Işığa Duyarlı Soda Kireç Camların Sentezi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmanın amacı, yalnızca deneysel düzeyde ve yüksek maliyetle üretimi yapılan, ancak kararlılığı sağlanamayan ışığa duyarlı camların - soda-kireç-silis cam matrisine uyarlanması, - son ürünün karakterizasyonu, - fotokimyasal proses için seri üretimde kullanılabilecek bir sistem kurulması, - farklı optik özelliklere sahip camların görece düşük maliyetle üretimidir Sözkonusu camlar, özel bir bileşime sahip olup mor ötesi (UV-ultraviolet) ışın yardımıyla çeşitli renklerin elde edildiği camlardır. Işığa duyarlı cam, cam harmanının hazırlanması, elde edilen camın geleneksel yöntemlerle şekillendirilmesinin ardından içeriğinde bulunan elementlerin UV ışınının aktinik özellik göstererek camın mikroyapısında değişikliklere neden olmasıyla elde edilmektedir. Cam üretildikten sonra cama verilen ışının süresi ve uygulama sıcaklığına bağlı olarak farklı renkler elde edilebilmektedir. Cam içeriğinde bulunan kolloid metal olan gümüşün cam içerisindeki boyut ve dizilimine bağlı olarak camın saydam ya da opak olması sağlanabilmektedir. Bu çalışmada ana cam kompozisyonu olarak sodyum silikat yerine soda-kireç camı seçilmiş ve ışığa duyarlı camların ticari olarak üretilme olanakları incelenmiştir. Ayrıca bu çalışmada cam harmanına lantanid eklenerek literatürde yeralmayan, düşük de olsa UV bölgede absorpsiyonları bulunan Ho2O3, Er2O3, Pr2O3, Nd2O3 gibi lantanidlerin camı renklendirmeyecek miktarda kullanımının ışığa duyarlılık üzerindeki etkileri incelenmiştir. Tekrarlanan deneylerle fotokimyasal prosesin ikinci ısıl işleminde sıcaklığın 680 oC ve üzerine yükselmesiyle mikroyapıda meydana gelen değişimle (büyüme) numunelerin opalleştiği saptanmıştır. Ticari camlarda, demiroksitin neden olduğu istenmeyen yeşilimsi rengin etkisini azaltmada, alternatif renksizleştirici yöntem olarak, %0.04 Pr2O3 kullanımı ardından uygulanan fotokimyasal prosesin cam rengini nötrleştirdiği görülmüştür. Bu sonuç cam üretim sürecinde yeni bir yöntem olarak değerlendirilebilecektir.

Photosensitive glasses were produced only in laboratory with very high price and without having stability. The aims of this study are, - modification of base glass in soda-lime-silica glass matrix - characterization of final product - setting up a new system for the photochemical process to be used in mass production - relatively low cost production of glasses with different optical properties. Photosensitive glasses can be produced in variety of colours with the help of UV (ultraviolet) radiation. After preparing the glass batch, melting and glassification are done by conventional methods and then, by the help of special materials in the recipe, applied actinic radition changes microstructure and glass becomes photosentive. UV exposure time and heat treatment temperature have effects on colours. Depending on the size, shape and orientation of colloidal metal particles, such as silver, transparency of glass can be controlled and even opaque material can be obtained. Soda-lime-silica glass composition was chosen instead of sodium-silicate for producing more commercially feasible glass. Lantanides, such as Ho2O3, Er2O3, Pr2O3, Nd2O3, even they have low absorption in UV region, their effect on the properties of photosensitive glasses were also studied. The amount of lantanides are chosen for keeping base glass colourless. With repeating experiments, second heat treatment temperature is/above 680 oC, glass samples become opaque for changing microstructure (growth). Also, because of having ironoxide in commercial glass composition, its undesired greenish colour can be lessen by adding 0.04% Pr2O3 following by photochemical process, can be used as an alternative decolourization method.