Alm. Glas (m), Fr. Verre (m), İng. Glass. Silisli kumun ateşte eritilmesiyle yapılan saydam ve kırılgan madde.
Genellikle alkali ve toprak alkali silikatlardan meydana gelen cam, bâzan borat ve alüminatlar da ihtiva eder.
Camın ilk defâ ne zaman yapıldığı kesin olarak bilinmiyor. Çok eski bir târihe sâhip olduğu bir gerçektir. Üzerinde târih olan en eski cam ise M.Ö.1551-1527 yılları arasında yaşayan Firavun Amenhotep’e âit olan iri bir boncuktur.
Orta Asya’dan gelen Selçuklular, camcılığı, Anadolu’ya getirip yaydılar. Artuklular ve Selçuklular zamânında yapılan medrese ve bilhassa câmilerde kullanılan cam ayrı bir özellik taşıyordu. Osmanlıların kurulması, gelişmesi ve İstanbul’un alınması ile camcılık da gelişti. On altı ve on yedinci yüzyıllarda cam sanâyiinde büyük gelişmeler oldu. İstanbul, camcılığın merkezi hâline getirildi.
On dokuzuncu asırda ise Çubuklu dolaylarında bir billur, bir de cam yapım evi kuruldu. Birbirinden güzel nâdide billurlar yapıldı. Bunların en meşhurları çeşm-i bülbüllerdi. (Bkz. Çeşm-i Bülbül)
Cumhuriyet devrinde 1934 yılında kurulmaya başlayan modern cam fabrikası, 1937 yılında üretime başlayabildi. Böylece Paşabahçe’de fabrika kurulmuş oldu. Bundan sonraki yıllarda Türkiye Şişe ve Cam Fabrikaları A.Ş’nin fabrika sayıları arttırılıp, ihrâcat yapılabilecek duruma gelinmiştir.
Ayrıca özel şirketlere âit pekçok cam fabrikası yapılmıştır.
Özelllikleri: Camın erime noktası yoktur. Isıtıldığında yumuşar ve arzu edilen şekil verilebilir. Sıcak şekillendirme 800-1300°C arasında yapılabilir. Cam yaklaşık olarak 500°C’nin üzerinde yumuşamaya başlar. Silis camların genişleme katsayısı çok düşük olduğu için, âni sıcaklık değişmelerine dayanıklıdır. Fakat diğer camlar genişleme katsayısı büyük olduğu için, âni sıcaklık değişmelerine dayanıklı değildir. Herhangi bir cam istenildiği gibi ısıtılamaz. Bilhassa âni soğutulamaz. Eğer bir cam bir metal ile birleştirilip kaynak yapılacaksa, metal ile camın genişleme katsayısı aynı olmalıdır. Camların kopma yükü 4-10 kg/cm2, baskıya karşı direnci 60-120 kg/mm2 ve elastik modülü 4500-10.000 kg/mm2dir. Sertlik (çizme deneyi ile tâyin edilir) âdi camlarda 200 civârındadır. Silis oranı arttıkça camın sertliği 270’e kadar çıkabilir. Yoğunluk âdi camlarda 2,4-2,6; kurşunlu camlarda ise 3-3,8 g/cm3tür. Camlarda elektrik iletkenliği ise çok düşük olup, elektrolitik tiptendir. Elektrik iletkenliği sıcaklıkla artar. Âdi camlar mor ötesi ışınları geçirmezler. Mangan ihtivâ eden renkli camlar yalnız kızıl ötesi ışınları geçirir.
Camların, bulundukları ortama karşı dayanmaları silis ve alüminyum oranıyla artar. Fakat alkali oranıyla düşer. Camlar sudan pek etkilenmezler, fakat basınç altındaki su buharı hızla aşındırabilir. Florür asidi (HF) hâricinde hiçbir asitten etkilenmez.
Cam Çeşitleri ve Kullanım Sahaları
Ticarî camlar, soda camı ve özel camlar olmak üzere başlıca iki türdür. Cam üretiminin büyük bölümünü oluşturan soda camı, kum (silisyum dioksit, SiO2), soda (sodyum karbonat, NaCO3) ve kireçtaşından (kalsiyum karbonat, CaCO3) elde edilir. Erimiş silis de (silisyum dioksit) tek başına çok nitelikli bir camdır; ama kumun erime noktası 1.700°C’nin üstünde olduğundan, böylesine yüksek sıcaklıklara ulaşması mâliyeti büyük ölçüde arttırır. Bu sebeple silis camı, yalnızca ürünün başka kimyevî maddelerle tepkimeye girme tehlikesi olan yerlerde, âni sıcaklık değişikliklerine karşı dayanıklılığın veya başka özel üstünlüklerin arandığı durumlarda kullanılır. Gene de eritilmiş silis camı üretimi oldukça önemli bir sanâyi dalıdır.
Soda camları: Bunlar başlıca âdi cam (levha cam) ve şişe camıdır. Âdi cam: Bu camın ilkel maddesi kireçtaşı (CaCO3) soda (Na2CO3) ve kum (SiO2)dur. Bu üç maddenin 1000°C üzerinde ısıtılması ile cam meydana gelmektedir. Sıvı hâle gelen bu karışımda meydana gelen tepkime:
Na2CO3 + CaCO3 + 6 SiO2 ® Na2O.Ca.O.6SiO2 +2CO2
Âdi cam, yaklaşık olarak % 73 SiO2, % 12 Na2O, %10 CaO, % 4 MgO ve % 1 Al2O3’ten meydana gelmiştir.
Şişe camları: Bu camlarda aranılan vasıf, temas edeceği maddelerden etkilenmemesidir. Bu yüzden kireç miktarı çoğaltılır ve Na2O miktarı azaltılır. Bu camın yaklaşık bileşimi % 65 SiO2, % 20 CaO, % 7 Na2O, % 4 Al2O3, % 4 MgO ve eser miktarda demir oksittir. Ampul camı da hemen hemen bu bileşimdedir. Az miktarda kurşun bulunur. Ampulleri buzlu hâle getirmek için ya kumla veya florür asidiyle aşındırma işlemi yapılır.
Soda camlarının bileşimine çeşitli maksatlarla muhtelif oranlarda başka maddeler de ilave edilir. Bunlardan bâzısı camın inceltilmesine, bâzısı (özellikle selenyum ve eser miktardaki kobalt oksit) camın rengindeki istenmeyen tonların giderilmesine yardımcı olur. Kumda her zaman katışkı olarak demir bulunur. Şişe yapımında kullanılan kumun düşük demir muhtevâlı olmasına ne kadar özen gösterilse de, eser miktardaki katışkılar bile cama istenmeyen bir yeşil renk verir. Selenyum ve kobalt oksit, eser miktarda arsenik trioksit ve sodyum nitratla birlikte kullanıldığında bu yeşil renk giderilebilir ve bilinen renksiz cam elde edilir.
Özel camlar: Endüstride özel fiziksel ve kimyâsal nitelikli cam çeşitleri de üretilir. Mesela optik camlarda, istenen kırma indisi değerlerini ve ışığı renklerine ayırma özelliklerini elde etmek için, çok değişik bileşimlerden faydalanılır. Optik camların başlıca iki türünden biri olan crown camı bir soda camıdır; ilk defa 17. yüzyılda İngiltere’de geliştirilen flint camı ise kurşunlu camdır (kristal) ve kırma indisi daha yüksektir. Bu iki tür camdan yapılan mercekler birbirine yapıştırılarak, tek bir merceğin optik kusurlarını taşımayan mercek sistemleri elde edilir. Merceklerde kullanılan bu iki temel türe, 1930’lardan bu yana geliştirilen yeni türler eklenmiştir. Bunlar arasında borosilikatlı crown camları, baryumlu crown camları, baryumlu flint camları ile borat ve fosfat camları sayılabilir. Ayrıca nâdir toprak elementleri ve flüor taşıyan optik camlar da üretilmektedir. Günümüzde kırma indisi 1,4 ile 2 arasında değişen ve ışığı ayırma özellikleri birbirinden çok farklı olan optik camlar elde edilebilmektedir.
Borosilikat camlarının genleşme katsayısı âdi camın üçte biri kadardır; ayrıca bu tür camların kimyasal etkilere dayanıklılık, yüksek erime sıcaklığı ve yüksek elektrik yalıtkanlığı gibi bazı üstünlükleri de vardır. Pyrex olarak da bilinen borosilikat camları ısıya dayanıklı mutfak eşyâlarının ve yansımalı teleskoplardaki aynaların yapımında yaygın olarak kullanılır. Kimyâ laboratuvarlarında da geniş ölçüde kullanılan pyrex camlarının bileşimi %80 SiO2, %11 B2O3, %9 Na2O Al2O3 CaO As2O3 şeklindedir.
Otomobil ön camlarının ve cam kapılarının yapımında, insanların can güvenliği açısından, kırıldığı zaman parçalanmayacak camlar kullanılır. Bu maksatla güvenlik camı denen iki cam türü geliştirilmiştir. Sertleştirilmiş güvenlik camı, düz camı yumuşama sıcaklığına yakın bir sıcaklığa kadar ısıttıktan sonra üstüne soğuk hava veya gaz püskürtüp birdenbire soğutarak elde edilir. Böylece bükülmeye ve darbelere karşı büyük bir dayanıklılık kazanan cam, kırıldığında küçük küp biçiminde, kenarları içbükey olduğu için çok kesici olmayan parçalara ayrılır. İnsanın kafatası kemiğinden daha dayanıklı olan bu camlar, çarpma anında sürücü ve yolcuların yaralanmasına yol açabilir. Bu sebeple, daha dayanıksız olan, ama kırıkları çok kesici olmayan yaprak cam (katmanlı cam) otomobil ön camı olarak kullanılmaya daha uygundur. Bu tür camlarda, aralarına ince bir plastik (genellikle polivinil bütiral) katmanı yerleştirilen iki cam levha, sıcaklık ve basınç altında birbirine yapıştırılır. Aradaki plastik katman, çok ince olmasına mukabil çok dayanıklıdır ve şiddetli bir darbede cam kırılsa bile bu katman sağlam kalır. Cam kırıkları da plastik katmana yapışık kaldığı için etrafa saçılmaz. Daha kalın veya birden fazla plastik katman kullanarak kurşun geçirmez camlar elde edilir. Yüksek gerilimli enerji iletim hatlarında yararlanılan cam izolatörlerde de sertleştirilmiş cam kullanılır.
Cam elyafından hem ısı ve elektrik yalıtkanı olarak, hem de deniz teknelerinin ve otomobil karoserilerinin yapımında kullanılan hafif sentetik reçinelere (plastikler) dayanıklılık vermek için yararlanılır. Cam elyafı çok ince (çapı mm’nin binde biri kadar) cam ipliklerinden oluşur.
Cam tozu ile karbon karışımının ısıtılmasıyla elde edilen köpük cam, çok ince çeperli kabarcıklardan oluşan, çok hafif ve ısı yalıtkanlığı yüksek bir malzemedir. Kolayca kesilebilir ve kesildiğinde niteliklerini kaybetmez. Isı yalıtkanı ve yüzdürücü olarak (meselâ cankurtaran simitlerinde) kullanılır.
Cam tuğlalar ise, çelik konstrüksiyonlu yapıların duvarlarında, harçla örülerek kullanılır. İki yarım parçanın birbirine eklenmesiyle oluşturulan cam tuğlanın içi boştur. İşleme esnâsında meydana gelen kısmî hava boşluğu tuğlaya ses yalıtımı özelliği de kazandırır. İki cam levhanın, arada boşluk kalacak biçimde birbirine eklenmesiyle oluşturulan çift katlı pencere camları da ses ve özellikle ısı yalıtımı açısından önemli üstünlüğe sâhiptir.
Cama gümüşün halojenür tuzları katıştırılarak, morötesi ışınımın ve görünen ışığın etkisiyle ışık geçirgenliği değişen fotokromik camlar elde edilir. Fotokromik camlar genellikle gözlüklerde kullanılır.
Kimyasal maddelerden etkilenmeyen camlar da özel camlar arasında önemli bir yer tutar. Bileşim olarak soda-kireç-silis camı ile borosilikat camı arasında yer alan ve "nötr" cam (ampul camı) olarak adlandırılan özel camlar, ilâç ampullerinin yapımında kullanılır. Sodyum veya cıva buharı içinde bir elektrik boşalımı oluşturarak çalışan sokak aydınlatma lambaları için de özel camlar gerekir; çünkü sodyum ve cıva buharı camların çoğunu etkiler.
0 Yanıt
3734 Gösterim