Borosilikat camlarının yeni nesil kaplama ile kimyasaltemperlenerek güçlendirilmesi

Cam, kullanılmaya başlandığı ilk yıllardan itibaren, gelişen teknolojiyle birlikte sadece ev eşyası olmaktan çıkartılıp özellikle optik, inşaat, laboratuvar, otomobil, uçak, uzak sanayinde ve daha birçok alanda kullanıma sokulmuştur. Cam kullanımın alanın genişlemesi ile camın mekanik özelliklerinin geliştirilmesi ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Bu nedenle camın mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi konusunda yapılan çalışmalarda giderek artmaktadır. Camların sahip olduğu yüzey özellikleri mekanik dayanımlarını belirler. Kimyasal, ısıl ve mekanik etkenler yüzeyde çatlak oluşumuna sebebiyet verir. Camın mukavemetinin iyileştirilmesine yönelik araştırmalar, camların yüzeyine çatlakların oluşmasını, ilerlemesi ve büyümesini engelleyebilecek basma gerilmeleri yaratma hedefindedir. Bu konuda en sık kullanılan uygulama olan ısıl temperlemenin yanı sıra 50 yıldır hayatımızda olan kimyasal temperleme de odak noktası haline gelmiştir. Kimyasal temperleme uygulaması, erimiş tuz banyosuna daldırılan camın yapısındaki küçük çaplı sodyum iyonlarının erimiş tuz içerisindeki büyük çaplı potasyum iyonlarıyla yer değiştirmesi esasına dayanan bir iyon değiştirme uygulamasındır. Cam yapısına geçen büyük çaplı iyonlar yüzeyde bir basma gerilmesi yaratarak camın mukavemetini iyileştirir. Bu tez çalışmasında, borosilikat camının kimyasal temperleme işlemiyle mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. 4 farklı sıcaklık ve her sıcaklık için 3 farklı saat belirlenmiş ve mukavemet artışının en verimli olduğu opsiyonu belirlenmek için işlem sıcaklığı ve işlem süresi gibi parametreler kıyaslanmıştır. Referans numuneler ve işlem uygulanmış camların, sertlik, optik özellikleri ve eğilme mukavemeti incelenmiş ve konsantrasyon profilleri belirlenerek karşılaştırılıp değerlendirilmiştir. Çalışmalar sonucunda, iyon değişi işlemi uygulanmış cam numunelerde; konsantrasyon derinliği artan sıcaklık ve sürede arttığı gözlenmiştir. Optik özelliklerinde iyon değişiminin etkisi görülmemektedir. Hem sertlik değerinde hem de eğilme mukavemeti değerinde süre ve sıcaklık artışında, belirli bir değere kadar artış göstermiş daha sonra azalma görülmüştür.