CAM HAKKINDA GENEL BİLGİ

1.1 CAMIN TARİHÇESİ
Cam ile ilgili bütün yayınlarda, camın bir rastlantı sonucu bulunduğu söylenir. Bunların içinde tarihçi Pliny tarafından nakledilen öykü ise en yaygın olanıdır. Pliny' ye göre bir ticaret gemisindekiler kıyıya çıkarlar. Ertesi gün, yaktıkları ateşin külleri arasında, parlak, saydam cam parçaları bulurlar. Bu öykünün gerçek olup olmadığını bilemiyoruz. Ancak mantığa aykırı değildir. Yalnız, odun ateşinin camlaşmayı sağlayacak sıcaklığa ulaşıp ulaşamayacağı her zaman tartışılmıştır. Yapılan deneylerde malzeme uygunsa camlaşmayı sağlayabilecek sıcaklıklara erişebileceği kanıtlanmıştır. Ateşin bulunması ve kontrol altına alınıp yüksek sıcaklıkların elde edilmesiyle ateşten faydalanılarak oluşan sanatlar ortaya çıkmış ve gittikçe hızlanan bir gelişim göstermeye başlamıştır.
Camın gelişimine bakıldığında, camın ilk olarak uygun kumun bol olduğu ve seramik yapımının geliştiği bölgelerde üretildiği kabul edilmelidir. Geçmişte yaygın bir seramik teknolojisi geliştirmiş uygarlıkların çok sayıda olduğu biliniyor. Böyle bir yaklaşımla Mezopotamya' dan Mısır' a, Doğu Akdeniz' den, Anadolu' ya kadar pek çok yerde, ilk camcılık örnekleriyle karşılaşmak mümkündür. Ancak günümüzde ulaşabilen sağlam kanıtlara dayanarak daha çok Mısır ve Mezopotamya' da kurumlaşmış bir camcılıktan söz edilebilmektedir. İlk örnekler M.Ö. 3000' ler den kalmadır. Bunlar, yalnızca cam olarak yapılmış örnekler olması bakımından çok ilginçtir.
Cam, keşfedildiğinden günümüze kadar çok çeşitli kullanım alanları bulmuş stratejik önemi olan bir maddedir. Bulunuşundan günümüze kadar bir taraftan çeşitleri artan, diğer taraftan da kullanım alanı artan cam, vazgeçilmez bir tüketim maddesidir.
        Kullandığımız camlar, yapay camlardır. Bununla birlikte, cam doğada doğal olarak ta bulunmaktadır. Doğal cam, obsidien olarak bilinmektedir.
Cam, doğal cam ve yapay cam olarak ikiye ayrılabilirse de yapay camın bulunması ve kullanımının yaygınlaşması doğal camın önemini yitirmesine sebep olmuştur. Bu nedenle cam denildiğinde akla sadece yapay cam gelmektedir.
Günümüzde en fazla kullanılan cam çeşitleri, düz cam, buzlu cam, oto camları ve telli camdır. Günümüzde, yukarıda sayılan camlardan oto camı dışındakiler, genellikle konutlarda kullanılmaktadır. Cam eşya, laboratuar cam malzemeleri, süs eşyaları camın kullanıldığı diğer kullanım alanlarıdır.
Kimyasal analizler sonucu, camın bir oksitler karışımı olduğu görülmüştür. Bu oksitler, silisyum dioksit (SiO2), alüminyum oksit (AhO3), kalsiyum oksit (CaO), bor oksit (B203 ), sodyum oksit (Na20), magnezyum oksit (MgO) ve kurşun oksit (PbO) gibi oksit bileşimleridir. [1]

1.2. CAMIN TANIMI
        
         Cam, basit bir şekilde, kırılgan ve şeffaf bir malzemedir. Işığı geçirme kapasitesi olduğundan diğer yüzeyindeki görüntüleri algılamamızı sağlar. Pürüzsüz yüzeye sahiptir. Kullanım yerine göre camın belli bir mekanik mukavemeti olmalıdır. Suya, asidik çözeltiye, bazik çözeltiye, dayanıklılık göstermelidir.
Genel tanımı ise, organik ve inorganik kökenli hammaddelerin belirli oranlarda karıştırılması sonucu elde edilen karışımın, yüksek sıcaklıklarda ergitilmesiyle meydana gelen, viskozitesi yüksek, homojen ve saf eriyiğin oda sıcaklığında kristalleşmesine imkan vermeden ani bir şekilde soğutulmasıyla oluşan yarı düzenli (amorf) bir yapıya sahip malzemeye cam denir.
Cam üretilirken kesinlikle kristalleşmesine müsaade edilmemelidir. Yarı cam, yarı düzgün malzemenin, ne ısısal şok dayanımları, ne mukavemetleri, ne de kimyasal dayanımları iyi olacaktır. Cam, monolitik, yani her yerinde tamamen aynı özellikler gösteren bir malzemedir.[2]

1.3. CAMIN TEKNİK ÖZELLİKLERİ

1.3.1. Camın Kimyasal Özellikleri

Bir malzemenin temasta bulunduğu gaz, sıvı veya katı haldeki maddelerin etkilerine karşı gösterdiği direnç, kimyasal dayanıklılık olarak tanımlanır. Genellikle camdaki alkali oranın yüksekliği camın kimyasal dayanıklılığını zayıflatırken, boroksit, alüminyum oksit, çinko oksit ve zirkonyum oksit ise camın kimyasal dayanıklılığının artmasını sağlamaktadır.

1.3.2. Camın Fiziksel Özellikleri­

Camın şekillendirilmesindeki en önemli etkenlerden birisi viskozitedir. Viskozite camın kimyasal özelliğine bağlı olduğu kadar camın üretim sıcaklığına da bağlı olarak değişim gösteren bir özelliktir.
Camın şekillendirilmesi, birbirini takip eden bir işlemler zinciridir. Her işlemin başında ve sonunda camın istenilen viskozitede olması ve işlemlerin sonunda da verilmiş olan şekli muhafaza edebilecek yüksek bir viskozitede olması önemlidir. Camın şekillendirilmesinde diğer bir önemli etken de yüzey gerilimidir. Bu özellik, camın çok ince gözeneklere girmesini ve bunları doldurmasını etkilemektedir.
Camın özgül ağırlığı, kimyasal bileşimine bağlı olarak 2,2-7,2 g/cm3 arasında değişmekle birlikte genel kullanımda olan pencere ve şişe camlarının yoğunluk değerleri 2,3-2,6 g/cm3 arasındadır.
Sıcaklık etkisi ile genleşme, camın ısı-sıcaklık şoklarına dayanıklılığını ve ısıtma ile soğutma arasında camda oluşan gerilmeleri tespit etmede önemli bir özelliktir. Genellikle 5,6.10-7 ile 140.10-7 cm/cm 0C değerleri arasındadır.
        Sıcaklık etkisi ile; mekanik mukavemet, camın boyutları ve ısının camda yayılması, bütün olarak camın sıcaklığa mukavemetini etkilemektedir. Sıcaklığa mukavemet bir camın normal yapım işlemlerinden sapmaları gösteren bir deneme yolu olduğu için, çok kullanılan bir süreç kontrol yöntemidir. Camlar, genellikle 100-350 0C sıcaklık aralıklarında, soğuk suda su verildiklerinde, sıcaklık şoklarına dayanabilmektedirler.
         Camın ısı iletkenliği, genel olarak kimyasal bileşiminde mevcut olan soda, potasyum ve kurşun oksitlerinin karışım oranlarına bağlı olarak yükselmektedir.
Camın ısı sığası, camın sıcaklığı arttıkça yükselmektedir. Her cam çeşidinin değişik sıcaklıklardaki ısı sığaları değişik olduğu gibi, camların ısı sığalarının sıcaklıkla değişmeleri de farklı olabilmektedir.

1.3.3. Camın Mekanik Özellikleri
       
        Camın ölçülebilen mukavemeti, 2,7.105 kg/cm2 olarak tahmin edilebilen özgün mukavemetinin 100 ile 1000 kat altındadır. Cam bileşiminin kırılma mukavemeti üzerinde çok az etkisi olduğu kabul edilmektedir. Cam; yüzeyindeki kalıcı hata farklılıklarından başlayan çatlaklar sonucu kırıldığından, camın yüzey alanında ölçülen mukavemete etkisi vardır. Bu durumda, camlarda uzun bir süre için kullanılması gereken çekme mukavemetinin 130 kg/cm2 kabul edilmesi ve tasarım içinde genelde 65 kg/cm2 kullanılması uygundur. Bununla birlikte, tasarımlarda; çok iyi tavlanmış bir ürün için, 200 kg/cm2 ve sertleştirilmiş bir ürün için ise, 1300 kg/cm2 'ye kadar çekme mukavemeti kullanılabilir.
Camın mukavemetini artırmak için çeşitli fiziksel ve kimyasal önlemler geliştirilmiştir. Bazı çok özel yöntemlerle güçlendirilmiş olan camlar 6700 kg/cm2 çekme mukavemetlerinde olup, mukavemet ağırlık oranları SS 410 türü çelikten daha yüksektir.
         Camların sertlikleri dikkate alındığında, kurşunlu camlar, en yumuşak camlardır. Borosilikat camlar ise en sert camlar olarak bilinmekle birlikte tüm camların sertlikleri, Mohr sertlik birimi olarak 5-7 değerleri arasında değişmektedir. Yeni ya da kimyasal olarak temizlenmiş cam yüzeyler için statik sürtünme katsayısı 1' e çok yakın olup, uzun süre açıkta kalmakla 0,16-0,24'e ve hatta belirli kirlenme sonucu daha da aza inebilmektedir.

1.3.4. Camın Elektriksel Özellikleri

Camın elektriksel özellikleri, camın genel kullanımı yanında, elektrik üreten ve elektrikle çalışan cihazlar yapımında geniş çapta kullanılmasından dolayı çok önemlidir. Cam genellikle elektrik akımına yüksek direnç gösteren bir madde olarak tanınmaktadır.
Yüzey direnci ve hacim direnci olarak ikiye ayırabileceğimiz bu dirençlerden yüzey direnci, camın bulunduğu ortamındaki nem oranının artması ile azalmaktadır.
        Camın hacim direnci ise; çoğu silikat camlarında iyonik olup, hemen hemen tüm akımı, varsa tek değerlikli katyonlar taşır. Hacim direnci çoğunlukla camdaki alkali oranına ve daha az olarak ta camın yapısına ve üretimi sırasında maruz kaldığı sıcaklıklara bağlıdır. Camın hacim direnci, sıcaklığın yükselmesi ile azalır. Camın üretimi sırasında kademeli olarak soğutulması, camın hacim direncini artırmaktadır.

1.3.5. Camın Optik Özellikleri

          Camın, bilinen en önemli optik özelliği kırılma indisidir. Değişik camlar için bu değer, 1,45-1,90 sınırları arasında değişmektedir.
          Yansıtma özelliği, cam yüzeyinin durumu ile, yüzeye düşen, ışığın dalga boyu ve yönüne bağlıdır. Silikat camları için ortalama yansıtma yüzdesi %4 olup, tamamen saydam bir cam, gelen ışığın %92 sini geçirmektedir. Yansıtma kayıpları cam yüzeyine konulacak özel kaplama malzemeleri ile azaltılabilmektedir.
          Camın, ışık geçirgenliği, yansıtma ve absorbsiyon özelliklerini azaltmaktadır. Dalga boyu uzunluğuna göre de, büyük farklılıklar göstermektedir. Değişik renkler, camın geçirgenliğini etkilediği gibi, camın kimyasal bileşimi de, özellikle kısa dalga boyundaki ışınların geçmesinde etkili olmaktadır. Camın, ilginç ve önemli diğer iki, optik özelliği de gerilim optik katsayıları ve fotokrizmadır.
          Gerilim optik katsayıları, değişik yönlerde gerilim ve uzama gösteren camların bu durumdan dolayı, değişen ışık hızlarında katsayılarındaki farkları gösterir. Fotokrizma ise, camın ışık almasıyla, ışık geçirgenliğinde oluşan değişikliğin bir ölçüsüdür.
          Camların ışık geçirgenlik sınırları, karışımın içinden ayrılmayan veya istenerek eklenen iz maddeler ile daha da daraltılabilmekte veya genişletilebilmektedir.
          Camın, kimyasal bileşimi, cam kalitesini ve değişik işlemlerin verimini çok etkilemektedir. Camın kimyasal analizinin nitelik ve nicelik olarak bilinmesinde büyük fayda olmakla birlikte, bu analiz zaman alıcı ve pahalı bir işlemdir. Her ne kadar bu analizi kolaylaştıran alev spektrometre tekniği ve otomatik nicelik emisyon spektrografi yöntemleri geliştirilmişse de cam üretiminde, genellikle camın fiziksel özelliklerinin saptanması ile denetlenmesi yolu, kullanılmaktadır. [3]  

1.4. Cam Neden Katı Madde Değildir
         Bu soruyu hayatında en az bir defa kazara bir camekana çarpmış birine sormak lazımdır. Bu tecrübeyi yaşamış biri olarak, kendimi kesin kararı açıklamaya yetkili görüyorum: Cam katı bir maddedir.
         Şaka bir yana, “cam katı mıdır yoksa sıvı mı?” sorusuna değişik insanlar değişik yanıtlar veriyor. Sıvı olarak düşünülmesinin temel nedeni camların üretim aşamasında “donma” olarak adlandırdığımız faz değişimini yaşamaması.
         Öncelikle sıvı ve katı terimlerinin tanımlarını hatırlayalım. Sıvılar içine konduğu kabın şeklini alır. Katılarsa hangi kaba koyarsanız koyun şekillerini korurlar. Bu tanımlarda dikkatimizi   çekmesi gereken nokta zamandan hiç bahsedilmemesi. Gliserin ve bal gibi yavaş akan sıvıları düşünün. Oldukça kıvamlı bir baldan bir miktarını bir kaba koyduğunuzda, balın kaba düzgün yayılması bir kaç saat alabilir. Peki, çok daha kıvamlı bir maddenin akarak kabın şeklini alması daha uzun bir süre beklemek gerekiyorsa, örneğin milyonlarca yıl gibi, bu durumda o maddeyi nasıl sınıflandıracağız?
        Çoğunuz balın soğuduğunda daha kıvamlı hale gelerek daha yavaş aktığını gözlemlemişsinizdir. Camların da akışkanlıkları soğuduklarında azalır. Üretim aşamasında cama şekil verilirken bu özellik oldukça yararlıdır. Önce cam kolayca şekil verilebilecek kıvama gelinceye kadar ısıtılır, sonra da aldığı  şekli koruması için soğutulur. Soğutma işlemi camın akışkanlığını önemli ölçüde azaltır, fakat tamamen durdurmaz.
         İşte tam bu noktada cam ile diğer sıvılar birbirinden ayrılıyor. Örneğin, balı çok soğutursanız belli bir sıcaklıkta kristalleşmeye, yani katı faza geçmeye başlar. Bu, suyun donarak buz haline geçmesiyle aynı olay. Bir sıvı bu şekilde katılaştıktan sonra da, tüm moleküller katı içinde sabit konuma geçtikleri için, akışkanlık tamamen durur. Buna karşın camlarda bu donma olayına hiç bir zaman rastlanmaz. Bu nedenle, üretim aşamasından oda sıcaklığına kadar soğutulan camların akışkanlığının oldukça azaldığı, ama hiç bir zaman sıfırlanmadığı iddia ediliyor. Yani bu yoruma göre, bir kaba konulan cam parçalarının milyarlarca yıl sonra, belki de çok daha uzun süre geçtikten sonra kaba düzgün yayılıp kabın şeklini alması beklenir. Bu tartışmanın pratikten çok, kurumsal boyutu olduğu sanırsam açık.
         Peki, cam neden donmaz? Donma olayının iki temel özelliği var. Birincisi hareketli moleküllerin artık hareket edemez duruma gelip yerlerinde sabit kalması, ikincisi de bu moleküllerin “kristal yapı” olarak adlandırdığımız düzen içinde yerlerini alması. Doğadaki hemen her katı madde böyle bir kristal yapıya sahiptir. Donma, ortamda bulunan bir kristale diğer moleküllerin eklemlenmesi, böylece kristalin büyümesi sonucu gerçekleşiyor. Ama eğer sıvı molekülleri, üzerine düzgün eklenecekleri bir kristal çekirdeği bulamazlarsa donma
gerçekleşmez. Bu olaya “aşırı soğuma” deniyor. Örneğin su -20°C’ ye kadar aşırı soğutulabilir.
        Cam da aşırı soğutulmuş bir sıvı. Örneğin, kum, kireç ve karbonat eriyiğinden elde edilen camın normal donma sıcaklığı 800°C kadar, fakat karışım 500°C’ ye kadar sıvı özelliğini kaybetmeden aşırı soğutulabiliyor. Bunun da temel nedeni eriyik içinde büyüme çekirdeği niteliğinde kristallerin oluşamaması, daha doğrusu bu tip çekirdeklerin oluşmasının ve büyümesinin uzun zaman alması. Yani, karışım uzun bir süre bu sıcaklıklarda bekletiliyor olsa, eninde sonunda kristalleşip katı faza geçer. Camlara işte bu sıcaklık aralığında şekil veriliyor.
         Peki, bu tip aşırı soğutulan sıvıyı daha da soğutursanız ne olur. Su örneği için  cevap basit. Suyun içinde herhangi bir yerde yeterli büyüklükte bir kristal oluştuğu anda, kristal  çok hızlı bir şekilde büyür ve su bir saniye içinde tamamen buza dönüşür. Camlarda bu olamadığı için, daha da soğutulduklarında, moleküllerin komşularıyla kalıcı bağlar kurup sabit konumlara yerleştikleri gözlemleniyor. Fakat, moleküllerin yerleştikleri konumlar kristallerdeki gibi düzenli değil, tamamen rasgele. Bu yapılara amorf diyoruz. Oda sıcaklığındaki camlar, molekülleri hareket etmeyen, fakat düzenli de durmayan bir yapıya sahip.
        Moleküller yerlerinde sabit olduğu için camın akması gibi bir şey söz konusu olamaz ve bu nedenle ola sıcaklığındaki camlar da katılar gibi davranırlar. Örneğin, pencere camının ortasına bastırdığınızda cam elastik olarak eğilir. Elinizi geri çektiğinizde tekrar eski halini alır. Böyle bir davranışa hiç bir sıvıda rastlanmaz; bu tamamen katılara özgü bir şey. Benim yaşadığım tecrübenin de açıklaması aynı.
        Bu nedenle, bir çok bilim adamı camları “amorf katılar” olarak tanımlıyor. Peki bu son söz, bir kaba konan cam parçalarının, milyarlarca yıl sonra kaba düzgün yayılmasını engelliyor mu? Pek değil. Doğadaki katıların çoğunluğunun kristal yapıda olması, kristal yapının çok daha kararlı olduğunu gösteriyor. Bu anlamda, camın molekülleri de bağlarını bozup yeni bağlar kurarak bu daha kararlı kristal yapıya geçme eğilimindeler. Bu çok yavaş işleyen bir mekanizma; ama ne kadar yavaş olsa da, moleküller arası bağlar yeniden kurulurken, makroskopik maddenin şeklini değiştirmesi ve kaba düzgün yayılma eğilimi göstermesi mümkün. Ama, yukarıda da belirttiğimiz gibi, bu, pratikte ölçülemeyecek kadar küçük bir hareket olacaktır.
        Son olarak, uzun yıllar önce yapılmış camların, “sıvı akışından dolayı” şekil değiştirdiği ve akma belirtileri gösterdiği gibi şeyler duyarsanız inanmayın. Uzmanlar, bu camlarda görülen düzensizliklerin daha çok geçmişteki cam üretim tekniklerinin yetersizliğinden kaynaklandığını, yukarıda anlattığımız konuyla ilgisi olmadığını düşünüyorlar

BÖLÜM 2

CAM YAPIMINDA KULLANILAN HAMMADDELER VE ÖZELLİKLERİ

2.1. KONCAM da Kullanılan Hammaddeler ve Bu Hammaddelerin Cama Kazandırdıkları Özellikler

KONCAM da kullanılan hammaddeler şunlardır;

1. KUVARS ( SiO2)

1. SODA- SODYUM KARBONAT (Na2CO3  → Na2O+ CO2)

1. POTAS-POTASYUM KARBONAT (K2CO3  →K2O+ CO2)

1. POTASYUM NİTRAT (KNO3→ K2O+NO2)

1. ANTİMUAN ( Sb2O3+ NO2→Sb2O5+ 1/2N2)

1. BORAKS (Na2B4O7 → Na2O+ 2B2O3+10H2O)

1. SODYUM SÜLFAT ( Na2SO4→Na2O+ SO3)

1. KALSİYUM KARBONAT ( CaCO3→ CaO+ CO2)

          Bir cam numunesinin kimyasal analizi yapıldığında ve camın yapısına giren elementler, oksitleri cinsinden hesaplandığında oksitlerin ağırlıkları toplamının alınan cam numunesinin ağırlığına eşit olduğu görülür. Bu olay, camın     oksitlerden oluşan bir malzeme olduğunun kanıtıdır.

2.1.1.KUVARS: Ergime sıcaklığı 1710°C dir. Cam yapımında kullanılan kuvars, ince tanecikler veya bağlayıcı bir madde ile bir araya getirilen kum taneciklerinin oluşturduğu kum tozlarıdır. Cama kattığı özellikler şunlardır;

1. Camın viskozitesini yükseltir.
2. Ergime sıcaklığını yükseltir.
3. Asitlere karşı yüksek dayanım sağlar.
4. Camın mukavemetini artırır.
5. Isıl şoklara karşı direncini artırır.
6. Soğumuş haldeki cama, camsı özelliğini verir.

2.1.2 SODA- SODYUM KARBONAT  :   

1. Soda, eritici ve tadil edici ositler grubundan sodyumu oksit in kaynağı olan hammaddedir.
2. Ergime sıcaklığı 850ºC dir. Harmanın ergimesi sırasında bu sıcaklığa ulaşıldığında soda erimeye başlar ve silis taneciklerinin, çevresini sararak, sodyum silikatları oluşturarak, camın ergimesini kolaylaştırır.
3. Ergimiş camın akıcılığını artırır.
4. Camın, ısıl genleşme katsayısını artırır ve bu sayede termik şok direncini azaltır.
5. Camın erime sıcaklık derecesini düşürür.
6. Camın , kimyasal dayanıklılığını azaltır.
7. Camın şekillendirilebilmesini kolaylaştırır.
8. Mekanik dayanıklılığı azaltır.

          NOT : Sodyum, cam yapısına girmez ama boşluklara girer, bu boşluklardaki O2 ler le iyonik bağ oluştururlar. Böyle alkali ve toprak alkali metallere düzenleyiciler veya modifiye ediciler denir.
          NOT : Camlarda elektrik iletkenliği iyon hareketiyle sağlanır, metallerde ise elektronlar ile sağlanmaktadır.

2.1.3. KALKER ( KİREÇ TAŞI)

1. Camın, kimyasal dayanıklılığını artırır.
2. Devitrifikasyon yani kristallenme sıcaklığını yükseltir.
3. Camın, mekanik özelliğini artırır.
4. Camın, yüksek sıcaklıktaki viskozitesini düşürür.
5. Camın katılaşma hızını artırır.

 
          NOT: Kalsiyum oksit in camda % 12,83 ün üzerinde bulunması, camın, kırılgan, daha sert olmasına ve erime güçlüklerine neden olur. Bu durum, camda çil, taş ve damar gibi hatalara neden olur, ayrıca devitrifikasyon taşı meydana gelir. Kalsitin cam komposizyonundaki % miktarı önemlidir.

2.1.4.SODYUM SÜLFAT

1. Harmanda afinasyonu kolaylaştırıcı ve silis köpüğünü önleyici madde olarak kullanılır.
2. 884 °C de erir ve sıvı faza karışır. Mevcut karbonat eriyiğinin yüzey gerilimini düşürür ve sıvı fazın kireç ve kum tanelerini daha iyi ıslatıp, daha çabuk çözünmelerine yardım eder. Dolayısıyla harmanın erime hızına olumlu etkisi vardır.
3. Tek başına kullanıldığında 1400ºC civarında +2 değerlikli, Fe i, +3 değerlikle Fe e yükseltgeyerek, cam renginin berraklaşmasına yardımcı olur.
4. Sodyum Sülfatlı camlar, diğer camlara göre daha sert ve dayanıklıdır. Sülfatsız soda- kireç camlarına oranla yumuşama noktaları daha yüksektir.
5. Kuru ve rutubetsiz ortamlarda korunmalıdırlar.

2.1.5. POTASYUM NİTRAT

1. Camın ergimesi esnasında harmanın içine karışan muhtemel organik maddeleri oksitleyerek bu yabancı maddelerin harmandaki diğer bazı maddeleri indirgemelerini önler.
2. Harmana Sb2O3 ilave edilmişse bunu Sb2O5 e yükseltger, bu sayede daha yüksek sıcaklıklarda O2 verecek, bir kaynak oluşturur.
3. Camın çalışma zaman aralığını artırır.

2.1.6. ANTİMUAN

1. Beyaz ve çok zehirli toz halinde bir hammaddedir.
2. Sb2O3 cam yapıcı oksitlerden olduğundan basınç altında ısıtılarak camlaşır ve camsı Sb2O3 e dönüşür, kristal yapısını böylelikle kaybeder.
3. Afinasyonu kolaylaştırıcı bir hammadde olarak harmana ilave edilir. KNO3 le birlikte kullanılır.
4. Dekolorizan fonksiyonu da vardır. Parlaklığı artırır.

2.1.7 POTASYUM KARBONAT

1. Camın parlaklığını artırır.
2. Afinasyona yardımcı olur.
3. Dekolorizan etkisi vardır.
4. Antimuanla beraber kullanılır.
5. Melanja dahil olan hammaddelerdendir.

 
2.1.8. BORAKS

1. Afinasyona yardımcı olur.
2. Camın parlaklığını artırır.
3. Camın kristalleşmesine imkan tanımaz.
4. Amorf yani düzensiz yapıyı destekleyici etkisi vardır.
5. B2O3 getirisinden dolayı genellikle susuz boraks kullanılır.
6. Ergimeyi kolaylaştırıcı etkisi vardır, flax özellik taşır.

2.2. Cam Yapımında Kullanılan Diğer Hammaddeler Ve Cama Kazandırdıkları Özellikler

2.2.1. FELDSPAT

1. Feldspat içerisindeki alkaliler, camın ergime sıcaklığını düşürücü etki yaparlar; Alümina ise çarpma, bükülme ve ısı şoklarına karşı dayanıklılık kazandırır.
2. Alümina içeriği cam, şişe ve düz cam mamüllerde %1,5-2 oranındadır. Cam elyafta ise kullanım amacına bağlı olarak, %15 e kadar çıkabilmektedir.
3. Harmana Alümina kaynağı olarak ilave edilir.
4. Bünyesinde bulunan Sodyum Oksit nedeniyle harmanda kullanılacak Soda miktarının düşmesini sağlayacağından, yararlıdır.
5. Camın çizilmeye karşı direncini artırır, sertleştirir.
6. Cam, bükülme nedeniyle, kırılmalara karşı dirençli olur.
7. Camın, darbelere karşı dayanıklılığını artırır.
8. Camın ısısal genleşme katsayısını düşürerek, sıcaklık farklılıklarına karşı direncini artırır.
9. Camın kimyasal dayanıklılığını artırır.
10. Camın kristallenme sıcaklığını düşürerek, devitrifikasyona uğrama ihtimalini azaltır.
11. Camın viskozite aralığını artırır, tavlama sıcaklığını değiştirmez, parlak bir görünüm verir, cam şekillendirilirken yüzey çabuk sertleştiğinden kalıp izi problemi olmaz.

 2.2.2. DOLOMİT

1. Dolomit komposizyonu itibariyle kalker ve magnezit arasında kalan komposizyona sahip bir cam hammaddesidir.
2. Dolomit minerali esas olarak %56 Kalsiyum Karbonat, %44 Magnezyum Karbonattan meydana gelir.
3. Dolomit, ısıtıldığında içindeki Magnezyum Karbonat, 780°C civarında, CO2 gazı çıkışı ile MgO e dönüşür. Sıcaklığın 900°C ye ulaşmasıyla CaCO3 de CO2 gazı ile bozunarak, tümü kalsiyum oksit- magnezyum oksit (CaO.MgO) haline dönüşür.
4. Küçük miktarda dolomitin ergimeyi hızlandırdığı, buna karşılık fazla miktarda kullanımı, aksine ergimeyi zorlaştırdığı görülmüştür.
5. Camın devitrifikasyon sıcaklığını düşürür,
6. Harmanın ergimesini hızlandırır,
7. Katılaşma hızını azaltır,
8. Çalışma aralığını artırır,
9. Camın ısıl genleşmesini azaltır, dolayısıyla, termik şok direncini bir miktar artırmış olur,
10. Camın suya karşı kimyasal dayanıklılığını artırır,
11. Mamüle parlaklık kazandırır.

2.2.3. SODYUM NİTRAT

1. 280°C de ergiyebilen, camın hammaddelerinden biridir,
2. Camın ergimesi esnasında Sodyum Nitratın fonksiyonu, harmanın içerisine karışması muhtemel, organik maddeleri oksitleyerek bu yabancı maddelerin, harmandaki diğer bazı maddeleri, indirgemelerini önlemektir.
3. Sodyum Nitrat, ayrıca, 700°C civarında oksijen vererek harmana Sb2O3 (antimuan tri oksit) ilave edilmişse, bunu Sb2O5 e yükseltgeyip, daha yüksek sıcaklıklarda oksijen verebilecek bir kaynak oluşturur.
4. Aynı zamanda ergimeyi hızlandırıcı bir etkisi de vardır.

2.2.4. KOBALT OKSİT

1. Siyah renkli, toz halinde, çok kuvvetli renk verebilen bir maddedir. Bu nedenle çok miktarlarda dekolorizan madde olarak kullanıldığı gibi, renklendirici madde olarakta kullanılır.
2. Sodyum Sülfatlı ve Sodyum Nitratlı harmanlarda kullanılabilir.
3. Dekolorizan vazifesi yapması istendiğinde, genellikle, çinko selenitle birlikte kullanılır.

2.2.5. ÇİNKO SELENİT

1. Dekolorizan bir madde olarak çinko selenit, çok hafif, indirgen fırın şartlarında ortama ilave edilir.
2. Kobalt oksitle birlikte beyaz cam fırınlarında en uygun dekolorizan olarak kullanılır.

2.2.6. BOR OKSİT

1. Camın ısıya dayanımının artması ve cam imalatı sırasında çabuk ergimesini ve devitrifikasyonun önlenmesini sağlayan bor,aynı zamanda camın yansıtma, kırma, parlama gibi özelliklerini de artırmaktadır.
2. Bor, camı asite ve çizilmeye karşı korur. Cam eriyiğinin % 0,5 ile % 0.23'ü bor oksitten oluşmaktadır. Ateşe dayanıklı olan Pyrex camlarda %13,5 B2O3 vardır.
3. Genel olarak camın yüksek sıcaklık viskozitesini azaltır ve çalışma aralığını kısaltır.

2.2.7. CAM KIRIĞI

          Harman hazırlama işleminin en son kademesi cam kırığının harmana ilave edilmesidir. Cam kırığının harmana ilavesinde iki metod kullanılır;
a-) Bir Harman Hammaddesi Olarak: Cam kırığı, kendi servis silosunda depolanır, bir harman maddesi gibi tartılır ve diğer hammaddelerle karıştırılır. Bu yöntemin avantajı, fabrika cam kırığının, diğer harman hammaddeleri ile aynı işlemlere tabi tutulmasıdır. Bu metodun dezavantajı, mikserlerde ve diğer taşıma ekipmanlarında fazla aşınma oluşturmasıdır. Cam kırığı, çeliği aşındırır, lastik konveyörlerin bantlarını ve contalarını keser.
b-) Ayrı Bir Karışım Maddesi Olarak: Burada, cam kırığı, fırın silosuna veya fırına beslenir. Siloda ilave edildiği zaman, tabakalaşma olur ve homojen olmayan karışım problemlerine yol açar. Örtü tipi yükleyiciler kullanıldığı zaman cam kırığı, besleme esnasında ilave edilir ve aşağıda belirtilen faydalardan biri sağlanır;
- Çabuk eriyen cam kırığı tabakasının üstüne beslenen harman, tüm harmanın erimesini kolaylaştırır.
- Harman tabakasının üstüne beslenen cam kırığı, erimeyi hızlandırdığı gibi, harman tozumasının engellenmesine yardım eder.

BÖLÜM 3

CAM FIRINLARI

          Cam fırınını, içinde çeşitli malzeme ve fazların tepkimesi sonucu, çok sayıda ısı ve kütle transferlerinin ve kimyasal dönüşümlerin gerçekleştiği bir kimyasal reaktör olarak tarif edebiliriz. Fırın, bir cam üretim tesisinin en önemli ve pahalı kısmını oluşturur. Bir cam fabrikasında tüketilen enerjinin çok büyük bir oranı cam fırınında tüketilir. Çok yüksek ısılar söz konusu olması nedeni ile bir fırının ömrü, ergitilen camın türü kadar, binlik oranda fırının yapımında kullanılan, özellikle camla temas halindeki refrakter malzemelerin niteliğine ve günlük fırın çekişlerinin homojenliğine bağlıdır.
İnsanın yazılı tarihinden daha eski bir malzeme olmasına rağmen, yaklaşık yüz yıl öncesine kadar, cam tamamen küçük potalarda eritiliyordu. 1867 yılında Siemens tarafından ilk rejeneratif tank fırınının geliştirilmesi cam sanayinin gelişmesinde önemli bir gelişme olmuştur. Geçen yüzyılın sonları ve bilhassa 20. yy.’ ın başından itibaren fırın tasarımında, refrakter malzemelerde, yakıt ve yakma teknolojilerinde ve kontrol sistemlerinde çok önemli gelişmeler gerçekleşmiştir. Bugün en büyük kapasiteli cam fırınları olan float düz cam fırınlarının günlük kapasiteleri, 1000 ton’a yaklaşmıştır. Bu gelişmeler sonucu sadece fırınların kapasiteleri artmakla kalmamış, aynı zamanda enerji verimliliği, fırın ömrü, ergitme hızı ve çalışma hızı konularında da büyük ilerlemeler sağlanmıştır.
          Son yıllarda artan çevresel duyarlılığa bağlı olarak, cam fırınlarında enerji verimliliğini arttırma ve çevresel etkileri azaltma konularındaki çalışmaların önemi artmıştır. Bu açıdan cam fırını tasarımlarında yeni yaklaşımlar söz konusu olduğu gibi, yanma gazlarının ısı içeriklerinin geri kazanılması üzerinde de önemle durulmaktadır. Baca gazları ile cam harmanı ve cam kırığının ısıtılması ve elektrik enerjisi ile sıcak su üretimi, önerilen yöntemler arasındadır. Yüzyılın başından beri cam ergitme fırınlarında gerçekleşen önemli gelişmeler olmuştur. Ayrıca çok küçük ölçekte bile olsa, yeni cam eritme konseptleri üzerinde durulmaktadır.