MMT113
Endüstriyel Malzemeler
7 Seramikler
Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir
2014-2015 Güz Yarıyılı
Aşınmaya dayanıklı
parçalar
Kesici takımlar
Dekorasyon ve sanat
Yalıtkan malzemeler
Elektronik
http://www.flickr.com
Bengisu, 2001
2
Seramikler
Nitrür
Ferrit
Titanat
Oksit seramik
Silisyum karbür
Sabun taşı
Avrupa Porselen
Yunan vazoları
Çömlekçi çarkı
Seramik kaplar (M.Ö. 7000)
Sert seramik ürünler
Ateşe dayanıklı
gereçler
Porselen
Seramik gereçler
Pişirilmiş toprak
Helbig, Schönholzer, 2001
3
Seramik malzemelerin gelişimi
Seramikler
Hem bir kültür ve sanat ürünüdür, hem de bir malzeme olarak kullanılmaktadır.
İlk kullanımı M.Ö. 17.000 yılında
1) Kil + Su = Plastikleşen ve böylece şekillendirilebilen malzeme
2) Güneşte kurutma
3) Yüksek sıcaklıkta pişirme
Bu üretim yöntemi hala kullanılıyor (Geleneksel seramikler). Ana hammaddesi kil!
Bu nedenle seramik fabrikaları kil kaynaklarına yakındadır.
Geleneksel seramikler inşaat sektörü var olduğu sürece var olacaktır.
Tanım olarak seramik; toz şeklindeki inorganik maddelerin şekillendirilip yüksek
sıcaklıklarda pişirilmesi (sinterlenmesi) ile elde edilen ve sağlam yapıdaki
malzemeye denir.
Yıldız, 2010
4
Seramikler
Yüksek Teknoloji Seramikleri
Yeni tanıma göre, toz şeklindeki inorganik maddelerin oluşturduğu bileşimlerin
çeşitli yöntemlerle şekillendirilip pişirilmesi (sinterlenmesi) sonucu elde edilen be
belirli bir mukavemete ve karakteristik özelliklere sahip olan malzemelere denir.
Karakteristik özellikler;
Kimyasalllara karşı dayanım
Isıya karşı dayanım
Elektriksel yalıtkanlık
Isı yalıtkanlığı
Elektrik iletkenliği
Isı iletkenliği vs.
Yıldız, 2010
5
Seramikler
Seramikler ikiye ayrılır;
Geleneksel seramikler
Örnek olarak; antik seramik eşyalar, dekortatif eşyalar, mutfak gereçleri, yapı
malzemeleri (tuğla, kiremit, fayans, karo, banyo-tuvalet malzemeleri) sayılabilir.
Yüksek teknoloji seramikleri
Elektronik ve bilgisayar teknolojisi (çipler, sensörler, vs.), yüksek ısıya dayanıklı
malzemeler (fırın tuğlaları, refrakterler), kesici takımlar ve aşındırıcılar (zımpara
vs.), otomotiv ve uzay endüstrisinde kullanılan seramikler (yüksek ısı ve korozyon
dayanımı için), biyoseramikler (protez, implant vs.) gibi örnekler verilebilir.
Yıldız, 2010
6
Seramikler
Kil;
Geleneksel seramiklerin en temel hammaddesidir (Kaolen, refrakter kil ve bentonit).
Kil mineralleri
1. Kaolen grubu: Kaolinit– Al2(Si2O5)(OH)4, Haloysit– Al2(Si2O5)(OH)4.2H2O
2. Smektit grubu: Silikat mineralleri, Bentonit yapılı
3. İllit ve mika grubu: Muskovit, biotit
4. Klorit grubu
Kaolen
Kil’in özellikleri
Su ile karıştırıldığında bağlayıcılığın artması
Hamur şeklinde kolayca yoğurulabilmesi ve şişerek hacminin artması
Su emme ve yüzeye tutunma özellikleri çok yüksek
Tiksotropisi (cıvık hale gelme yatkınlığı)
Sıkı/yoğun malzeme olma yatkınlığı
Sabun şeklinde bir rutubet yapısı olması
Plastiklik
Kil kullanımı
Kaolen kullanımı; sıhhı tesisat, porselen, izolatör sanayinde ve fayanslar (%20)
Smektitlerin kullanımı; boya ve kauçuk dolgu malzemesi, talk pudrası, diğer seramikleri plastikleştirici
İllit ve mika kullanımı; yalıtım malzemesi, kiremit, tuğla
Kloritlerin endüstriyel kullanımı yok
Yıldız, 2010
http://www.galleries.com/Clays_Group
Geleneksel seramiklerin hammaddeleri
Kil
7
http://www.berkaymadencilik.com.tr
8
Kil-kaolen-bentonit yatakları
Diğer hammaddeler plastiklik özellikleri olmadığı için killerden ayrılırlar.
Kuvars (SiO2);
Yerkürenin % 25’i SiO2’dir. Oldukça serttir. Kil ile plastiklik açısından tam ters özelliğe
sahip (bu nedenle plastikliği dengelemek için katılır).
Kuvars kumu
Kuvars kumu, kuarsit, sileksi, çakmak taşı (öğütücülerde), diatomit (izolasyon
tuğlaları) gibi türleri vardır.
Feldspat [Alkaliler+ Alumina silikat (Örn: Ortoklas-K2O.Al2O3.6SiO2)];
Cam ve seramik üretiminde ergime sıcaklığını düşürmek için kullanılır. Çamurda
yada sırda kullanılabilir. Porselenler, fayanslar, sıhhı tesisat ve diğer seramik
ürünlerinde % 40’a kadar bulunabilir.
Tipik bir geleneksel seramik Kil+Kuvars+Feldspat karışımıdır. Feldspat pişirme
sırasında ergir. Katılaştığında karışımı bir arada tutar.
Kalk, Kireçtaşı (CaCO3);
Kalsit (Kalk taşı), tebeşir ve mermer şeklinde bulunurlar.
Kalk taşı çimento ve alçı içerisinde kullanılır.
Yıldız, 2010
Geleneksel seramiklerin hammaddeleri
Diğer
9
http://www.berkaymadencilik.com.tr
10
Feldspat yatakları
Magnezit (MgCO3);
Pişirme ve ergime sıcaklıkları farklıdır. Bu nedenle ateşe dayanıklı (refrakter) tuğla
yapımında kullanılır. Sırlarda sanatsal dokuların ve eriticiliğin oluşmasını sağlar.
Türkiye’de çok kaliteli magnezit yatakları vardır.
Dolomit [(Mg,Ca)CO3];
İçerdiği MgO nedeniyle tuğla, çimento, sönmemiş kireç ve cam sanayinde kullanılır.
Dolomit
Vollastonit (CaO.SiO2);
Seramik çamur ve sırlarında kullanılabilir. Pişirme sıcaklığını düşürür. Plastik ve
pişirilmiş haldeki mukavemeti artırır.
Feldspat, kalsit, dolomit, kuvars, talk gibi minerallerin yerine kullanılabilmektedir.
Birçok seramik üründe bulunur (refrakter malzeme, karo ve sıhhi tesisat vs.). Ayrıca
yün haline getirilerek dolgu malzemesi asbest yerine artık vollastonit
kullanılmaktadır.
Boksit (Al2O32H2O);
Ateş tuğlası imalatında, çimento sanayinde, fırın tuğlalarının arasının
doldurulmasında, zımpara kağıtlarında aşındırıcı olarak kullanılır.
Talk, Sabun taşı
Talk su içeren bir magnezyum silikat mineralidir. Sabun taşı ise yaklaşık % 50 talk
içerir. Genleşmesi az olduğundan boyutsal doğruluk gerek banyo ve mutfak
seramiklerinde kullanılır.
Yıldız, 2010
Geleneksel seramiklerin hammaddeleri
Diğer
11
• Magnezit
• Dolomit
• Barit
12
Magnezit ve dolomit yatakları
Helbig, Schönholzer, 2001
13
Geleneksel seramikler
Download

Geleneksel seramikler - Kocaeli Üniversitesi Metalurji ve Malzeme