Hammaddeleri
Porselenler kaolin, kuvars ve feldispat maddelerinden üretilir. Kaolin, porselen hamurunun kolay yoğurulmasını, şekil almasını ve rengini sağlayan hammaddedir. Kuvars ise, iskelet yapıcı hammadde olup, camsı faz oluşumunu sağlayan feldispat içinde önemli bir oranda çözünerek, porselen hamurunun sert, camsı, ısıya ve kimyasal etkilere dayanıklı olmasını sağlar.
Porselenin Diş Hekimliğinde Kullanımı
Porselen, diş hekimliğinde protez yapımı amaçlı kullanılır. Porselenin ağız dokularına mükemmel biyolojik uyumu, ağızda çözünmemesi, renk değiştirmemesi, aşınmaması en önemli avantajlarıdır.
Porselen ve Seramik Arasındaki Farklar
İki ürün grubunun da, gerek hammaddeleri ve gerekse üretim şekilleri tamamen farklıdır. Bu farklılıklar, ürün özelliklerine yansımaktadır. Seramik ürünlerin pişirim sıcaklıkları porselen ürünlerden daha düşük olduğu için, poroz (su geçirgen) ürünlerdir. Bunun sonucunda, seramik ürünlerde uzun süreli kullanımlarda, su emmesinden kaynaklanan sır çatlakları ortaya çıkar. Ayrıca, pişirim sıcaklığının düşük olmasından dolayı, sır sert bir darbeyle çatlayabilir. Bir diğer fark ise, seramik ürünler ışığı geçirmezken, porselen ürünler ışık geçirgenliği özelliğine sahiptirler.
Seramik ve Kullanım Alanları
Seramik bir veya birden fazla metalin, metal olmayan element ile birleşmesi ve sinterlenmesi sonucu oluşan inorganik bileşiktir. Günümüzde bu tanım, çömlek, tuğla ve porselenleri içeren klasik seramik tanımına göre daha geniş bir material grubunu içermektedir. Kelime kökeni olarak eski yunancada “yanık/yanmış madde” anlamındaki keramikos’tan gelir. Genellikle kayaların dış etkiler altında parçalanması ile oluşan kil, kaolen ve benzeri maddelerin yüksek sıcaklıkta pişirilmesi ile meydana gelirler. Bu açıdan halk arasında pişmiş toprak esaslı malzeme olarak bilinir. Örneğin, cam, tuğla, kiremit, taş, beton, çimento, aşındırıcı tozlar porselen ve refrakter malzemeler bu gruba girer.
Kil belirli bir üretim sürecini geçirdikten sonra, sert ve deforme olmayan, bazı özel etkenler dışında hiçbir dış etkiden kolayca etkilenmeyen bir malzeme haline gelir. Seramik malzeme üretiminde, kil hamuruna belirli maddeler katarak, değişik şekillendirme yöntemleriyle, kullanılan hamurun bünyesine uygun bir pişirme ile seramik malzemeye istenilen niteliği kazandırma imkanı vardır.
1750ºC'de bileşiminde değişik türde silikatlar, alüminatlar, su ve bir miktar metal oksitler ile alkali ve toprak alkali bileşikler bulunan bir malzemedir. Seramik grubuna oksitler, nitritler, boridler, karbitler, silikatlar ve sülfidler girmektedir. Bazı seramiklerde iyonsal, kısmen kovalent bağ bulunabilir. Bazıları amorf, bazıları da kristal yapılıdırlar. Çok sert ve gevrektirler. Ergime sıcaklıkları yüksek (silisalüminat 2050ºC'de ergir), ısı ve elektriksel yönden yalıtkandırlar. Silise %6 alüminat katılırsa ergime sıcaklığı 1550ºC'e düşer. Demir oksit ve alkali bileşikler ergime sıcaklığını daha da azaltarak 900ºC’ye kadar düşürebilir.
Seramik Malzemeler konusunda günümüzde çok büyük çalışmalar yapılmaktadır. Bunlara örnek olarak Thin Film (İnce Film ve Kaplama Teknolojisi), Nanoteknolojik karakterizasyon ve tasarımlar, alternatif hammadde arayışları, kompozit malzemelerde gaz türbinli uçak motorlarından tutalımda içten yanmalı araba motorlarında fiziksel ve kimyasal özellikleri sebebiyle tasarımda seramik malzemeler oldukça yer almaktadır.
Seramik Teknolojileri ve Seramik Mühendisliği konusunda kendileri geliştirmek isteyenler şu aşağıda verilen formasyona (ders formasyonu) ileri derecede hakim olmalıdırlar.
1. Fizikokimya: Özellikle silikat ve malzemelerde kullanılacak minerallerin fiziksel ve mekanik tepkileri , bağ yapıları ve kullanım alanlarını saptayabilmek için
2. Analitik Kimya: Kullanılacak bu hammaddelerin safsızlaştırılması ve kimyasal birlikteliklerinin saptanması ayrıca titrasyan ve yaş süreçle malzeme muayenesini anlayabilmeleri ve günümüzdeki xrd, xrf mantığını anlamalarında Analitik Kimya temel arz edecektir.
3. Katı Hal Fiziği: Kristalografi yani bu bilimlerim herşeyi olan atom ve atom grupalrının oluması il meydeana gelen kristal sistemlerini anlamak malzemelere ona göre mudahale etmek ve bir alandaki kullanımlarında proses tasarımınızı oluşturmak için ayrıca maddenin ısısal, fiziksel, ferroelektriksel, manyetik ve dielektrik özelliklerinin saptanmasında katı hal fiziği şüphesiz bir rehber olacaktır.
4. Mineraloji: Hammaddeyi daha iyi anlamak ve belirli mineral sınıflarının genel özelliklerini bilirek o yönde ilerleme imkanı sağlaması .
5. Temel İlimler Bilgisi: Bu belirttiğimiz alanların uygulamalarının anlaşılabilmesi ve hayal gücünde tasvir edilebilmesi için temel olarak fizik, matematik ve kimya bilimleri dersleri verilir.
6. Kompozit Malzemeler Bilgisi: Şüphesiz seramik malzemeler her derde deva her alanda sorunsuzca kullanılan materyaller değillerdir zaten doğadada böyle bir malzemede yoktur bunun için malzemelerin tasarımında ihtiyaç duyulan farklı durumlara birden fazla veya (kendinde olmayan özelliklerle cevap vermesi gerekir) çoklu özellikler sunabilmesi için bu diğer malzemler uygulanması fikri ve kompozit malzemeler tanımı doğmuştur. Bu konuda ise yarı iletken, yalıtkan, süper iletken ayrıca seramik-polimer, seramik-metal tasarımları doğmuştur.
Porselenler kaolin, kuvars ve feldispat maddelerinden üretilir. Kaolin, porselen hamurunun kolay yoğurulmasını, şekil almasını ve rengini sağlayan hammaddedir. Kuvars ise, iskelet yapıcı hammadde olup, camsı faz oluşumunu sağlayan feldispat içinde önemli bir oranda çözünerek, porselen hamurunun sert, camsı, ısıya ve kimyasal etkilere dayanıklı olmasını sağlar.
Porselenin Diş Hekimliğinde Kullanımı
Porselen, diş hekimliğinde protez yapımı amaçlı kullanılır. Porselenin ağız dokularına mükemmel biyolojik uyumu, ağızda çözünmemesi, renk değiştirmemesi, aşınmaması en önemli avantajlarıdır.
Porselen ve Seramik Arasındaki Farklar
İki ürün grubunun da, gerek hammaddeleri ve gerekse üretim şekilleri tamamen farklıdır. Bu farklılıklar, ürün özelliklerine yansımaktadır. Seramik ürünlerin pişirim sıcaklıkları porselen ürünlerden daha düşük olduğu için, poroz (su geçirgen) ürünlerdir. Bunun sonucunda, seramik ürünlerde uzun süreli kullanımlarda, su emmesinden kaynaklanan sır çatlakları ortaya çıkar. Ayrıca, pişirim sıcaklığının düşük olmasından dolayı, sır sert bir darbeyle çatlayabilir. Bir diğer fark ise, seramik ürünler ışığı geçirmezken, porselen ürünler ışık geçirgenliği özelliğine sahiptirler.
Seramik ve Kullanım Alanları
Seramik bir veya birden fazla metalin, metal olmayan element ile birleşmesi ve sinterlenmesi sonucu oluşan inorganik bileşiktir. Günümüzde bu tanım, çömlek, tuğla ve porselenleri içeren klasik seramik tanımına göre daha geniş bir material grubunu içermektedir. Kelime kökeni olarak eski yunancada “yanık/yanmış madde” anlamındaki keramikos’tan gelir. Genellikle kayaların dış etkiler altında parçalanması ile oluşan kil, kaolen ve benzeri maddelerin yüksek sıcaklıkta pişirilmesi ile meydana gelirler. Bu açıdan halk arasında pişmiş toprak esaslı malzeme olarak bilinir. Örneğin, cam, tuğla, kiremit, taş, beton, çimento, aşındırıcı tozlar porselen ve refrakter malzemeler bu gruba girer.
Kil belirli bir üretim sürecini geçirdikten sonra, sert ve deforme olmayan, bazı özel etkenler dışında hiçbir dış etkiden kolayca etkilenmeyen bir malzeme haline gelir. Seramik malzeme üretiminde, kil hamuruna belirli maddeler katarak, değişik şekillendirme yöntemleriyle, kullanılan hamurun bünyesine uygun bir pişirme ile seramik malzemeye istenilen niteliği kazandırma imkanı vardır.
1750ºC'de bileşiminde değişik türde silikatlar, alüminatlar, su ve bir miktar metal oksitler ile alkali ve toprak alkali bileşikler bulunan bir malzemedir. Seramik grubuna oksitler, nitritler, boridler, karbitler, silikatlar ve sülfidler girmektedir. Bazı seramiklerde iyonsal, kısmen kovalent bağ bulunabilir. Bazıları amorf, bazıları da kristal yapılıdırlar. Çok sert ve gevrektirler. Ergime sıcaklıkları yüksek (silisalüminat 2050ºC'de ergir), ısı ve elektriksel yönden yalıtkandırlar. Silise %6 alüminat katılırsa ergime sıcaklığı 1550ºC'e düşer. Demir oksit ve alkali bileşikler ergime sıcaklığını daha da azaltarak 900ºC’ye kadar düşürebilir.
Seramik Malzemeler konusunda günümüzde çok büyük çalışmalar yapılmaktadır. Bunlara örnek olarak Thin Film (İnce Film ve Kaplama Teknolojisi), Nanoteknolojik karakterizasyon ve tasarımlar, alternatif hammadde arayışları, kompozit malzemelerde gaz türbinli uçak motorlarından tutalımda içten yanmalı araba motorlarında fiziksel ve kimyasal özellikleri sebebiyle tasarımda seramik malzemeler oldukça yer almaktadır.
Seramik Teknolojileri ve Seramik Mühendisliği konusunda kendileri geliştirmek isteyenler şu aşağıda verilen formasyona (ders formasyonu) ileri derecede hakim olmalıdırlar.
1. Fizikokimya: Özellikle silikat ve malzemelerde kullanılacak minerallerin fiziksel ve mekanik tepkileri , bağ yapıları ve kullanım alanlarını saptayabilmek için
2. Analitik Kimya: Kullanılacak bu hammaddelerin safsızlaştırılması ve kimyasal birlikteliklerinin saptanması ayrıca titrasyan ve yaş süreçle malzeme muayenesini anlayabilmeleri ve günümüzdeki xrd, xrf mantığını anlamalarında Analitik Kimya temel arz edecektir.
3. Katı Hal Fiziği: Kristalografi yani bu bilimlerim herşeyi olan atom ve atom grupalrının oluması il meydeana gelen kristal sistemlerini anlamak malzemelere ona göre mudahale etmek ve bir alandaki kullanımlarında proses tasarımınızı oluşturmak için ayrıca maddenin ısısal, fiziksel, ferroelektriksel, manyetik ve dielektrik özelliklerinin saptanmasında katı hal fiziği şüphesiz bir rehber olacaktır.
4. Mineraloji: Hammaddeyi daha iyi anlamak ve belirli mineral sınıflarının genel özelliklerini bilirek o yönde ilerleme imkanı sağlaması .
5. Temel İlimler Bilgisi: Bu belirttiğimiz alanların uygulamalarının anlaşılabilmesi ve hayal gücünde tasvir edilebilmesi için temel olarak fizik, matematik ve kimya bilimleri dersleri verilir.
6. Kompozit Malzemeler Bilgisi: Şüphesiz seramik malzemeler her derde deva her alanda sorunsuzca kullanılan materyaller değillerdir zaten doğadada böyle bir malzemede yoktur bunun için malzemelerin tasarımında ihtiyaç duyulan farklı durumlara birden fazla veya (kendinde olmayan özelliklerle cevap vermesi gerekir) çoklu özellikler sunabilmesi için bu diğer malzemler uygulanması fikri ve kompozit malzemeler tanımı doğmuştur. Bu konuda ise yarı iletken, yalıtkan, süper iletken ayrıca seramik-polimer, seramik-metal tasarımları doğmuştur.
