Genel-002-seramik - tanım özellikler

<Sozluk><Seramik tanım ve özellikler><Ceramic in history and countries><Seramik üretimi bilgiler teknikler><teknik seramik><Emaye><seramik karo-mimari> 

Kaynak: esan.com.tr - blog

Ceramic / Seramik

Doğada bol miktarda bulunur. Ama saf kil bulmak zordur. Genellikle 0,002 mm'den daha küçük tanelidir.

Kilin içinde en çok bulunan mineraller:

• kalker
• silis
• mika
• demir oksit

4 ana grup kil vardır:

• illit
• kaolinit - hidrate alümin silikat - Al₂O₃. 2SiO₂.2H₂O
• montmerillonit 
• diğer

4 Kilin bileşiminde bulunan yanıcı maddeler rengini belirler

• Saf kil - kaolen - beyaz
• limonit içerirse- esmer
• demir peroksit - kırmızı
• manganez dioksit - siyah
• organik maddeler - menekşe *mor?

Not: oksitler yüksek ısıda renk değiştirir 

Classification of materials

• Metals
• Polymers
• Ceramics
• glasses
• Clay products
• Refractories
• Abrasives
• Cements
• Advanced ceramics
• Composites

Definition:

kaynak: slideplayer

Ceramic materials are inorganic compounds. Consisting of:

• metalic and nonmetallic elements held together with
• ionic bonded
• and or covalent bonds

Metal veya yarı metallerin metal olmayan elementlerle yaptığı bileşiklere seramik denir.

Property

• kohezyon: 
• kil hamuru kuruduğunda kendisine verilmiş şekli muhafaza eder
• Kilin kohezyona sahip olabilmesi için su ile yoğrulması/karışması gerekir
• Rötre (büzüşme)
• Kil kurumaya terk edilirse hacmen ölçüleri küçülür
• Rötre kilin pişmesi sırasında devam eder
• Rötreyi sağlayan şey kilin plastisite öelliğidir
• Plastisite teorisi
• Ezilmiş kile uygun miktarda su karıştırıldığı zaman işlenebilme ve şekillendirme özelliği kolaylaşır
• Kilin ezilebilmesi için muhakkak ve sadece su ile karıştırılmalıdır
• su haricinde hiçbir madde kile plastisite özelliği kazandırmaz , alkol, gaz, terebentin, amonyak ve aseton denenmiş ama bunlar bu özelliği verememişlerdir
• hard, brittle, stable to high temperature
• less dense than metals
• very high temp melting
• Chemical element
• Caf2
• SiC

Comparison of Ceramics to other materials:

	Metals	Ceramics	Polymers
Density	High	Low	Very Low
melting point	Med to High	High	Low
Elastic modulus	Med to High	Very High	Low
Reactivity	reactive	Unreactive	Very reactive
Ductile/Brittle	Ductile	Brittle	Ductile & Brittle types

	Ceramics	Metal	Polymer
Hardness	⇈	↓	⇊
Elastic Module	⇈	↑	↓
High temp strength	↑	↓	⇊
thermal expansion	↓	↑	↑
ductility	↓	↑	↑
corrosion resistance	↑	↓	↓
resistance to wear	↑	↓	↓
electrical conductivity	⇅	↑	↓
density	↓	↑	⇊
thermal conductivity	⇅	↑	↓

1) Seramik içerik Hammaddeler

• kil - > plastik malzemedir
• feldspat - > cam yapıcı
• Silika - > plastik olmayan malzeme-%20 minimum
• başka tip kumlarla karıştırılmış olabilir
• çocuk oyun kumu
• inşaat kumu
• HSE:her zaman ıslak tutulmalı/depolanmalı, yoksa tozları insanı hasta eder
• Bazalt
• volkanik bölgelerde bulunabilir
• çeşitli volkanik kayalar çakıl gibi kullanılabilir
• çakıl=öğütme veya kırma ile mi?
• Granit
• çakıl gbi kullanılabilir
• kalsiyum ve kabuk bazlı olanlardan uzak dur (fosil bazlı olan kayrak taşı da buna dahil mi?)
• Tuğla ve şamot
• şamot(=grog) alümina açısından çok zengindir. Teknik seramik sertliği veriyor
• beton karışmamış olmasına çok dikkat edilmeli
• eski fırınların tuğlaları şamot olarak kullanılabilir
• Organik malzeme (sır malzemesi olarak kullanmak için mi?):
• pirinç kabuğunda çokca silika vardır. tozlanıp solunmamasına dikkat edilmeli
• Atık tohum, kahve telvesi, pirinç kabuğu, ahşap talaşı
• Perlit
• volkanik, camsı malzeme 1400C de erir
• delikli yüzey yaratır
• vermikülit ile karıştırılmamalı çünkü aynı şey değil
• Diğer
• Kaolen
• Kuvars
• Defloculentler

1.1) Feldspat

Renkleri: beyaz, gri, pembe, krem ve kırmızı

Görünüm: parlak, düz değil

en yaygın türleri: potasyumlu feldspat (en önemlisi), sodyum feldspat, anortit feldspat

1.1.1) Özellikleri

Feldspat belirli bir sıcak aralığında erir (kaç C ?)

Seramik harmanın homojenliğini sağlar

Pişirmede sıcaklık düşürmede kullanılır

1.1.2) Türkiye'de feldspat

Türkiye'de dünya rezervinin %14'ü bulunmakta 

Feldspat üretiminin

• %60'ı seramik sektörüne gider
• %35'i cam sektörüne
• %5'i kauçuk, plastik ve boya sanayii

Endüstriye ne kadarı kazandırılıyor, ne kadarı ihraç ediliyor?

1.2) Deflokülent

kaynak: kimyakongreleri.org - Kim.Müh. Aylin Şeker, Prof.Dr.Zeliha Yayla makalesinden alıntılar alınmış ve yararlanılmıştır. 

1.2.1) Kalsiyum hidroksitin

Sağlık gereçleri üretiminde kullanılır

Yüksek oranda hidrolize olma yeteneğine sahip tek değerli katyonlar:

• Defloküle etkisi
• Na, K, Li
• Floküle etkisi
• Ca, Ba, Al

1.2.2) Deflokülasyonu arttırıcı parametreler

Excess serbest hidroksillerin varlığı, 

Hidroksil ürünlerin yerine geçebilecek diğer anyonların uzaklaştırılması

1.2.3) Seramiğe karıştırılmaması gereken malzemeler

kaynak: theLevelUpProject.org + başka kaynaklar

• kalsiyum karbonat = kireçtaşı
• Isıtıldığında CO₂ salınım yapıyor, bisküvinin parçalanmasına sebep oluyor
• Calcium Oxid'e dönüşür
• ardından havadaki rutubeti emer ve genleşir, sonra da patlar
• sirke ile varlığı tespit edilebilir. Sirke ile temasta köpürür
• Limeston : Alçı
• Dolomite
• Mermer
• Chalk
• Deniz kabukları 
• Beton ve çimento
• Kemik
• Alçı

1.2.4) Seramik kiline karıştırılacak malzemelerin parçalanması

• taşı/malzemeyi bisküvi halindeki kaba koyun. Kapaklı olan kap olsun, kapağı kapatın
• Bisküvi pişirimi yapın 1000 C
• Taşı ıslatıp öyle kırın
• Not: ktistalinleri az olanlar zor parçalanır

2) Sır

2.1) Tanım

Uygun bileşimliseramik hammedelerden elde edilir. 

Seramik hammedelerin öğütülmüş halidir.

Seramik bünye üzerinde pişirilir.

Pişirme neticesinde cam yapıya benzer yapı oluşturur.

Bu tabakaya sır denir.

2.2) Neden yapılır/kullanılır

2.3)Özellikleri

• Hijyen
• Asitlere ve bazlara karşı dayanıklıdır
• Çarpma ve darbeşere karşı mukavemet kazandırır
• Mikro organşzmaların oluşumunu önler ve hareketlerini sınırlandırır
• Kirlenmeleri önler
• Temizleme kolaylığı sağlar
• Estetik
• Renk ve doku getirerek estetik değeri arttırır
• Sır altındaki dekorasyonu korur

3) Seramik çeşitleri

3.1-Sınıflandırma

kaynak: Malzemebilimi.net

3.1.1-tanım

Isı etkisi ve ardından soğutma ile hazırlanan inorganik,metalik olmayan katı ürün

3.1.2-sınıflandırma

Ağır kil ürünleri:tuğla,kiremit,refrakter

seramik ürünler:çini,duvar karosu,elk izolasyonu.

Diğersınıflandırma: gözenekli, gözeneksiz.

3.1.2.1-Kristal yapılı seramikler

• Silikat esaslı (kil bazlı) seramiklerdir
• yapılarında SiO_/2 bulunur
• SiO₂ kilde 75% civarında bulunur ucuzdur
• Teknik seramiklerin bünyesinde SiO₂ bulunmaz

3.1.2.2-Oksit içermeyen seramikler

• yapısında oksijen bulunmayan seramiklerdir
• kısmi metal bağları bulundurabilir
• elektriği kısmen iletir, yüksek sıcaklık rezistansıdır

Kimyasal element	Adı	Açıklama
SiC	Silisyum Karbür	Refrakter,rezistans ısıtma elemanı
Si3N4	Silisyum nitrür	Yüksek tokluk ve sertlik
TiN	Titanyum nitrür	Sert ve aşınmaya dayanıklı
WC	Tungsten Karbür	takım imalatı
B4C	Bor Karbür	Zırh malzemesi
SiAlON		Makina parça malzemesi

3.1.2.3-Amorf Yapılı camlar

Bu malzemeler kristal yapıda değillerdir

• Silikat camlardır
• Yüksek sıcaklıkte akışkan haldedir
• Azalan sıcaklıkta
• akıcılık azalır
• viskozite artar
• Camlaşma sıcaklığı altında
• katı olarak davranır
• bu aşırı soğutulmuş sıvı olarak adlandırılır
• SiO₂ haricinde başka elementler bulunur
• Örnek
• silis camı
• Bor camı
• Pencere camı
• Cam elyaf
• Emaye
• Kristal cam

3.1.2.4-Kristal yapılı camlar

• amorf yapıdayken şekillendirilirler
• Kontrollü ısıl işlem ile yapısı 
• %90 kristale dönüştürülür
• %10amorf kalır
• Yüksek mekanik özellikleri vardır
• Isıl şok dayanımı yüksek olur
• Kolay şekillendirilebilir
• Örnek: bu üçünün karışımı ile kristal yapılı cam oluşturulur
• Li₂O
• Al₂O₃
• SiO₂

-----------------------------------------------------------------------------------------

3.2) Pottery type

3.2.1) Terracotta 

kaynak: artabys.com - terracotta

3.2.1) Tanım

Clay based ceramic material. It is often left unglazed porous. It is fired at a relatively low temperature. The result is a reddish brown color. 

It is used for making pottery, sculptrure and architectural decoration.

During centuries it was used foe making everyday items: pots, bowls, tiles, decorative pieces and sculptures.

Throughout history it was used for artistic expression and as a symbol of cultural heritage.

It has an iron content in the clay, this gives the reddish brown color. The more in it, and more it becomes red. 

The longevity of material are influenced by iron oxide content.  

3.2.2) Earthenware

Kaolin based

Brown

998 C - 1063 C

More porous than other type of pottery

More fragile and less durable

Easier to work with and more forgiving

• Content :
• kaolonite: hydrous aluminum silicate
• feldspar: used as a flux

Unsafe additive causing ceramics to break or exploding in the kiln, damaging the kiln itself - not recommended:

• calcium carbonate: filler to reduce fired shrinkage 

3.2.3) Stoneware

Ball Clay based
White

1186 C - 1285 C

Object is resistant to water and other liquids

It is more durable than other types, it is strong hard and elegant.

Popular in kitchen, it can withstand microwave heat, dishwasher and oven

It retains heat effectively

Often used for mugs, dinnerware, floor tiles and mosaic tiles

• Content:
• Kaolonite
• Feldspar
• quartz 
• Additive
• Mica
• Illite
• smectite

3.2.4) Porcelain

White
1186 C - 1285 C - it is fired same as stoneware

It is always made using white clay

Extremely strong among other pottery types, resistant and durable. 

It is moulded to more delicate and elegant shapes with greater detail

It is thinner and lighter than other pottery

Note: it is difficult to shape

Commonly used for decoration, sculpture, statues, k&b tiles, sinks, dolls and kitchenware

• Content
• kaolonite
• ball clay 
• feldspar
• quartz

3.2.5) Bone China

mainly pure kaolonite

white

1285 C- 1800 C

• content
• bone ash (animal bones)
• Silica quartz

3.2.6)  Ball Clay

light grey

1285 C

• Content
• Kaolonite
• Mica
• Quartz

It has a high shrinkage rate. So it is only used in slip casting

3.5) Comparison

Difference between pottery and ceramics

	pottery	ceramics
made of	clay	inorganic and non metallic substances
heated	insoluble	becomes insoluble
use	container / contain or so	many ways

3.6) Artists

3.6.1) Terracotta artists

s

3.6.1x) ABD

Ruth Duckworth: Large scale, abstract sculptures

Lucy Pie : unique throwing techniques

Bernard Leach: Japanese style