Cam yapı itibari ile icinde bircok soruyu barındıran bir malzemedir, bir nevi bilmece gibidir. Cunku kullanıldığı alanı korumak icin yeterince sağlam ve sert bir malzeme olmasının yanında kolaylıkla kırılarak paramparca olabilir. Ayrıca, opak kumdan yapılmış olmasına rağmen tamamen şeffaftır. Ve belki de en şaşırtıcısı olan ozelliği katı bir malzeme gibi davranan bir malzeme olmasının yanında, aynı zamanda adeta şekil değiştirmiş bir tur sıvı formunda olmasıdır!
Cevremize baktığınızda hemen hemen her yerde cam gorebilirsiniz; mesela en yakın ornek evinizin coğu odasında bir cam pencere bulunur ve muhakkak birden fazla ayna vardır, ya da herkesin evinde en az bir cam ampul bulunur. Cam, dunyanın en eski ve en cok yonlu insan yapımı malzemelerinden biridir. Bu yazıda camın ozellikleri, kullanım alanları, yapılışı ve ozellikleri hakkında bilgiler bulunmaktadır.
[h=3]Cam Nedir?[/h]
Gorunum itibari ile inanması guc olsa da cam sıvı kumdan yapılır. Herkes tarafından bilinen kumu (genellikle silikon dioksitten) eriyip ve sıvı hale gelinceye dek ısıtıldığında cam elde edilebilir. Kum 1700°C (3090°F) olan sıcaklıkta erir ve erimiş kum soğuduğunda, başladığınız kumlu sarı maddeye geri donmez. Yani kısaca tam bir donuşum gecirir ve tamamen farklı bir ic yapı kazanır. Ancak kumu ne kadar soğutursanız soğutun, asla katılaşmaz, katılaşmak yerine amorf olarak adlandırılan bir ceşit donmuş sıvı olan bir malzemeye donuşur.
Cam, evlerimizde cok populer bir malzemedir cunku gercekten her turlu kullanışlı ozelliğe sahiptir. Şeffaf olmasının yanı sıra, yapımı ucuzdur, eridiğinde şekillendirilmesi kolaydır, sertleştiğinde ısıya makul olcude direnclidir, kimyasal olarak inerttir (boylece bir cam kavanoz icine koyduğunuz şeylerle reaksiyona girmez) ve bir cok kez geri donuşturulebilir bir malzemedir.
[h=3]Cam Nasıl Yapılır?[/h] ABD’li bilim adamları 1945’te New Mexico colunde atom bombasının bir prototipini test ettiğinde, patlama oluşan alanındaki kum cama donuşmuştur. Neyse ki, cam yapmanın daha kolay ve risksiz yolları vardır, ama hepsinde ortak nokta cok yuksek miktarda ısıya ihtiyac duyulmasıdır. Ticari bir cam fabrikasında kum, atık cam ( geri donuşum koleksiyonlarından), soda kulu (sodyum karbonat) ve kirectaşı (kalsiyum karbonat) ile karıştırılır ve bir fırında ısıtılır. Soda, kumun erime noktasını duşurur, bu da uretim sırasında enerji tasarrufuna yardımcı olur. Ancak bunun bir dezavantajı vardır; bu şekilde ortaya cıkan cam suda cozunen turdendir ve bunun olmasını onlemek icin kirectaşı eklenmesi gerekir. Bu şekilde kirectaşı eklenerek elde edilen nihai urune soda-kirec-silika camı denirken, etrafımızda gorebildiğimiz sıradan camlar bunlardır.
Kum eritildikten sonra, ya şişe, bardak ve başka cam kaplar yapmak icin kalıplara dokulur ya da pencereler icin mukemmel duz cam levhalar (buyuk bir erimiş kalay metal fıcısının ustune dokulur )şeklinde hazırlanır. Ancak bazı olağandışı cam kaplar hala ufleme tekniği ile yapılmaya devam edilmektedir. Bu uretme tekniğinde yavaşca dondurulen acık bir borunun etrafına erimiş camdan bir “top” (topak) sarılır. Hava, borunun acık ucundan uflenir ve camın bir balon gibi şişmesine neden olur. Ustaca ufleme ve dondurme ile her turlu şaşırtıcı şekilde cam kaplar yapılabilir.
Cam ureticileri yapmak istedikleri camın turune bağlı olarak birbirinden farklı bir surec yuruturlerken, genellikle, bitmiş camın gorunumunu veya ozelliklerini değiştirmek icin başka kimyasallar eklerler. Orneğin, yeşil renkli cam yapmak icin erimiş kuma demir ve krom bazlı kimyasallar eklenir. Fırına dayanıklı borosilikat cam (PYREX® markası altında yaygın olarak satılır), erimiş karışıma bor oksit eklenerek yapılır. Kurşun oksit eklemek, daha kolay kesilebilen ince bir kristal cam yapılmasını sağlarken, kesim kurşun kristal ile yapılır. Boylelikle icinden gecen ışığı kırdığı (buktuğu) icin renkle parıldar.
Bazı ozel cam turleri ise farklı bir uretim sureci ile yapılır. Kurşun gecirmez cam, kat kat aynı sandvic gibi veya laminattan yapılır, birbirine yapıştırılmış cok sayıda cam ve plastik katmandan oluşur. Aracların on camlarında uygulanan sert yapıdaki cam ise, eriyen camın cok hızlı bir şekilde soğutulmasından daha sert bir cama donuşturmesinden elde edilen bir cam turudur. Vitray (renkli) cam, erimiş haldeyken cama metalik bileşikler eklenerek yapılır; farklı metaller, camın ayrı bolumlerine farklı renklerini verir.
[h=3]Cam Katı mı Yoksa Sıvı mı?[/h] Camın katı mı sıvı mı olduğu sorusunun cevabı? hem sıvı, hem katıdır. Bazı goruşlere gore ise ne sıvı, ne katı yani hic biridir. Cunku bazı yonlerden biraz sıvı, bazı yonlerden biraz katı gibi gorunen, cam gibi malzemelere nasıl atıfta bulunulacağı konusunda cok farklı goruşler vardır.
Okullarda ve kitaplarda, katıların hepsinin sabit bir atom yapısına sahip olduğu oğretilir. Aslında, cok farklı yapılara sahip farklı katı turleri vardır ve “katı” olarak tanımladığımız her şey tam olarak aynı şekilde davranmaz. Bir parca demir ve bir parca lastik duşunulduğunde, acıkca her ikisi de katıdır, ancak kaucuk demirden cok farklıdır. İceride, kaucuk ve demirin atomları (demir durumunda) ve molekuller (kaucuk durumunda) tamamen farklı şekillerde duzenlenmiştir.
Demir, duzenli veya kristal bir yapıya sahiptir (koşelerinde atomları olan bir tırmanma cercevesi gibi), kaucuk ise bir polimerdir (birbirine gevşek bir şekilde bağlanmış uzun molekul zincirlerinden yapılmıştır). Ya da su duşunulduğunde; su neredeyse benzersiz bir katıdır, cunku donduğu zaman başlangıcta genişler. Kısacası, her şey katı, sıvı ve gaz sınıflandırmasına tam olarak uymayabilir ve tum katılar, sıvılar ve gazlar guzel, duzenli ve acıklanması kolay bir şekilde davranmazlar. İstisnalar, bilimi gercekten ilginc kılan faktordur.
[h=3]Amorf Katılar[/h] Bir camın icine mikroskopla bakıldığında, camın yapıldığı molekullerin duzensiz bir duzende olduğu gorulur. Bu nedenle cama bazen amorf katı (metal gibi bir şeyin sahip olacağı duzenli kristal yapıya sahip olmayan katı ) adı verilir. Ayrıca “donmuş aşırı soğutulmuş sıvı” olarak tanımlanan camı da gorulebilir. Bu, bazen bilim kitaplarında bulacağınız kafa karıştırıcı ifade olan “cam hic katılaşmamış bir sıvıdır” demenin başka bir yoludur. Camın biraz sıvı, biraz katı gibi olduğunu soyleyebilir. Bir sıvının yapısı ile bir katının yapısı arasında bir yerde olan bir ic yapıya sahiptir.
Cam hicbir şekilde tek amorf katı değildir. Katı (su) ve sıvı (buz) arasında olarak tanımlanabilecek amorf buz adı verilen bir su turu yapmak mumkundur. Bu suyu cok hızlı soğutarak yapılabilir. Buz o kadar hızlı oluşur ki normal, kristal yapısını oluşturmaya zaman bulamaz. Yani elde ettiğiniz şey buza benziyor ama bazı yonlerden sıvı su gibi davranır. Diğer maddeler de amorf katılara donuşturulebilirken, mesela guneş pilleri genellikle amorf silikon denilen bir şeyden yapılır.
Kaynakca:
https://www.glassallianceeurope.eu/en/what-is-glass
https://www.explainthatstuff.com/glass.html
https://info.glass.com/what-is-glass/
Yazar: Ozlem Guvenc Ağaoğlu
Cevremize baktığınızda hemen hemen her yerde cam gorebilirsiniz; mesela en yakın ornek evinizin coğu odasında bir cam pencere bulunur ve muhakkak birden fazla ayna vardır, ya da herkesin evinde en az bir cam ampul bulunur. Cam, dunyanın en eski ve en cok yonlu insan yapımı malzemelerinden biridir. Bu yazıda camın ozellikleri, kullanım alanları, yapılışı ve ozellikleri hakkında bilgiler bulunmaktadır.
[h=3]Cam Nedir?[/h]
Gorunum itibari ile inanması guc olsa da cam sıvı kumdan yapılır. Herkes tarafından bilinen kumu (genellikle silikon dioksitten) eriyip ve sıvı hale gelinceye dek ısıtıldığında cam elde edilebilir. Kum 1700°C (3090°F) olan sıcaklıkta erir ve erimiş kum soğuduğunda, başladığınız kumlu sarı maddeye geri donmez. Yani kısaca tam bir donuşum gecirir ve tamamen farklı bir ic yapı kazanır. Ancak kumu ne kadar soğutursanız soğutun, asla katılaşmaz, katılaşmak yerine amorf olarak adlandırılan bir ceşit donmuş sıvı olan bir malzemeye donuşur.Cam, evlerimizde cok populer bir malzemedir cunku gercekten her turlu kullanışlı ozelliğe sahiptir. Şeffaf olmasının yanı sıra, yapımı ucuzdur, eridiğinde şekillendirilmesi kolaydır, sertleştiğinde ısıya makul olcude direnclidir, kimyasal olarak inerttir (boylece bir cam kavanoz icine koyduğunuz şeylerle reaksiyona girmez) ve bir cok kez geri donuşturulebilir bir malzemedir.
[h=3]Cam Nasıl Yapılır?[/h] ABD’li bilim adamları 1945’te New Mexico colunde atom bombasının bir prototipini test ettiğinde, patlama oluşan alanındaki kum cama donuşmuştur. Neyse ki, cam yapmanın daha kolay ve risksiz yolları vardır, ama hepsinde ortak nokta cok yuksek miktarda ısıya ihtiyac duyulmasıdır. Ticari bir cam fabrikasında kum, atık cam ( geri donuşum koleksiyonlarından), soda kulu (sodyum karbonat) ve kirectaşı (kalsiyum karbonat) ile karıştırılır ve bir fırında ısıtılır. Soda, kumun erime noktasını duşurur, bu da uretim sırasında enerji tasarrufuna yardımcı olur. Ancak bunun bir dezavantajı vardır; bu şekilde ortaya cıkan cam suda cozunen turdendir ve bunun olmasını onlemek icin kirectaşı eklenmesi gerekir. Bu şekilde kirectaşı eklenerek elde edilen nihai urune soda-kirec-silika camı denirken, etrafımızda gorebildiğimiz sıradan camlar bunlardır.
Kum eritildikten sonra, ya şişe, bardak ve başka cam kaplar yapmak icin kalıplara dokulur ya da pencereler icin mukemmel duz cam levhalar (buyuk bir erimiş kalay metal fıcısının ustune dokulur )şeklinde hazırlanır. Ancak bazı olağandışı cam kaplar hala ufleme tekniği ile yapılmaya devam edilmektedir. Bu uretme tekniğinde yavaşca dondurulen acık bir borunun etrafına erimiş camdan bir “top” (topak) sarılır. Hava, borunun acık ucundan uflenir ve camın bir balon gibi şişmesine neden olur. Ustaca ufleme ve dondurme ile her turlu şaşırtıcı şekilde cam kaplar yapılabilir.
Cam ureticileri yapmak istedikleri camın turune bağlı olarak birbirinden farklı bir surec yuruturlerken, genellikle, bitmiş camın gorunumunu veya ozelliklerini değiştirmek icin başka kimyasallar eklerler. Orneğin, yeşil renkli cam yapmak icin erimiş kuma demir ve krom bazlı kimyasallar eklenir. Fırına dayanıklı borosilikat cam (PYREX® markası altında yaygın olarak satılır), erimiş karışıma bor oksit eklenerek yapılır. Kurşun oksit eklemek, daha kolay kesilebilen ince bir kristal cam yapılmasını sağlarken, kesim kurşun kristal ile yapılır. Boylelikle icinden gecen ışığı kırdığı (buktuğu) icin renkle parıldar.Bazı ozel cam turleri ise farklı bir uretim sureci ile yapılır. Kurşun gecirmez cam, kat kat aynı sandvic gibi veya laminattan yapılır, birbirine yapıştırılmış cok sayıda cam ve plastik katmandan oluşur. Aracların on camlarında uygulanan sert yapıdaki cam ise, eriyen camın cok hızlı bir şekilde soğutulmasından daha sert bir cama donuşturmesinden elde edilen bir cam turudur. Vitray (renkli) cam, erimiş haldeyken cama metalik bileşikler eklenerek yapılır; farklı metaller, camın ayrı bolumlerine farklı renklerini verir.
[h=3]Cam Katı mı Yoksa Sıvı mı?[/h] Camın katı mı sıvı mı olduğu sorusunun cevabı? hem sıvı, hem katıdır. Bazı goruşlere gore ise ne sıvı, ne katı yani hic biridir. Cunku bazı yonlerden biraz sıvı, bazı yonlerden biraz katı gibi gorunen, cam gibi malzemelere nasıl atıfta bulunulacağı konusunda cok farklı goruşler vardır.
Okullarda ve kitaplarda, katıların hepsinin sabit bir atom yapısına sahip olduğu oğretilir. Aslında, cok farklı yapılara sahip farklı katı turleri vardır ve “katı” olarak tanımladığımız her şey tam olarak aynı şekilde davranmaz. Bir parca demir ve bir parca lastik duşunulduğunde, acıkca her ikisi de katıdır, ancak kaucuk demirden cok farklıdır. İceride, kaucuk ve demirin atomları (demir durumunda) ve molekuller (kaucuk durumunda) tamamen farklı şekillerde duzenlenmiştir.
Demir, duzenli veya kristal bir yapıya sahiptir (koşelerinde atomları olan bir tırmanma cercevesi gibi), kaucuk ise bir polimerdir (birbirine gevşek bir şekilde bağlanmış uzun molekul zincirlerinden yapılmıştır). Ya da su duşunulduğunde; su neredeyse benzersiz bir katıdır, cunku donduğu zaman başlangıcta genişler. Kısacası, her şey katı, sıvı ve gaz sınıflandırmasına tam olarak uymayabilir ve tum katılar, sıvılar ve gazlar guzel, duzenli ve acıklanması kolay bir şekilde davranmazlar. İstisnalar, bilimi gercekten ilginc kılan faktordur.[h=3]Amorf Katılar[/h] Bir camın icine mikroskopla bakıldığında, camın yapıldığı molekullerin duzensiz bir duzende olduğu gorulur. Bu nedenle cama bazen amorf katı (metal gibi bir şeyin sahip olacağı duzenli kristal yapıya sahip olmayan katı ) adı verilir. Ayrıca “donmuş aşırı soğutulmuş sıvı” olarak tanımlanan camı da gorulebilir. Bu, bazen bilim kitaplarında bulacağınız kafa karıştırıcı ifade olan “cam hic katılaşmamış bir sıvıdır” demenin başka bir yoludur. Camın biraz sıvı, biraz katı gibi olduğunu soyleyebilir. Bir sıvının yapısı ile bir katının yapısı arasında bir yerde olan bir ic yapıya sahiptir.
Cam hicbir şekilde tek amorf katı değildir. Katı (su) ve sıvı (buz) arasında olarak tanımlanabilecek amorf buz adı verilen bir su turu yapmak mumkundur. Bu suyu cok hızlı soğutarak yapılabilir. Buz o kadar hızlı oluşur ki normal, kristal yapısını oluşturmaya zaman bulamaz. Yani elde ettiğiniz şey buza benziyor ama bazı yonlerden sıvı su gibi davranır. Diğer maddeler de amorf katılara donuşturulebilirken, mesela guneş pilleri genellikle amorf silikon denilen bir şeyden yapılır.
Kaynakca:
https://www.glassallianceeurope.eu/en/what-is-glass
https://www.explainthatstuff.com/glass.html
https://info.glass.com/what-is-glass/
Yazar: Ozlem Guvenc Ağaoğlu