemi
c) Çekme Yöntemi
d) Yüzdürme Yöntemi
e) Presleme Yöntemi
f) Lif Haline Getirme Yöntemi
g) Köpük Haline Getirme Yöntemi
h) Diğer biçimlendirme yöntemleri

Tavlama

Bu evrenin amacı; fabrikasyon üretiminde cam soğurken oluşan iç gerilmeleri yok etmektir Tepeden ısıtılan sürekli bir kanal içinde camı yeniden ısıtarak iç gerilmelerin giderilmesi sağlanıncaya kadar bekletmek ve daha sonra yavaş yavaş soğutularak uygulanır

Cam türleri

Soda kalsik Camı

Dünyada üretilen camların %90’ı soda kalsik camıdır Kolayca eritilebilir, ucuzdur fakat ısıl şoklara mukavemet ve kimyasal kararlılık gibi haller dışında her yerde kullanılabilir Normal elektrik ampulü, fluoresan ampulleri, pencere camları vb malzemelerin üretiminde kullanılırlar Yapısında %5 oranında CaO vardır

Kurşun Camı (Kristal Cam)

Soda kalsik camında kirecin yerini PbO aldığında kurşun camı elde edilmiş olur Yapısında %80 oranında bazı hallerde daha fazla kurşun oksit bulundurur Kurşun oksit, camın erime noktasını düşürerek yumuşama noktasını CaO’li camlarınkinin de altına düşürür Ayrıca cama kolay işlenebilme, ışığı yansıtma ve yayma özelliği kazandırır Kurşun oksit miktarının %80′i geçtiği cam türü gamma ve X ışınlarından korunmak amacıyla kullanılır Oldukça pahalı bir cam olduğu için baryum oksitli camlar kullanılır

Borosilikat Camı

Borosilikat camlarının yüksek yumuşama noktası vardır Buna rağmen, ısıl şoklara karşı büyük bir mukavemet sağlayan büyük bir genleşme katsayısı, su ve asitlere karşı çok iyi mukavemet göstermesi ve üstün elektriksel özellikleri vardır Bu nedenlerden dolayı labuvatuar (teknik) cam olarak kullanılmaktadır Mutfak eşyası, büyük boyutlu astronomik aynalar yapılmaktadır

Alüminosilikat Camı

%20 den fazla alümin, az miktarda bor, bir miktar kireç ile çok az alkali içerirler Ancak alkali bulunmadığı zaman camın eritilmesi ve işlenmesi zorlaşır Yumuşama noktasının yüksek ve dilatasyon katsayısının küçük olması termometre, yanma tüpleri, alevle doğrudan temas edecek her türlü parçanın yapımında kullanılır

Silisyum Camı (%96 SiO2)

%96 oranında silisyum içeren bu cam, presleme ve üfleme yöntemleri ile şekillendirme bu camlara uygulanır Dilatasyon katsayısı küçüktür Bu cam türü, çok saydam oluşu nedeniyle UV ışınlarını çok iyi geçirirler Bu nedenle UV lambaları ile mikrop öldürücü özel lambaların yapımında kullanılır

Silisyum Camı (%99 SiO2)

Çok saf kuvars kumunun eritici madde olmadan eritilmesiyle elde edilir Bu camın üretimi ve şekillendirilmesi çok yüksek sıcaklıkta (1750˚C’de) olur Bu nedenle üretilecek malzemelerin şekil ve boyutları sınırlı olmak zorundadır Genleşme katsayısının küçük, yumuşama noktasının çok yüksek olması ve UV ışınlarını çok iyi geçirmesi gibi olumlu özellikleri vardır Dielektrik özellikleri de iyidir Ancak maliyetin yüksek oluşu nedeniyle eletroteknikteki uygulamaları sınırlıdır Isıl şoklara karşı mukavemeti en yüksek camdır

__________________