close

Enter

Log in using OpenID

1. Temel Camlar ........................................................

embedDownload
GUARDIAN GlassTime
Lotte Plaza, Moskova
SunGuard® HP Royal Blue 41/29
Mosproekt 2, Kolsnitsin‘s Arch. Bureau
1.
Temel Camlar..................................................................20
1.1
Tarihçe.......................................................................................20
1.2
1.2.1
1.2.2
Float Cam.................................................................................20
Renklendirme...........................................................................22
Özellikler...................................................................................23
Yoğunluk | Esneklik Modülü | Emisivite | Gerilim Mukavameti | Bükme –
Çekme Dayanımı | Sıcaklık Değişim Direnci | Dönüşüm Alanı | Yumuşama
Sıcaklığı | Boyca Uzama Katsayısı | Özgül Isı Kapasitesi | Isı İletim
Katsayısı (U Değeri) | Asit Dayanımı | Baz Dayanımı | Su Dayanımı | Taze,
Agresif ve Alkali Maddeler
1.3
1.3.1
1.3.2
Float Cam Üzerindeki Kaplamalar.........................................26
Pirolitik Metodu........................................................................26
Magnetron Prosesi...................................................................26
Magnetron Püskürtme Kaplaması
18
19
1
GUARDIAN GlassTime
1.1 Tarihçe
Cam üretiminin tarihi MÖ
5000’lere kadar uzanmaktadır.
Eski Mısır’daki cam boncuk buluntuları ve Romalıların ilk dökme
ve çekme teknikleri bu köklü geleneğe tanıklık etmektedir. Ancak üfleme çubuğundan pontile
ve küre tekniğine kadar üretim
teknikleri bin yıllar boyunca zana
atla sınırlı kalmıştır. Sonuç olarak
neredeyse sadece kilise pencerelerinde kendine yer bulacak kadar
düşük miktarlarda ve küçük levhalar üretilmiştir.
Kilise mimarlarının yanı sıra saray
ve köşk sahiplerinin yapı unsuru olarak camı keşfetmesiyle 17.
yy’da ihtiyaç artmıştır. İlk olarak
Fransız cam üreticileri haddeleme
işlemiyle o güne kadar görülmeyen boyutlarda (1,20x2 m) cam
levha üretmeyi başarmışlardır.
Cam üretiminde ciddi anlamda
sanayileşme 20. yy’da yaşanmış
tır. İlk olarak Lubbers ve daha sonra Fourcault yönteminin ardından
Libbey Owens ve Pittsburgh teknolojisiyle plaka ebatları 12x2,5
m’ye ulaşabilmekte ve daha büyük miktarlarda üretilebilmektedir.
Ancak tüm bu tekniklerin bir deza
vantajı vardı: Elde edilen plakalardan deformasyonsuz ve optik
olarak sorunsuz cam üretmek
için levhaların her iki yüzeyinin
de zımparalanması ve cilalanması
gerekiyordu ve bu da aşırı zaman
ve maliyet gerektiriyordu.
Temel Camlar
Kalay havuzunda sıcaklığı yaklaşık
1100’den 600 °C’ye düşürerek
sert akışkan camdan, float işle
Karışım Eritme
20
Yeni buluş, cam eriyiğinin “yüzdürülmesi”, yani “yayılması” temeline dayanmaktadır. Bu teknikte
cam eriyiği sıvı bir kalay havuzuna
akmakta ve eşit olarak yayılmaktadır. Sıvı kalayın yüzey gerilimi
sayesinde ve camın kalayın yarı
ağırlığında olması nedeniyle eriyik cam kalaya karışmamakta,
tam tersine kalayın yüzeyine eşit
olarak uyum sağlamaktadır. Böylelikle deformasyonsuz berrak bir
görüş sağlayan mutlak bir düz paralellik elde edilmektedir.
1
Floatlama
Yakl. 1.200 °C
Yakl. 1.600 °C
Soğutma
Kontrol, kesme,
istifleme
Yakl. 600 °C
Yakl. 1.100 °C
Yakl. 50 °C
F loat cam süreci (görsel tanıtım)
Cama biçim verme esnasında tamamen sıvı olduğu ve buhar basıncının düşük olması nedeniyle
buharlaşmadığı için kalay ideal
bir biçim verme malzemesidir. Kalayın oksidasyonunu önlemek için
tüm işlem hidrojen ilaveli azottan
oluşan gaz korumalı atmosferde
gerçekleşmektedir.
1.2 F loat Cam
Günümüzde hem otomotiv sektöründe hem de yapı içinde ve
dışında kullanılan cam temel olarak endüstriyel float tesislerinde
üretilmiştir. Float tekniği 1959’da
uygulamaya geçmiş ve o zamana
kadar geliştirilen tüm cam üretim
tekniklerinde devrim yaratmıştır.
Daha önceki üreticilerin hepsi,
cam eriyiğini çekerek veya dökerek cam levhalar üretme yöntemini temel almışlardır ve optik kalite elde etmek için cam levhaları
akabinde tekrar işlemek zorunda
kalmışlardır.
minin sonunda kalaydan çıkarılabilen sabit cam elde edilmektedir.
Erime sürecine bir bakış
Kalay havuzunda “yüzdürülerek”
biçim verme işleminden önce
erime süreci yer almaktadır. Bu
işlem hammaddelerin tam dozajıyla başlamaktadır. Bu dozaj %60
kuvars kumu, %20 soda ve sülfat
ile %20 kireç ve dolomitten oluşmaktadır ve her biri büyük kırıcılarda parçalanıp karıştırılarak hazır
karışım haline getirilmektedir. Fırına sürekli olarak %80 karışım ve
%20 geri dönüştürülmüş cam atılmaktadır ve yaklaşık 1.600 °C’de
eritilmektedir.
Böylelikle EN 572-2 standardına
göre soda Silikat camı oluşmaktadır.
“Eriyik” adı verilen, karışımın gazının alınma işleminden sonra sıvı
cam kütlesi yaklaşık 1.100 °C ile
bantta float havuzuna akmadan
önce 1.200 °C’lik çıkarma kazanında soğumaktadır. Karışımın kalay yüzeyine sürekli olarak akması
taşan bir küvete su doldurmaya
benzemektedir. Float havuzunun
sonunda yaklaşık 3,50 m genişlikte sürekli bir cam bandı oluşmaktadır. Rulo soğutma kanalında
600 °C sıcaklıktaki cam bandı,
kalıcı gerilimlerin oluşmaması için
tam ayarlı sistemle oda sıcaklığına
kadar soğutulmaktadır.
Camın ileride sorunsuz işlenmesi
için bu işlem son derece önemlidir. Yaklaşık 250 metrelik soğuk
güzergahın sonunda camın sıcaklığı hala 50 °C’dir ve lazer taramasıyla yabancı madde, habbe, çizik
gibi hatalar kontrol edilmektedir.
Hatalar otomatik olarak kaydedilmekte ve kusurlu bulunan cam bir
sonraki kesim için ayrılmaktadır.
Kesim işlemi sürekli akan cama
dik olarak ve genellikle 6 m veya
21
GUARDIAN GlassTime
daha küçük ebatlarda gerçekleşmektedir.
Cam bandının her iki kenarı da
kesilmektedir ve böylece bir sonraki işlem için Sehpalara konulabilecek veya direkt işleme alınabilecek 3,21x6 m ebatında float
cam plakaları elde edilmektedir.
Bu arada 7 veya 9 m uzunluğunda plakalar da üretilmektedir. Ortalama bir float cam tesisi 600 m
uzunluktadır ve 4 mm kalınlığında
yaklaşık 70.000 m2 cam üretim kapasitesine sahiptir.
Transmisyon [%]
1.2.2Özellikler
Günümüzde üretilen camın büyük
çoğunluğu, ek işleme hazır şekilde, 3,21x6 m standart ölçülerde
ve 2 ile 25 mm arası kalınlığında
float camdır.
Bu camın fiziksel özellikleri şu şekildedir:
1.2.2.1 Yoğunluk
1.2.1Renklendirme
Normal düz cam olan “ Şeffaf
Float”, hammaddede doğal olarak bulunan demir oksit nedeniyle
hafif yeşilimsi bir renge sahiptir ve
bu özellikle camın kenar bölgelerinde görülebilir. Demir oksit oranı oldukça düşük, özel olarak seçilen hammaddelerle veya eriyiği
renksizleştirmek için uygulanan
kimyasal işlemlerle mutlak renksiz
ve ekstra beyaz cam üretilebilmektedir. GUARDIAN böyle bir
beyaz camı GUARDIAN UltraClear™ adı altında üretmektedir.
Temel Camlar
Bu ürün genellikle iç dekorasyon
ve özel solar üretimlerde kullanılmak tadır. GUARDIAN, bunun
dışında GUARDIAN ExtraClear®
adında düşük demir içeren ürünlere de sahiptir. Bu cam renklendirme ve spektral özellikler bakımından beyaz UltraClear™ float
ve normal Clear float arasında yer
almaktadır. İlginç özellik kombinasyonları nedeniyle ExtraClear®
float ClimaGuard® ısı koruma
kaplamaları ve SunGuard® güneş
koruma kaplamalarında temel
malzeme olarak kullanılmaktadır.
95
90
Bir maddenin yoğunluğu kütlesinin hacmine oranıdır ve “r” ile
formüle edilir. Float camda bu
miktar r = 2.500 kg/m3’tür.
Bunun dışında 1 mm kalınlığındaki bir metrekarelik float camın
kütlesi 2,5 kg’dir.
1.2.2.2 Esneklik Modülü
Esneklik modülü, lineer esneklik
oranında katı bir cismin deformasyonunda gerilim ile genleşme arasındaki ilişkiyi tanımlayan
ve “E” ile formüle edilen madde
parametresidir. Maddenin de-
formasyona direnci ne kadar fazlaysa, E modülünün değeri de o
kadar büyüktür. Float camın E değeri E = 7x1010 Pa’dır ve EN 5721 ile standartlaştırılmıştır.
1.2.2.3 Yayınım (Emisivite)
Emisivite (e) bir yüzeyin emdiği
ısıyı ışıma olarak tekrar yansıtma
kabiliyetinin ölçüsüdür. Doğru tanımlanmış bir “kara cisim ışınımı”
oranı temel alınmaktadır.
Float camda bu normal emisivite e = 0,89’dur, yani alınan ısının
%89’u tekrar ışımaktadır (bkz: Bölüm 3.3)
85
80
75
70
300
500
700
Berrak float cam
900
1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500
Dalga boyu [nm]
ExtraClear
UltraClear
Renklendirme
22
23
1
GUARDIAN GlassTime
1.2.2.4 Gerilim Mukavemeti
Kavramdan da anlaşılacağı üzere bu oran bir maddenin basınç
yüküne karşı direncini belirtmektedir. Cam basınca son derece
1.2.2.8 Yumuşama Sıcaklığı
dayanıklıdır ve değeri 700-900
MPa’dır. Düz cam çekme yüküne
kıyasla basınç yüküne 10 kat daha
fazla dirençlidir.
1.2.2.5 Bükme - Çekme Dayanımı
Bükme - çekme dayanımı bir parametre değil, -tüm kırılgan maddelerde olduğu gibi- çekmeye
tabi olan yüzeyin durumuna göre
değişen bir ölçüm değeridir.
Yüzeydeki bozukluklar bu ölçüm
değerini düşürmektedir. Bu nedenle eğilmede çekme dayanımı
ölçüm değeri kırılma olasılığının
güvenilir bir değeri üzerinden tanımlanabilmektedir.
Bu tanım, Alman bina tanzim listesinde float cam için 45 MPa (EN
572-1) Bükme - çekme gerilimi,
%95 ihtimalli istatistiksel yöntemde maksimum %5 kırılma olasılığına tekabül etmesi gerekmektedir.
EN 1288-2 standardı uyarınca çift
halka yöntemi ölçümüne göre
s = 45 MPa’dir.
cam arasındaki mesafe en az 30
cm olmalıdır. Bu mesafenin aşılması durumunda temperli cam
kullanımı tavsiye edilmektedir
(bkz. Bölüm 7.1). Aynı şey camın
statik yapı parçaları veya ağaç/
bitki nedeniyle yoğun, kısmi ve
sürekli gölgeye maruz kalmasında
da geçerlidir.
24
1
1.2.2.9 Boyca Uzama Katsayısı
Bu parametre sıcaklık artışında
float camın minimum değişimini ortaya koymaktadır ve diğer
maddelerle bağlantıda son derece önemlidir:
Bu değer, 1 m’lik cam kenarının 1
K sıcaklık artışında ne kadar genişlediğini yansıtmaktadır.
9 x 10-6 K-1 ISO 7991’e göre 20300 °C’de
1.2.2.10 Özgül Isı Kapasitesi
C denklemi, 1 kg float camı 1 K
ısıtmak için ne kadar ısı gerektiğini hesaplamaktadır:
C = 800 J · kg-1 · K-1
Bu değer EN 673’e dayanarak
DIN 4108-4’e göre hesaplanmak-
tadır. 4 mm kalınlığında bir float
da 5,8 W/m2K’dır.
1.2.2.12 Asit Dayanımı
Tablo: DIN 12116’ya göre sınıf 1
1.2.2.13 Baz Dayanımı
Tablo: ISO 695’e göre sınıf 1-2
1.2.2.14 Su Dayanımı
1.2.2.7 Dönüşüm Alanı
Belli bir sıcaklık aralığında düz
camın mekanik durumu değişmektedir.
Float cam için yumuşama sıcaklığı
yaklaşık olarak 600 °C’dir.
1.2.2.11 Isı İletim Katsayısı (U Değeri)
1.2.2.6 Sıcaklık Değişim Direnci
Float camın plaka yüzeyindeki
sıcaklık farklarına karşı direnç oranı 40 K (kelvin)dir. Yani, bir cam
yüzeyi dahilinde 40 K’ye kadar
sıcaklık farkının olumsuz etkisi
yoktur. Daha yüksek farklar cam
kesitinde kırılmalara yol açabilecek gerilimlere neden olmaktadır.
Bu bakımdan örneğin kalorifer ile
Temel Camlar
Bu alan 520-550 °C aralığındadır
ve yaklaşık 100 °C daha yüksek
olan ön gerilim ve biçim değişme sıcaklığıyla karıştırılmamalıdır.
Tablo: ISO 719’a göre hidrolitik
sınıf 3-5
1.2.2.15 Taze, Agresif ve Alkali Maddeler
Cam yüzeyinin örneğin henüz sıvanmamış taze çimentoya maruz
kalması durumunda camın silisik
asit yapısı zarar görmektedir. Cam
yüzeyi değişime uğramaktadır ve
temas noktaları pürüzlü hale gelmektedir. Bu durum sıvıyla yıka-
malarda ortaya çıkmaktadır ve ancak bakım yapıldığında ortadan
kalkmaktadır. Bu nedenle camın
alkali maddelerle temasından kaçınmalı ve temas durumunda cam
yüzeyi hemen bol suyla temizlenmelidir.
25
1.3 Düz Cam Üzerindeki Kaplamalar
Float camlarda endüstriyel olarak
büyük miktarlarda üretilen kaplamalar iki farklı teknolojiyle birbirinden ayrılmaktadır. Birincisi sert
kaplama de denen pirolitik yöntemi, ikincisiyse vakum işlemi veya
magnetron püskürtme olarak adlandırılan fiziksel bir işlemdir.
Her iki yöntem de kullanılan kaplama malzemesine göre hem
renksiz hem de renkli görünüme
imkan sağlamaktadır, fakat renkli
efektler cam yüzeyinin yansımasına kıyasla cama içeriden bakıldığında çok daha düşük algılanmaktadır. Her iki teknoloji de
temel cam odaklıdır ve sprey,
rulo veya baskı yöntemlerindeki
yüzey işlemleriyle karıştırılmamalıdır (bkz: Bölüm 8.2).
1.3.1 Pirolitik Metodu
Bu float cam kaplama türü float
tesisinde online olarak gerçekleşen bir işlemdir. İşlem esnasında
yüzlerce derece sıcaklıktaki cam
yüzeyine metal oksit püskürtülmekte ve bu madde pişerek cam
yüzeyiyle birleşmektedir.
Bu kaplamalar basit yapıları nedeniyle çok sert (“sert kaplama”)
ve dirençlidir, ancak özellikleri sınırlıdır.
Artan gereksinimlerde, günümüzde genellikle talep edildiği gibi,
hat dışı olarak vakumlu magnetron püskürtme yöntemiyle üre-
Floatlama
Kaplama
Soğutma
Metal oksit
Cam substratı
yakl. 800 °C Metal oksit kaplama
Pirolitik yöntem (online)
tilen çoklu kaplama sistemleri
mevcuttur.
GUARDIAN bu nedenle sadece,
aşağıda anlatılan kaplama teknolojisine odaklanmıştır.
26
Giriş
bölmesi
Tampon
bölmesi
püskürtme bölmesi
netron püskürtme kaplamaları
da olduğu için yumuşak kaplama
terimi yanıltıcıdır.
Başka hiçbir teknolojiyle bu denli
olağanüstü görsel ve ısıl özelliklerle son derece homojen cam
kaplaması yapılamamaktadır.
Tampon
bölmesi
Çıkış
bölmesi
1
Püskürtme katodu
Baz cam
Bent kapağı
Turbo moleküler pompa
Magnetron kaplama tesisinin kesiti
Cam yüzeyine indirilmesi gereken
madde, bir elektroda hedef olarak (metal plaka) yüksek elektrik
gücüyle bırakılmaktadır. Elektrot
ve hedefin elektrik izolasyonu vakum bölme duvarıyla sağlanmaktadır. Püskürtme gazı olan argon
güçlü elektrik alanıyla (hızlı elektronlar) iyonlaştırılmaktadır.
Hızlanan argon iyonları çarpma
suretiyle maddeyi hedeften koparmakta ve böylece vakum bölmesinin plazmasında koyulaşan
madde cam üzerine yerleşmektedir.
Metal veya alaşımlar ek reaktif
gazlı veya gazsız (O2 veya N2) ile
püskürtülmektedir. Bu işlemde
metal, metal oksit veya metal
nitrit püskürtülmesi ihtimal dahilindedir.
1.3.2.1 Bir Magnetron Saçtırma Kaplamanın Tipik Yapısı
İşler Tabakası:
Temel kaplama
Koruma kaplaması
Fonksiyon kaplaması
Koruma kaplaması
Son kat kaplama
Örneğin gümüş ve nikel krom
Cam substratı
1.3.2 Magnetron Prosesi
Magnetron yöntemi, bu teknolojinin başından bu yana ve sert kaplamadan farkını yumuşak kaplama
terimi ile anlatmaya çalıştığından
beri birçok isme sahip olmuştur.
Birçok ultra ince tekil kaplamalardan oluşan aşırı dirençli mag-
Temel Camlar
100 nm
GUARDIAN GlassTime
Yüksek performanslı bir kaplamanın yapısı
Temel ve son kat kaplama:
• Kaplamanın yansımasını, transmisyonunu ve rengini etkiler
• Uzun veya kısa dalgalı kızılötesi
ışının yansımasından sorumludur
• Isı iletimi (U değeri), toplam
enerji geçirgenliği (G değeri)
ve ışık geçirgenliğinde büyük
etkiye sahiptir
Koruma kaplaması:
• İşler tabakası mekanik ve kimyasal etkilere karşı korur
• Silisyum nitrat son kat kaplama
sayesinde yüksek mekanik dayanıklılık
27
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
1
File Size
278 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content