1. Seramik Süreçler I
Afyon Kocatepe Üniversitesi
Mühendislik Fakültesi
Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü

2. Dersin Yürütücü Öğretim Üyeleri
Prof. Dr. Ö. Faruk EMRULLAHOĞLU
Yrd. Doç. Dr. Süleyman AKPINAR

3. Dersin Devam Zorunluluğu
% 70 Devam zorunluluğu
(14 Haftada max.4 hafta
devamsızlık)

4. Dersin Vize Final Oranları
Vize: %40
Final: %60

5. Seramik Nedir?
Eskiden Çanak, Çömlek bilimi ve üretimi, günümüzde de toplumda
halen böyle bilinmektedir.
 Seramik kelimesi yunanca “keramos” dan gelmektedir.
 Kera – Toprak (kil)
 Kerameus – Çanakçı, Çömlekçi
 Kerameikos – Çanak Çömlek Pazarı
Günümüzde:
Seramik ürünlerin Bilim Dalı
-Araştırma, Geliştirme
-Üretim
-Özellik değerlendirmesi
-Kullanım değerlendirmesi
Metal dışı İnorganik Malzemelerin Bilim Dalı
(Seramik, Cam, İnorganik Bağlayıcılar – Çimento, Kireç, Alçı)

6. Seramiğin Genel Tanımı
İnorganik doğal veya sentetik hammadde veya
hammadde karışımlarının, belirlenen tane boyutuna
öğütülüp uygun bir yöntemle şekillendirildikten sonra
dekorsuz veya dekorlu olarak, belirlenmiş bir ısıl
işlemle kullanıma uygun teknik özellikler kazandırılmış
yapılarına seramik denir.

9. Seramik Malzemelerin Teknik Özellikleri
Malzeme grubu içerisinde yer alan diğer malzemelerle mukayese edildiğinde
seramik malzemelere duyulan ilginin artmasındaki en önemli teknik özellikleri şu
şekilde sıralanabilir;
 Yüksek Sıcaklıklara Dayanıklılık; Refrakter üretiminde
 Düşük Isı İletkenlik Katsayıları; Isı izolasyon amaçlı
 Düşük Elektrik İletkenliği; Yüksek gerilim hatlarındaki porselen izolatörler
 Yüksek Kimyasal ve Korozyon Dayanımları; Metalürjik ve cam ergitme amaçlı
pota üretiminde
 Yüksek Aşınma ve Basma Dayanımı: Kesici uçların üretiminde

10. Seramik Malzemelerin Avantajları
 Farklı üretim teknolojileri kullanılarak aynı kimyasal bileşime sahip fakat
değişik özellikler gösteren mamullerin üretimi mümkündür. Örneğin aynı
oksitten sık yapıda ısıl iletkenliği olan malzeme üretimi mümkün iken
diğer taraftan gözenekli yapıda ise ısıl iletkenliği düşük malzeme
üretilebilinir. (Refrakter)
 Seramik üretiminde kullanılan hammaddeler tabiatta bol miktarda
bulunur.
 Enerji tüketimi daha azdır.
 Seramik sektörü geçmişe dayandığı için üretimde tecrübe vardır.

11. Seramik Ürünlerin Kullanım Alanları (1)
Seramik endüstrisi birçok diğer endüstrinin temel taşlarıdır. Refrakterler,
Refrakterler
metalurji endüstrisinin; Aşındırıcılar, makina ve otomotiv endüstrisinin; Cam,
Aşındırıcılar Cam
inşaat, elektronik ve otomotiv endüstrisinin v.b. Son yıllarda geliştirilen özel
seramikler bilgisayar, elektronik, havacılık, uzay endüstrilerinde halen
kullanılmaktadır.
 İnşaat Sektörü: Tuğla – Kiremit
 Kaplama Malzemeleri: Yer ve Duvar Karoları
 Sıhhi Tesisat Ürünleri: Lavabo, Küvet, Klozet, v.s.
 Mutfak Malzemeleri: Seramik Fincan, Tas ve Tabaklar
 Enerji Nakil Hatları: Yüksek ve Alçak Gerilim İzolatörleri
 Biyoseramikler: Diş-Kalça Protezleri, Alümina Kalp Kapakçığı,Pirolitik C

12. Seramik Ürünlerin Kullanım Alanları (2)
 Elektronik Seramikler: Elektro ve Magneto Seramikler (Yarı ve Süper
İletkenler, Sert ve Yumuşak Magnetler)
 Seramik Kesici ve Aşındırıcılar: Metal işleme amaçlı (Al2O3, SiC gibi)
 Refrakterler: Yüksek sıcaklık reaksiyonlarının gerçekleştirildiği mekanların
yapımında kullanılan (Silika, Şamot, Periklas, Korund, Mullit, Forsterit, Kromit,
Grafit, Zirkonya ve Kordiyerit gibi ürünler)
 Cam Seramikler: Cam üretim yöntemi ile üretilmiş akabinde ısıl işlemden
geçirilerek yapılarında cam fazı yanı sıra önemli oranda hedeflenen kristal
fazları da ihtiva etmeleri sağlanan bünyeler.
 Emaye Ürünler: Cam tabaka ile kaplanmış metal bünyeler

13. Türkiye’de Seramik
Endüstrisi
(Tarihçe)

14. TÜRKİYE SERAMİK TARİHİ (1)
 Cumhuriyet öncesi Kütahya ve Çanakkale civarında 15-20 civarında çanak-
çömlek üreten atölyeler vardı. Kiremitler Avrupa’dan ithal ediliyordu.
Cumhuriyetten sonra özellikle 2. Dünya savaşı sonra ithalin imkansızlaşması
üretimi zorunlu kılmıştır.
 Bu nedenle Nejat Eczacıbaşı İstanbul-Kartal’da cumhuriyet döneminin ilk
seramik üretimi olan kulpsuz kahve fincanı üretmiştir. Daha sonraları 1950’de
başlatılan sanayileştirme hamlesine paralel gelişen kentleşme olgusu konut
sektörünün ihtiyacı olan seramiklerin üretimini zorlamıştır ve Eczacıbaşı’nın
küçük atölyesi 1958’de 250 kişilik sofra ve süs seramiği ile sağlık gereçleri
(saniter seramik) üreten modern bir fabrika haline gelmiştir.
 Aynı dönemlerde Çanakkale-Çan’da İbrahim Bodur’un öncülüğünde duvar ve
yer kaplama seramiği ile alçak ve yüksek gerilim izolatörleri (elektro seramik),
Yarımca’da Sümerbank’ın sofra porselenleri, sağlık gereçleri ve yüksek gerilim
izolatörleri girişimleri görülmektedir. Tuzla porselen, Bozöyük’te Sümerbank’ın
Yer ve Duvar Seramikleriyle İstanbul-Yıldız’da çini fabrikaları dikkati etmektedir.

15. TÜRKİYE SERAMİK TARİHİ (2)
 Yine bu dönemde Filyos, Haznedar, Aslan ateş tuğlaları fabrikaları kısmen revize edilip
kapasiteleri artırılmıştır. Sanayileşme ve kalkınmasını hızla sürdürmeye devam eden
ülkemiz seramik ihtiyaçlarına paralel olarak kurulu fabrikalar kapasitelerini artırırken yeni
kuruluşlar devreye girmiştir.
 Örneğin Eskişehir’de tuğla-kiremit; Söğüt’te fayans ve refrakter, Turgutlu’da tuğla, fayans;
Bozüyük’te ve Manisa’da sağlık gereçleri, Bilecik’te fayans, Kütahya’da porselen, Uşak’ta
fayans, İstanbul’da elektro porselen ülkenin sanayileşme ve kalkınma devam ettiği, nüfus
artış hızı yavaşlamadıkça talep de devamlı artacaktır. Talebe paralel olarak üretim
kuruluşların sayısı artmaya devam edecektir.
 Ülkemizdeki seramik sanayi ithal ikamesi malzemeler üretirken 1970’den itibaren seramik
ürünleri ihraç etmeye başlamış ve 1980’den sonra dış pazarlarda diğer ülkeler ile rekabet
etme gücüne ulaşmış ve pazardaki yerini almaya başlamıştır.
 Üretim teknolojileri genellikle gelişmiş teknolojiler olup ürünle TSE, EN ve ISO dünya
standartları uygun bulunmaktadır.
 İthalat – rekabet – tüketim – üretim – ihracat !

16. Türkiye Seramik Sektörüne İlişkin
Bazı İstatiksel Veriler
 Yıldız Çini: 1892’de kuruluş, 1. Dünya savaşında kapanma, 1962’de tekrar üretim
 Eczacıbaşı-Kartal: 1942’de fincan, 1958’de sofra ve süs, 1962’de sağlık ürünleri üretim
 Çanakkale Seramik: 1960’da fayans, 1964’de mozaik ve sırsız yer karosu üretimi
 Kalebodur Seramik: 1972’de sırlı yer karosu, 1962’de İzolatör üretimi
 İstanbul Porselen: 1963’de sofra seramikleri, 1991’de kapanış
 Gorbon Işıl: 1963’de süs eşyası üretimi
 Bozüyük Seramik: 1966’da yer ve duvar karosu, 1998’de özelleştirme
 Yarımca Porselen: 1969’da sıhhi tesisat, sofra eşyası, izolatör, 1998’de kapanış
 Ege ve Söğüt Seramik: 1972 ve 1973’de yer ve duvar karoları
 Kale Porselen: 1974’de alçak gerilim elektrik malzemeleri
 Kütahya Porselen: 1975’de sofra ve süs eşyası
 Serel ve Toprak Seramik: 1978 ve 1982’de sağlık gereçleri, karo üretimi.

17. Yer ve Duvar Karosu Ürünlerinin Türkiye’de ve
Dünyadaki Durum
 İşletmeler Bilecik-Eskişehir-Kütahya üçgeninde, Uşak – İzmir hattında ve
Çanakkale’de, üretimin ağırlıklı olarak batıda yapılması nedenleri; Hammadde,
Alt yapı (ulaşım, teknoloji) ve Teşvik (Bilecik).
 İşletmeler 1960 ve 70’li yıllarda kurulmaya başlandı, 80’li yıllarda kapasite
artırma, modernleşme
 1960-2000 arası 40 senede ülke ihtiyacı karşılanmış ve ihracata başlanmış
 90’lı yılların sonları itibarı ile 200 milyon m2/yıl, Avrupa’da İtalya ve İspanya’dan
sonra 3., Dünya’da Çin ve Brezilya’dan sonra 5. üretici
 1998 yılı itibarı ile:
- Çin 1.400.000.000 m2/yıl
- İtalya 590.000.000
- İspanya 560.000.000
- Brezilya 400.000.000
- Türkiye 154.000.000

18. Porselen, Sıhhi Tesisat ve
Refrakterler Ürünlerdeki Durum
 Porselen üretiminde; Kütahya, Güral, Porland, Yıldız Porselen başlıcaları, Gorbon
Işıl, Sanat Toprak ve Atölyeler (Stonware)
 Sıhhi Tesisat ürünleri yapımında Eczacıbaşı, Ege, Kale, Serel, Toprak,
Çanakçılar, Ece ve Turkuaz Seramik başlıca örnekleridir.
 1997’de 5,8 milyon adet toplam üretim, 2,8 milyon adet ihraç (56 milyon Dolar),
Avrupa’da 4. büyük üretici ve 5. büyük ihracatçı
 Refrakter Ürünler 1998 yılı itibarı ile 16 işletme, 9’u SiO2-Al2O3 bazlı 7’si bazik
refrakter, Tüketimin % 75 i demir-çelik, % 10 çimento sektörü. Üretimin % 40-60’ı
bazik, % 38-40’ı asidik karakterde, yakın doğu ve doğu Avrupa ülkelerine ihracat.
 Andalusit, Bağlayıcılar, Grafit, deniz suyu magnezya, eriyik magnezya, eriyik ve
tabular Al2O3, eriyik zirkonya ve MgO.Al2O3 gibi hammaddeler ithal edilmekte
 Konya Krom Manyezit, KÜMAŞ, SÖRMAŞ, Haznedar Ateş Tuğlası, Filyos Ateş
Tuğlası, AYSAN ve Magnezit A.Ş.

19. Seramik Ürünlerin Gruplandırılması
A) Bileşime Bağlı Olarak
 Silikat Seramikler: Kil, Kaolen, Feldspat, Kuvars, Pegmatit, Kalsit
 Oksit Seramikler: Tek Oksit veya Oksit karışımları
 Silikat ve Oksit olmayan Seramikler: Oksijen bileşeni ihtiva etmezler
B) Kullanım Alanlarına Bağlı Olarak
 Geleneksel (silikat) Seramikler: Yapı Malzemeleri ve Mutfak Seramikleri
 Refrakterler: Endüstri Fırınları
 İleri Teknoloji Seramikleri: Teknik Cihazların yapımı
C) Yapı Öğelerinin Büyüklüğüne Bağlı olarak
 İnce Seramik Ürünler
 Kaba seramik Ürünler

20. Yapı Öğeleri Büyüklüğüne Bağlı Olarak
Seramik Ürünlerin Gruplandırılması
1- İnce Seramik Ürünler - ø<200 μm
 Porselen, Sıhhi Tesisat, Yer ve Duvar Karoları, İTS
 %SE<2, sık yapılı (beyaz ve renkli stonware),
 %SE>2, gözenekli (açık ve koyu renkli hardenware)
 Silikat seramiklerde Pişirim sıcaklığı ≥ 1200 ◦C – sık yapılı
 Silikat seramiklerde Pişirim sıcaklığı ≤ 1200 ◦C – porlu yapılı
2- Kaba Seramik Ürünler - ø≥200 μm
 Tuğla Kiremit, Refrakter Ürünlerinin büyük bir kısmı
 %SE<6 sık yapılı, %SE>6 gözenekli

21. Kullanım Alanlarına Bağlı Olarak
Teknik Seramiklerin Gruplandırılması (1)
1) Elektriksel fonksiyonlu seramikler
 Elektrik izole edici özellikte: Al2O3, BeO, MgO, MgAl2O4, AlN devre taşıyıcısı vb
 Ferro-elektriksel özellikte: BaTiO3, SrTiO3 seramik kondansatör
 Piezo elektriksel özellikte: (PZT) Pb (ZrTi)O3 (PbTiO3+ PbZrO3) katı çözelti Vibrator,
Osilator, Filtre, ateşleyici v.s.
 Yarı iletken özellikte: BaTiO3, SiC, ZnO-Bi2O3, V2O5 gibi Varistörler (direncin gerilime bağlı
olarak değişmesi) ve Termistörler, NTC (sıcak iletken), PTC (soğuk iletken) BaTiO 3
 Elektriksel direnç özellikte: SiC, MoSi2 ve LaCrO3 Rezistanslar, ısıtıcılar
 İyonik iletkenlik özellikte: β-Al2O3, (katkılı) ZrO2 Oksijen ölçümü, pH ölçümü gibi
 Süper iletken özellikte: Y2O3-BaO-CuO (YBCO) veya SrO-CuO-La2O3 sistemlerinde
(T<100K veya -173ºC) , T ºC=K-273

22. Şekil: Elektriksel direnç özellikte seramik malzemelere örnek;
SiC rezistanslar. Maksimum kullanım sıcaklığı 1600 oC.

23. Kullanım Alanlarına Bağlı Olarak
Teknik Seramiklerin Gruplandırılması (2)
2) Magnetiksel fonksiyonlu seramikler
 Yumuşak Ferritler: MO.Fe2O3 (M=Zn, Mn, Ni) ses kayıt sistemi, ısı sensörü gibi
 Sert (sürekli) Ferritler: MO.6Fe2O3 (M=Ba, Sr) küçük motorlar
3) Optik fonksiyonlu seramikler
 Işık geçirgenliğine sahip malzemeler: Al2O3, MgO, Y2O3-ThO2, ZrO2-Y2O3
 Işık yansıtma özelliğine sahip malzemeler: Kaplamalar
 Polarize etme özelliğine sahip malzemeler: Y2O3S, PLZT
4) Kimyasal fonksiyonlu seramikler
 Gaz sensörü: ZnO. Fe2O3.SnO2 gaz kaçağı uyarısı, otomatik havalandırma fanları
Karbonhidrat ve Florkarbon detektörleri
 Neme duyarlı sensörler: MgCr2O4-TiO2 Mikrodalga fırında pişirim kontrol elamanı
 Elektrotlar: Titanatlar, sülfidler, boridler Alüminyum ve klor üretimlerinde
 Korozyona dayanıklı malzemeler: SiC, Si3N4, TiB2 Isı değiştiriciler, pompalar

24. Şekil: Optik özellikte seramik malzemelere örnek; Alümina (Al2O3) diskler.
a) Tek kristal alümina - transparant
b) Polikristal-düşük poroziteli alümina - mat
c) Polikristal-yüksek poroziteli alümina - opak

25. Kullanım Alanlarına Bağlı Olarak
Teknik Seramiklerin Gruplandırılması (3)
5) Mekanik fonksiyonlu seramikler
 Kesici malzemeler: Al2O3, Si3N4, TiC, TiN, BN
 Aşınmaya dayanıklı malzemeler: Al2O3, ZrO2, Si3N4, SiC, B4C, SIALON conta, seramik
kaplama, yatak, iplik yönlendirici, Basınç sensörü, Ventil, öğütücü parçaları
 Yüksek sıcaklığa dayanıklı malzemeler: SiC, Al2O3, Si3N4, ZrO2 Seramik motor, Türbin
pervaneleri, Isı değiştiriciler, Kaynak brülör sistemi
6) Biyolojik fonksiyonlu seramikler
 Protezler: Al2O3 (alümina) esaslı, Hidroksiapatit
 Biyocamlar
7) Nükleer fonksiyonlu seramikler
 Nükleer yakıt: UO2, PuO2
 Kaplama malzemesi: C, SiC, B4C
 Moderatör (yanmayı geciktirici) malzemesi: BeO
 Koruyucu malzeme: SiC, Al2O3, C, B4C

26. Seramik Malzeme Üretim Teknolojisi
 Seramik hammaddeler
 Seramik hazırlama
-Kırma
-Tane gruplarına ayırma
-Dozajlama
-Karıştırma
 Seramik masse
 Seramik şekillendirme
-Şekillendirme
-Düzeltme
 Ham ürün
 Kurutma
 Pişirme
 Sırlama
 Seramik Ürün

27. Seramik Malzeme Üretiminde Ana Prosesler
 Hammaddeler
 Seramik Hazırlama
 Seramik Masse
 Seramik Şekillendirme (gerektiğinde dekorlama)
 Ham Ürün
 Seramik Kurutma ve Pişirme (Reaksiyonlar)
 Seramik Ürün

28. Seramik Malzeme Üretiminde Ara Prosesler
Örneğin: Seramik Hazırlama
 Hammadde hazırlama
 Stok
 Kaba kırma
 İnce öğütme
 Tanelerin sınıflandırılması
 Reçeteyi oluşturma
 Dozajlama
 Karıştırma
 Granül hale getirme

29. Seramik Malzeme Üretiminde Değişken
(Çok parametreli) Prosesler
 Genelde bileşimleri değişken doğal hammaddelerin kullanımı
 Çoğu kez katkı kullanımı
 Üretimde çeşitli proseslerin uygulanması
 Fırın kesitlerindeki sıcaklık farkları
 Eleman faktörü
 Standart kuralların olmaması işletmelere özgü kuralların uygulanması
 Aynı ürünlerin farklı pişirim sıcaklığı ve pişirim sürelerinin olması
 Denge koşullarının üretimde sağlanamaması

30. Klasik Seramik, Cam ve Çimento Üretiminde
Kullanılan Hammaddelerin Karşılaştırılması
Klasik Seramikler Cam Çimento
 Killer Kuvars Kalsit
 Kaolenler Feldspatlar Kil
 Feldspatlar Kalsit Demir oksit
 Feldspat türevleri Soda Kuvars
 Kuvars Potas Killi Kalker
 Pegmatitler
 Kalsit
 Dolomit

31. Seramik, Cam ve İnorganik Bağlayıcı Üretim
Teknolojilerinin Genel Olarak Karşılaştırılması
SERAMİK CAM İNORGANİK BAĞLAYICI
 Toz Karışım Toz karışım Toz Karışım, farin
 Şekillendirme Eritme Isıl işleme tabi tutma
 Pişirme Şekillendirme Öğütme
Suyla reaksiyon
(hidratlaşma)
↓ ↓ ↓
 MAMUL MAMUL MAMUL

33. Porselen Mamul Üretim Akım Şeması
 Kaolen + K-Feldspat + Kuvars + Su + Elektrolitin dozajlanması
 Sulu olarak bilyalı öğütücülerde öğütme
 Süspansiyonu elek ve magnetten geçirerek stok havuzuna boşaltma
(1) Filter Prese Pompalama
a) plastik şekillendirme için vakum strang prese b) döküm için açma havuzuna
(2) Püskürtmeli Kurutucuya Pompalama-İzostatik presleme için granül stok silosuna
 Şekillendirmeden sonra rötuşlama, ilave (kulp takılması gibi)
 Kurutma sistemleri içerisinde kurutma
 Bisküvi fırını arabalarına yükleme-bisküvi pişirimi-boşaltma
 Gerektiğinde sır altı dekorlama, üretici adı, damga baskı mühür gibi baskılar
 Sırlama ve ayak kısımlarının temizlenmesi
 Glasür arabalarına raflarda ve kasetlerde yükleme ve glasür pişirimi
 Glasür arabalarında boşaltma, ayakların zımparalanması
 Dekorlama ve dekor pişirimi
 Kalite ayırımı ve Paketleme

37. 2. HAFTA

38. SERAMİK HAMMADDELERİ
 Dünyayı oluşturan elementlerin ~% 90’nı O, Si ve Al
oluşturmaktadır. Bu nedenle başlıca mineraller kuvars,
silikatlar ve alümina silikatlardır. Bu elementler doğal olarak
bulunan minerallerin çoğunu oluştururlar.
 Seramik endüstrisinde kullanılan hammaddeler inorganik
metal olmayan kristal yapıda katılardır. Kompleks jeolojik
süreçler sonucunda oluşmuşlardır. Bu nedenle
hammaddelerin fiziksel, kimyasal ve mineralojik özellikleri
oluşum şartlarına (oluşum yeri, zamanı, oluşum esnasında
fiziksel ve kimyasal olaylara) bağlıdır.

39. Hammaddelerin Gruplandırılması
1) Genel Olarak 2) Teknik Olarak
 Doğal Hammaddeler -Plastik özellikte
-Şekillendirilemez
-Flakslaştırıcılar
-Direnç sağlayıcılar
 Sentetik Hammaddeler -Oksit
-Oksit dışı
 Sekonder Hammaddeler -Proses atıkları
-Proses katkı maddeleri

40. Genel Olarak Hammaddelerin Sınıflandırılması
1-Doğal Hammaddeler:
 Kil, Kaolen, Feldspat, Pegmatit, Kuvars, Kalsit ve Dolomit gibi.
 Tuğla-Kiremit yapımında hammaddeler doğal bileşimleri ile kullanılırlar,
 Porselen ve sıhhi Tesisat ürünlerinde ise genelde zenginleştirilmiş
olarak kullanılırlar,
 Klasik Seramik ürünleri yapımında kullanılan hammadde bileşimleri
belli tolerans aralıklarında değişim gösterebilirler.

41. 2-Sentetik Hammaddeler:
 SiC, Si3N4, B4C ve BN başta olmak üzere doğada bulunmayan
hammaddelerin, elementlerin değişik yöntemlerle kimyasal
reaksiyona sokulması ile elde edilmeleri gerekmektedir.
Örneğin: SiO2 (kuvars)+C (grafit) ~2000 oC SiC (akezyon prosesi)
 Oksitlerde ise oksidi ihtiva eden cevherin zenginleştirilmesi ile,
örneğin Al2O3’in Boksitten elde edilmesi gibi.
 İTS yapımında kullanılan hammaddelerin saf olması temel
koşuldur.

42. 3- Sekonder Hammaddeler:
 Hammadde ve enerji tasarrufu, çevreyi koruma amaçlı kullanılırlar.
 Bisküvi artıkları, proses artıkları, fırın yakıt artıkları; cüruf-kül gibi
 Proses artıkları: Ham ve pişmiş artıklar – renk ve kırma sorunları!!!
 Kullanım sonrası artıklar:
1)Tipik örnek atık camların kullanımı – erime sıcaklığını düşürmesi
avantaj sağlarken, artıkların farklı bileşimde olması dezavantajdır!!!
2)Refrakter artıklarının tekrar değerlendirilmesi – kirlilikler yine bu
ürünlerin kullanımında dezavantaj teşkil etmektedir!!!
 Başka üretimlerde oluşan artıklar:
Yüksek fırın cürufunun çimento yapımında, kömür külünün tuğla
yapımında kullanımı gibi.

43. Hammaddelerin Teknolojik Özellikleri İtibarı
İle Sınıflandırılması
1. Plastik Hammaddeler: suyla karıştırıldığında kalıcı olarak şekillenebilen
hammaddeler – (killer, kaolenler ve pegmatitler)
2. Plastik Olmayan Hammaddeler: su ilavesi ile kalıcı şekillenmeyen – (kuvars,
feldspat, kalsit, dolomit, sentetik ve oksit hammaddeler) – hasarsız olarak
şekillendirilebilmeleri için kil veya organik plastik katkıların kullanımı
gerekmektedir.
a) Flaks özellikte hammaddeler: karışımın sinterlenmesini ve erimesini
kolaylaştıran hammaddeler – feldspatlar, kalsit ve dolomit gibi
b) Direnç sağlayıcı hammaddeler: plastik olmayan bütün hammaddeler ham
bünyenin deformasyona karşı direncini artırmaktadır. – kuvars gibi erimesi zor
olan hammaddeler pişirme esnasında da bünyeye direnç kazandırmaktadır.

44. Jeolojik Açıdan Doğal Hammaddeler
 KRİSTAL: Atomların, belirli kurallar dahilinde oluşturdukları üç boyutlu (kafesin
veya birim hücrenin) periyodik katı örgü yapısıdır.
• Kristaller belirli fiziksel ve kimyasal koşullarda; doymuş çözeltilerden, kor halindeki
akışkan eriyiklerden, buharlardan veya diğer katı maddelerden oluşur.
• Geometrik olarak düz yüzeyler keskin kenar ve köşeler kristallerin tipik karakteristik
özelliğidir.
• Her parça bütünü temsil eder yani her noktada aynı kimyasal ve fiziksel özellikler
hakim, kendisine özgü bir formüle sahiptir.
 MİNERAL: İnorganik kristallerdir, Kuvars, Albit, Ortoklas, Anortit gibi.
 KAYAÇ: Geniş coğrafik alanlara yayılmış doğal mineral karışımlarından oluşan
kütlelere denir. Kendilerine özgü bir kimyasal formülleri yoktur. Parça bütünü
temsil etmez, Pegmatit, Kil, Kaolen gibi. Kayaçlar ana, yan ve iz minerallerden
oluşurlar. Mono mineralli olanlar azdır.

45. HAMMADDELERİN YAPILARI
Ocaktan çıkarma tekniği ve öğütülebilirlik açılarından hammaddelerin
yapı durumları (sertlikleri) önem arz etmektedir.
 Sık yapılı (kompakt) kayaçlar – Granit, silis taşı, kalsit gibi
 Gevşek yapılı kayaçlar– Kum ve Kil gibi
 Mineral (Monomineral) şeklinde kayaçlar–Kalsit, Alçıtaşı, Kuvarsit gibi.
JEOLOJİK OLARAK KAYAÇLAR:
1-Magmatik Kayaçlar
2-Sediment Kayaçlar
3-Metamorfik Kayaçlar

47. MAGMATİK KAYAÇLAR
 Magma Silikatik bir eriyiktir. Akışkan kor haldeki eriyiklerden (lav) kristallenme neticesinden
oluşan tüm kayaçlar magmatik kayaçlardır. Feldspat, Kuvars ve Mika gibi…
 Feldspat gibi SiO2 miktarı yüksek olanlar açık renkli ve asidik karakterdedir.
 Biyotit ve Olivin gibi, SiO2 oranı düşük olanlar koyu renkli ve bazik karakterdedir.
Yer küre kesitinde katılaşmanın gerçekleştiği konuma göre:
1. Derinlik Kayacı: Yer küre derinliklerinde yüksek basınç ve sıcaklıkların etkisinde (binlerce
atmosfer, 900- 1500 ◦C), yavaşça katılaşarak oluşur. Granit, Olivin gibi Plutonik Kayaçlar.
2. Yüzey veya Volkanik Kayaçlar: Katılaşmanın yüzeyde hızlı bir şekilde gerçekleşmesi
neticesinde oluşan kayaçlar, Tüf ve Bazalt gibi. Yüzeyde düşük basınç, gaz çıkışına bağlı
gözenekli yapıda oluşurlar.
3. Ara Kayaçlar: Magma yüksek basıncın etkisi ile önceden katılaşmış kayaçların arasına
girerek dikey ve yatay boşlukları doldurur. Pegmatit damarları gibi

48. SEDİMENT KAYAÇLAR
Sediment Kayaçlar daha önceki kayaç oluşum prosesleri ile meydana
gelen kayaçların ve minerallerin parçalanması neticesinde
oluşmaktadır. Parçalama etkisine bağlı olarak:
1. Kimyasal Sedimentler: Bu kayaçlar suda çözünmüş maddelerin,
suyun buharlaşması veya çözeltinin kimyasal bileşiminin değişmesi
neticesinde çökme ile oluşmaktadır. Kireçtaşı, Boksit, Alçıtaşı, Dolomit,
Limonit (α-FeOOH, γ-FeOOH) ve Tuzlar gibi.
2. Biyolojik Sedimentler: Sudaki canlı ve bitki kalıntılarının önemli
oranda mikroorganizmaların etkisi ile birikmesi neticesinde oluşan
kayaçlardır. Tebeşir, Kiselgur (Diatomit) ve kömür türleri gibi.

49. METAMORFİK KAYAÇLAR
Metamorfik kayaçlar Magmatik veya Sediment kayaçlarının tektonik
hareketler (yer değişimi hareketleri) neticesinde yerin derinliklerinde
yüksek basınç ve sıcaklıklar altında kısmen tekrar erime, karışma ve
sıkışması ile oluşmaktadır. Çoğu zaman katı haldeki kristal
dönüşümleri olmaktadır.
 Kireçtaşı – Mermer
 Silistaşı – Kuvarsit
 Asidik magmatik kayaç – Gneis
 Bazik magmatik kayaç – Serpantin

50. SERAMİKTE KULLANILAN KİL VE
KAOLENLER (1)
Kil ve Kaolenler: Feldspat ve Feldspat içerikli granit gibi diğer magmatik veya
metamorfik kayaçların hem mekaniksel–fiziksel (su, rüzgar, ısı değişikliği..vb)
hem de kimyasal (CO, kükürt, florlu gazlar ve yüksek sıcaklık etkisi gibi)
parçalanması neticesinde oluşan Sediment kayaçlardır.
Feldspatın Kaolinite dönüşmesi reaksiyonları:
K-Feldspat K2O.Al2O3.6SiO2 (2KAlSi3O8) (%16,9 K2O, %18,3 Al2O3, % 64,7 SiO2)
Parçalanmada K2O’nun tamamı ve SiO2’nun 43,05 birimi ayrılıyor, geride 18,3 birim Al2O3
ve 21,58 birim SiO2 kalıyor, yapıya 6,47 birim H2O giriyor.
K2O.Al2O3.6SiO2+8H2O→2KOH+2Al(OH)3+2H4Si3O8
[Al2O3.2SiO2.2H2O+K2O+4SiO2+6H2O]
(Feldspat parçalandı K2O tamamen ve bir kısım SiO2 uzaklaştı yapıya bir miktar H2O alındı)
Al2O3.2SiO2. 2H2O (Al2[(OH)4Si2O5]) Kaolinit ( %39,5 Al2O3,%46,5 SiO2, %13,9 H2O

51. Şekil: Feldspatların kaoline parçalanmasının şematik gösterimi

52. SERAMİKTE KULLANILAN KİL VE
KAOLENLER (2)
Kil mineralleri, yaprak şeklinde, tabaka dokulu, kristal yapıda su içeren
alüminyum silikatlardır, Örnek: kaolinit, Al2(Si2O5)(OH)4
Kil ve Kaolen kayaçları iki şekilde oluşmaktadır.
1-Primer Oluşum: Yeni oluşumun ana kayacın olduğu yerde
gerçekleşmesi – Kaolenler bu grubu oluşturmaktadır. (İri taneli ve az
plastik özellik gösterir)
2-Sekonder Oluşum: Yeni oluşumun, ana kayacın parçalandıktan
sonra su ve rüzgar gibi doğal ortam koşulları etkisinde taşınması ve
çökmesi neticesinde başka yerde gerçekleşmesi – Killer bu grubu
oluşturmaktadır. (İnce taneli ve çok plastik özellik gösterir)

53. SERAMİKTE KULLANILAN KİL VE
KAOLENLER (3)
Killer taşınma sırasında geçtikleri yollar ve yataklardaki inorganik ve
kütlesel maddelerle birlikte sürüklenirler. Böylece bünyesine metal
oksitleri, karbonatları, sülfatları ve kömür gibi yanıcı maddeleri karışır.
Genellikle karışan bu maddeler kilin saflılığını, kalitesini, beyazlığını
bozucu etki yapar.
Metal oksitler karışım oranına göre killerin ham ve pişme renklerini
değiştirirler.
Örnekler:
Fe2O3: bej, sarı, kırmızı, kahverengi
MnO2: mor, kahverengi, siyah
TiO2 : sarı, bej, gri, kirli mavi

54. SERAMİKTE KULLANILAN KİL VE KAOLENLER
(4)
 Doğal öğünme – ince tane genelde < 2 mμ – Silikat Sediment
 Taşınma esnasında kristal yapının bozulması – katyon değiştirme
 FeO gibi safsızlıkların yapıya girmesi – pişme sonrası renkli bünye
 Kaolenler yan mineral olarak genelde feldspat ve kuvars ihtiva
eder
 Killer az oranda ince kuvars, nadir feldspat ihtiva eder, bileşimdeki
alkali metal oksitler (~%1) absorbe edilmiş katyonlardır.

55. SERAMİKTE KULLANILAN KİL VE
KAOLENLER (5)
 Kaolenler killere göre İri tanelidir, düşük plastik özelliktedir,
zor sinterlenir, az kirlilik ihtiva eder, beyaz pişme rengine
sahiptir.
 Tabaka yapısı killerin şekillenebilme özelliğinin temelini
oluşturur.
 Yüzey elektriksel yük durumuna bağlı olarak paralel konum
oluşturarak birbirine karşı rahat kayabilme (iyi akışkanlık)
veya karmaşık yapı oluşturarak birbirine karşı zor hareket
edebilme (Plastiklik) ve katyon değiştirme özellikleri silikat
seramik masselerin reolojik davranışlarını belirlemektedir.

57. KİL MİNERALLERİNİN YAPI SİSTEMATİĞİ
Kil minerallerinin esas yapısını su içeren alüminyum silikatlar oluşturmaktadır. Yapı olarak bu
mineraller, [SiO4]4- tetraeder (ortada silisyum etrafında dört oksijen, iyonu, dört yüzlü yapı) ve
[AlO6] oktaeder (ortada alüminyum etrafında 6 iyon, oksijen ve OH-) tabakalarını ihtiva eden
paketlerden oluşmaktadır.
 Kaolinit: mineralojik, Al2(Si2O5)(OH)4 veya Al2O3.2SiO2.2H2O
 Reel koşullarda Tetraederde Si4+ yerine Al3+ ve oktaederde Al3+ yerine Fe2+, Fe3+ ve Mg2+ iyonları
yer alabilmektedir.
 Paketi oluşturan tabaka sayısı ve diziliş düzeni farklılıkları ile tabakalar arası mesafe
farklılığı, çok sayıda ve çoğu kez de oldukça karmaşık yapılı kil minerali çeşidine neden
olmaktadır.
 Tetraederler düzlem içinde köşeler üzerinde birbirine bağlanarak düzenli altılı halkalar
şeklinde örgü yapısı oluşturmaktadır.
- İki Tabakalı Kil Minerali: Paket bir Tetraeder ve bir Oktaeder tabaka ihtiva eder, 1:1 yapı
- Üç Tabakalı Kil Minerali: Paket iki Tetraeder ve bir Oktaeder tabaka ihtiva eder, 2:1 yapı

58. Killerde Paketleri Oluşturan Yapılar

59. Kil minerallerini oluşturan tabakalardan biri olan tetraederlerin düzlemde köşeler
üzerinde bağlanarak oluşturdukları düzenli altıgen örgüsü (ör:Mika)

60. KİL MİNERALLERİ YAPILARI
Reel yapılarda, çoğu kez Al3+ yerine Mg2+ yer alır, değişimin
tam olması durumunda Mg-Silikatlar oluşur.
Elektriksel yük denge durumundan ötürü Alüminyum ile
oktaeder boşluklarının sadece 2/3 ü “dioktedriş yapı”,
Magnezyum ile bu boşlukların tamamı “trioktaedriş yapı”
doldurulur.

61. İKİ TABAKALI KİL MİNERALLERİ
Paketler bir Tetraeder ve bir Oktaeder tabakadan oluşur, 1: 1 yapı
--------------- Silis-tetrahedral
========= Alumina oktehedrali
Kaolinit grubu mineraller:
 Kaolinit Al2O3.2SiO2.2H2O
 Antigorit (Serpantin) 3MgO.2SiO2.2H2O (2Al yerine 3Mg iyonları)
3Mg +3 +2
 Dickit Al2O3.2 SiO2 .2 H2O
 Nakrit Al2O3.2 SiO2 .2 H2O
 Fireclay Al2O3.2 SiO2 .2 H2O düzensiz bir tabaka sıralaması
 Halloysit Al2O3.2 SiO2 .2 H2O.nH2O (n≤ 2) kalın paket, tabakalar arası zayıf bağ,
Oktaeder tab.<Tetraeder tab.–silindir şeklinde kıvrılmaya neden olmaktadır.
İlk üçünde tabakaların diziliş sıralaması farklıdır.

62. İki Tabakalı Kil Mineralleri (OH)3 Al2 O2, (OH) Si2 O3
p=piko 10-12

64. Halloysit grubu 2 tabakalı killerde paketlenme
--------------------------- Si-tetrahedrali
---------------------------Al-oktahedrali
****su****su****su******
--------------------------- Si-tetrahedrali
---------------------------Al-oktahedrali

65. İki Tabakalı yapı (struktur)

66. ÜÇ TABAKALI KİL MİNERALLERİ (1)
İki Tetraeder ve bir Oktaeder
tabakadan oluşan Paketler, 2: 1
--------------- Silis-tetrahedral
========= Alumina oktehedrali
---------------- Silis –tetrahedrali

67. ÜÇ TABAKALI KİL MİNERALLERİ (2)
 Pyrophyllit: Al2O3.4SiO2.H2O pirofilit
 Montmorillonit: Al2O3.4SiO2.H2O.nH2O (ideal), bentonit
 (Al2-x Mgx )[(OH)2Si4O10].Nax.n H2O (real) Oktaederde Al yerine kısmen Mg yük
dengeleme için paket aralığına Na absorbe edilmesi
 Beidellit: Al2[(OH)2Al0.5 Si3.5 O10]. Na0.5.n H2O
 Nontronit: Fe2,3+[(OH)2Al0.5 Si3.5 O10]. Na0.5.n H2O
 Muskovit: KAl2[(OH)2Al Si3 O10→K2O.3Al2O3.6 SiO2.2 H2O
 Phlogopit (Glimmer gr.): KMg3[(OH)2Al Si3 O10] mika
 Biotit: K(Mg,Fe2+)3[(OH)2(Al,Fe3+) Si3O10]
 İllit: (K,H) Al2[(OH)2Al Si3 O10] (ideal)
 Üç Tabakalı Mg-Silikatlar
 Talk: Mg3[(OH)2 Si4 O10]→ 3MgO.4SiO2.H2O
 Saporit: Mg3[(OH)2Al0.5 Si3.5 O10]. Na0.5.n H2O
 Vermiculit: Mg0.33 (Mg, Al)3[(OH)2Al Si3 O10].n H2O vermikulit
 Dört Tabakalı Mg-Silikatlar

71. Montmorillonit grubu 3 tabakalı killerde paketlenme
--------------------------- Si-tetrahedrali
---------------------------Al-oktahedrali
-------------------------- Si-tetrahedrali
****su****su****su******
--------------------------- Si-tetrahedrali
---------------------------Al-oktahedrali
-------------------------- Si-tetrahedrali

72. Üç Tabakalı yapı (struktur)

73. 3 Tabakalı Kil Mineralleri İle 2 Tabakalı Kil
Minerallerinin Karşılaştırılması
 Kristal yapıları bozuktur.
 Tabakalardaki Si4+ yerine Al3+ ve Al3+ yerine Mg2+, Fe2+ ve/veya Fe3+ yer
alabilmekte. Oluşan eksi (-) yük fazlalığı yüzeye absorbe edilen ve sulu
ortamda değiştirilebilen bir ve iki değerlikli (alkali veya toprak alkali metal
iyonları) katyonlarla dengelenmektedir.
 Paket aralarına önemli oranda su alarak şişme kabiliyeti gösterirler
 Yüksek oranda Montmorillonit ihtiva eden killer Bentonit grubudur.
 Katyon değiştirme kabiliyetleri yüksektir
 İllit, Montmorillonit ve Chlorit ihtiva edenleri Mixed-Layer olarak bilinir

74. KİLLERLE İLGİLİ GENEL OLARAK
 Killerin Nomenklatur Sistemi Kapsamında K(A).I(B).Xml(C).Q(D).O(E) genel formunda yazılmaları
önerilmektedir. K kaolin grubu, I illit grubu, X diğer mineralleri Q kuvars ve O organik kısımları
ifade etmektedir. Parantez içinde bu bileşenlerin miktarları (A,B,C,D,E) belirtilmektedir.
 Kil mineralleri yaprak şeklinde olup anizotrop özellik gösterirler.
 Yaprak çapının (0.2- 1µm), kalınlığa (0.1µm) oranı 5:1- 100:1 arasında değişmektedir.
 Spesifik yüzey iri taneli killerde (örneğin kaolinit) 1- 5 m2/g çok ince taneli killerde >100 m2/g
 Tane büyüklüğü killerde genelde < 10 µm, çok ince < 0.02 µm
 Katyon değiştirme kabiliyeti 20 µVal/g iri kaolinit, 1500 µVal/g Smectit (1 Val=1 değerlikli iyonun
bir molü)
 Tane büyüklüğü, şekli ve Katyon değiştirme özelliği→ Süspansiyonların reolojik özelliklerini,
küçülme mukavemet ve sinterleme davranışlarını etkiler.
 Çeşitli adlandırmalar: Refrakter killer, Duvar karosu killeri, Yer karosu killeri, Çanak çömlek killeri,
Bentonit gibi sınıflandırmalar yapılmaktadır.

75. KLASİK SERAMİK MAMÜLLERİ ÜRETİMİNDE
KULLANILAN DİĞER DOĞAL HAMMADDELER
Kil ve Kaolenler ile birlikte Feldspatlar, Pegmatitler, Kuvars, Kalsit ve Dolomit (son ikisi bilhassa
düşük sıcaklıklarda pişirilen gözenekli ürünlerde) kullanılan diğer hammaddelerdir.
FELDSPATLAR alkali veya toprak alkali metal oksit ihtiva eden alüminyum silikatlardır. 3 tipi
vardır:
Ortoklaz : KAS6
Albit : NAS6
Anortit : CAS2
 Kalsiyum feldspat yüksek bir erime sıcaklığına (Anortit 1550 ◦C) sahip olması nedeni ile pek tercih
edilmez.
 Sodyum feldspat (Albit) 1120 ◦C de erimesi itibarı ile genelde 1200 ◦C nin altında pişirilen ürünlerin
yapımında tercih edilmektedir. Büyük rezervler halinde Çine/Aydın – Milas/Muğla’ da
 Potasyum feldspat (Ortoklas-Ortoz) 1150 ◦C’de parçalanmakta, kısmen erimekte ve kısmen de lösit
kristallerine dönüşmektedir (inkongrent erime davranışı). Lösitin tamamen erimesi 1510 ◦C’de
gerçekleşmektedir. Bu geniş erime aralığı ile genelde 1200 ◦C’nin üzerinde pişirilen ürünlerin
yapımında tercih edilmektedir (Ör:porselen). Sınırlı oranda Kütahya – Balıkesir, turmalin ve Mika
kirlilikleri, önemli oranlarda ithal edilmekte (Hindistan, Çin)

76. Feldspatlar ve Diğer Bazı Alüminyum Silikatlar
 Kaolinit: Al2O3.2SiO2.2H2O (39.5, 46.5 ve 14)
 K-Feldspat Ortoklas, Mikroklin, Sanidin: K2O.Al2O3.6SiO2 (%17, %18 ve %65)
 Na-Feldspat Albit (Analbit, Monalbit): Na2O.Al2O3.6SiO2 (12, 19.5, 68.5)
 Ca-Feldspat Anorthit: CaO.Al2O3.2SiO2 (20, 37,43)
 Ba-Feldspat Celsian: BaO.Al2O3.2SiO2
 Nephelin: Na2O.Al2O3.2SiO2 (22, 35.9 ve 42.9) - K2O.3 Na2O.4Al2O3.8SiO2 (8, 16, 35,41)
 Lösit (Kaliophilit): K2O.Al2O3.4SiO2
 Kalsilit (Kaliophilit, synthetisch): K2O.Al2O3.2SiO2 (29.7, 32.3 ve 38),
 Lityum Alüminyum Silikatlar:
-Petalit: Li2O.Al2O3.8SiO2
-Spodümen: Li2O.Al2O3.4SiO2
-Eukryptit: Li2O.Al2O3.2SiO2

78. Feldspatlara göre Nefelin daha iyi bir erime davranışına sahiptir çünkü kristal
yapısında Na2O ve K2O aynı anda yer almaktadır (katı çözelti).
Nefelin, mikroklin ve albit ile birlikte nefelinli siyenit kayaçlarında yer alır. Bu
kayaçta kuvars mineralleri çok az veya hiç bulunmaz, SiO 2 oranı feldspatlara göre
düşüktür. Kaman/Kırşehir bölgelerinde çok, ancak koyu bileşenler (Demir oksit,
Hornblend, Amfibol, Biyotit, İlmenit ve Pyroksen gibi) renkli pişme görüntüsüne
neden olmakta.
Pegmatitler ağırlıklı olarak kil, feldspat, kuvars mineralleri ve bilhassa demir
oksit safsızlıkları ihtiva eden kayaçlardır.
Alüminyumsulfat, alunit Al2(SO4)3.18H2O renksiz suda çözünür kirlilik

79.  Talk (M3S4H: 3MgO.4SiO2.H2O): Killerle beraber elektriğe, ısıya (ısı
değişimlerine) dayanıklı bileşikler oluştururlar. Bu nedenle elektrik
izolatörlerinde, kordiyerit esaslı refrakter malzeme üretiminde (fırın istif
malzemeleri) bazen duvar fayans üretiminde kullanılır.
 Kromit: Refrakter malzeme üretiminde ve seramik renklendirmede (yeşil-sarı)
kullanılır.
 Dolomit:Seramik bünye ve sırlarında, refrakterlerde, cam üretiminde, CaO ve
MgO’nun beraber istendiğinde kullanılır. Kullanımı sınırlıdır, duvar karosunda
%10-15 civarında. Karadeniz, Kütahya, Eskişehir’de bulunur.
 Magnezit: Genellikle kalsine/sinter işleminden sonra yüksek sıcaklıklarda
metalürjik fırınlarda refrakter malzeme (tuğla/monolitik) üretiminde kullanılır.

80. Boksit:Bünyesinde su bulunan Al-oksittir. Alumina Al2O3 ve
Alüminyum Al üretiminde kullanılır. α-alumina:Korund
eldesinde kullanılır. Korund (Mohs’a göre 9) elmastan (10)
sonra sert olan mineraldir. Korund yüksek sıcaklığa dayanıklı
refrakter, zımpara-parlatma toz eldesinde kullanılır. Alümina
esaslı seramik malzemeler bugün dünyada en çok kullanılan
mühendislik seramiklerdir. Konya-Seydişehir, Muğla vd.
yatakları vardır. Yunanistan ve Fransa’da da zengin ve temiz
yataklar vardır.
Feldspat  kaolin  boksit  alümina  Al

81. Kuvars/Silika/Silis/Silikon: SiO 2 :
Dünya üzerinde silika ve bileşikleri bol miktarda bulunur. Eldesi kolay
olduğundan ve özellikleri aranan nitelikleri sağladığından çok çeşitli
malzemelerde kullanılır. Kuvars bileşime genellikle diğer hammaddelerle
girmekte, gerektiğinde duruma göre silis kumu (karolarda) veya temiz
kuvars (porselen, sıhhi tesisat, sır v.s.) kullanılmakta.
Kristalin Silika (SiO 2 )-Yapısı
 Si+4 ve O-2 atomlarının ‘iyonik’ olarak bağlanmalarından oluşur.
 Si etrafında 4 tane oksijenin bulunuşu ile oluşan silis tetrahedrali
(düzgün dört yüzlü) Si ve O içeren bileşiklerin tipik karakteristiğidir.
 O’in iyonik yarıçapı 1.40 Ao ve Si’in iyonik yarıçapı 0.41 Ao
olduğundan 4 oksijen atomu bir Si atomunun etrafını sarabilmektedir.

83. Silika Yapı Sistematiği
Valans elektron ihtiyacını dikkate alınırsa her Si iyonu 4 tane pozitif yük taşımaktadır.
Bunları 4 oksijen atomu paylaşmaktadır. Böylece Si valans elektron ihtiyacı doymuş
olmaktadır. Fakat oksijenlerde kalan birer valans elektronu açıkta kalır. Bunu
karşılayabilmek için silis tetrahedralinin başka iyonlara ihtiyaçı vardır. Si- tetrahedrali de bu
serbest elektronlar diğer bir Si-tetrahedrali ile birleşerek bağlanırlar.
 Böylece her oksijen iyonu 2 Si iyonuna bağlanmış olur. Hem Si- ve hem O-iyonları
dengelenmiş olur.

84. Silikanın Polimorfları (1)
 Kuvars doğada serbest halde bol miktarda bulunurken, tridimit ve cristobalit bol
bulunmaz fakat kuvars ısıtıldığı zaman bu minerallere (fazlara) dönüşür. Hepsi aynı
kimyasal bileşime sahip fakat farklı kristal yapılarından dolayı yapılarında Si-
tetrahedrallerin düzenlenişi farklıdır.
 Kuvars 870 oCTridimit1470 oCKristobalit 1723 oC (ergime)camsı silika
 Bu dönüşümler çok yavaş gerçekleşir ve dönüşümlerden sonra fiziksel özelikler de
değişir.
Silikanın polimorfik dönüşümleri:
 Kuvars: 2.65 g/cm3
 Tridimit: 2.27 g/cm3
 Cristobalit : 2.32 g/cm3
 Kuvars  Tridimit dönüşümünde kütlede büyük bir genişleme olur,
 Tritimit  Cristobalit dönüşümünde kütlede bir küçülme olur.

85. Silikanın Polimorfları (2)
 Soğurken bir miktar kristobalit tridimite dönüşür, ancak bunlar
kuvarsa dönüşmezler.
 Endüstride üretim yöntemi, bu dönüşümler göz önüne
alınarak belirlenmelidir. Özellikle silika refrakterlerinde
önemlidir. Bunun için pişirimlerinde (uzun süre) tamamen
kristobalit veya tridimite dönüşmesi (artık serbest kuvars!)
gerekir.
 Ayrıca ikincil dönüşümler de vardır: α  β  γ
 İkincil dönüşümlerde %3 hacimsel genleşme oluşur.
 Birincil dönüşümlerde % 16 genleşme vardır.

87. AMORF SİLİKA
Amorf silika olarak silika jeli ve camsı silika
vardır.
Silika jelinde ve camsı silikada (silika camı)
silis tetrahedraller düzensiz gelişi güzel bir
halde bulunurlar.

88. a) Kristalin Silika b) Amorf Silikanın Yapısı

89. DOĞAL SİLİS BİLEŞİKLERİ
 Kum, kumtaşı, kuvarsit (silika refrakterlerinde), kuvars
 Ganister (silika refrakterlerinde)
 Flinttaşı, sileks taşı, agat taşı:kripto kristalin yapı, küçük kristalli
ve sert. Seramiklerin öğütülmesinde kullanılan değirmenlerde
astar ve bilya olarak kullanılır.
 Kalsedon, Opal
 Ülkemizdeki kuvars ocakları: Genellikle Batı bölgesi.
Aydın,Trakya, Çatalça, Bilecik, Kütahya, Çanakkale, Kemer

90. Yer ve Duvar Karoları yapımında kullanılan
Türkiye’deki başlıca hammadde yatakları

95. Türkiye’deki Feldspat ve diğer bazı hammaddelerin kimyasal bileşimleri
potasyum feldspat: K2O.Al2O3.6SiO2 (%17, %18 ve %65) ortoklas
sodyum feldspat : Na2O.Al2O3.6SiO2 (12, 19.5, 68.5) albit

97. 3.HAFTA

98. DOĞAL HAMMADDELERİN TEMİNİ
 Fabrikalar hammaddelerini ya kendilerine ait hammadde şirketlerinden veya harici
hammadde üreticilerinden temin ederler.
 Hammaddelerin işetme sahasındaki stoklanması bilhassa kış ve bahar gibi
yağışlı dönemlerde dikkate alınarak ~ 6 aylık stoklama, ekonomik koşullar!
 Kil gibi yumuşak hammaddelerin ocaktan çıkarılması, yüzeyde dekabaj
çalışmalarından sonra, yerüstü ocak işletme tekniği ile yapılmakta,
 Dozer, Kepçe ve benzeri harfiyat makinaları ile yerinden kaldırılan hammaddeler,
kamyonlarla stok sahasına taşınarak, farklı kalitelerde yığınlar oluşturulur. Kil
ocakları çoğu kez üst üste farklı tabakalardan oluşur, her tabakanın ayrı
stoklanması ile farklı kaliteler oluşturulur, ince damarlardan oluşan ocaklardaki
hammaddenin iyi homojenleştirilmesi gerekir.
 Kaolen, kuvars ve feldspat gibi kompakt ocaklar, önce dinamitle patlatılır, sonra
kepçelerle kamyonlara yüklenir stok sahasına veya fabrikalara gönderilir.

99. GENEL OLARAK OCAK İŞLETME
Bir Hammadde Ocağının işletilmesinin arzu edilmesi:
 Piyasa araştırılarak, ihtiyaç tespit edilir.
 Saha çalışmaları: rezerv tespiti, jeolojik yapısı, sondaj (damar veya
ayna, yüzeyde veya derinde, yüzeye paralel veya dik)
 Bürokratik işlemlerin yerine getirilmesi (arazi, orman, yol durumu,
yerleşim birimlerine yakınlığı – patlatma), Maden işletme Dairesinde
ruhsatın alınması.
 Üretmekten çok satmak daha zor, Seramik sektörü genelde yeni
Hammadde ve katkılara karşı çekimser olur.
 Tüm teknik özelliklerin yer aldığı kataloglarla iyi bir tanıtım, malzemenin
sürekli teminini garanti ederek güven kazanmak
 Güncel ihtiyaçların karşılanması yanı sıra yeni kullanım alanlarının
araştırılması yeni ürün geliştirilmesi gibi

100. HAMMADDE ZENGİNLEŞTİRME
 Silikat hammaddeler, Tuğla- Kiremit, Yer ve Duvar karoları yapımında,
doğal bileşimleri ile kullanılabilmektedir, ancak Porselen, Sıhhi Tesisat
üretimlerinde genelde zenginleştirilmiş olarak kullanılır.
 Feldspat zenginleştirmede, belirli bir tane boyutunun altına öğütülmüş
hammaddedeki renklendirici kirlilikler flotasyonla sulu ortamda organik
katkıların yardımı ile askıda tutularak ayrıştırılmakta, standart feldspata
göre daha beyaz bir pişme rengi elde edilebilmektedir (sırlık feldspat)
 Kil ve Kaolen zenginleştirmede genel olarak iri kuvars çöktürme, ince
kuvars ise hidrosiklon sistemleri ile ayrıştırılmakta.
 Oksit hammaddelerinin zenginleştirilmesinde, genel olarak doğal oksit
hammaddelerinin duruma göre asidik veya bazik ortamlarda
çözeltilmesi ve hedeflenen oksidin uygun bir bileşiği örneğin hidroksiti
olarak çözeltiden çöktürülüp akabinde kalsine edilmesi ile elde
edilmektedir.

101. KAOLİN ZENGİNLEŞTİRME
 Zenginleştirme ile kil minerali miktarı ~ % 30-45 civarında olan tüvenan
kaolendeki kil minerali miktarı % 80-95’a kadar çıkarılabilmektedir.
 Kırma, Kaolenin suda açılması (katı madde miktarı ~ % 5)
 İri ve orta büyüklükte kumun aşama aşama eleme ve çöktürme ile
ayrıştırılması
 İnce kumun hidrosiklonlarla ayrıştırılması, dekantörler
 Çöktürme havuzlarında süspansiyonun katı madde miktarının
yükseltilmesi (% 20- 40)
 Filter preslerde su oranının düşürülmesi (katı madde miktarı ~ % 75) ve
kurutma (Bantlı kurutucu %90 katı, öğütmeli kurutma katı >%98) veya
süspansiyonun püskürtmeli kurutucularda kurutulması

103. Dekantör: Sıvı içerisindeki çok ince taneleri ayırma veya
sınıflandırma işlerinde kullanılabilen merkezkaç kuvvet
etkisi ile çalışan makine.

104. Oksit eldesine örnek:
Boksit Zenginleştirmesi, Al 2 O 3
 Boksit cevheri, alüminyum hidroksitlerin yanı sıra kuvars, demir ve titan bileşikleri ihtiva eden bir
karışımdır. Genel olarak kimyasal bileşimi: Ağırlıkça % 40-60 Al 2O3, %12-30 H2O, % 7-30 Fe2O3 ,
% 1-15 SiO2 ve % 3-4 TiO2 ihtiva edebilmektedir.
 Bayer yöntemine göre: Boksit, Otoklav koşullarında (250 ◦C ve 40 bar, basınç altında, 6-8 h
sürede) NaOH (kostik) ile muameleye tabi tutulur.
 Demirhidroksitler, Kuvars ve Titan oksit çözünmezler çökerler.
 Seyreltilmiş çözeltiye ince alüminyum hidroksit ilave ederek karıştırma ile kristallenme sağlanır.
 Çöktürülen alüminyum hidroksit 1200- 1300 ◦C’de kalsine edilerek Al2O3’e dönüştürülür.
REKASİYONLAR:
 Al(OH)3 + NaOH ↔ Na(Al(OH)4) (Na2O.Al2O3.4H2O)
 Su ilavesi ile seyreltme ve Al(OH)3 tozu ilavesi
 Na(Al(OH)4) → Al(OH)3 + NaOH seyreltik
 Al(OH)3 →α-Al2O3 + 3H2O (1200-1300 ºC de kalsine etme, % 80-99 arasında değişen oranlarda
Al2O3)


106. Hammaddelerin Kalsine Edilmesi
Bazı seramik mamullerin yapımında kullanılan hammaddeler ancak bir ısıl işlemden
geçirildikten sonra ürün yapımında kullanılabilmektedir.
 Massesi tamamen refrakter killerden (Al2O3.2SiO2.2H2O kaolinit) oluşturulan Şamot
ürünleri yapımında kilin bir kısmı önce ısıl işlemden geçirilip şamotlaştırıldıktan
sonra bir miktar ham kille karıştırılarak masse oluşturulmaktadır.
 Plastik yöntemle şekillendirilen karoların yapımında kullanılan massenin bir kısmı da
önce ısıl işlemden geçirilir.
 Magnezya ve Dolomit gibi refrakter ürünleri yapımında kullanılan manyezit (MgCO3)
ve Dolomit (MgCO3CaCO3) hammaddeleri önce 1700 ◦C civarında döner fırınlarda
sinterlendikten sonra kullanılabilmektedir.
 İTS yapımında kullanılan karbonat ihtiva eden masseler önce ısıl işlemden
geçirilmektedir.

107. SENTETİK HAMMADDELER
SiC, Si3N4, B4C ve BN gibi ileri teknoloji seramikleri yapımında kullanılan hammaddeler önce
sentetik olarak elde edilmektedir.
1- Elementlerin reaksiyona sokulmasıyla:
3Si + 2N2-------- Si3N4,, Si + C-----SiC, B+ C-----------B4C gibi.
2- Oksitlerin karbonla indirgenmesi
2B2O3+7C----- B4C+6CO
SiC, Acheson yöntemi ile elde edilmektedir: Grafit Elektrotlar kuvars kumu ve petrokoks
karışımları içinde geçirilerek ısıtılmaktadır (Elektro ark) reaksiyon sonunda, SiC siyah veya yeşile
çalan iri kristaller halinde elde edilmektedir.
SiO2 + 3C → SiC + 3CO 528kJ/mol SiC (2000-2300◦C),
3- Oksitlerin metalotermik indirgenmesi: Si3N4, B4C, BN, SiC
B2O3 +Na +N2 ---------BN + Na2O B(+1, +3) N (+1, +5, -3) C(+2, +4, -4)
4- Gaz faz reaksiyonları ile:
BX3 + Cg -------B4C + HX- (x halojen, F,Cl, Br, J), BF3 renksiz kokulu gaz

108. Acheson fırınında reaksiyondan önce ve reaksiyondan sonra kesit görüntüsü

109. Akezyon prosesiyle üretilmiş SiC

110. ORGANİK VE İNORGANİK KATKILAR
Neden Katkılar:
Seramik üretiminde katkı kullanımının bazı nedenleri şu şekilde sıralanabilir:
 Masselerin reolojik davranışlarını etkileme – Akışkanlaştırma, bilhassa kil ihtiva eden masselerde
elektrolit kullanımı
 Masselerin şekillenme davranışlarını etkileme –– Plastik özelliği olmayan bilhassa İTS
masselerinde plastiklik sağlamak
 Masselerin ham ve kuru mukavemet özelliklerini etkileme, Plastik özelliği olmayan bilhassa İTS
masselerinde, bağlayıcılığı sağlama
 Erime ve sinterlenmesi zor olan masselerde teknik özellikleri olumsuz etkilemeyecek şekilde
sinterleme davranışlarını etkileme
 Kuru preslemeyi etkileme tane yüzeyinde ince bir film oluşturarak tanelerin birbirine ve kalıp
yüzeylerine karşı kayganlaştırılarak rahat hareket etmelerini sağlamak – Kayganlaştırıcı yağlar,
Mg, Zn, Ba ve Al Tuzları

111. ELEKTROLİT KATKILAR
Bilhassa kil ihtiva eden masselerde elektrolitler kil tane yüzeyinin
elektriksel yük durumunu etkileyebilmektedirler.
1. Deflokulantlar (Peptizatör) taneleri disperse ederek birbirinden
uzaklaştırır ve yüksek katı madde oranında süspansiyonun akmasını
sağlar, çökme esnasında iyi bir paketlenme gerçekleşir. Kil tane yüzeyi bir
değerlikli katyonlarla kaplandığı zaman olmaktadır.
2. Flokulantlar (Koagulatör) tanelerin sınırlı oranda birbirine tutunmasını
sağlayarak süspansiyonun koyu bir kıvam almasını sağlamaktadırlar,
çökme esnasında taneler salkım oluşturarak askıda kalmakta. Kil tane
yüzeyi iki değerlikli katyonlarla kaplandığı zaman olmaktadır.

112. Başlıca İnorganik Deflokulantlar (Peptizatör)
 Soda: Na2CO3, Kristal soda: Na2CO3.10H2O, Sodyum hidroksit: NaOH,
 Sodyum aluminat: Na2Al2O4, Na-Fluorid: NaF
 Lityum hidroksit: LiOH, Lityum karbonat: Li2CO3
 Sodyum fosfatlar: Na2H2P2O7, Na3HP2O7, Na4HP2O7, Na6P4O13, (NaPO3)nH2O
 Sodyum pirofosfat: Na4P2O7, Kristal sodyum pirofosfat: Na2P2O7.10H2O
 Sodyum metafosfat: NaPO3
 Amonyum oxalat: (NH4) C2O4.H2O, Na-oxalat: Na2(COO)2
 Na-Cam suyu: Na2O.3,3SiO2 (1:3 etki çok iyi)
 Sodyumpolifosfat (NaPO3)n, STPP, SHMP
 Potasyum tuzları hygroskop özelliklerinden dolayı pek tercih edilmezler.
Organik akışkanlaştırıcılar
 Etilamin, Propilamin ve Butilamin C2H7N, C3H9N, C4H11N
 Polyvinilamin
 Tetrametilamonyumhidroksit (CH3)4N(OH) v.s.

113. Başlıca İnorganik Flokulantlar (Koagülatör)
 Genelde Ca ve Mg bileşikleri
 Ca(OH)2
 CaB2O4.6H2O
 CaSO4.2H2O
 MgCl2.6H2O, Mg3B7O3Cl, MgSO4.H2O
 Asetik Asit: CH3COOH
 Borikasit: H3BO3
 ve ticari isimleri altında satılan çeşitli katkılar.
 Sonraki iki slayt bilhassa ileri teknoloji seramikleri üretiminde
önemli oranda kullanılan çok çeşitli organik katkıları ifade
etmektedir.

114. Organik Deflokulantlara örnekler (Peptizatör)
 Deflokulatorlara Örnekler:

115. Sentetik ve Doğal Bağlayıcılara Örnekler

116. Termoplastik Şekillendirmede kullanılan Plastikleştiricilere örnekler

117. Değişik Folio Döküm Masselerine Örnekler

118. KLASİK SERAMİK HAMMADDELERİNİN
KARAKTERİZE EDİLMESİ
A-Kimyasal olarak önemli kriterler:
 Ana bileşenler ve İz bileşenler
 Demirin değerlikleri
 Uçucu elementler
 Katyon değiştirme kapasitesi
 Zeta- Potansiyeli
B-Mineralojik olarak önemli kriterler:
 Ana mineral bileşenler
 Kil mineralleri ve İz mineraller
 Yapı düzenliliği, düzgün veya bozuk kristal yapı
C-Fiziksel olarak önemli kriterler:
 Tane boyut dağılımı
 Spesifik yüzey büyüklüğü

119. SERAMİKTE KİMYASAL BİLEŞİM TESPİTİ
 X- Işınları Floresans (XRF): Elementel analiz için kullanılan teknik
 Alev Fotometresi: Alkali ve toprak alkali metaller 0,1 mg/l hassasiyetle,
V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni ve Cu gibi renklendirici elementler ancak düşük
hassasiyetle
 Atomik Absorbsiyon: Alkali ve toprak alkali metaller 0,1 mg/l
hassasiyetle, Si, Al, Ti ve Zr gibi oksitleri yüksek sıcaklıklarda eriyen
elementleri tespit hassasiyeti sadece 1-10 mg/l, B tespiti çok kötü.
 Kütle Spektrometresi (Inductively Coupled Plasma-ICP): bütün
elementler çok yüksek sıcaklıklarda belli dalga boylarında karakteristik
ışınlar gönderir.

120. Alev Fotometresi ve Atomik Absorbsiyon için
Numune Hazırlanması
 Tümü temsil edecek şekilde numune alma, toz haline getirme
 A.Z. tespiti için ~1 g numune, 1000 ◦C’de pişirme ve ağırlık kaybı tespiti
 SiO2 tayini için ~1g numune, Na2CO3, K2CO3, KNO3 veya Boraks Na2O.2B2O3.10H2O
gibi flaks katkılarla platin kroze içinde ör.1000 ◦C’de eritilir, cam halindeki numunenin
HCl ile çözeltilip süzülmesi, bileşimde ZrO2 yoksa filtre üzeri SiO2 olarak tespit edilir.
Bileşimde ZrO2 varsa Filtre üzeri HF ile muamele edilerek Silisyumun SiF4 şeklinde
buharlaşması sağlanır ve ağırlık kaybı SiO2 olarak tespit edilir.
 Alkali ve toprak alkali metallerin tespiti için ~0,1 g numune önce HF asit ile muamele
edilerek SiO2’nin uzaklaşması sağlanır. Numune kum banyosunda ısıtılarak HCl asit ile
çözeltilir. Numunenin çözünmemesi durumunda flaks bir katkı ilave edilerek eritilip cam
haline getirilir ve HCl asit ile çözeltilir. Seyreltik çözelti süzülerek AF ve AAS testlerine
hazırlanır.

121. Alev Fotometresi
 Ölçüm prensibi her alkali ve toprak alkali metalin alevin etkisinde
kaldığında alevi kendine özgü bir şekilde renklendirmesine
dayanmaktadır. Isıtma esnasında Atomların elektronları yüksek bir
enerji seviyesine çıkmakta ve soğuma ile normal konumuna geçerken
açığa çıkan enerji atoma özgü görünen ışın şeklinde açığa çıkmaktadır.
Alevden gelen ışınlar her defasında sadece belli bir dalga boyundaki
ışınları geçiren filtrelerden (renkli camlar) geçirilip bir detektörle
güçlendirilerek Fotosele gönderilmekte ve sırası ile elementler ve
miktarları şiddetleri tespit edilmektedir. Karşılaştırma numunesi olarak
genelde saf su yeterli olmaktadır. Cihazın kalibrasyonu bileşimi bilinen
bir çözelti ile yapılır.
 Çözelti Hava ve gaz (Propan 1525 ◦C veya Asetilen 2150 ◦C) karışımı ile
birlikte brülör sistemine ulaştırılarak alevin etkisine bırakılır.

122. Atomik Absorbsiyon
 Ölçüm prensibi alev içindeki her alkali ve toprak alkali element
atomunun aleve dışardan bir ışın demeti gönderildiğinde sadece
kendine özgü dalga boyundaki ışınları absorbe etme özelliğine
dayanmaktadır. Çözeltinin gönderildiği aleve her defasında sadece belli
bir dalga boyundaki ışınlar gönderen lambalar yardımı ile ışınlar
gönderilmekte ve alevden geçtikten sonra bir dedektörle şiddetleri
tespit edilerek önceye göreki zayıflama durumuna bağlı olarak
konsantrasyon tespiti yapılmaktadır. Ölçümden önce lambalar ısıtılır ve
çözeltisiz alevin ölçümü 0 sinyal olarak kaydedilir.
 Çözelti Hava ve gaz (Propan 1525 ◦C veya Asetilen 2150 ◦C) karışımı ile
birlikte brülör sistemine ulaştırılarak alevin etkisine bırakılır.

123. Alev Fotometresi ve Atomik Absorbsiyon testlerinin şema halinde
gösterilmesi

124. λ X-ışınları=0.02-0.2nm
X Işınları Floresans (XRF)
Bu yöntemin ölçüm prensibi numune yüzeyine yüksek enerjiye sahip çok kısa dalga
boylu, x-ışınları gönderilerek Atom yapısına etki edilmesi ve atomun kendine özgü
Sekonder x-ışınları yayması ve bu ışınların analizine dayanmaktadır. Numunede gelen
Işınlar dhkl değeri bilinen bir kristal (örneğin Li veya Si tek kristali, büyümeyi engellemek
için Azotla soğutma) tarafından dalga boylarına ayrıştırılmakta ve her dalga boyundaki
ışının ayrı ayrı geliş açısı (Θ) dedektörle tespit edilmektedir. Numunede gelen ışınların
dalga boylarının (λ) hesaplanmasına Bragg eşitliği temel teşkil etmektedir.
2dSinΘ = n.λ, -------- λ = 2dhkl.SinΘ
Ölçüm numunesi değerleri bileşimi bilinen standart bir numune değerleri ile
karşılaştırılarak miktar tespiti yapılır.
Numune toz veya Lityumtetraborat (Li, B, ve O atomları çok hafif tespit edilemezler) ile
eritilip cam haline getirilir, daha homojen (Eritici: Numune = 5:1 – 10:1, seyreltme!)

127. Mineralojik (Rasyonel) Bileşimin
Tespiti
X- Işınları Difraksiyonu (XRD)
Yöntemde prensip olarak numune yüzeyine düşük enerjili uzun dalga
boylu, (söz konusu x-ışınları atom yapısını etkilemez) x-ışınları
gönderilerek kristal fazların atom düzlemlerinde geri yansıttıkları
(Difraksiyon) ışınların açıları dedektörle tespit edilmektedir.
Difraksiyonun oluşması için ışınların aynı fazda olmaları gerekmektedir.
Bunun içinde ışınların Brag açısı Θ olarak ifade edilen bir açı ile atom
düzlemine gelmesi gerekir. Işınların geldiği Anot malzemesi belli
olduğu için λ biliniyor. X- ışını difraksiyonu için gerekli koşulu ifade eden
Bragg bağıntısı yardımı ile atom düzlemleri arasındaki mesafe d hkl
değerleri hesaplanarak kristal fazlar tespit edilmektedir.
2dSinΘ = n.λ, -------- dhkl= λ /2SinΘ
Elde edilen değerler bilinen minerallerin değerleri ile karşılaştırılarak
yapıda yer alan mineraller belirlenmektedir. Θ Brag açısı X ışınları ile
atom düzlemlerinin yaptığı açı, λ X ışınlarının dalga boyu, n difraksiyon
sırası (1,2,3,……)

128. Kuarz masse ve alumina kullanılan izolatör bünye XRD Grafikleri
örnekleri

129. TERMAL ANALİZLER
Seramik Hammaddelerinin çoğu sıcaklığın etkisine tabi tutulduğu zaman
belirli sıcaklıklarda kendilerine özgü parçalanma veya dönüşüm
reaksiyonları göstermektedir.
Bu reaksiyonlar ısı alan (Endotermik- genelde parçalanma) veya ısı veren
(Ekzotermik- genelde kristallenme) ve/veya ağırlık değişimine neden olan
reaksiyonlardır.
Reaksiyonların gerçekleştiği sıcaklıklar ve ağırlık kayıpları tespit edildikten
sonra bilinen verilerle karşılaştırma yapılarak numune değerlendirilir.

130. Diferansiyel Termal Analiz (DTA) ve
Termogravimetrik Analiz (TGA)
DTA: Bu yöntemde bir Referans numune (genelde Alümina tozu) ile teste
tabi tutulacak numune aynı fırın içerisinde sıcaklığın etkisine tabi tutularak
iki numune arasındaki sıcaklık farkı fırın sıcaklığına bağlı olarak tespit
edilmektedir. Ölçüm Termokupl ile yapılmaktadır. Ölçüm Sistemi Termokupl
bağlantı uçlarından biri Referans numune diğeri ise ölçüme tabi tutulacak
numune ile irtibatlı olacak şekilde oluşturulmuştur. İki uç arasında sıcaklık
farkı olması durumunda bir potansiyel farkı oluşmakta ve bu potansiyel farkı
sıcaklık farkı ile doğru orantılı olduğu için direk sıcaklık farkı olarak
verilmektedir.
TGA: Bu yöntemde sıcaklığa bağlı olarak numunedeki ağırlık değişimi
tespit edilmektedir. Bu şekilde kristal yapıdaki suyun miktarı, karbonat
miktarı, organik bileşen miktarı gibi ağırlık kayıpları ve bu kayıpların hangi
sıcaklıklarda gerçekleştiği tespit edilebilmektedir.Test genelde DTA ile
kombineli olarak aynı cihazla yapılmaktadır.

134. Bazı Kil Minerallerinin örnek DTA Grafikleri

135. Çeşitli Hammaddelerin DTA Grafikleri

137. Sıcaklığa Bağlı Olarak Boyut
Değişiminin Tespiti
Bir hammadde veya massenin sıcaklığa bağlı olarak gösterdiği boyutsal
değişim gerek pişirim prosesinin uygulanması gerekse sırla bünye arasındaki
uyum ve ürün kullanımı esnasındaki ısı şoku dayanımı bakımından önem arz
ettiği için tespit edilmesi gerekmektedir. (kaplama masseleri: α > 65. 10-7K-1).
Dilatometre: Dilatometre ile çubuk şeklindeki bir numunenin sıcaklığa bağlı
olarak gösterdiği uzunluk değişimi ölçülmekte ve Isısal Genleşme Katsayısı α
hesaplanmaktadır. Dilatometre Grafiğinde birim uzunluk değişimi ∆l/l 0 veya
(yüzde uzama ∆l/l0x100) sıcaklık farkına bağlı olarak ifade edilmektedir. Genel
olarak:
lT= l0+l0.α.∆T------------ α = ∆l/(l0.∆T)
Numune ebatları: Uzunluk 35 - 40 mm, kesit 2-3 mm (Dörtgen veya daire)
Refrakterler gibi kaba seramiklerde dik konumlu numune ile ölçüm yapılmakta
ve ebatlar daha fazla olmakta

139. Dilatometre Grafiğine Örnekler

140. Bazı Seramik Hammaddelerinin Dilatometre Grafikleri: sıcaklığa
bağlı olarak % uzunluk değişimi ∆l/l0x100

141. Tane Boyut Dağılımının Tespiti
Tane boyut dağılımı bir massenin hem reolojik davranışlarını hem de
sinterlenmesini dolaysı ile teknik özelliklerini önemli derecede
etkilemektedir. Kil ve Kaolen gibi hammaddeler karakterize edilirken göz
önünde tutulan kriterlerden bir tanesi de doğal tane boyut dağılımlarıdır.
Aynı özelliklerde ürün eldesi için masse tane boyut dağılımının kontrol
altında tutulması önem arz etmektedir.
Tane boyut dağılımının ölçümünde geçmişte çok değişik yöntemler
uygulanmıştır, ancak günümüzde öncelikli olarak “Laser Granulometre”
kullanılmaktadır. İşletmelerde rutin öğütme kontrolleri basit ve pratik
olması nedeni ile halen elek bakiyesi tespit edilerek yapılmaktadır. Bu
yöntemle toplam tane boyut dağılımı tespit edilememektedir. Eleman,
Elek temizliği ve suyun akış hızı gibi deney uygulamaları sonucu önemli
derecede etkilemektedir.

142. Lazer Granülemetre
Bu yöntemin ölçüm prensibi laser ışını gönderilen bir
partikülün gerisinde oluşan izdüşümü büyüklüğünün
tespitine dayanmaktadır. İz düşümü büyüklüğü tane
büyüklüğü ile ters orantılı olmaktadır. Uygulamada toz
numune suda seyreltik (~ yarım litre suya değirmenden
alınmış süspansiyondan 1-2 damla ilavesi gibi) halde önce
aglomerasyonları (Topak) çözmek için titreşimin etkisine tabi
tutulur ondan sonra Laser ışınlarının gönderildiği bir hazne
içerisinde geçirilerek ölçüme tabi tutulur. Ölçüm esnasında
her büyüklükteki iz düşümleri ve kaç defa tekrarlandıkları bir
dedektör vasıtası ile tespit edilerek Tane Boyut Dağılımı
grafiği elde edilmektedir.

143. Laser granulometrenin şema olarak çalışma Prensibi

144. Tane Boyut Dağılımı Grafiği
% Miktar (E.Ü)
120 % Miktar (E.A) 30
100 25
80 20
Mutlak Dağılım
% Miktar
60 15
40 10
20 5
0 0
0 100 200 300 400 500 600
Tane Boyutu (µm) 0 100 200 300 400 500 600
63 125 Tane Boyutu (µm)
45 90 250 500

145. Çökme (Sedimentasyon) Yöntemi ile Tane Boyut Dağılımının
Tespiti

146. 4.HAFTA

147. REÇETE OLUŞTURMA
Bir seramik ürünün yapımında kullanılan Hammadde, Katkı ve Su
oranlarının ifade edildiği tablo Reçete olarak adlandırılmaktadır.
Reçetede hammaddeler yüzey nemsiz yani kuru, katkılar ise katı
madde bazında % ağırlıkça ifade edilir.
Planlanan herhangi bir mamul üretimi için uygun bir reçete eldeki
hammadde ve teknolojik koşullarda ancak uzun çalışmalar neticesinde
ortaya çıkmaktadır.
Reçete oluşturmada ilk adım eldeki hammaddelerin başta kimyasal ve
mineralojik bileşimleri olmak üzere tüm teknik özelliklerinin
belirlenmesidir. Örneğin Silikat seramik masselerde önemli oranlarda
kullanılan kil ve kaolen hammaddelerinin ihtiva ettikleri mineraller
massenin reolojik ve teknik özelliklerini önemli oranda belirlemektedir.

148. Kimyasal Bileşimi Reçeteye Çevirme
Kimyasal Bileşim: Bileşimde yer alan oksitleri ve uçucu bileşenleri %
ağırlıkça ifade eden Tablodur.
Mineralojik (Rasyonel) Bileşim: Bileşimde yer alan mineralleri %
ağırlıkça ifade eden Tablodur.
Verilen kimyasal bileşimi reçeteye dönüştürebilmek için önce Rasyonel
bileşimi oluşturmak gerekiyor. Ondan sonra eldeki hammaddelerin
Rasyonel bileşimleri biliniyorsa Reçete hesaplanabilir.

149. Kimyasal Bileşimi
Rasyonel Bileşime Dönüştürme (1)
Kimyasal % Hammaddeler
Mineral
Bileşim A B C
SiO2 70.0 Kil 70 - 10
Al2O3 18.0 Feldspat 10 85 -
Na2O 3.0 Kuvars 20 15 90
K2O 2.0
CaO 1.0
MgO 0.5
Fe2O3 1.0
TiO2 0.5
SO3 0.1
A.Z. 4.0
Toplam 100

150. Kimyasal Bileşimi Rasyonel Bileşime Dönüştürme
(2)
 K2O Ortoklas minerali: K2O.Al2O3. 6SiO2 MA: 556
 Na2O Albit Minerali: Na2O.Al2O3.6SiO2 MA: 524
 Al2O3 Kil minerali (kaolinit): Al2O3.2SiO2. 2H2O MA: 258
 SiO2 Kuvars minerali: SiO2 MA: 60
Ortoklas miktarı= (556/94).2= 11,83 Albit miktarı= (524/62).3=25,35
∑Feldspat miktarı = 11,83+ 25,35= 37,18
Kaolinit mikt.= (258/102).(Kim. Bil. Al2O3 mik.- Feldspatla gelen Al2O3)
=(258/102).[18- (102/94).2- (102/62).3]= (258/102).10.9= 27,57
Kuvars miktarı = Kim. Bil. SiO2 mikt.- Feldsp. ve kille gelen miktar =
70-[(360/94).2-(360/62).3]-(120/102).[18-(102/94).2- (102/62).3]=32,16
A.Z. Üzerinde kil miktarının hesaplanması:
(258/36).4= 28,66

151. Kimyasal Bileşimi Rasyonel Bileşime Dönüştürme
(3)
Rasyonel Bileşim (%)
 Feldspat minerali 37,18
 Kil minerali 27,57
 Kuvars minerali 32,16
 Fe2O3+TiO2 1,50
 Diğerleri 1,50
Kimyasal bileşimden Rasyonel bileşime geçişi genelleştirerek ifade edersek;
 Feldspat, F= 5,908x(% K2O) + 8,457x(% Na2O)
 Kaolinit, K= 2,532x[ (% Al2O3)–1,082x(% K2O)–1,646x(% Na2O )]
 K=7,169x(%A.Z.)(kil mikt. A.Z. üzerinde hesaplanması)
 Q= (%SiO2)-3,823(%K20)-5,813(%Na2O)-1,178[ (%Al2O3)-1,082(%K2O)-1,646(%Na2O)]
 Orenk = ( %Fe2O3)+(%TiO2)
 Diğer oksitler=(%CaO+%MgO) veya (%CaO + % MgO)

152. Rasyonel Bileşimden Reçeteye Çevirme
Reçetedeki mineral toplamı= Hammaddelerin getirdiği mineral toplamı
 F= A.(%FA) + B (%FB) + C (%FC)
 K= A.(%KA) + B (%KB) + C (%KC)
 Q= A.(%QA) + B (%QB) + C (%QC)
Mineralojik Reçete
37,18= A.0,1+ B.0,85+ C. 0,00 1.
27,57= A.0,7+ B.0,00+ C. 0,10 2.
32,16= A.0,2+ B.0,15+ C. 0.90 3.
REÇETE %
 A Hammaddesi 36,39 37,60
 B Hammaddesi 39,46 40,70
 C Hammaddesi 21,07 21,70
96,92 100
 Safsızlıklar 3,08

153. Reçeteyi Kimyasal Bileşime Çevirme (1)
Reçetenin teorik olarak kimyasal bileşime çevrilebilmesi için reçetede yer alan
hammaddelerin mineralojik bileşimlerinin bilinmesi gerekli.
Reçetedeki Hammaddelerin Rasyonel Bileşimleri (%)
% Kaolinit Kuvars Albit Ortoklas
 D Hammaddesi 30 70 25 -- 5
 E Hammaddesi 35 50 30 -- 20
 F Hammaddesi 25 5 15 70 10
 G Hammaddesi 10 5 95 -- --
Karışımın rasyonel bileşiminin hesaplanması
D E F G R.B. %
 Σ Kaolinit = 30x0,70 + 35x0,5 + 25x0,05 + 10x0,05 = 40,25
 Σ Kuvars = 30x0,25 + 35x0,3 + 25x0,15 + 10x0,95 = 31,25
 Σ Albit = 30x0,00 + 35x0,0 + 25x0,70 + 10x0,00 = 17,50
 Σ Ortoklas = 30x0,05 + 35x0,2 + 25x0,10 + 10x0,00 = 11,00

154. Reçeteyi Kimyasal Bileşime Çevirme (2)
Rasyonel Bileşimden Kimyasal Bileşimin Hesaplanması
MA % SiO 2 Al 2 O 3 Na 2 O K 2O A.Z. Σ
 258 Kaolinit 40,25 18,72 15,91 ---- ---- 5,61 40,24
 60 Kuvars 31,25 31,25 ---- ---- ---- ---- 31,25
 524 Albit 17,50 12,02 3,40 2,07 ---- ---- 17,49
 556 Ortoklas 11,00 7,12 2,01 ---- 1,86 ---- 10,99
 Kim. Bil.℅Σ 100,00 69,11 21,32 2,07 1,86 5,61 99,97

155. Kaba Seramik Mamullerde Reçete Oluşturma
Başta refrakter ürünlerinin büyük bir kısmı olmak üzere kaba seramik
masse reçeteleri çoğu kez aynı hammaddenin farklı tane boyut gruplarının
belirli oranlarda ve katkıların bir araya getirilmesi ile oluşturulmaktadır.
Değişik kullanım yerlerinde aranan özellikler hedefli bir şekilde bünye
yapıları oluşturularak sağlanmaktadır. Başlıca özellikler:
 Isı izole etme ---- gözenekli yapı
 Isı şokuna dayanıklı
 Eriyiklere ve gazların kimyasal etkilerine dayanıklı ---- sık yapılı
 Yüksek mukavemete sahip ------ sık yapılı
 Yüksek ısıl iletkenlik----- sık yapılı
Şeklinde dolgu yoğunlukları seramik malzeme bünye yapısına etki
etmektedir.

156. Teorik Olarak Sık Yapılı seramik Üretiminde
Dolgu Yoğunluğu
Yapıyı oluşturan hammadde tanelerini bilye şeklinde düşünürsek; Hangi durumlarda sık yapı
hangi durumlarda gözenekli yapı oluşur???
a) Aynı büyüklükte bilye kullanımı: Olası koordinasyon sayıları 6, 8 ve 12’dir.
Koordinasyon sayısının artışıyla gözeneklilik düşer, sık dolgu oluşur.
 Koordinasyon sayısı 6……… Gözeneklilik %47,6
 Koordinasyon sayısı 8……… Gözeneklilik %39,5
 Koordinasyon sayısı 12………Gözeneklilik %25,9
b) İki farklı büyüklükte bilye kullanımı: (Tane çap oranları 1:50): En sık yapı hacimsel
% 79,4 oranında büyük, % 20,6 oranında küçük bilye karıştırıldığında elde edilebilmekte ve
koordinasyon sayısı 12’de gözeneklilik % 6,7 civarında olmaktadır.
c) Üç farklı büyüklükte bilye kullanımı: d1>>d2>>d3
% Hacim
 İri taneler 64,45 d1 }
 Orta taneler 25,25 d2 } K.S= 8’e ulaşmakta ve gözeneklilik % 6,7
 İnce taneler 10,30 d3 }

157. Dolgu Yoğunluğu Genel Kriterler
Belirli bir dolgu yapısı oluşturmak için, sürekli üretilebilecek belirli
tane büyüklüğü dağılımları gerekir.
 İri tanelerin ortalama Ǿ: İnce tanelerin ortalama Ǿ=10/1- 30/1
-5 mm iri taneler  0,5- 0,15 mm ince taneler
-1 mm iri taneler  0,1- 0,03 mm ince taneler
 Orta tanelerin miktarı düşük olmalı, iri tanelerden fazla olmamalı,
 İri ve ince tanelerin toplam ağırlıkları %70’ten büyük olmalı,
 Dış mekanik etkiler dolgu yoğunluğunu artırıcı etki yapar .(Pres Basıncı)

158. Dolgu Yoğunluğuna Göre Oluşturulan
Reçetelerle Üretilen Seramik Malzemeler
-Şamot Refrakter Üretiminde:
Kalsinasyon
Killer Şamot Kırma Ayırma Reçete Oluşturma
-Magnezya Esaslı Refrakter Üretiminde:
Kalsinasyon
Magnezya(MgCO ) 3 Sinter Magnezya Kırma Ayırma Reçete
-Tuğla Üretiminde:
 Dolu tuğla üretiminde: -20µm, dağılım çok hassas değil
 Delikli tuğla üretiminde: %70 iri tane. Plastiklik için -20µm fazla istenir.
 Kiremit üretiminde: İnce tane miktarı yüksek, iri ve orta tane oranları düşük. Yüksek
plastiklik iyi şekillendirme sağlamakta.
 İçi boş mamul üretiminde: İri taneler çok fazla istenmez. Karmaşık geometrili yapılarda
iri tanelerden kaçınılır. İnce tane arttıkça plastiklik artmakta ve şekillendirilebilirlik
artmakta.

159. Kuvars–Kaolin–Feldspat üçlü sisteminde bazı ürünler ve porselen
karışımının modifiye edilmesi ile değişik ürünlerin elde edilmesi

160. Duvar Karosu Yer Karosu Sıhhi Tesisat Çin Porseleni Yumuşak Porselen Sert Porselen
Bileşim
1120-1250oC 1180-1230 oC 1250-1280 oC 1250-1300 oC 1250-1300 oC 1370-1430 oC
Kaolin 50-55 50-55 40-55 40-50 30-40 40-60
Kuvars 35-45 35-45 35-55 20-30 30-40 20-30
Feldspat - 2-4 3-12 20-30 25-40 20-30
CaCO3 5-10 2-6 - 0-3 - -

161. Çeşitli Seramik Malzemelerin Üretiminde
Reçetelerinde Yeralan Hammaddeler
Geleneksel seramikler başta olmak üzere birçok seramik mamul massesinde birden fazla
hammadde yer almaktadır. SiC, Si 3 N 4 , B 4 C ve BN gibi İTS ürünlerinin yapımında masse çoğu
kez tek bileşenlidir, şekillendirme ve sinterleme katkıları kullanılır.
 Süs eşyaları, yapı malzemeleri, sıhhi tesisat ve porselen : Kil, Feldspat ve Kuvars
mineralleri ihtiva eden hammaddeler
 Silika ürünleri: Kuvarsit, Periklas ürünleri: Sinter Manyezit, Korund ürünleri: Kalsine
Alümina
 Forsterit ürünler (2MgO.SiO 2 ): Olivin, Fayalit (2FeO.SiO2)
 Steatit (MgO.SiO 2 ): Talk (3MgO.4SiO2.H2O), Kil, Feldspat veya BaCO3
 Mullit ürünler: Disten, Andaluzit veya Silimanit (Al2O3.SiO2)
 MA Spinel (MgO.Al 2 O 3 ): Magnezya ve alümina karışımları
 Kordiyerit (2MgO.2Al 2 O 3 .5SiO 2 ): Kaolen, Kil, Lületaşı (Talk), Alüminyum hidroksit, Feldspat,
Serpantin (3MgO.2SiO2.2H2O) ve sentetik Ensteatit
 Cam Seramikler:MgO-Al2O3-SiO2 sisteminde + TiO2
Li2O-Al2O3-SiO2 sisteminde + TiO2
K2O-MgO- Al2O3-SiO2-B2O3 ve F
CaO, MgO, SiO2- P2O5- K2O- Na2O- F
 Biyo seramikler: Alümina, Apatit [Ca3(PO4)2],, Na2O-CaO-CaF2-P2O5-SiO2 bazlı Bio-camlar

162. Manyetik ve Elektriksel Özellikli Seramik
Ürünlerin Yapıldığı Bazı Karışım Olasılıkları
 Yumuşak seramik Magnetler (MeO.Fe 2 O 3 , %66 demiroksit): Fe2O3, Mn, Ni, Zn, Co, Cu
ve Mg gibi ağır metallerin oksitleri veya karbonatları (örneğin mangan karbonat).
 Sert seramik Magnetler (MeO.6Fe 2 O 3 %83 demiroksit): Fe2O3, BaCO3 veya SrCO3
karışımları. Yumuşak ve sert magnet karışımlarında kayganlaştırıcı ve plastikleştirici organik
katkılarda kullanılmaktadır.
 Ferro elektriksel ve Dielektriksel seramikler: TiO2, ZrO2, BaCO3, Pb3O4, MgCO3, CaCO3,
SrCO3, NbO5 ve SnO2 gibi hammaddelerden oluşturulan karışımlar
 Piezo elektrik seramikler: Daha çok PbO+ZrO2+TiO2 karışımları ve BaCO3 + TiO2
kondensatör için uygun. PbTiO3+ PbZrO3 sisteminde (1:1 mol) PbZrTiO3 (PZT) veya BaCO3 +
TiO2 karışımlarında elde edilen BaTiO3 ürünleri
 Yarı iletken seramikler: Al veya N katkılı SiC
 Süper iletken seramikler: (-173 ◦C) seramikler (La,x)CuO4 (x=Ca, Sr, Ba) bazlı veya
yBa2Cu3O7 (y=Y veya La olabilir) bazlıdır.

163. 5. HAFTA

164. SERAMİK HAZIRLAMA
Seramik hammaddelerinin ayrı veya karışım halinde şekillendirmeye uygun bir
kıvamdaki masse haline getirilmesi için uygulanan tüm işlemler Seramik
Masse Hazırlama olarak tanımlanmaktadır. Bu kapsamda genel olarak
uygulanan başlıca işlemler:
Kırma, Öğütme, Tane gruplarına ayırma, Suyunu azaltma veya tamamen
kurutma, Dozajlama, Karıştırma, Granül haline getirme, Stoklama ve taşıma.
Hazırlama proses akım gidişatı genelde ön görülen şekillendirme yöntemine
bağlı olarak oluşturulmaktadır.
Kaba seramik mamulleri üretiminde kuru yöntem yani kuru kırma ve öğütme
yapılırken, ince seramik mamulleri üretiminde sulu yöntem uygulanmaktadır.
Kaba seramiklerde ortalama tane boyutu birkaç mm ye varan tanelerle masse
hazırlanırken (heterojen bünye), ince seramiklerde massenin en azından 100
μm nin (0,1 mm) altına öğütülmesi gerekmektedir (homojen bünye). Sulu olarak
öğütülmüş massedeki su miktarı, plastik veya dökümle şekillendirme için kısmen
veya kuru presleme için nerdeyse tamamen düşürülmektedir.

166. Kaba Seramik Masse
 Kaba seramik mamulleri üretiminde kuru olarak
kırılan ve öğütülen masseler elenerek tane gruplarına
ayrılmakta ve silolarda stoklanmaktadır. Reçeteye
göre dozajlanan tane grupları şekillendirme prosesine
bağlı olarak hedeflenen kıvamı sağlayacak oranda su
ve diğer katkılarla homojenleştirilerek
şekillendirilmeye hazır hale getirilmektedir. Yarı nemli
(sert) kıvamdaki masse çoğunlukla hidrolik preslerle
preslenerek şekillendirilir. Boru şeklindeki mamuller
vakum strang presle, karmaşık yapılardakiler ise
vibrasyon (titreşim) etkisinde şekillendirilir.

167. Stoklama ve Kırma
Sentetik veya zenginleştirilmiş hammaddeler kullanılarak elde edilen
örneğin İTS üretiminde tüketilen hammaddeler genelde toz halinde
ambalajlanmış olarak işletmeye ulaşmakta ve kapalı alanlarda
stoklanmaktadır. Üretim dozajlama ve öğütme ile başlamaktadır.
Buna karşın büyük miktarlarda hammadde tüketimi söz konusu olan yer
ve duvar karoları gibi ürünlerin yapımında kullanılan doğal
hammaddeler kısmen tüvenan olarak alınmakta ve kamyonlarla
fabrikanın açık stok sahasına nakledilerek stoklanmaktadır. Çoğu kez
bilhassa kontinü öğütme yapan işletmelerde bir ön kırma (Ø<2-3mm)
işleminden sonra kapalı alanlarda yeteri oranda stoklama
yapılmaktadır, sistemde yapışma olmaması için kuru besleme
Stok miktarları, ocaklara girilemeyecek süreler ve dışarıdan ithal edilen
hammaddeler için işlem ve nakliye sürelerinin göz önünde tutulmasına
bağlı olarak (~6 ay), (maliyetten ötürü gerekmedikçe stok yapılmamalı)

169. Teorik açıdan kırma Prosesi
Kırma işleminin verimli olabilmesi için hammaddenin yapısına bağlı olarak
etki ettirilecek kuvvet türünün uygun seçilmesi önem arz etmektedir.
Örneğin Cam ve Seramik gibi kırılgan bünyeler çarpmanın etkisinde iyi
kırılırlar buna karşın kil gibi yumuşak bir bünye çarpmadan pek
etkilenmez sadece deforme olur, ancak sıkıştırıldığında parçalanır.
Kırma ve öğütme makinaları belirli bir mekanik etki ile veya farklı mekanik
etkileri kombine ederek çalışmaktadır. Etki ettirilen kuvvetin türü ve
büyüklüğü yanı sıra kırılacak malzemenin sertlik durumu da proses
verimliliğini etkilemektedir.
 Spröd (kırılgan) hammaddeler  deformasyonsuz kırılma
 Sert hammaddeler (mohs 5- 10), çelikten daha sert.
 Orta sertlikteki hammaddeler (mohs 2- 5), çelikten yumuşak
 Yumuşak hammaddeler (mohs yaklaşık 1), bıçakla kesilebilir
 Plastik özellikte hammaddeler  deformasyonlu kırılma

171. Öğütmede Kullanılan Enerji Miktarları
Kırma, Öğütme proseslerindeki nihai hedef malzemeyi
hedeflenen bir maksimal veya ortalama tane boyutunun altına
düşürmek sureti ile spezifik yüzey büyüklüğünü artırarak
aktifleşmesini sağlamaktır. Bilhassa sinterlenmesi zor olan Al 2O3
gibi hammaddelerin buna rağmen iyi sinterlenebilmeleri için ince
öğütülmeleri ön koşul olmaktadır. Ancak bu Proses bir kısmı
ısıya dönüşerek kaybolan, yüksek oranda Enerji sarfiyatına
neden olmaktadır:
 Kaba kırma 0,5-2 KWh/t
 Orta kırma 1-4 KWh/t
 Öğütme 10-100 KWh/t
 Sert hammadde öğütme 500 KWh/t

172. Kırma Makinaları
Kaba ve orta kırma işlemlerinde kullanılan kırıcıları şu şekilde
sıralayabiliriz:
 Çeneli kırıcılar (tek ve çift mavsallı), sert hammaddeler
 Konik kırıcılar (dik ve yatay), sert hammaddeler
 Prall kırıcılar, sert hammaddeler
 Çekiçli kırıcılar, sert ve yumuşak hammaddeler
 Walz (merdaneli) Kırıcılar, sert ve yumuşak ha.
 Kil kesme, sıyırma ve ezme sistemleri, yumuşak hammaddeler
Seramik masselerde kırılmış malzeme maksimal tane büyüklüğüne bağlı
olarak öğütme şu şekilde değerlendirilmektedir:
 İri kırma: 5mm den büyük, ön kırma
 Orta kırma: 0,5.. 5 mm kaba seramikler
 İnce öğütme: 0,001..0,5 mm (10- 500 μm), klasik seramikler
 Çok ince öğütme: 0,001 mm den küçük (10μm), teknik seramikler
 /Technologie der keramik 1/

173. Çeneli Kırıcılar

176. Walz Kırıcılar

177.  Birbirine zıt dönen Walz çiftinin malzemeyi aralarına
çekebilmeleri için, malzeme çapının Walz çapına oranı:
 düz yüzeyli Walzlarda 1: 20- 25 civarında
 rölyefli yüzeyli Walzlarda 1: 10- 12 ve
 yüzeyleri dişli Walzlarda 1: 4- 8 civarında olması gerekmektedir.
 Walz kırıcılar kaba ve ince kırma yapabilmekte, kırma oranları 1:
5 ile 1: 7 arasında değişmektedir.

180. ÖĞÜTMEYİ ETKİLEYEN PARAMETRELER
 1- Değirmen devir sayısı
kritik devir sayısı: nk = 42,4/√D [dev/dak], D iç çap (m olarak),
çapı= 400 cm olan bir değirmenin nk=42,4/ √4
 2- Bilye türü, miktarı ve boyut dağılımı
Hammaddelerin kısmen hammadde üreticileri tarafından kısmen de
işletmede ön kırma sistemlerinden geçirildiği düşünülürse, yani
sertlerin 0,5 cm nin altına, yumuşakların birkaç cm nin altına
düşürüldüğünü varsayarak % 20 iri (örneğin 8- 10 cm), % 30 orta
(örneğin 6- 8 cm) ve % 50 ince (örneğin 4- 6 cm) olmak üzere bilye
karışımı oluşturulabilir.
 ρporselen = 2,4 g/cm3 (düşük yoğunluk)
 ρporselen = 2,7 g/cm3 (yüksek yoğunluk)
 ρsilis = 2,65- 2,7 g/cm3 (düşük yoğunluk)
 ρAlubit = 3,4 g/cm3 (yüksek yoğunluk)
aynı hacimdeki alubit bilyeler, silis bilyelerinin ağırlıkça 1,28 katıdır

181.  Değirmene doldurulacak bilye miktarının hesaplanması:
 Bilye yoğunluğuna ve değirmenin iç hacmine bağlı olarak
hesaplama yapılmaktadır. Piyasada değirmen büyüklükleri, dış metal
mantonun iç hacmi litre cinsinden ifade edilerek belirtilmektedir.
(örneğin 36.000 lt lik). Net kullanım hacmi, değirmen iç kaplama
kalınlığının tesbitiyle hesaplanmaktadır. Sileks kaplı değirmenlerde
kaplama kalınlığı 10- 12 cm, lastik kaplı değirmenlerde ise 5- 6 cm
civarındadır. Neticede büyük değirmenlerde sileks kaplı olma
durumunda iç hacim (kullanılabilir hacım), brüt hacmin %80 i, alubit
kaplı olma durumunda ise % 90 ı civarındadır.
 Masse öğütülmesi için değirmene doldurulacak bilye miktarları:
 Sileks: m bilye =( 0,3- 0,33) Viç. ρ bilye , Burada Viç=0,8.V Brüt ve
ρ bilye = 2,65 veya 2,7 g/cm3 =0,3.36000l.0,8.2,65g/cm3 =22896 kg
 Alubit: m bilye =( 0,2- 0,23) Viç. ρ bilye , Burada Viç=0,9.V Brüt ve
ρAlubit = 3,4 g/cm3
 İç hacim litre cinsinden yazılacak, çıkan sonuç kg cinsinden bilye
miktarıdır. (1l =1 dm3, 1cm3 = 10-3 dm3, 1g = 10-3kg)

182.  Sileks bilyelerle verimli bir öğütme için değirmen iç hacminin %
30- 33 ü net bilye hacmi olarak öngörülmektedir. Bilyeler
arasındaki boşluklar dahil edildiğinde ise görünür iç hacmin %
50- 55 i bilye ile doldurulmaktadır. Bu durumda görünür bilye
hacminin % 60 ı net bilye, %40 (bilyeler arasındaki boşluk) ise
masseyle dolacak olan boşluklardır.
 Neticede sileks astarlı ve sileks bilye ile öğütmede, değirmen
net hacminin % 50 si masseyle (katı + su ), % 30 u bilye ile
doldurulmakta ve % 20 si boşluk olarak bırakılmaktadır.
 Alubit kaplı alubit bilye ile öğütmede ise değirmen net hacminin
% (60-65) ı masseyle (katı + su ), % 20 si bilye ile
doldurulmakta ve % 20 si boşluk olarak bırakılmaktadır.

183. 3- Masse miktarı, akışkanlığı, besleme ve öğütme
sonrası tane boyutu.
 sileks bilye ile öğütme yapılırsa
 Mmasse= (0,5 – 0,55) Viç.d förmülü kulanılır
 d: Süspansiyonun litre ağırlığı (kg/l), net hacmin % 50 ve 55 i
arasında değişen oranı masse ile dolduruluyor, Viç=Vbrüt.0,8 dir.
 Örnek: 36000 l silek kaplı değirmene litre ağırlığı 1600g olan
masseden (katı + su) doldurulacak miktarı hesaplayalım
 m=0,5.36000l.0,8.1600g/l = 23040 kg, katı madde oranı % 67
kabul edilirse doldurulacak kuru miktar = 23040kg.0,67=15436,8
kg
 alubit bilye ile öğütme yapılırsa Mmasse= (0,6 – 0,65) Viç.d
 Klasik seramik masselerinde litre ağırlığına bağlı olarak katı
madde su oranları yaklaşık olarak şu şekilde kabul edilmektedir.
 1600 g/l de katı madde: Su= 61: 39
 1650 g/l de katı madde: Su= 64: 36
 1700 g/l de katı madde: Su= 67: 33
 4- sileks bilye kullanımında değirmendeki masse, bilye ve
boşluk net ~% hacımsal oranları: (50,30,20), Alubitte oranlar

187. Bir konik kontinü değirmen hakkında örnek veriler
 Konik kontinue değirmen büyüklükleri hakkında bir
fikir vermesi bakımından:
 100 m3 hacmindeki bir değirmenin uzunluğu 15 m,
geniş tarafındaki çapı 3,7 m, dar tarafındaki çapı 2,6
m civarında ve lastik kaplı olup saatteki öğütme
kapasitesi 14- 15 ton dolaylarındadır. beslenen sert
malzeme tane boyutunun 3 mm nin altında olması
önkoşuldur. Öğütme sonrası 63 μm elek bakiye % 4.

189. Kuru Öğütme

190. İnce Kuru Öğütme Sistemleri: a-kollergang tipi kuru
öğütücü, b-tablalı walz öğütücü, d- bilyeli walz öğütücü

191. Kuru Çalışan Konik Öğütücü

194. Atritör ve kovalı-rotorlu bilyeli öğütücülerde öğütmeyi etkileyen
parametreler
 Karıştırıcı veya rotorun dönüş hızları
 Bilye miktarı ve türü
 Bilye ve massenin yer aldığı öğütme hacmi büyüklüğü
 Süspansiyondaki katı madde miktarı (litre ağırlığı)
 Zaman birimi içerisinde öğütücüye beslenen süspansiyon
miktarı

195. Sulu öğütücülerin öğütme verimlerinin karşılaştırılması

197. Filtre Pres

199. FİLTRELEMEYİ ETKİLEYEN PARAMETRELER
 Zamana bağlı olarak filtreden geçen su hacmi şu teorik formülle ifade
edilmektedir.
V= Af.u.t =(Af/150).[(∆P.dA2 – ε3 )/η.H .(1-ε)2]
Af: filtreleme alanı, t: filtreleme süresi
 dA : equvalent çap = 6Vp/ Op
 Vp: Tane Hacmi
 Op: Tane Yüzeyi
 u : Suyun masse tabakasındaki geçiş hızı
 ε : Masse tabakası porozitesi
 H : Masse tabakası kalınlığı
 ∆P: Basınç farkı
 η : Süspansiyondaki sıvının (suyun) viskozitesi
 Parametreler: basınç farkı ~, tane çapı ~, masse tabakası porozitesi ~,
sıvının viskozitesi, masse tabakası kaınlığı

200. Filter pastası direncinin kalınlığına bağlı olarak değişimi

201. Membranlı Pompa

202. Vakum Strang Pres

203. Kamaralı Vakumlu Döner Filter Pres

204. Püskürtmeli Kurutucu (Spray Drayr)

207. PÜSKÜRTMELİ KURUTUCU KAPASİTESİ(10- 8000 l) Schulle
 Püskürtmeli kurutucu kapasiteleri bir saat içinde buharlaştırdıkları su miktarı
belirtilerek, ifade edilmektedir, örneğin 4000 litre (= püskürtmeli kurutucu 1 saatte
4000 kg su buharlaştırma kapasitesine sahip),. söz konusu kurutucuyla işletmenin
öngördüğü koşullar altında (örneğin katı madde : su oranı 60 : 40 olan süspansiyonun
% 5 nem ihtiva eden bir granül haline getirilmesi gibi) kurutulabilecek masse
kapasitesi yaklaşık olarak şu şekilde hesaplanmaktadır. Elde edilecek granül
tamamen kuru istenirse:
 Qk = W. C1 / C2 =W.(susp katı/susp su) [kg/h] ve
 Qn = W. [(C1+C1.n)/(C2 – C1.n )] =W.[(susp katı+granül nemi/(susp su-granül nemi)
 %5 nem ihtiva eden granül ( 95 kuruya 5 nem demek, 60kuruya 60.5/95 nem olur)
 40-(60.5/95) buhar = 36,85 kg su (60katı+ 60.5/95 nem)= 63,15 kg nemli granül
 W Qn orantısından
 Qnemli = 4000 .63,15/36,85 = 6855 [kg/h] (granül %5 nemli olursa Qkuru= 4000.60/40 =
6000 [kg/h] ( granül tamamen kuru olursa) W: Kurutucunun su buharlaştırma
kapasitesi [kg/h] (örnekte 4000),C1: Süspansiyonun % katı madde miktarı (örnekt 60)
 C2: Süspansiyonun % su miktarı (örnekte 40)
 n: Kurutma sonrası granüldeki su : katı madde oranı (örnekte 5:95)

208. HIZLI BUHARLAŞTIRMA /Schulle/
 1 Litre hacmindeki suyun küre şeklinde yüzey alanı 0,0484 m2 dir.
 Aynı miktardaki suyun çapı ~ 0,2 mm olan damlalar haline dönüştürülmesi
ile toplam 115.106 damla oluşur ve toplam alanda 14,51 m2 olur (300 kat
daha fazla).
 Sıcak hava (T2) ile süspansiyon sıcaklığı (T1) arasındaki yüksek sıcaklık farkı
 Q= k.A.(T2-T1).t
 Q: Süspansiyona verilen ısı miktarı A: Isıtılan yüzey büyüklüğü
 k: Isı aktarma katsayısı
 t: Süspansiyonun, ısının etkisine maruz kaldığı süre (kalış süresi)
 spesifik ısı tüketimi şu şekilde hesaplanmaktadır:
 qt =[ (T2-Tf)/ (T2-Te)]. (CD .Te+qo) kJ/kg Q= mc∆T
 CD : Su buharının spesifik ısı kapasitesi 1.926 kJ/ kgK
 qo: Suyun buharlaşma ısısı Tf: Taze hava sıcaklığı
 Te: Atık gaz sıcaklığı
 Normal koşullarda 1 kg suyu buharlaştırmak için net ~ 2300 kJ Enerji
gerekmektedir. Kayıplar dahil edildiğinde bu miktar 3500 kJ olmaktadır.

209. Granül Elde Etme Yöntemleri
 1-Kuru topak halindeki massenin kollergang benzeri
sistemlerde ezilerek granül haline getirilmesi
 2-Süspansiyon halindeki massenin püskürtmeli kurutucuda
granül haline getirilmesi
 3-Toz halindeki massenin sıkıştırılarak (preslenerek) granül
haline getirilmesi (briketleme)
 4-Toz halindeki massenin yuvarlatılıp yapıştırılarak granül
haline getirilmesi (peletleme)
 5-Toz halindeki massenin hava akımının etkisiyle hareket
ettirilip yapışmasının sağlanarak granül haline getirilmesi
 6-Toz halindeki massenin karıştırılarak granül haline
getirilmesi

212. Biriket Elde Etme