Camın iki tanımını ayırt edebiliriz :
"Cam" kelimesinin (silikaya dayalı sert, kırılgan ve şeffaf bir malzeme) klasik tanımı, özellikle camlar arasında kuvars içereceğinden, yeterince kesin değildir . Geçen yüzyılda yeni şeffaf malzemelerin geliştirilmesi, özellikle kırılgan ve şeffaf bir malzemenin gerçekten çok sert ve gerçekten silikadan yapılmış olmasını sağlamak zor olduğundan, bu tanımın modası geçmiş ve bir karışıklık kaynağı haline getirmiştir. En belirgin örneğidir gözlük camı denir, ancak "cam" ilk tanımına uymamaktadır,: Mevcut gözlük ne özellikle sert ne silika bazlı (organik malzemelerdir) vardır.
3000 yılı aşkın bir süredir üretilen malzemeler için de “cam incilerden” bahsediyoruz, bu inciler hiç şeffaf olmasa da (camsı görünümü onlara cam adını vermeye yeter). Aynı şey antik çağlardan beri üretilen millefiori için de geçerlidir . Cam yünü şeffaf olmak zorunda değildir, bu nedenle sadece yarı saydam, hatta siyah olabilir (cam köpüğü için aynı). Bu nedenle, camın yaygın tanımı anlamında, ondan yapılmayan nesnelere gündelik dilde "cam" diyoruz. Tersine, belirli malzemeler camın ortak tanımına tam olarak tekabül etmeden tekabül eder: kuvarsa ek olarak, bazı seramikler silikat malzemelerdir, sert, kırılgan, görünürde şeffaftır, ancak cam değildirler.
Bu nedenle uluslararası bilim topluluğu camın başka bir tanımını verir: fiziksel bir bakış açısından cam, cam geçişi fenomenini sergileyen amorf (yani kristal olmayan ) bir malzemedir. Camın bileşimine göre büyük ölçüde değişen cam geçiş sıcaklığının altında ( vitreus silika için 1000 °C'den fazla , amorf selenyum için 40 °C'den az ), cam camsı halde görünür . Günümüzde çok sayıda amorf katı madde "cam" adı altında bir araya toplanmıştır. Böylece sadece mineral camlar değil, aynı zamanda organik camlar ve hatta metalik camlar da üretilmektedir .
Bir asırdan biraz fazla bir süre önce, sadece sert , kırılgan (kırılgan) ve görünür ışığa karşı şeffaf (hatta çoğu zaman bilim camiası için bile "cam" olarak kabul edilen ) bir malzeme veya alaşım . silika bazlı bir alaşım). O zaman, cam çoğunlukla silikon dioksitten yapılmıştır ( silika SiO 2, kumun ana bileşeni ) ve fluxlar . Genel tabirle bu tanım devam eder, çünkü bugün bile tüm yapay cam türleri arasında en yaygın olanı soda-kireç camıdır .
Dört bin yıl önce, Mısır seramikçilerin ve kireç vericiler ısıtma silis SiO tarafından keşfedilmiştir 2 ile (kum), natron dönüştürüldü, soda kurutma ve saflaştırma ve kireç , bir veya daha az cam ve şeffaf bir malzemeden üretilmiş. Bu ilk camcılar, karışıma belirli katkı maddeleri veya renkli mineral tozları ekleyerek özel veya çeşitli renklerde camlar elde ettiler. 650 °C'de stabil bir cam elde etmek için başlangıç karışımının kütle oranları yaklaşık olarak:
Bu nedenle, camsı maddenin somut oluşumunu açıklayan kimyasal reaksiyonun stokiyometrisi olmayan taslağı:
SiO 2 katı + Na 2 CO 3 katı +… - → SiO 2 .Na 2 O… kararlı cam + CO 2gaz1920'lerden beri, X-ışını kırınımı (XRD) ile, camların özelliklerinden birinin, X-ışını kristalografisi ile saptanabilen bir kristal yapı ("düzen") olmaması olduğu gözlemlenmiş ve gösterilmiştir . Bu özgüllük saydam oksitlere değil, tüm amorf oksitlere özgü olduğundan, 1920'lerden beri amorf katıların çoğu "cam" terimi altında gruplandırılmıştır . Başından bu yana XX inci (bunların ortak geçişi: amacıyla, cam geçiş eksikliği yüzyılda, pek çok tanım cam eski tanımı genişletmiştir vs. ) oksit esaslı şeffaf malzemeler ile sınırlı olduğu. Böylece sadece mineral camlar değil, aynı zamanda organik camlar ve hatta metalik camlar da üretilmektedir . İnorganik camları farklı sınıflar altında gruplayabiliriz, işte kapsamlı liste:
Bu camların çoğu şeffaf değildir (oksi-azot camları, metalik camlar…) veya en azından görünürde değildir ( kalkojenit camlar ). Ayrıca, zayıf şeffaf veya hatta opak olan silikat camları üretmek için büyük hacimli metal oksit fraksiyonları eklemek zorunda kalmadan kolaydır. Volkanik bir silikat gibi, genel olarak hafif şeffaf, ama siyah volkanik cam olup. REFIOM camı aynı zamanda şeffaf olmayan bir oksit camdır.
Referans ekleyerek veya yayınlanmamış içeriği kaldırarak yardımcı olabilirsiniz. Daha fazla ayrıntı için tartışma sayfasına bakın.
Doğu Akdeniz havzasında insanlar tarafından kum üzerinde ısı ile camın icadından bu yana camdan yapılan objeleri kullanarak kültürel olarak ayırt edebiliyoruz. Bu tehlikeli madde üretimi, bir şeyi pişirerek elde etme arzusundan (ki tam tersine metal ve seramikte olduğu gibi) ayrıdır; artık . Sembolizm mutlaka aynı olmayacak: Aynı zamanda dönüştürülmüş bir toprak olan seramik için, standart Galya kavanozlarına ve bardaklar dahil amforalara kadar gıdadır. Modern zamanlara kadar oldukça küçük olan cam kaplar için kozmetik ve cenaze eczanesidir. Yani uzun boyunlu ampuller şişeye verecektir. Ya bir meyhanedeki çömlek, ya da kraliyet şampanya kadehlerinin yanı sıra muhafaza edilecek şarap şişeleri. Ekonomik yönü esastır, çünkü kömürün keşfinden önce, 48 saatte 1600 °C'de bir füzyon elde etmek için, 1 kg cam elde etmek için 22 kg odun gerekir . Ağır malzeme aynı zamanda Roma İmparatorluğu'ndan bu yana üretimin kaynağını, pazarını ve satış noktalarını, ticari devreleri kurar.
Cam, geliştirilecek ilk malzemelerden biridir. Kırılganlığın, inceliğin ve şeffaflığın simgesidir: örneğin, Charles Perrault'un masalındaki Cinderella'nın cam terliği ve Walt Disney'in karikatürü . Genellikle orijinal hikayede terliğin vair olduğu düşünülür , ancak Perrault hikayenin kendi tarafını bir cam terlikle yazdı, karikatür de bu fikri ele alıyor.
Elder Scrolls evreninde cam, özellikle silah ve zırh yapımında kullanılan değerli bir volkanik mineraldir. Etkilidirler, ancak paradoksal olarak kırılgandırlar. Ancak, son taksit olan Skyrim'de , oyunda ekipman bozulması artık dikkate alınmadığından gücü hakkında hiçbir ayrıntı verilmez.
Bu bölüm camı ve özelliklerini fizikokimyasal açıdan ele almaktadır. Bu bölümde çalışmamızı oksit camları ile sınırlandıracağız . Bununla birlikte, optiğe değil, manyetizmaya karşı şeffaf olan diğer büyük cam türleri (özellikle sadece metalik elementlerden oluşanlar) vardır, amorf metalik camlar ve spin camları , uzun mesafeli manyetik düzenin ( spin ) yokluğu ile karakterize edilen kristalize bileşikler .
yapıCam amorf bir malzemedir, yani kristal değildir. Sonuç olarak, önemli bir yapısal bozukluk sunar. Mikroskobik yapısı, bir bardakta uzun mesafe düzeni olmayacak şekildedir. Bunda ve yalnızca bunda, bir sıvıya oldukça benzer. Bize örnek verelim saf su oluşur, su moleküllerinin (H 2 O). Her su molekülü izole, her oksijen atomu etrafında, her zaman iki bulacaksınız hidrojen atomları : bir "sırası" 'nin H ölçeğinde (kısa bir mesafede (bu, bir molekülden diğerine yeniden üretilebilir) 2 O molekül). Öte yandan, iki farklı H 2 O molekülü alırsakbir t anına referansla ve onların komşuluklarına, yani H 2 O moleküllerinin tam konumuna baktığımızkomşular, iki referansımız için tamamen farklı iki sonuç elde edeceğiz. Uzak mesafede (molekülün ölçeğinden daha büyük bir mesafede) düzen yoktur. Diyoruz radyal dağılım fonksiyonu ya da çift dağılım fonksiyonunu, bir yarıçap arasındaki (bu örnekte su molekülü) bir parçacık bulma olasılığı veren fonksiyonu r ve R + d r referans. Nötron kırınımı, örneğin, bir malzemenin her bir element için radyal dağılım fonksiyonlarının değerlendirilmesine izin verir ve camlar için kristallere göre daha geniş tepe noktaları gösterir; Gözlük.
Gözlüklerde sırayı kısa mesafede (birkaç atomlar arası mesafenin maksimum ölçeğinde) buluyoruz, ancak ötesinde değil. Bu, bir kristal için olduğu gibi radyal dağılım fonksiyonlarının ilk ince tepe noktası , ardından ideal bir kristalden farklı olarak giderek genişleyen tepe noktaları ile gösterilmektedir.
Bir cam, bir kristalinkine benzer, ancak yalnızca yakın mesafedeki düzenin korunduğu üç boyutlu bir "kafes" olarak bile görülebilir. Örneğin silikon dioksitin (SiO 2 ) yapısını karşılaştıralım .) kristalin ( kristobalit formunda ) ve camsı silikanınki:
Kristal silika (kristobalit).
Camsı silika.
Her iki durumda da, her bir atom bir silikon dört atomuna bağlı olan oksijen , şekillendirme, tetrahedral SiO 4(kısa menzil sırası); her bir tetrahedron, nihai yapının bir "tuğlası" olarak kabul edilebilir. Ancak kristobalit, bu SiO 4 tuğlalarının düzenli bir yığını olarak tanımlanabilirken(uzun mesafe düzenine sahiptir), camsı silika aynı SiO 4 tuğlalarının rastgele bir yığını olarak düşünülebilir. (artık uzak mesafeden düzeni yok).
Amorf yapısı nedeniyle, camlar , dar ve yoğun pikler üreten kristallerin aksine, X-ışını kırınımında saçılan bir hale üretir.
Ana bileşenlerAmorf yapısı nedeniyle cam çok az stokiyometrik gerilmelere maruz kalır . Sonuç olarak, bir cam, içinde çok çeşitli elementler içerebilir ve çok karmaşık bileşimler sunabilir.
Bir oksit camının olarak, bu farklı elemanları olan katyonik formu oluşturmak üzere, oksitler ile oksijen anyon O 2- .
Camların bileşiminde yer alan katyonlar, vitrifikasyon (cam oluşumu) sırasında oynadıkları yapısal role göre üç kategoride sınıflandırılabilir: ağ oluşturucular, ağ oluşturucu olmayan oluşturucular (veya ağ değiştiriciler) ve ara. Bu sınıflandırma için yapısal kriterler , koordinasyon sayısını (katyonun bağlı olduğu oksijen atomlarının sayısı) ve bağ kuvvetlerini hesaba katar .
Oksit olmayan camlarda (kalkojenitler, metalik camlar vb. ) ağ oluşturucular / değiştiriciler açısından konuşulamaz. Özellikle camlar, kükürt camı veya selenyum camı gibi tek bir elementle yapılabilir (bugün bilinen tek elementler kendi başlarına bir cam oluşturabilmektedir): bu nedenle bu elementler ne şekillendirici ne de değiştirici olarak sınıflandırılamaz. Germanyum - selenyum , arsenik - selenyum , tellür - arsenik - selenyum dahil olmak üzere çok sayıda kalkojenit cam oluşturulabilir . Bu gözlükler için ağ eğitmenleri/değiştiricileri açısından konuşmayacağız. Metalik camlar genel olarak daha zor kristalleştirme ve kabul edilebilir bir söndürme oranları mümkün cam elde hale edecek şekilde, en az üç karbon atom yarıçapı büyük farklılıkları olan oluşturulur. Metalik camların kovalent bağları yoktur, bu nedenle ağ oluşturucular / değiştiriciler açısından da konuşmayacağız.
Ağ eğitmenleriAğ eğitmenleri, kendi başlarına bir içecek oluşturabilecek şeylerdir. Elemanlarını oluşturan en yaygın silisyum SiO da oksit formunda Si ( 2), bor B (oksit formunda B 2 O 3), fosfor P (oksit formunda P 2 O 5), germanyum Ge (oksit formunda GeO 2) ve arsenik As (oksit formunda As 2 O 3).
Bunlar , oksijen atomları ile iyono-kovalent bağlar (orta kovalent orta iyonik ) oluşturan oldukça yüksek (genellikle 3 veya 4 kez 5) değerlikli metal elementlerdir . SiO 4 gibi düşük koordinasyonlu (3 veya 4) çokyüzlüler verirler ., BÖ 4veya BO 3. Bu çokyüzlüler köşeleriyle birbirine bağlanır ve cam ağı oluşturur.
Ağ değiştiricilerAğ değiştiriciler (veya eğitmen olmayanlar) kendi başlarına cam oluşturamazlar. Bunlar esas olarak alkaliler , alkali topraklar ve daha az ölçüde belirli geçiş elementleri ve nadir topraklardır .
Genellikle kafes oluşturuculardan daha büyüktürler (daha büyük iyon yarıçapı), zayıf yüklüdürler ve yüksek koordinasyonlu çokyüzlüler verirler. Oksijen atomlarıyla olan bağları, oluşturucuların kurduklarından daha iyoniktir.
Gerçek ağ değiştiricileri veya yük dengeleyicileri olmak üzere çok farklı iki yapısal role sahip olabilirler.
Ara elemanların farklı davranışları vardır: bu elemanların bazıları camın bileşimine göre ya biçimlendirici ya da değiştiricidir, diğerleri ise bu işlevlerden ne birine ne de diğerine ancak bir ara role sahip olacaktır.
Oksit camlardaki ana ara elementler alüminyum Al, demir Fe, titanyum Ti, nikel Ni ve çinko Zn'dir.
renkli merkezlerKi metaller ve oksitler metal, cam imalat işlemi sırasında ilave edilebilir onun etkileme rengi .
Cam ambalajın rengi, içeriğin korunması üzerinde etkilidir. Zaman atlama ışık zengin maruz kalan dalga boylarına ultraviyole maviden, merkaptan oluşturulur , bir kimyasal bileşik , bir güçlü koku. Bira şişeleri genellikle koyu renklidir ve bu dalga boylarını filtreler. Maviyi kötü filtreleyen yeşil renk, şerbetçiotu az olan biralar için ayrılmıştır.
Cam geçişBir kaynaktan bir termodinamik açıdan , cam elde edilir aşırı soğutulmuş sıvı faz olarak katılaşan cam geçiş noktası , T v .
Gibi belirli bir bileşim için, birinci dereceden bir termodinamik bir miktar varyasyon ile ilgili olarak hacim (korurken bu aşamada tarafından işgal edilen basınç ya da bir sabit) mol enerji, termodinamik fonksiyonları gibi, entalpi H için, ( iç enerjiyi U da seçebilirdik ).
Bir sıvının soğumasına bir göz atalım. Öncel için sıcaklıklar aşağıdaki erime sıcaklığı , T f ( T ön basıncına bağlıdır) için termodinamik olarak en stabil durum karşılık kristalize halde (mümkün olan en düşük entalpi). En T f , o zaman, H ya da hacim değişimlerinin izlenmesi: Bu durumda bir değişime karşılık gelen birinci derece, bir termodinamik bir miktar bir modifikasyonudur. Altında , T f , aynı zamanda (bu eğim, bir sıvı için çok katı için daha zayıf olduğu) H eğiminde bir değişiklik dikkate alınmalıdır.
Ancak sıvının soğutulması sırasında viskozite çok yüksekse veya soğutma çok hızlıysa, kristalleşmenin gerçekleşmesi için zaman kalmaz ve o zaman aşırı soğutulmuş bir sıvı elde edilir. Daha sonra T f'de H'nin süreksizliği gözlenmez ve eğimi değişmeden kalır. Soğutma devam ederken, sıvının viskozitesi katlanarak artar ve aşırı soğutulmuş sıvı neredeyse katı hale gelir. 10 13 poise ulaştığında , rijitlik lokal mikroskobik hareketleri engeller ve entalpi eğiminde bir değişiklik gözlemlenir: birinci mertebenin termodinamik büyüklüğünde bir değişiklik olmaz, ancak ikinci mertebenin termodinamik büyüklüğünde katsayı gibi bir değişiklik olur. genleşme veya ısı kapasitesi ( sırasıyla dilatometri ve diferansiyel tarama kalorimetrisi ile gözlemlenir ). Bu bir değişimin meydana geldiği sıcaklığı denir cam geçiş sıcaklığı , T v . Cam geçiş bu nedenle "ikinci dereceden termodinamik geçiş" olarak adlandırılır (birinci dereceden bir geçiş olan füzyonun aksine). Cam geçiş, soğudukça atomik hareketliliğin kaybından kaynaklanır. Bu içsel değildir ve bu nedenle soğutma hızına bağlıdır: söndürme hızı artarsa artar. Bir sıcaklık daha düşük için T v , malzeme bir katı madde , bir yapısal bozukluğu olan sıvı : bir camdır. Düzensizlik ve dolayısıyla entropi bir bardakta kristalden daha yüksektir . T v altında , entropi (entalpi veya hacim) cam ve kristal için aynı şekilde değişir. Fakat teorik olarak, cam yeterince yavaş soğutulursa , aşırı soğutulmuş sıvının entropi varyasyonunun ekstrapolasyonu ile T v düşerse, eşdeğer kristalden daha zayıf bir entropi bardağı elde edebiliriz: Kauzmann paradoksu olarak adlandırılan şey budur. . Bu paradoksun alternatifi tartışılmaya devam ediyor.
Camsı halden sıvı hale sürekli geçişi tarafından sınırlandırılan bir sıcaklık aralığında gerçekleşir , erime sıcaklığı ( T f ) ve cam geçiş sıcaklığı ( T h ). Cam geçiş bölgesi çerçeveleri T v . Aşağıda , T v , cam "denge dışı" olur: atomik hareketlilik artık (viskozite arttırıcı) denge ulaşılacak için yeterli olduklarından, uzaklıkta termodinamik denge hareket eder (bu nedenle daha büyük d uzak denge taşır soğutma hızı ne kadar yüksekse). Denge dışında, camın daha yüksek sıcaklıktaki bir sıvının izoyapısı olduğu söylenir (buna hayali sıcaklık denir). Konfigürasyon dengesine (termodinamik denge) ulaşmak için gerekli olan gevşeme süresi deney süresinden daha büyüktür. Bu nedenle cam , kaçınılmaz olarak bir denge durumuna doğru gelişen yarı kararlı bir malzemedir (hayali sıcaklığı etkin sıcaklığına eşit olana kadar).
viskoziteCamların olmazsa olmaz özelliklerinden biri de üfleme veya elyaflaştırma yoluyla şekil verme imkanıdır . Bu, camın ısıtılmasıyla viskozitesinin sürekli olarak azalması gerçeğinden kaynaklanırken, kristalli bir katı için erime anında viskozitede güçlü bir değişiklik gözlemlenir. Buz 10 mertebesinde biraz negatif sıcaklığında bir viskoziteye sahip 14 Pas (Forbes bantları hesaplanarak Buz Sea iken) su viskozitesi sıvı 10 aralığındadır 3 - Pa . Bu nedenle su, buzdan 100 milyon milyar kat daha akışkandır ve cam gibi üflenebilecek viskoziteye sahip bir buz formu yoktur ( ortam basıncında 10 14 ile 10 −3 Pa s arasında orta viskozitede buz yoktur) ). Aynı şey çelik ve herhangi bir yaygın metal için de geçerlidir. Bir cam Isıtma sırasında viskozite, 10, tipik olarak, sürekli olarak düştüğü zaman 45-50 Pa , 1-10, oda sıcaklığında bir pencere camı için, Pa olarak 1500 - 1550 ° C . Camın birinci dereceden termodinamik geçişi (erime sıcaklığı) olmadığı için viskozitede ani bir değişiklik olmaz. Bu nedenle, eğer kristalleşmiyorsa, üflemek, liflemek, kalıplamak, germek, dökmek veya başka herhangi bir şekilde şekillendirmek için tam olarak doğru viskoziteye sahip olduğu bir bardak için iyi bir sıcaklık bulabiliriz.
Cam üretimi için endüstriyel ve bilimsel açıdan belirli viskoziteler önemlidir. Kademeli cam ısıtılmasıyla, viskozitedeki geçer , :
Bir bardağın "uzunluğu", akma noktası ile çalışma noktası arasındaki sıcaklık farkı ile tanımlanır. "Uzun" bir cam, bir cam üfleyicinin viskozitesi çok büyük hale gelmeden (soğuduğu için) açık havada uzun süre çalışabileceği bir camdır. "Kısa" bir bardak, yalnızca kısa bir süre çalışabilen bir bardaktır.
Göz ardı edilen bir sıvı mı?Cam genellikle olağanüstü viskoz bir sıvı olarak tanımlanır ve katı olarak karakteri sıklıkla tartışılır. Cam bazen oda sıcaklığında akma özelliğine sahip olacağı için kendini görmezden gelen bir sıvı olarak tanımlanır. Bir insan kez ölçeğinde akan kristalli bir katı madde, ancak, buz, örneğin: Öncelikle bu özellik cam özgü olmadığını tüm hatırlayalım viskozitesi de -13 ° C da bardakların edilenden çok az fazla T v . O halde reolojide katı karakterin yalnızca gözlem zamanı ile ilişkili olarak tanımlandığını hatırlayalım . Bir cismin mekanik gevşeme süresi, Maxwell anlamında, viskozitesi ile kaymadaki elastisite modülü arasındaki oran olarak tanımlanır . Akışla ilişkili atomik hareketlerin frekansının tersinin büyüklük mertebesindedir. Deborah numarası gevşeme zamanı oranı ve gözlem süresi olarak tanımlanır. Bu sayı 1'den büyükse bir cismin katı, aksi halde sıvı olduğu söylenir.
Silikat camların çoğu , Evrenin yaşını aşan ortam gevşeme sürelerine sahiptir ve bu nedenle , insanlığın yaş düzeninin bir gözlem süresi göz önüne alındığında bile, Deborah sayıları 1'den çok daha büyüktür. Reolojik anlamda katıdırlar . Böylece Daniel Bonn göre, ENS İstatistik Fizik Laboratuvarı'ndan, eğer vitray pencereler arasında katedraller ya aynalar Aynalar Salonu olarak Versay Sarayı'ndan onların üstünde daha dibinde kalındır, bu gerçektir kullanılan üretim sürecinin en kalın kısmı stabilite nedenleriyle aşağıya doğru atılır. Öte yandan, dahil olmak üzere bazı camlar, kalkojenit gözlük sahip nispeten düşük T v yakın çevre için. Bu, amorf selenyum veya oda sıcaklığında 15.000 s (3.7 saat ) civarında bir gevşeme süresine sahip olan siyah selenyum ( T v = 42 °C ) için geçerlidir. Onun altında olmasına rağmen amorf selenyum akış, oda sıcaklığında kolayca görülmektedir t v .
Bununla birlikte, "donmuş sıvılar" fikri, cam kelimesi ile ilk olarak eş tutulsa da, maddi fizik açısından bu kelimenin ifade ettiği şeyin sadece küçük bir kısmıdır. Bu görüntü, bir cam elde etmenin en yaygın yönteminin, yukarıda Ana bileşenler paragrafında belirtildiği gibi, malzemeyi eritmek ve daha sonra hızlı bir şekilde soğutmak ve kristalleşmeyi önlemek olduğu gerçeğinden kaynaklanmaktadır . Mekanik öğütme , kristalizasyon olmadan konsantrasyon (soğuk bir yüzeyde bir buharın yoğunlaşması veya çözeltide bir çözünenin konsantrasyonu), liyofilizasyon ve hatta atomizasyon gibi başka amorfizasyon yöntemleri de vardır . Fransızca'da "cam" kelimesi bazen sadece sıvının söndürülmesinden kaynaklanan amorf katılar için kullanılır. Bir cam, gerçekte ve fiziksel bir bakış açısından, kullanılan camı elde etme yöntemi ne olursa olsun, cam geçişi olgusunu sergileyen amorf bir katı malzemedir . Özellikle İngilizce'de bu ayrım yoktur.
Bazı malzemeler için sıvı ve amorf arasında yapısal farklılıklar vardır. Glukoz iki biçimi vardır anomerik , α ve β. Gelen Raman spektroskopisi , mümkünse bu iki formları ayırt etmek için yapar “anomerik” olarak adlandırılan bir bölge vardır. Sıvının söndürülmesi ve tersi gösterilen mekanik kriyo öğütme ile elde edilen β-glikoz camlarının Raman spektrumları , sıvı glikozda bulunan glikozun mutasyona uğramasından dolayı söndürülmüş sıvıda ek titreşim bantlarının varlığı ile farklıdır . Bu, yapısal olarak, bir sıvının söndürülmesiyle elde edilen bir cam ile mekanik bir öğütmeden elde edilen bir camın farklı olabileceğini göstermektedir.
Bu nedenle "donmuş sıvı" görüntüsü, amorf katının özel bir halidir. Camın tanımı için mevcut fikir birliği "kristal olmayan katı" dır.
şeffaflıkBazı camlar görünür aralıkta şeffaftır, bu özellikle çoğu silikat cam için geçerlidir ve bu, camların en çok yararlanılan özelliklerinden biridir. Diğerleri, kalkojenit camlar gibi diğer dalga boyu aralıklarında şeffaftır . Ortak pencere camı UV'den orta kızılötesine şeffaftır, UV-B ve UV-C iletmez . Böylece, UV-A iletildiği için bir pencerenin arkasında bronzlaşabilir , ancak güneş yanığını yakalamak çok zordur. Şeffaf gözlükler düşük dalga boylarında sınırlı olarak, sadece bir dalga boyu belli bir aralık içinde daima saydamdır bandaralıklı enerjisi çok tarafından ve yüksek dalga boylarına fonon kesme .
Çünkü silikon silikat camlar, arasında geniş bant boşluğuna sahip valans için iletim bandı ( 9 eV 1 ila camsı silis, 3 eV kalkojenit camlar için). Bir fotonun cam tarafından soğurulması için, değerlik elektronlarını iletkenlik bandına uyarmak için yeterli enerjiye sahip olması gerekir. Foton, bir elektronun bant aralığını geçmesine izin vermeyecek kadar düşük bir enerjiye (dalga boyu çok uzun) sahipse, iletilir ve cam bu foton enerjisine karşı şeffaftır.
Bir camı karakterize eden düzensizlik nedeniyle, değerlik ve iletim bantları yasak bandın içine uzanır (bunlar bantların kuyruklarını oluştururlar) ve değerlik bandı ile iletim bandını ayıran enerjiyi azaltır. Optik absorpsiyon limiti (camın iletmeye başladığı dalga boyundaki düşük limit) bu nedenle ani değildir (saydamlığın başladığı kesin bir foton enerjisi eşiği yoktur) fakat ilerleyicidir, fotonların küçük bir kısmı bile absorbe edilebilir. bant aralığı enerjisinden çok daha düşük enerjilerde. Bu düşük absorpsiyon bölgesi, “Urbach'ın kuyruğuna” karşılık gelir.
Atomik kafesin titreşimi ile " fonon " adı verilen bir yarı-parçacığı da ilişkilendiririz . Fononlar, fotonlarla çeşitli şekillerde etkileşirler (bkz. Raman saçılması ve Brillouin saçılması ). Fononlar birbirleriyle etkileşebilir ve elektromanyetik radyasyonu etkileyecek bir elektrik momenti oluşturabilir: buna çoklu fonon absorpsiyonu denir. Yüksek dalga boylarında (düşük enerjiler), camlar bu nedenle foton-fonon etkileşimleri nedeniyle artık iletmezler. Silikat camlarda, Si-O bağının uzama titreşimi, 8.9 µm dalga boyuna karşılık gelir ve bu nedenle cam bu dalga boyunda çok fazla soğurur. Öyle ki, birinci harmonik (çift frekans, dolayısıyla iki katı zayıf dalga boyu: 4,5 μm ) zaten çok güçlü bir absorpsiyon üretir.
Bir atomik kafesin titreşim frekansı ve dolayısıyla fonon enerjisi, atomların kütlesi ile ters orantılıdır. Nispeten ağır olan kalkojenik elementler, silikat camlara göre daha uzun dalga boylarında (düşük enerjilerde) şeffaflık sınırını geriye iterler. Kalkojenit camlar bu nedenle kızılötesinde silikat camlardan daha şeffaftır.
Camdaki her tür kirlilik, saydamlığını bozan bir veya daha fazla absorpsiyon bandına neden olacaktır; pencere camı için demir (oksitleri), kenardaki bir pencereye bakılarak algılanabilen yeşil-mavimsi tonu oluşturan safsızlıktır. REFIOM camı gibi birçok yabancı madde içeren silika camlar şeffaf değil siyahtır.
Metalik camlar (amorf metal alaşımları) serbest elektronlara sahiptir, iletkendirler ve bu nedenle yasak bir bandı yoktur. Sonuç olarak şeffaf değiller.
Camın kimyasal direnci ve değişimiEndüstriyel cam, çoğu kimyasal bileşikle iyi bir uyumluluğa sahiptir; ancak hidroflorik asit (HF) camı kolayca bozar.
Gözlükler su veya havanın hareketine karşı duyarsız değildir . Su, viskozitesi gibi camın özelliklerinin çoğunu etkiler. Suyun cam üzerindeki bilinen etkilerinden biri "kritik altı yayılma"dır: hidroliz reaksiyonu ile, çatlaklar stres altında camlarda kademeli olarak yayılır, bu da aşağı yukarı uzun vadede kırılmalarına neden olabilir. Elbette bu, birkaç milyon yıllık ve değiştirilmemiş camların varlığını engellemez, çünkü camların değişime duyarlılığı kimyasal bileşimlerine bağlıdır.
Mekanik direnç: kırılganlıkCam, genel anlamda kırılgan bir malzeme gibi görünmektedir . Silikat camlar, çoğu oksit veya kalkojenit cam gibi, herhangi bir kalıcı deformasyon olmadan kırılabilmeleri anlamında oda sıcaklığında etkili bir şekilde kırılgandır ( kurşun gibi, kırılmadan önce deforme olabilen, bükülebilen sünek bir malzemenin aksine ). Ancak bir camı yüksek basınç altında kalıcı olarak deforme etmek mümkündür: buna “yoğunlaşma” denir. Camsı silika böylece hacminin yaklaşık %25 oranında azaldığını görebilir. Camların kırılgan doğası ve dolayısıyla ortam sıcaklığında ve basıncında plastik bir deformasyon mekanizmasının olmaması, güçlü atomik bağlarından (çoğunlukla kovalent veya iyonik) kaynaklanmaktadır. Genel olarak konuşmak gerekirse, tek onun bağlarını (kırmak için mekanik enerjinin büyük bir alacağını beri yüksek bağlanma enerjileri ile malzeme, mekanik olarak çok güçlü olacağını beklenir elmas bu destek vereceğini tipik bir malzemedir bağı. Fikirdir). Artık biliyoruz ki, bu malzemeler üzerindeki en ufak bir yüzey çizik, bir stres konsantrasyonu fenomeni ile bir çatlağın ve ardından bir kırılmanın ( kırılmanın ) başlatıcısı olabilir . Cam gibi sert bir malzemenin yüzeyde açısal kusurlar göstermesi neredeyse kaçınılmaz olduğundan, mekanik direncini karakterize etmek için önemli olan atomik bağların enerjisi değil, tokluğu , yani bu kusurların yayılmasına karşı direncidir. Oksit camın mukavemeti nispeten düşüktür (0.5- 1.0 MPa . √ m ) veya mevcut metalden neredeyse yüz kat daha azdır. Bununla birlikte siliko-soda-kireç camlarının tokluğu, termal veya kimyasal toklaştırma ile önemli ölçüde arttırılabilir . Günümüzde çoğu akıllı telefon ve tablet ekranı kimyasal olarak sertleştirilmiş ince camlardır.
Camın kendiliğinden kırılmasıDokunulmadan "kendiliğinden patlayan" cam kapları gözlemleyen birçok insan ifadesi var. Bu fenomen hakkında paranormal bir şey yok. Bir camın kırılması için bir çatlak oluşturması ve bir çekme geriliminin çatlağın yayılmasına neden olması yeterlidir (bu, tokluk tanımının temelidir ). Gerilme çok düşükse, çatlak hareket etmez. Bununla birlikte, silikat camlar suya duyarlıdır ve bir hidroliz reaksiyonu, bu eşiğin altında bir çekme gerilimine maruz kaldığı anda çatlağı ilerletebilir: buna kritik altı yayılma denir. Çatlak daha sonra havanın neminin basit etkisi altında nanometre nanometre çok yavaş ilerleyebilir. Stres, camın zayıf tavlanmasından gelebilir. Çatlak kritik bir boyuta ulaştığında veya yüksek gerilimli bir alana girdiğinde cam parça patlar. Camın nemine, sıcaklığına, termal geçmişine ve çatlağın başlangıç boyutuna bağlı olarak süreç yıllar alabilir.
Termal sertleştirilmiş camda , fenomen prensipte önlenebilir. Ancak cam, hammaddelerden (kalsit, dolomit) gelen nikel sülfür (NiS) kirliliğine maruz kalabilir. Isıl işlemin ısıtma sıcaklığında, NiS faz değiştirir (α, 379 ° C'den kararlı) ve büzülür (%2'den %4'e) ve söndürme sırasında kararlı fazına (β) dönmek için zamanı yoktur. oda sıcaklığında ve α fazında kalır. Ancak bu faz yarı kararlı olduğundan, tekrar genişleyerek (uzun zaman alabilir) yavaş yavaş β formuna döner, camda muazzam gerilimler oluşturur ve camın montajından çok sonra “kendiliğinden patlaması” meydana gelir.
Mermi etkileriCam, kalınlığına, bileşimine ve üretim yöntemine bağlı olarak darbelere, düşmelere ve darbelere karşı az ya da çok dayanıklıdır.
Belirli bir mercek için, bir çarpma noktası (örneğin bir merminin) çevresinde sayılan yıldız çatlaklarının sayısının, çarpma anında merceğe karşı merminin nispi hızını yansıttığı gösterilmiştir. Cama çarparak bir kaza veya ateşli silah kullanılması durumunda , merminin hızı (ve dolayısıyla kullanılan silahın ve mühimmatın türünü biliyorsak, atıcıya olan mesafe hakkında) bilgi edinmek mümkün hale gelir ; 432 km / s'ye kadar artan bir hızla fırlatılan mermiler üzerinde gerçekleştirilen testlere göre , bu iki ayarı birbirine bağlayan basit bir denklemle, kinetik enerji miktarı ne kadar büyük olursa, çatlak sayısı o kadar fazla olur. Tersine, artık kaza sırasında bir far veya ön camdaki çatlakları gözlemleyerek bir aracın kaza anındaki hızını da çıkarabiliyoruz.
Ayrıca amatörler tarafından yapılan ölçümlere göre 5 mm kalınlığında temperli bir cam içerisinde çatlakların yayılma hızı yaklaşık olarak 1.458 m/s'dir .
Aşağıdaki değerler sadece cam birçok çeşidi vardır olarak gelen, bir büyüklük düzeni sağlamak üzere tasarlanmıştır ağır çakmaktaşı (kurşun yüklü; değişen yoğunluk 2,500 ile 5,900 kg / 3 ) (pencerede cam standart 2,500 kg / m 3 ) kronlar aracılığıyla ( 2,200 ila 3,800 kg / m 3 ), vb.
Fiziksel özellik | Değer | Birim |
---|---|---|
hacimsel kütle | 2.500 | kg / 3 |
Gencin modülü | 69.000 | MPa |
Poisson katsayısı | 0.25 | |
esneklik sınırı | 3.600 | MPa |
Dayanıklılık | 1.500'den 2.500'e | baba |
Doğrusal genişleme katsayısı | 0,5 ila 15 × 10 -6 | / °C |
Termal iletkenlik | 1 | W m -1 K -1 |
Cam özellikleri , örneğin SciGlass ve Interglad gibi cam veri tabanlarının istatistiksel analizi ile hesaplanabilir . İstenen cam özelliği, kristalizasyon (örneğin, sıvı sıcaklığı ) veya faz ayrımı ile ilgili değilse, üçüncü dereceye kadar ortak polinom fonksiyonları kullanılarak lineer regresyon uygulanabilir . Aşağıda ikinci dereceden bir denklem örneği verilmiştir. Cı -değerleri olan bileşen konsantrasyonları Na camın 2 Oveya Yüzde CaO veya diğer kesirler, b -değerleri katsayılardır ve n , cam bileşenlerin toplam sayısıdır. Camın ana bileşeni olan silikon dioksit SiO 2, tüm bileşenlerin toplamının %100 olması kısıtlaması nedeniyle aşırı parametrelendirme nedeniyle aşağıdaki denklemde hariç tutulur. Aşağıdaki denklemdeki terimlerin çoğu, korelasyon ve anlamlılık analizi yoluyla gözden kaçabilir.
Cam özelliği =
Derin öğrenme ( " derin öğrenme ") ile tahminBir camın özelliklerinin tahmin edilmesinin oldukça zor olması, özellikle her bir özellik için evrensel modeller oluşturmanın zorluğu nedeniyle, camların özelliklerini tahmin etmek ve belirli özelliklere sahip yeni camların geliştirilmesine izin vermek için mevcut çözümler, küçük, çünkü, derin öğrenmeye doğru . Şematik olarak, ilke, halihazırda bilinen birçok camın (tipik olarak 100.000) özelliklerini belirlemek için makine öğrenimi (bu yapay zekadır ) yoluyla bir sinir ağını eğitmekten ibarettir; önce geliştirildi. Bu yöntem, on yıllardır süren bilimsel araştırmaların henüz kurmayı başaramadığı herhangi bir fiziksel modelden kurtulmayı mümkün kılar.
Doğal cam, doğal olarak oluşan herhangi bir cam türüdür. İki ana aile vardır: biyolojik cam ve jeolojik cam.
Organik camYeryüzünde en çok cam üreten tür insanlar değil, diatom ailesidir . Gerçekten de, bu tek hücreli algler , şaşırtıcı ve hassas şekillere sahip bir cam kabuk tarafından korunmaktadır. Oluşturan planktonları , bu cam sanayinde üretilen camların çok daha yüksek bir hayli yoğunluğa ve vardır. 2008'den beri bilim adamları sentezin ayrıntılarını belirlemeye başladılar : deniz suyunda bulunan silikatlardan başlıyor ve laboratuvarda benzer reaksiyonların nasıl yeniden üretileceğini öğrenmeye başlıyorlar. Bu imalat, yumuşak kimyasal fiziksel koşullar altında gerçekleşir , yani yüksek sıcaklık ve basınç gerektirmez .
Camın diatom için en büyük avantajı, ışığı geçirerek fotosentezi engellememesidir . Mayoz bölünme sırasında çok hızlı sentezlenir .
jeolojik camPek çok silikat kayası, yeterince hızlı soğutulursa vitrifiye olma eğilimindedir. Bu fenomeni özellikle Dünya'da, volkanların yakınında gözlemliyoruz, burada örneğin obsidyen , pomza taşları (genellikle obsidiyene yakın bileşimde), takilit , palagonit .
Fulgurites bir yıldırım (genellikle kum) tarafından üretilen doğal cam başka bir örnektir. İmpaktit bir göktaşı etkisi ile oluşturulur. En iyi bilinen şekli libik camdır. Ay ayrıca yüzeyinde göktaşı çarpmalarıyla camlaşmış kayalara sahiptir. Daha sonra ay camından bahsederiz.
Aksine impactites kraterin içinde bulunan, tektites 2.000 up mesafelere kraterin yukarıya doğru, çarpma anında atılır km . Çarpma üzerine, çarpma üzerine kayaç bankaları erir ve sıcaklık tipik olarak 1600 °C'yi aşar . Çarpma anında göktaşı mermisi tarafından atmosfer üflendiğinden, demir gibi geçiş elementleri esas olarak indirgenmiş halde bulunur. Gövde ve çarpma tertibatının karışımından oluşan erimiş püskürtücü, birkaç km/s hızla balistik bir yörünge alır ve düşük basınçlara maruz kalır. Atmosferdeki yolculukları sırasında, silikat sıvısı son derece hızlı bir şekilde söndürülür . Tektitler, termal geçmişlerine, dönme hızlarına ve serpinti sonrası aşınmalarına göre çeşitli ve bazen şaşırtıcı morfolojilerle (küre, halter, damla, armut, yırtılma vb. ) karakterize edilir .
Kuyruklu yıldızlar ayrıca "bir bardak su" veya amorf buzdan oluşur .
Biyoaktif camlar veya bioglasslar, rekonstrüktif cerrahide kemik yerine kullanılan malzemelerdir.
Ekstrapolasyon ile cam adı diğer amorf malzemeler için kullanılır.
Örneğin, zirkonyum , baryum , lantan ve alüminyum florürlere dayalı karışımlar , silika camdan ultraviyole ve yakın kızılötesinde daha şeffaf olan florlu camlar üretir. Bu nedenle, bu radyasyon için optik aletler üretmek için kullanılırlar.
Birçok gözlük camı , bisfenol A'nın polikarbonatı veya polikarbonat alil gibi karbon bazlı polimerler olan organik camlardan yapılır .
Bazı metal alaşımları çok hızlı soğutma ile amorf bir yapı ile katılaştırılabilir , daha sonra metalik camlar olarak adlandırılırlar . Örneğin, erimiş metal , yüksek hızda dönen bir bakır tambur üzerine yansıtılabilir . Bu alaşımlar örneğin transformatörlerin çekirdekleri için kullanılır . Aslında, histerezis döngüleri çok düşüktür, bu da kayıpları önemli ölçüde azaltır.
Amorf metal alaşımlarının (Al-Cu-Fe) tortuları, vakumla biriktirme ile elde edilebilir .
Çeşitli yöntemler kullanılarak biriktirilen ince filmlerin yanı sıra, cam sentez süreci genellikle şu şekildedir: eritme, temperleme ve tavlama ( İngilizce " eriyik söndürme" yöntemi ).
Soda-kireç camları ile ilgili olarak, camın sentezi için gerekli olan elementler, genellikle oksitler (silika) ve karbonatlar (kalsiyum karbonatlar, sodyum karbonatlar) karıştırılarak füzyona getirilir. Cam standart cam olarak beyaz kum, soda, kireç ve 1550 °C'de taşınan kırık cam ( kırıntı ) kullanılmaktadır . Cam daha sonra özellikle büyük hacimler için genellikle rafine edilir: yüksek sıcaklıkta tutarak kabarcıklarından kurtulur. Nispeten düşük viskozite daha sonra kabarcıkların yüzeye çıkmasını teşvik eder. Sıvı içindeki konveksiyon hareketleri yeterli değilse, örneğin sıvıyı karıştırarak bir homojenizasyon işleminden geçmek de mümkündür.
Erimiş karışım hafifçe soğutulursa, kristal termodinamik olarak en kararlı katı form olduğundan kristalleşme eğiliminde olacaktır . Kristalleşmeyi önlemek ve amorf bir yapı, dolayısıyla bir cam elde etmek için, sıvı şiddetli bir şekilde soğutulmalıdır: temperlemeden bahsediyoruz, ancak camlar için bu nadiren erimiş karışımı suya batırma meselesidir. Silikat camlar çoğunlukla havada ıslatılır (aniden eritme fırınından ortam havasına veya daha düşük bir sıcaklıkta başka bir fırına getirilir). Metalik camlar soğutma zorunluluk bazen saniyede birkaç bin derece Kelvin ulaşmak beri, daha şiddetli öfke gerektirir. Kalkojenit camları , erime genellikle su ya da buz içinde şişe daldırılmasıyla söndürülür bir silis ampul içinde yapılır.
Temperleme, cam yüzeyinin (hava ile temas halinde) çekirdeğe göre daha hızlı soğumasını sağlar. Yüzey soğur, büzülür ve katılaşır. Bu fenomen camda gerilimler oluşturur. Bu fenomen termal şoklar sırasında iyi bilinir : 200 ° C'de fırından çıkarılmış bir cam tabak alır ve soğuk su jeti altında lavaboya koyarsanız, yüzey soğukla temas ettiğinde büzülmek istediği için kırılır. su ama kalp, sıcak, onu engeller. Bu nedenle yüzey, kopma ile sonuçlanan ani gerilim altına alınır. Eridikten sonra su verme sırasında yüzey büzülür, ancak çekirdek değil. Ancak çok sıcak olan kalp, kasılmaya uyum sağlayacak kadar düşük bir viskoziteye sahiptir. Bu nedenle cam kırılmaz, ancak güçlü bir şekilde kısıtlı kalır. Tedavi edilmediği takdirde, bu gerilimler uzun vadede camın kırılmasına neden olabilir . Bu nedenle cam geçiş sıcaklığına yakın bir sıcaklıkta bir tavlama gerçekleştirilir, böylece camın viskozitesi, camın doğasına ve hacmine bağlı olarak gerilimlerin bir ila birkaç saat içinde gevşemesi için yeterince düşük olur .
Cam nesne ince bir formdaysa, tavlama gerekli değildir, çünkü yüzey ile çekirdek arasındaki termal gradyan düşük kalır: optik fiberler veya cam yünü tavlanmaz.
Bir cam kötü bir şekilde tavlanırsa, fotoelastimetri ile polarize ışıkta iç gerilimler gözlemlenebilir . Bu deney herkes tarafından yapılabilir: bir bilgisayar ekranı polarize ışığı sağlar, cam nesneyi öne yerleştiririz ve polarize güneş gözlükleriyle ona bakarız : camda bir "gökkuşağı" belirirse, kötü tavlanır.
Cam, sürekli ve süreksiz olarak sınıflandırılabilecek farklı yöntemlerle şekillendirilebilir:
Sınıf | süreç | Tanım | Örnekler |
---|---|---|---|
Durdurulan | üfleme | içi boş cam | |
Döküm bir kalıpta | Erimiş cam, imal edilecek nesnenin şekline sahip bir kalıba dökülür. | içi boş cam | |
presleme | Erimiş cam, üretilecek nesnenin şekline sahip bir kalıpta sıkıştırılır. | Katot ışın tüpü , içi boş cam | |
Savurma döküm | içi boş cam | ||
Devam etti | Laminasyon | Erimiş cam iki hadde silindiri arasından geçirilir. | Düz cam (az kullanılan süreç) |
Çizim | Düz cam (az kullanılan süreç), ışıldayan tüp , fiberglas | ||
Yüzer | Erimiş cam bir sıvı kalay banyosuna dökülür ve orada yayılır ve sürekli bir şerit oluşturur. | Düz cam | |
masaya döküm | Erimiş cam bir masaya dökülür ve yuvarlanır. | Düz cam (az kullanılan süreç) | |
ekstrüzyon |
Silika esaslı cam, Orta Çağ'dan beri öncelikle optikte kırılma özellikleri ( mercekler , gözlük camları ) için kullanılmıştır.
Oksit camlar, görünür ve yakın kızılötesi optiklerde (Orta Çağ'dan beri lensler, prizmalar, aynalar; telekomünikasyon için modern optik fiber ) uygulamalarıyla bilinir .
Silikat camların şeffaflığı, onları modern güneş enerjisinin gelişiminde önemli bir unsur haline getirir. Chalcogenide camlar artık gece görüşü, kaybolan dalga kızılötesi spektroskopisi, holografi ve optoelektronik uygulamalar vb. dahil olmak üzere kızılötesi optik uygulamalar için geliştirilmektedir.
Aynı zamanda, kullanılan kimya ve gıda endüstrisi : çok az bu alanlarda kullanılan bileşiklerin çoğu ile reaksiyona girer, bu kaplar (için ideal bir malzeme bu nedenle şişe , yoğurt kapları , taksimatlı , bir Erlenmeyer kabı , damıtma sütunları test parçalarının , test tüpleri ). Camı etkili bir şekilde çözme gücüne sahip tek sıvılardan biri hidroflorik asittir (HF).
Cam, yüksek seviyeli radyoaktif atıkların ( HAVL ) vitrifikasyon işlemi ile hapsedildiği malzemedir . Düzensiz olduğu için cam, yapısı amorf olma eğiliminde olan ve bu nedenle ışınlama altında mekanik özelliklerini kaybeden metallerin aksine, uzun vadede radyasyona iyi dayanır. Ayrıca cam, suyun varlığında bile jeolojik ölçekte çok iyi yaşlanır.
Cam da mimaride çok önemli bir yapı malzemesidir . Ortalarından beri olağan cam float cam dışında XX inci yüzyıl, cam tuğla yüz yıldır kullanılan yatay ve dikey saydam duvarlar yapar; Antika kare cam levhadan kaynaklanmaktadır. Modern mimaride cephelerde mozaikten kaynaklanan seramik elemanların, yüzme havuzlarının su yalıtımında yerini cam macunu; 2019'da “rafine” banyolar bu malzemeyi modaya geri getiriyor. Cam şimdi özellikle cam yünü formunda, hafif, çürümeye karşı dayanıklı ve yanıcı olmayan bir yalıtkan olarak mevcuttur .
Silika bazlı cam elyaflar, yapıların sürekli olarak izlenmesine izin veren çeşitli sensörlerden bilgi taşıyan optik kılavuzlar aracılığıyla mevcut yapılarda önemli bir rol oynamaktadır.
Cam da günümüz otomotiv endüstrisinde çok önemli bir malzemedir .
Kalkojenit camlar, bilgi taşıyıcı oldukları DVD'lerde de yaygın olarak kullanılmaktadır . Cam ayrıca yüksek teknoloji ürünü günlük ürünlerde de mevcuttur: sabit diskler , dokunmatik ekranlar, kendi kendini temizleyen camlar ve cam üreticileri gelecekte birden fazla uygulamayı düşünüyor.
Bazı çelikler amorf formda, "metalik cam"da katılaştırılabilir. Metalik camlar da spor malzemelerine (kar ayakkabıları, kayaklar, yarasalar) girmiştir.
İzotropileri nedeniyle bu çelikler, özellikle gizli denizaltıların inşası için ilginç manyetik olmayan özelliklere sahiptir . Ayrıca büyük sertlik ve çok iyi korozyon direncine sahiptirler.
Pek çok uygulamada, camın yerini şu anda daha hafif ve genellikle darbeye daha dayanıklı olan plastik malzemeler alıyor .
Mikro boncuklar, lifler (kesilmiş veya kesilmemiş), paspaslar ("dökme" olarak düzenlenmiş lifler) veya kumaşlar ( örneğin " tafta " dokuma yöntemi ) şeklinde bulunabilir. Polimer matrisine dahil edilen veya yüzeyde biriktirilen bu sunumlar, özellikle plastiklerde ve ayrıca kompozit malzemelerde termoplastik ( poliamidler ) veya termoset ( polyesterler , epoksiler ) reçinelerin takviyesi (lifli veya değil) olarak kullanılır .
Camın sanatsal kullanımları yüzyıllardır sayısızdır. Çağdaş sanatta, hem kırılmış hem de tavlanmış buzların yanı sıra parlak haute couture elbiseler buluyoruz. Birçok teknik yeniliğe (ortaçağ sodyumsuz cam vitray, cam macunu, füzyon, termoform, vb. ) eşlik ettiler veya gerektirdiler .
Cam, onu güçlendirmek ve sabitlemek için değişikliklere uğrayabilir:
Cam ayrıca yüzey işlemlerine tabi tutulabilir , çoğu zaman birikintiler:
Antik çağlardan beri ressamlar cam levhayı resme destek olarak benimsemişler; diğerleri arasında, ters cam boyama (ya da cam altında boyama veya cam üzerine boyama ) bir cam tabaka üzerine direk olarak uygulanan bir güç sanatsal bir tekniktir. Cam, tuval gibi boyayı destekler. Cama lehimlenmiş, bu destek sayesinde işi düşünüyoruz. Böylece cam hem destek hem de koruyucu cila görevi görür. İşlemin pişirme gerektirmemesi için bunun bir soğuk boyama tekniği olduğunu unutmayın. Pigment, çoğunlukla vernik bazlı yağlı bir araçla cama bağlanır. Zamanımızdan önce kullanılan renklerin büyük bir bölümünün günümüzde kullanımı (camcıların sağlığı) yasaktır.
Cam, eğer iyi boylanırsa ( seçici ayırma ), niteliklerini kaybetmeden süresiz olarak geri dönüştürülebilir . Almanya, Belçika, İsviçre veya İskandinav ülkeleri gibi bazı ülkelerde, sınıflandırma, daha verimli geri dönüşüm için beyaz, yeşil ve kahverengi camı ayırt edebilir ve iade edilebilir ve yeniden kullanılan şişeler , üreticiler ve tüketiciler tarafından daha sık seçilir .
Bununla birlikte , toplama (toz ve diğer atıklarla kirlenmiş) ve kentsel yolların ve su geçirmez zeminlerin temizlenmesinden kaynaklanan sulu kar ve kırılmış camlar cam işleri tarafından reddedilmektedir. Bunlar için başka kullanımlar aranır veya bunları çöp sahasına veya yakma fırınına göndermeye devam etmek zorunda kalmamak için test edilir ). Betonda dekoratif eleman (renkli cam) olarak kullanılabilir .
In asfalt , örneğin Guyana , sonundan beri 2006 , cam atık dibine olarak kullanılmıştır (70 t Cayenne merkezinde mid-2007 bir ilk test sitesiyle 2006 yılı sonunda toplanan) yol katmanının şeklinde ezilmiş cam . 30 km yol için 4.600 ton cam gerekiyor . Ancak bu tür yeniden kullanım tehlikeli sorunlara yol açabilir (şantiyeler sırasında ve belki de faunayı kazmak için ).
elden geçirmeKullanılmış cam şişeler eritilebilir . Bu şekilde geri kazanılan malzeme, yeni şişelerin üretilmesini mümkün kılar.
Geri kazanılan kırıntılardan (kırılmış cam) da cam üretilebilir . Geri kazanılan kırıntılardan cam yapmak, hammadde ve enerji tasarrufu sağlar .
Yeniden eritilmeden önce, cam çeşitli işlemlerden geçer: taşlama, yıkama, yapıştırıcıların, etiketlerin, kapsüllerin çıkarılması, cam ve metallerin ayrılması ve hurdaların (porselen, taşlar, vb. ) ortadan kaldırılması .
Gelen Fransa , cam yığın kırık cam halinde elde edilir. Tüm bar ve kafelerde ve ayrıca Alsace'de halka açık satılan bira şişelerinde iade edilebilir camlar toplanır . Çevre ve Enerji Yönetimi Ajansı (ADEME) cam kaplar yatırma yararı Fransa'da oldukça uzun besleme devreleri göz önüne alındığında, bariz olmadığını düşünmektedir.
Kayıp eşya ofisiBu sistemle, şişeler maddi bir tazminat için bütün olarak geri kazanılır, yıkanır ve tekrar kullanılır.
In Europe , doldurulabilir cam mevduat, Üye Devletlerin takdirine yetkili o rekabetin ve çevre koruma politikası çerçevesinde bozulmaları yol açmadığından sağlanır.
Almanya ve Belçika setini tercih. Kanada, Almanya'ya benzer bir sistem kullanıyor ve çeşitli şirketler tarafından daha uygun maliyetli ve kolay yeniden kullanımı kolaylaştırmak için bira şişelerinin formatını standartlaştırdı.
Cam kristalleşebilir ve az ya da çok opak ve hatta toz haline gelebilir .
Kazı camları, toprakta bulunan maddelerle temas ettiğinde yanardöner hale gelebilir.
Tortular veya kimyasal değişiklikler yüzeyini değiştirebilir.
Gözlükler genellikle hafif bir sabunu destekler. Bununla birlikte, ovalamamanın daha iyi olduğu yaldızla dikkatli olun.
Prensip olarak, cam korozyonu bir H atomunun varlığı ile bağlantılıdır + iyonları olarak H 2 O.
Çatlaklar çözülmemiştir ve kırılma indisindeki bir farktan dolayı kolajlar genellikle görünür durumdadır . Siyanoakrilat yapıştırıcılar ve silikonlar bazen tatmin edici sonuçlar verir, ancak epoksi yapıştırıcılar daha fazla stabiliteleri, belirli camlarınkine yakın kırılma indeksleri ve düşük viskoziteleri için tercih edilir. Geçmişte ağırlıklı olarak Kanada balzamı kullandık .