Bal renkli camın farklı katkılar kullanılarak renksizleştirilmesi

Günümüzde hızla artan enerji ihtiyacına karşılık kullanılabilen kaynakların azalması, hayatın her alanında olduğu gibi sanayideki üretim proseslerinde de enerji tasarrufuna olan yönelimi zorunlu kılmıştır. Cam üretimi de yoğun enerji kullanımının olduğu bir alandır. Cam üretimde kullanılan bu enerji miktarı cam kompozisyonu, sıcaklık, hammadde tane boyutu gibi etmenlere bağlı olarak değişim göstermektedir. Camı renklendirmek için kullanılan renklendirici hammaddeler de bu enerji kullanım miktarını doğrudan etkilemektedir. Aynı cam fırında belirli aralıklarla farklı renklerin üretilmesi sebebiyle, renk geçişleri süresince enerji ve üretim kaybı yaşanabilmektedir. Dolayısıyla cam üretiminde renk geçiş sürelerinin kısaltılması, enerjinin verimli kullanılması ve üretim kayıplarının en az seviyede tutulması açısından büyük önem arz etmektedir. Bu çalışma kapsamında, cam ambalaj ürünleri için bal renkli cam üretiminden renksiz cam üretimine geçiş süresinin kısaltılmasına yönelik deneysel çalışmaların yapılması ve elde edilen sonuçlar doğrultusunda çalışmaların uygulanabilirliğinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Camda bal rengi oluşumu, indirgenmiş olan kükürt iyonunun (S2-), Fe3+ tetrahedral koordinasyonundaki (bal rengi oluşumundan sorumlu absorpsiyon merkezi) oksijen iyonlarından biriyle yer değiştirmesi ile oluşan ve bal rengi kromoforu olarak adlandırılan yapı ile sağlanmaktadır. Bal renkli cam üretiminden renksiz cam üretimine geçilirken, kükürt iyonunun kromofordan uzaklaştırılması ile bal kromoforu bozulur ve bu yolla bal rengi renksizleştirme işlemi gerçekleştirilmiş olur. Bu çalışmada bal renkli cam üretiminden renksiz cam üretimine geçiş sürecinin kısaltılmasına yönelik çalışmalarla sürece katkı sağlamak amaçlanmıştır. Bu kapsamda Çinko Oksit (ZnO), Sodyum Nitrat (NaNO3), Bakır Oksit (CuO), Manganez Oksit (MnO2), Kalay Oksit (SnO2) gibi farklı metal oksitler ve dolomit kullanılarak deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Her bir metal oksit ve dolomit ağırlıkça %0.01-10.0 oranında bal renkli cam kırığına ilave edilerek 1450oC'de 3 saat süresince ergitilmiştir. Elde edilen cam numunelerin öncelikle UV-Visible spektrofotometresi kullanılarak optik ölçümleri yapılmış, numuneler renk özellikleri açısından karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. X-ışını floresan spektroskopi (XRF) tekniği ile seçilen numunelerin kimyasal kompozisyonları belirlenmiştir. Yapıya ilave edilen metal oksit katkılar sebebiyle oluşması muhtemel fazlar, X-ışınları kırınımı (XRD) tekniği kullanılarak, katkıların enerji seviyeleri ise X-ışını fotoelektron spektroskopisi yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Kullanılan katkıların oluşturdukları sonuçlar karşılaştırılmış, en etkili katkılar belirlenerek bal renkli cam renksizleştirme prosesinde yapılabilecek gelecek çalışmaları için öneriler getirilmiştir.