Kaba ve İnce Seramikler: Bunlar aralarında gözenekli ve gözeneksiz ürünler olmak üzere ikiye ayrılırlar.

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "1.2.1.1. Kaba ve İnce Seramikler: Bunlar aralarında gözenekli ve gözeneksiz ürünler olmak üzere ikiye ayrılırlar."

Gonca Toraman
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 1. SERAMİKLER 1.1.Tanım: En genel anlamda seramik, anorganik maddelerin herhangi bir usul ile şekillendirilip pişirilmesi ile meydana gelen ürüne denir. Diğer bir tanımlamaya göre ise seramik, organik olmayan malzemelerin oluşturduğu bileşimlerin, çeşitli yöntemler ile şekil verildikten sonra sırlanarak veya sırlanmayarak sertleştirilip dayanıklılık kazanmasına varacak kadar pişirilmesi bilimi ve teknolojisidir. 1.2.Seramiklerin Sınıflandırılması: Seramiklerin sınıflandırılmasında pek çok yaklaşım mümkündür. Seramikleri kimyasal bileşim, mineral içeriği, üretim yöntemleri, özellikleri veya kullanım alanlarına göre sınıflandırabiliriz. Günümüzde kullanılan en yaygın sınıflandırma şekli özellikleri ve kullanım alanlarına göre seramiklerin sınıflandırılmasıdır. Seramikler genel olarak kullanım alanlarına ve özelliklerine göre iki ana gruba ayrılmaktadır: 1) Klasik (Geleneksel) seramikler malzemeler 2) İleri teknoloji seramik malzemeler Klasik (Geleneksel) seramikler malzemeler: Klasik (Geleneksel) seramikler malzemeleri kendi aralarında çeşitli gruplara ayırmak mümkündür: - Kaba ve ince seramikler - Cam ve cam seramikler - Refrakterler - Çimento Kaba ve İnce Seramikler: Bunlar aralarında gözenekli ve gözeneksiz ürünler olmak üzere ikiye ayrılırlar Gözenekli Ürünler: Kırığı Renkli Olan Ürünler: Genelde empürite olarak yüksek oranda Fe 2 O 3 (hematit) içeren plastik kilden üretilirler. Ayrıca katkı olarak kum (SiO 2 ) ve az miktarda kalker (CaCO 3 ) bulunabilir. Üretim sıcaklığı malzemenin türüne göre o C olup malzemeler 1

kazanmasına varacak kadar pişirilmesi bilimi ve teknolojisidir. 1.2.Seramiklerin Sınıflandırılması: Seramiklerin sınıflandırılmasında pek çok yaklaşım mümkündür.

2 kırılgandır. Örnek olarak; tuğla, izolasyon tuğlası, drenaj borusu, kiremit, antik eşyalar ve şömine kapakları verilebilir. Kırığı Beyaz Olan Ürünler: Pişmiş çamurun rengi beyaz ve kırılgandır. Daha az empürite içeren hammaddelerden üretilirler. Ak çini örnek olarak verilebilir Gözeneksiz Ürünler: Kırığı Renkli Olan Ürünler: Bu malzemeler çok kırılgan olmayıp o C de pişirilirler. Örnek olarak, kanalizasyon boruları, yer karoları ve bazı fayanslar verilebilir. Kırığı Beyaz Olan Ürünler: Açık gri, beyaz pişen ve kolaylıkla kırılmayan ürünlerdir. Vitra, sağlık gereçleri, yer karoları, mutfak eşyaları ve asite dayanıklı tuğlalar örnek olarak verilebilir Cam ve Cam Seramikler: Cam Camlar aşırı soğumuş sıvı olarak nitelenirler, çünkü kristal değillerdir. Cam türleri Tablo 1 de verilmektedir Cam Seramikler Cam-seramikler uygun bileşimdeki camların kontrollü kristalizasyonu ile üretilen çok kristalli malzemelerdir. Kontrollü kristalizasyon çekirdeklenme ve kristal büyütme aşamalarından oluşur.aşağıda bazı cam seramik sistemleri verilmektedir. Li 2 O - Al 2 O 3 - SiO 2 sistemi (LAS sistemi) MgO - Al 2 O 3 - SiO 2 sistemi (MAS sistemi) Li 2 O - MgO - SiO 2 sistemi Li 2 O - ZnO - SiO 2 sistemi Alkali içermeyen yüksek ZnO li sistemler 2

1.1.2.Gözeneksiz Ürünler: Kırığı Renkli Olan Ürünler: Bu malzemeler çok kırılgan olmayıp 1100 1250 o C de pişirilirler. Örnek olarak, kanalizasyon boruları, yer karoları ve bazı fayanslar verilebilir.

3 Tablo 1. Cam türleri. Cam türü SiO 2 B 2 O 3 % ağırlıkça Al 2 O 3 CaO MgO BaO PbO Na 2 O K 2 O Soda silikat camı Kurşun camı (Normal tenörlü) Kurşun camı (Yüksek tenörlü) Borosilikat camı (pyrex) Borosilikat camı (Tungsten) Borosilikat camı (Kovar) alüminasilikat camı silis camı (%96) Silis camı (%99) Refrakterler Yüksek sıcaklıklara dayanıklı ve bu sıcaklıklarda gaz, sıvı ve katı maddelerin etkilerine karşı koyabilen malzeme olarak tanımlanabilir Refrakter Malzemelerin Sınıflandırılması: Genellikle 4 çeşit sınıflandırma kullanılır: Ergime noktasına göre Normal hizmet refrakterleri ( 1580 o o C) Ağır hizmet refrakterleri ( 1780 o o C) Süper hizmet refrakterleri ( >2000 o C) Hammadde orijinine göre Tabii refrakterler Sentetik refrakterler BeO, SiC gibi bazı refrakterler yalnız sentetik, manyezitlerde olduğu gibi bazı refrakterler ise hem tabii hem de sentetik olarak üretilebilirler. 3

9 21.4 2.3 - - - 0.2 2.8 4.4 (Kovar) alüminasilikat 57.0 4.0 20.5 5.5 12.0 - - 1.0 - camı silis camı (%96) 96.3 2.9 0.4 - - - - 0.2 0.2 Silis camı (%99) 99.3 - - - - - - - - 1.2.1.3. Refrakterler Yüksek sıcaklıklara dayanıklı ve bu sıcaklıklarda gaz, sıvı ve katı maddelerin etkilerine karşı koyabilen malzeme olarak tanımlanabilir.

4 Kimyasal yapıya göre Silis bazlılar (SiO 2 bazlı) Alümina silikatlar ( Şamot tuğla) Magnezyum bazlılar (MgO - magnezit) Kromit bazlılar (Kromit - krom magnezit) Zirkon bileşikleri (ZrO 2 - zirkon silikatlar) Karbür, Nitrür gibi sentetik refrakterler Diğer oksitler Kimyasal karakterine göre Asidik refrakterler (Silika, Zirkon, silikaca zengin şamot tuğla) Nötr refrakterler (Kromit, Karbon, SiC, Yüksek alüminalı tuğlalar) Bazik refrakterler (Magnezit, Dolomit, Magnezit-krom, Fosforit tuğlalar) Kimyasal karakterlerine göre sınıflandırma özellikle metalurji sanayiinde önemlidir. Oluşan cürufun kimyasal karakterine göre refrakter seçilmelidir. Aksi halde refrakter aşınması olur İleri Teknoloji Seramikler İleri teknoloji seramik malzemelerin, günümüzde kullanılan en yaygın sınıflandırma yöntemi seramiklerin özelliklerine ve kullanım alanlarına göre sınıflandırmadır. Buna göre: Elektriksel özelliklerinden yararlanılan seramik malzemeler İzolasyon seramikleri (Al 2 O 3, BeO, MgO vb): Entegre devre altlıkları, resistans altlığı sargı bobin altlığı gibi. Ferro Elektrik seramikler (BaTiO 3, SrTiO 3 ): Seramik kapasitörler. Piezoelektik seramikler (Baryum titanat, Kurşun zirkonyum titanatlar): Vibratör, assilatör, sonar, ultrasonografi, yüksek voltaj üreteçleri gibi. İyonik İletken seramikler (β-al 2 O 3, ZrO 2 ): Katı elektrolitler, Na pilleri, oksijen sensörleri, ph metre sensörü. Yarı iletken seramikler (BaTiO 3, SiC, ZnO-Bi 2 O 3 vb): NTC (negatif sıcaklık katsayılı) termistörler: Sıcaklık arttıkça öz direnç veya resistansı düşen malzemelerdir. Sıcaklık sensörü olarak kullanılırlar. 4

SiC, Yüksek alüminalı tuğlalar) Bazik refrakterler (Magnezit, Dolomit, Magnezit-krom, Fosforit tuğlalar) Kimyasal karakterlerine göre sınıflandırma özellikle metalurji sanayiinde önemlidir.

5 PTC (pozitif sıcaklık katsayılı) termistörler: Isıtıcı elementler, ısıl anahtarlar. NTC kalın film termistörü: CdS, solar devreler SiC fırın ısıtıcı elemanları Süper iletken seramikler (BaO, CuO, Y 2 O 5, La 2 O 3 ): Gelişme aşamasındadır. Manyetik özelliklerinden yararlanılan seramik malzemeler Yumuşak manyetik malzemeler (ZnO.Fe 2 O 3.Mn 2 O 3 ): Yüksek frekans indüktörleri, manyetik kayıt kafaları, sıcaklık sensörleri. Sert manyetik malzemeler (Fe 2 O 3.BaO.SrO): Küçük elektrik motorları, hoparlörler. Optik özelliklerinden yararlanılan seramik malzemeler Saydam alümina: Yüksek basınçlı Na lambaları Saydam MgO, mullit vb: Özel lamba tüpleri, infrared radyasyona geçirgen özel pencereler. Saydam Y 2 O 3 -ThO 2 seramikler: Ruby lazer malzemeleri ve Ruby kristalleri. PLZT (PbO.La 2 O 3.ZrO 2.TiO 2 ): hafif hafıza elementleri, video görüntü kayıt, ışık modülatörü. Kimyasal özelliklerinden yararlanılan seramik malzemeler Gaz sensörleri (ZnO, Fe 2 O 3, SnO 2 ): Gaz kaçak alarmı, hidrokarbon ve florakarbon dedektörü. Nem sensörü (MgCr 2 O 4, TiO 2 ): Mikrodalga fırın kontrol elementi. Katalist taşıyıcı (Kordielit ve Alumina): Emisyon kontrolu için katalist taşıyıcı. Organik katalist: Enzim taşıyıcı, zeolitler. Elektrod (Titanat, sulfit, borür): Al un elektrokimyasal geri kazanılması foto kimyasal prosesi, Cl 2 gaz üretimi. Isıl özelliklerinden yararlanılan seramik malzemeler ZrO 2, TiO 2 ve özel SiO 2 bazlı seramikler: İnfrared radyatörler, ısıl kalkanlar. 5

Manyetik özelliklerinden yararlanılan seramik malzemeler Yumuşak manyetik malzemeler (ZnO.Fe 2 O 3.Mn 2 O 3 ): Yüksek frekans indüktörleri, manyetik kayıt kafaları, sıcaklık sensörleri.

6 Mekanik özelliklerinden yararlanılan seramik malzemeler Kesici uçlar (Al 2 O 3, TiC, TiN ve metal borürler): sermetler ve seramik kesiciler. Aşınmaya dayanıklı malzemeler (Al 2 O 3, ZrO 2..): Seramik kaplamalar, rulman iplik yönlendiricileri, basınç sensörleri, balistik zırhlar. Yüksek sıcaklıkta yüksek mukavemet gösteren seramikler (SiC, Al 2 O 3, Si 3 N4): seramik türbin kanatçıkları, ısıl esanjörleri, yüksek sıcaklık potaları, roket nozülleri. Biyolojik özelliklerinden yararlanılan seramik malzemeler Alumina, zirkonya: Suni diş, kemik ve mafsallar) Nükleer özelliklerinden yararlanılan seramik malzemeler Nükleer yakıtlar (UO 2, UO 2 -PuO 2 ) Notrn kontrolleri(c, SiC, B 4 C) Notronlara karşı koruyucu kalkan malzemeler (SiC, Al 2 O 3, C, B 4 C) 6

Yüksek sıcaklıkta yüksek mukavemet gösteren seramikler (SiC, Al 2 O 3, Si 3 N4): seramik türbin kanatçıkları, ısıl esanjörleri, yüksek sıcaklık potaları, roket nozülleri.

Benzer belgeler

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 8 İleri Teknoloji Seramikleri. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2014-2015 Güz Yarıyılı

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 8 İleri Teknoloji Seramikleri Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2014-2015 Güz Yarıyılı Balistik korunma Uzay mekiği ısı koruma plakaları Fren diskleri (SGL Karbon AG) İleri Teknoloji