Soda kireç silikat camlarının yeni nesil kaplama ile kimyasal temperlenerek güçlendirilmesi
New generation chemical tempering of soda lime silicate glasses
Yazar: MAHMUT KARAASLAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRAH DÖLEKÇEKİÇ
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Cam malzemelerin keşfedildiği yıllardan itibaren teknolojinin gelişmesi ile kullanım alanları gün geçtikçe artmaktadır. Cam malzemelerin mekanik dayanımlarında teorik ve uygulama arasında büyük bir fark vardır. Bu fark camların yüzeyinde bulunan kusurlardan kaynaklanmaktadır. Bu nedenle camların dayanımının artırılması önem taşımaktadır. Günümüzde camların dayanımının artırılması için ısıl ve kimyasal temperleme yöntemleri kullanılır. Kimyasal temperlemede ısıl temperlemeye göre daha yüksek dayanım artışları elde edilmektedir. Ayrıca kimyasal temperleme ince ve karmaşık şekilli camlara uygulanabilmektedir. Bu çalışmada soda kireç silikat camlarına macun yöntemiyle kaplama yapılarak kimyasal temperleme uygulanmıştır. 4 farklı karışım için 450 °C'de 8, 12 ve 16 saat olmak üzere 3 farklı sürede kimyasal temperleme işlemi gerçekleştirilmiştir. Kimyasal temperleme yöntemiyle karışım içerisinden gelen büyük çaplı K+ katyonu, cam içerisindeki küçük çaplı Na+ katyonu ile yer değiştirerek yüzeyde baskı gerilmeleri oluşturulmaya çalışılmıştır. Bu karışımlarda KNO3 tuzuna ilaveten Mg(OH)2 ilavesi ile Mg(OH)2 içerisinden gelmesi düşünülen Mg+2 katyonu ile karışık katyon etkisi araştırılmıştır. Mg(OH)2 katkılı 2 numaralı karışımla 8 saat kimyasal temperlenen numuneler 3 nokta eğme testi sonucu 4-5 kat, 4 numaralı karışımla kaplanan ve homojen difüzyon mekanizması için farklı bir yöntemle 12 saat kimyasal temperlenen numunelerde 3 nokta eğme testi sonucu 5-6 kat dayanım artışı görülmüştür.

Abstract:
Since the beginning when glass materials were discovered, their usage areas are increasing over time with the development of technology. There is a big difference between theoretical and practical strength of glasses. This difference occur due to the microscobic defects on the surface of glasses. Therefore, it is important to increase the strength of glasses. Today, thermal and chemical tempering methods are used to increase the strength of glasses. Higher strength increases are achieved in chemical tempering compared to thermal tempering. Additionally, chemical tempering can be applied to thin and complex shaped glasses. In this study, chemical tempering was applied to soda lime silicate glasses by coating them with the paste method. Chemical tempering process was carried out for 4 different mixtures at 450 °C for 3 different periods: 8, 12 and 16 hours. An attempt was made to create compressive stresses on the surface of glass by exchanging of K+-Na+ ions by chemical tempering method. In these mixtures, by adding Mg(OH)2 in addition to the KNO3 salt, the mixed cation effect was investigated with the Mg+2 cation thought to come from Mg(OH)2. Samples chemically tempered for 8 hours with mixture 2, containing Mg(OH)2 increased strength the result of the three-point bending test by 4-5 times. Samples coated with mixture number 4 and chemically tempered for 12 hours with a different method for homogeneous diffusion mechanism has increase strength the result of the three-point bending test by 5-6 times.