Cam nedir?
Soda veya potas katılmış silisli kumun ateşte eritilmesiyle yapılan sert, saydam ve çabuk kırılır bir cisimdir.
Sert ve tıkız görünüşüne rağmen cam, katı bir cisim değildir. Camın katılığı iç yapısındaki molekül sürtünmelerinin çok fazla oluşundan ileri gelir. Camın katı bir maden gibi kristalli bir yapısı yoktur. Bu yüzden daha çok sıvılarınkine benzer. Günümüzün bilim adamları camı, «ergimiş katı bir çözelek» olarak tanımlarlar.
Cam yapımında kullanılan maddeler ortalama 1.300° santigrada kadar ısıtıldıktan sonra yavaş yavaş soğutulur. Böylece camda moleküllerin kristalleşme eğiliminin önüne geçilmiş olur. Aksi halde yer yer kristalleşmeler görülür. Bu da kristalli ve kristal dışı moleküller arasında gerilmeler doğurur, camın kırılmasına yol açar.
Ama, tekniğin bulduğu yeni çalışma sistemleriyle bu güçlük ortadan kaldırılmış bulunmaktadır. Cam yapımı çok eski çağlardan beri bilinir. Yalnız insanlar suni cam yapmasını öğrenmeden çok daha önceleri tabiatta bulunan bazı saydam maddelere biçim vererek çeşitli cisimler meydana getirdiler. Suni olarak camın ne zaman yapıldığı kesinlikle bilinmiyor.
Bununla birlikte eski Mısır ve Fenikeliler'in suni cam yapımını geliştirdikleri bir gerçektir. Romalılar ise, M.S. 1. yüzyılda cem yapımını başlı başına bir sanat durumuna getirdiler. Roma'nın çökmesinden sonra bu sanat Avrupa'da önemini kaybetti. Daha sonra Doğu ile sıkı ticaret bağları olan Venedikliler cam yapım sanatını öğrenmekte gecikmediler. İlk cam yapım evlerini 6. yüzyılın başlarında kurdular.
Böylece cam yapımı Avrupa'da yepyeni bir şekil aldı. 16. yüzyılda Bohemyalı cam sanatçıları Venedikliler'in tekniğini benimsediler. 1680 yılında Fransa'da, Saint Gobain'de ilk cam sanayii kuruldu. 18. yüzyılda da makinelerin sanayi alanında gözükmesiyle cam endüstrisi çok gelişti. Eski Türk cam sanatı Selçuklular ve Osmanlı Türkleri devri olmak üzere iki döneme ayrılır.
Selçuklular Orta Asya'dan getirdikleri cam eşyayı zenginleştirerek bu sanatı geliştirdiler. Selçuklular çağında yapılan cami ve medreselerde kullanılan ve «Şemsiye» adıyla anılan cam çeşidi büyük önem taşır. Osmanlı Türkleri'nde cam sanatı İstanbul'un alınmasından sonra çok gelişti. Mustafa İli zamanında şişe ve öbür cam eşyanın yapıldığı yer Tekfur Sarayının çevresindeydi. 19. yüzyılda Çubukluda bir cam yapımevi kuruldu.
1899'da da bir Musevi, Paşabahçe'de bir fabrika kurdu. Ama Avrupa'dan gelen eşyaya rekabet edemediği için kapattı. Türkiye'de modern anlayışla ilk cam fabrikası 1934'te İş Bankası tarafından Paşabahçe'de kuruldu. Türkiye Şişe ve Cam Fabrikaları A.O.nın mamulleri bugün en çok aranan cam eşyalardır. Özellikle «rumi» ve «hatayı» stilinin motiflerini kapsayan kompozisyonlu süslü cam tabak ve vazolar ünlüdür. Camın ilk defa ne zaman yapıldığı kesin olarak bilinmiyor.
Çok eski bir tarihe sahip olduğu bir gerçektir. Üzerinde tarih olan en eski cam ise M.Ö.1551-1527 yılları arasında yaşayan Firavun Amenhotep’e ait olan iri bir boncuktur. Orta Asya’dan gelen Selçuklular, camcılığı, Anadolu’ya getirip yaydılar. Artuklular ve Selçuklular zamanında yapılan medrese ve bilhassa camilerde kullanılan cam ayrı bir özellik taşıyordu. Osmanlıların kurulması, gelişmesi ve İstanbul’un alınması ile camcılık da gelişti.
On altı ve on yedinci yüzyıllarda cam sanayiinde büyük gelişmeler oldu. İstanbul, camcılığın merkezi haline getirildi. On dokuzuncu asırda ise Çubuklu dolaylarında bir billur, bir de cam yapım evi kuruldu. Birbirinden güzel nadide billurlar yapıldı. Bunların en meşhurları çeşm-i bülbüllerdi. Cumhuriyet devrinde 1934 yılında kurulmaya başlayan modern cam fabrikası, 1937 yılında üretime başlayabildi.
Böylece Paşabahçe’de fabrika kurulmuş oldu. Bundan sonraki yıllarda Türkiye Şişe ve Cam Fabrikaları A.Ş’nin fabrika sayıları arttırılıp, ihracat yapılabilecek duruma gelinmiştir. Ayrıca özel şirketlere ait pekçok cam fabrikası yapılmıştır.
Özelllikleri
Silis camların genişleme katsayısı çok düşük olduğu için, ani sıcaklık değişmelerine dayanıklıdır. Fakat diğer camlar genişleme katsayısı büyük olduğu için, ani sıcaklık değişmelerine dayanıklı değildir. Herhangi bir cam istenildiği gibi ısıtılamaz. Bilhassa ani soğutulamaz. Eğer bir cam bir metal ile birleştirilip kaynak yapılacaksa, metal ile camın genişleme katsayısı aynı olmalıdır.
Camların kopma yükü 4-10 kg/cm 2 , baskıya karşı direnci 60-120 kg/mm 2 ve elastik modülü 4500-10.000 kg/mm 2 dir. Sertlik (çizme deneyi ile tayin edilir) adi camlarda 200 civarındadır. Silis oranı arttıkça camın sertliği 270’e kadar çıkabilir. Yoğunluk adi camlarda 2,4-2,6; kurşunlu camlarda ise 3-3,8 g/cm 3 tür. Camlarda elektrik iletkenliği ise çok düşük olup, elektrolitik tiptendir. Elektrik iletkenliği sıcaklıkla artar. Adi camlar mor ötesi ışınları geçirmezler. Mangan ihtiva eden renkli camlar yalnız kızıl ötesi ışınları geçirir.
Camların, bulundukları ortama karşı dayanmaları silis ve alüminyum oranıyla artar. Fakat alkali oranıyla düşer. Camlar sudan pek etkilenmezler, fakat basınç altındaki su buharı hızla aşındırabilir. Florür asidi (HF) haricinde hiçbir asitten etkilenmez. Cam Çeşitleri ve Kullanım Sahaları Ticari camlar, soda camı ve özel camlar olmak üzere başlıca iki türdür. Cam üretiminin büyük bölümünü oluşturan soda camı, kum (silisyum dioksit, SiO 2 ), soda (sodyum karbonat, NaCO 3 ) ve kireçtaşından (kalsiyum karbonat, CaCO3) elde edilir.
Erimiş silis de (silisyum dioksit) tek başına çok nitelikli bir camdır; ama kumun erime noktası 1.700°C’nin üstünde olduğundan, böylesine yüksek sıcaklıklara ulaşması maliyeti büyük ölçüde arttırır. Bu sebeple silis camı, yalnızca ürünün başka kimyevi maddelerle tepkimeye girme tehlikesi olan yerlerde, ani sıcaklık değişikliklerine karşı dayanıklılığın veya başka özel üstünlüklerin arandığı durumlarda kullanılır. Gene de eritilmiş silis camı üretimi oldukça önemli bir sanayi dalıdır.
Soda camları
Bunlar başlıca adi cam (levha cam) ve şişe camıdır.
Adi cam
Bu camın ilkel maddesi kireçtaşı (CaCO 3 ) soda (Na2CO 3 ) ve kum (SiO 2 )dur. Bu üç maddenin 1000°C üzerinde ısıtılması ile cam meydana gelmektedir. sıvı hale gelen bu karışımda meydana gelen tepkime: Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6 SiO 2 › Na 2 O.Ca.O.6SiO2 +2CO 2. Adi cam, yaklaşık olarak % 73 SiO 2 , % 12 Na 2 O, %10 CaO, % 4 MgO ve % 1 Al 2 O 3 ’ten meydana gelmiştir.
Şişe camları
Bu camlarda aranılan vasıf, temas edeceği maddelerden etkilenmemesidir. Bu yüzden kireç miktarı çoğaltılır ve Na 2 O miktarı azaltılır. Bu camın yaklaşık bileşimi % 65 SiO 2 , % 20 CaO, % 7 Na 2 O, % 4 Al 2 O 3 , % 4 MgO ve eser miktarda demir oksittir. ampul camı da hemen hemen bu bileşimdedir. Az miktarda kurşun bulunur. Ampulleri buzlu hale getirmek için ya kumla veya florür asidiyle aşındırma işlemi yapılır.
Soda camlarının bileşimine çeşitli maksatlarla muhtelif oranlarda başka maddeler de ilave edilir. Bunlardan bazısı camın inceltilmesine, bazısı (özellikle selenyum ve eser miktardaki kobalt oksit) camın rengindeki istenmeyen tonların giderilmesine yardımcı olur. Kumda her zaman katışkı olarak demir bulunur.
Şişe yapımında kullanılan kumun düşük demir muhtevalı olmasına ne kadar özen gösterilse de, eser miktardaki katışkılar bile cama istenmeyen bir yeşil renk verir. Selenyum ve kobalt oksit, eser miktarda arsenik trioksit ve sodyum nitratla birlikte kullanıldığında bu yeşil renk giderilebilir ve bilinen renksiz cam elde edilir.
Özel camlar
Endüstride özel fiziksel ve kimyasal nitelikli cam çeşitleri de üretilir. Mesela optik camlarda, istenen kırma indisi değerlerini ve ışığı renklerine ayırma özelliklerini elde etmek için, çok değişik bileşimlerden faydalanılır. Optik camların başlıca iki türünden biri olan crown camı bir soda camıdır; ilk defa 17. yüzyılda İngiltere’de geliştirilen flint camı ise kurşunlu camdır (kristal) ve kırma indisi daha yüksektir.
Bu iki tür camdan yapılan mercekler birbirine yapıştırılarak, tek bir merceğin optik kusurlarını taşımayan mercek sistemleri elde edilir. Merceklerde kullanılan bu iki temel türe, 1930’lardan bu yana geliştirilen yeni türler eklenmiştir. Bunlar arasında borosilikatlı crown camları, baryumlu crown camları, baryumlu flint camları ile borat ve fosfat camları sayılabilir.
Ayrıca nadir toprak elementleri ve flüor taşıyan optik camlar da üretilmektedir. Günümüzde kırma indisi 1,4 ile 2 arasında değişen ve ışığı ayırma özellikleri birbirinden çok farklı olan optik camlar elde edilebilmektedir. Borosilikat camlarının genleşme katsayısı adi camın üçte biri kadardır; ayrıca bu tür camların kimyasal etkilere dayanıklılık, yüksek erime sıcaklığı ve yüksek elektrik yalıtkanlığı gibi bazı üstünlükleri de vardır.
Pyrex olarak da bilinen borosilikat camları ısıya dayanıklı mutfak eşyalarının ve yansımalı teleskoplardaki aynaların yapımında yaygın olarak kullanılır. kimya laboratuvarlarında da geniş ölçüde kullanılan pyrex camlarının bileşimi %80 SiO 2 , %11 B 2 O 3 , %9 Na 2 O Al 2 O 3 CaO As 2 O 3 şeklindedir. Otomobil ön camlarının ve cam kapılarının yapımında, insanların can güvenliği açısından, kırıldığı zaman parçalanmayacak camlar kullanılır. Bu maksatla güvenlik camı denen iki cam türü geliştirilmiştir.
Sertleştirilmiş güvenlik camı, düz camı yumuşama sıcaklığına yakın bir sıcaklığa kadar ısıttıktan sonra üstüne soğuk hava veya gaz püskürtüp birdenbire soğutarak elde edilir. Böylece bükülmeye ve darbelere karşı büyük bir dayanıklılık kazanan cam, kırıldığında küçük küp biçiminde, kenarları içbükey olduğu için çok kesici olmayan parçalara ayrılır. İnsanın kafatası kemiğinden daha dayanıklı olan bu camlar, çarpma anında sürücü ve yolcuların yaralanmasına yol açabilir.
Bu sebeple, daha dayanıksız olan, ama kırıkları çok kesici olmayan yaprak cam (katmanlı cam) otomobil ön camı olarak kullanılmaya daha uygundur. Bu tür camlarda, aralarına ince bir plastik (genellikle polivinil bütiral) katmanı yerleştirilen iki cam levha, sıcaklık ve basınç altında birbirine yapıştırılır. Aradaki plastik katman, çok ince olmasına mukabil çok dayanıklıdır ve şiddetli bir darbede cam kırılsa bile bu katman sağlam kalır.
Cam kırıkları da plastik katmana yapışık kaldığı için etrafa saçılmaz. Daha kalın veya birden fazla plastik katman kullanarak kurşun geçirmez camlar elde edilir. Yüksek gerilimli enerji iletim hatlarında yararlanılan cam izolatörlerde de sertleştirilmiş cam kullanılır. Cam elyafından hem ısı ve elektrik yalıtkanı olarak, hem de deniz teknelerinin ve otomobil karoserilerinin yapımında kullanılan hafif sentetik reçinelere (plastikler) dayanıklılık vermek için yararlanılır.
Cam elyafı çok ince (çapı mm’nin binde biri kadar) cam ipliklerinden oluşur. Cam tozu ile karbon karışımının ısıtılmasıyla elde edilen köpük cam, çok ince çeperli kabarcıklardan oluşan, çok hafif ve ısı yalıtkanlığı yüksek bir malzemedir. Kolayca kesilebilir ve kesildiğinde niteliklerini kaybetmez. Isı yalıtkanı ve yüzdürücü olarak (mesela cankurtaran simitlerinde) kullanılır.
Cam tuğlalar ise, çelik konstrüksiyonlu yapıların duvarlarında, harçla örülerek kullanılır. İki yarım parçanın birbirine eklenmesiyle oluşturulan cam tuğlanın içi boştur. İşleme esnasında meydana gelen kısmi hava boşluğu tuğlaya ses yalıtımı özelliği de kazandırır. İki cam levhanın, arada boşluk kalacak biçimde birbirine eklenmesiyle oluşturulan çift katlı pencere camları da ses ve özellikle ısı yalıtımı açısından önemli üstünlüğe sahiptir.
Cama gümüşün halojenür tuzları katıştırılarak, morötesi ışınımın ve görünen ışığın etkisiyle ışık geçirgenliği değişen fotokromik camlar elde edilir. Fotokromik camlar genellikle gözlüklerde kullanılır. Kimyasal maddelerden etkilenmeyen camlar da özel camlar arasında önemli bir yer tutar. Bileşim olarak soda-kireç-silis camı ile borosilikat camı arasında yer alan ve nötr cam (ampul camı) olarak adlandırılan özel camlar, ilaç ampullerinin yapımında kullanılır. Sodyum veya cıva buharı içinde bir elektrik boşalımı oluşturarak çalışan sokak aydınlatma lambaları için de özel camlar gerekir; çünkü sodyum ve cıva buharı camların çoğunu etkiler.
Sözlükte "cam" ne demek?
1. Soda ya da potas katılmış silisli kumun ateşte eritilmesiyle yapılan sert, saydam ve çabuk kırılır madde; kadeh, içki.
2. Tümü ya da bir bölümü bu maddeden yapılmış, sırça.
3. Pencere.
Cümle içinde kullanımı
Tıraşa başlarken biri büyük, biri küçük iki örtü alırdı, cam dolabından.
- N. Cumalı
Cam kelimesinin ingilizcesi
n. elliptical wheel used to transform rotary motion into linear motion (the wheel's spin moves a lever in a back-and-forth direction)
n. device used to record pictures by selectively allowing light to pass through an aperture and strike light-sensitive film or electronic media
adj. glazed, vitreous
Köken: Farsça