Seramiklerin metal ve ametallerin (metal olmayan) birbirleri ile yaptığı bileşikler olduğunu bir önceki yazımızda söylemiştik. Bu durumdaki seramik içindeki atomlar arasındaki bağlar, iyonik, kovalent ya da metalik olarak kurulur. Kimyasal açıdan seramikler inorganiktirler.
Seramiklerin yapılarına göre aşağıdaki şekildeki gibi bir sınıflandırma yapılabilir.
Bu yapılandırmada dikkat çeken sağdaki iki bloktaki seramik türlerinin camsı özellik gösteren Silisyum, Bor, Sodyum, Titanyum ve Zirkonyum gibi elementlerin Oksijen ile oluşturdukları bileşikler yer almaktadır. Bu tip seramikler amorf (şekilsiz) ve kristal yapılı camlar olarak iki başlık altında toplanmış olduğuna dikkat edelim.
Bizim esas incelemeye çalışacağımız seramik tipleri kristal yapılı seramikler olarak birinci kutucuğun içinde olan seramik tipleridir.
Birinci kutucuğun içinde olan bileşiklerden yapılan seramik tipleri daha çok arkeolojik seramik tipleri olmakla birlikte arkeolojik açıdan daha geç çağlarda ise silikat içerikli malzemelerden yapılmış camsı seramik tiplerine rastlanılması da mümkündür.
Buna göre eğer kristal yapılı seramiklerin herhangi bir bölümünden alınabilecek toz halindeki eski eser seramik buluntusunun 0.5 gram kadar değerinin XRD ölçümleri için yeterli olabileceğini söyleyebiliriz. Ancak buluntu numunesinden alınacak bu 0.5 gram toz numunesi XRD cihazında X ışınlarına tabi tutularak seramik buluntu tozunun içindeki atomik yapılanmanın : atomik örgüsü (lattice parameter), faz bilgisi (phase idendity), faz temizliği (phase purity), kristalleşme (crystallinity), kristal yapısı (crystal structure) ve faz birleşim yüzdesi (percent phase composition) tespit edilebilecektir.
Yukarıdaki resim bize bir kilin aşama aşama nasıl üretildiğini birinci satırda seramiğin durumu, ikinci satırda ise seramiğin hamurunda kilin su ile birleştikten sonra fırınlanması sonucunda hamurun hangi konuma geldiği gösterilmektedir. Seramik kili içinde atomik yapılanma aşağıdaki tabloda görüdğü üzere Kübik, Tetragonal, Ortohombih, Heksagonal, Rombohedral, Monoklinik ve Triclinic olmak üzere 6 tip olabilir. Bu değişik geometrik yapılanmaya göre kristal yapıları içindeki yapıdan örneğin kübik yapı aşağıda gösterilmektedir. Burada A, B ve C kenarları birbilerine eşit (A=B=C) ve bütün α, β, γ açıları da 90 dereceye eşit olacaktır. (α=β=γ=90)
Bu yapıdaki tek bir kristal atom yapısından yansıyan X ışını yukarıdaki sağdaki şekildeki gibi saçılacaktır. Eğer X ışını birden fazla atoma çarpar ise ışının saçılımı aşağıdaki gibi düşürüldüğü bir film üzerine doğru aşağıdaki ışımayı yapacaktır. Bu durumda geriye doğru bir yansıyan ışıma da mevcut olabilecektir.
Buluntudan alınacak (vazo, seramik…vs) 0.5 gram toz halindeki maddeye gönderilecek X ışınları tozun içindeki kristal yapının durumuna göre yukarıdaki şekildeki gibi elde edilecek yansıma ve kristalin içinden geçecek sinyaller kristal yapısı hakkında bir film üzerinde görüntü elde edilecek şekilde değerlendirme yapılmasını sağlayacaktır.
Şimdi bu yapıda X ışınlarının nasıl kullanıldığını incelemeden önce X ışınları nasıl üretilir bunu görelim.
Yukarıdaki şekil X ışınlarının nasıl üretildiğini göstermektedir. Buna göre daha çok Bakır (Cu) ya da Molibden (Mo) olarak bir metal üzerine 20-50 kV lık bir elektron bombardımanı yapılır. Bir katottan salınan bu elektronlar Bakır ya da Molibden metaline çarparak büyük bir ivme ile yavaşlayarak dururlar. Dolayısıyla ivmeli bu hareketten dolayı metal hedefe çarpan büyük bir oranda elektron metali ısıtır ancak bazı elektronlar metallerde çarptıkları hedef atomlar ile enerjilerinin büyük bir bölümünü kaybederler ve bir ışıma ortaya çıkar. Örnekte Bakır için CuK0 = 1.5418 Angstörm ve Molibden için Mo0K0 = 0.7107 Angstörm lük bir X ışını dalga boyu elde edilmiştir. 1 Angstörm =10 (exp (-10)) metre olduğunu unutmayalım. Bu ışıma ile ortaya çıkan dalgalar X ışını olarak tanımlanır. Bu durum atomik seviyede solda, bunun elde edildiği bir X ışını lambası ise sağda görülmektedir.
Gelecek yazı, grafik ve matematik kullanılarak X ışınları ile seramik analizinin nasıl yapılabileceği ile ilgilidir.
S. Vedat Karaarslan
Sayfa Yorumları (0)
Yorum Bırakın