Kimyada Seramik Nedir? Nasıl Kullanılır?

  • Eylül 9, 2020

Seramik kelimesi Yunanca seramik anlamına gelen “keramikos” kelimesinden gelmektedir. En eski seramikler çanak çömlek kelimesini kapsarken şuan ki kullanımı bazı saf elementler dahil olmak üzere büyük bir malzeme grubunu kapsar. Seramik yüksek sıcaklıkta pişirilen bir oksit, nitrür, borid veya karbür esaslı inorganik ve metalik olmayan bir katıdır. Seramikler gözenekliliğini ve pürüzsüzlülüğünü azaltmak ve renkli bir yüzeye sahip olmalarını sağlamak için pişirmeden önce sırlanırlar. Birçok seramik iyonik ve kovalent bağ karışımı bir bağla oluşur. Oluşan son madde kristalli, yarı kristalli veya vitröz olabilir. Benzer bileşime sahip amorf malzemeler genellikle cam olarak adlandırılır.

Dört ana seramik türü vardır, bunlar; beyaz seramikler, yapısal seramikler, teknik seramikler ve refrakterlerdir.

Beyaz seramikler; Tencere, seramik ve duvar karoları içerir. 

Yapısal seramikler; Tuğlalar, borular, çatı kiremitleri ve yer karolarını içerir. 

Teknik seramikler; Özelleştirilerek kullanılırlar genellikle mühendislik amaçlı kullanımı olan seramikler olarak bilinir. Bunlar; özel fayanslar (uzay aracı ısı koruması), biyomedikal implantlar, seramik frenleri, nükleer yakıtlar, seramik motorlar ve seramik kaplamaları içerir.

Refrakterler; Gazlı şöminelerde pota, sır fırınları ve ısı yayan seramiklerdir.

Seramik Nasıl Yapılır? 

Seramiğin hammaddeleri kil, kaolinit, alüminyum oksit, silikon karbür, tungsten karbür ve bazı saf elementlerdir. Ham maddeler şekillendirilebilen veya kalıplanabilen bir karışım oluşturmak için su ile birleştirilir. Seramik oluşturulduktan sonra şekillendirmek zordur bu nedenle genellikle son istenen formlarına şekillendirilirler. Son formun kuruması beklenir ve fırında pişirilir. Pişirme işlemi yeni kimyasal bağlar oluşturmak için enerji sağlar. Su geçirmez, dekoratif veya fonksiyonel sırlar ilk pişirmeden önce eklenebilir veya daha sonra tekrar pişirilebilir. Bir seramik ilk pişirildikten sonra sırsız porselen adını alır. İlk pişme işlemi sonrasında organikler ve diğer uçucu yabancı maddeler uzaklaşır. İkinci (veya üçüncü) pişirme işlemi sırlama olarak adlandırılır.

Seramik Örnekleri ve Kullanım Alanları

Tuğla, fayans, toprak, çini ve porselen seramik örnekleridir. Bu malzemeler bina, işçilik ve sanat alanında kullanılabilir. Birçok seramik malzeme ve kullanım alanı vardır;

  • Geçmişte cam bir seramik olarak kabul ediliyordu çünkü seramik gibi pişirilen ve işlenen inorganik bir katıdır. Sonradan cam şekilsiz bir katı olduğu için ayrı bir malzeme olarak kabul edildi. 
  • Katı saf silikon ve karbon seramik olarak kabul edilebilir. Katı bir elmas seramik olarak adlandırılabilir.
  • Silikon karbür ve tungsten karbür yüksek aşınma direncine sahiptir. Vücut zırhı, madencilik için aşınma plakaları ve makine bileşenleri için kullanılabilir.
  • Uranyum oksit (UO2) nükleer reaktör yakıtı olarak kullanılan bir seramiktir.
  • Zirkonya (zirkonyum dioksit) seramik bıçakları, taşlar, yakıt hücreleri ve oksijen sensörleri yapmak için kullanılır.
  • Çinko oksit (ZnO) yarı iletkendir.
  • Bor oksit vücut zırhı yapmak için kullanılır.
  • Bizmut stronsiyum, bakır oksit ve magnezyum diborit (MGB2) süper iletkenlerdir.
  • Steatit (magnezyum silikat) bir elektrik yalıtkanı olarak kullanılır.
  • Baryum titanat ısıtma elemanları, kapasitörler, dönüştürücüler ve veri depolama elemanları olarak kullanılabilirler.
  • Seramikler arkeolojide ve paleontolojide kimyasal bileşimlerin kökenlerini tanımlamak için kullanılabilirler. 

Seramiklerin Özellikleri

Seramikler çok çeşitli maddeler içerdikleri için özelliklerini genelleştirmek zordur. Ancak çoğu seramik aşağıdaki özellikleri sergiler;

  • Yüksek sertlik
  • Genellikle kırılganlık
  • Yüksek erime noktası
  • Kimyasal direnç
  • Kötü elektriksel ve termal iletkenlik
  • Düşük süneklik
  • Yüksek esneklik modülü
  • Yüksek sıkıştırma mukavemeti
  • Çeşitli dalga boylarında optik şeffaflık

Bazı seramikler nadiren de olsa süper iletkenlik ve piezoelektrik özelliği gösterebilir.

Hazırlayan: Rabiye Baştürk

Kaynak: 1 (Erişim: )

Article Categories:
Kimya

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir