Isıya Dayanıklı Cam Yapımında Kullanılan Element: Bor

Cam, günlük hayatımızda sıkça kullandığımız, saydam, sert ve kırılgan bir maddedir. Camın yapısında genellikle silisyum dioksit (kuvars) gibi silikat mineralleri bulunur. Cam, yüksek ısıda eritilerek şekillendirilen ve soğutulduğunda kristalleşmeyen bir sıvıdır. Camın saydamlığı, kristalleşmeyen yapısından kaynaklanır. Camın ısıya dayanıklılığı ise, içinde bulunan elementlere bağlıdır. Isıya dayanıklı cam yapımında kullanılan element ise bor dur. Bor, camın ısıl genleşme katsayısını düşürerek, termal şoka karşı direncini arttırır. Bu makalede, ısıya dayanıklı cam yapımında kullanılan element olan borun özelliklerini, cam üretimindeki rolünü ve Türkiye'deki rezervlerini anlatacağız.

Bor Nedir?

Bor, atom numarası 5, atom ağırlığı 10,81 ve kimyasal sembolü B olan bir elementtir. Periyodik tabloda 13. grupta yer alır. Bor, doğada serbest halde bulunmaz, ancak bazı minerallerde bol miktarda bulunur. Bunlardan en önemlileri boraks (sodyum tetraborat dekahidrat), kolemanit (kalsiyum tetraborat pentahidrat) ve uleksit (sodyum kalsiyum pentaborat oktahidrat) gibi borat mineralleridir. Bor, metalik olmayan bir element olmasına rağmen bazı metalik özellikler gösterir. Bor, yüksek sıcaklıkta eriyen, sert ve kırılgan bir maddedir. Borun en önemli özelliklerinden biri de nötron yakalama yeteneğidir. Bu sayede bor, nükleer reaktörlerde kontrol çubuğu olarak kullanılır.

Borun Cam Üretimindeki Rolü

Borun cam üretimindeki rolü, camın ısıya dayanıklılığını arttırmasıdır. Cam, yüksek bir ısıl genleşme katsayısına sahiptir, yani ısıtıldığında çok hızlı bir şekilde genleşir. Bu hızlı genleşme camın kırılmasına ve sonuçta termal şok olarak bilinmesine neden olabilir. Termal şok, camın ani sıcaklık değişimlerine maruz kalması sonucu oluşan gerilmedir. Termal şoktan korunmak için camın ısıl genleşme katsayısını düşürmek gerekir. İşte burada bor devreye girer. Bor içeren camlar (borosilikat camlar), normal camlara göre daha düşük bir ısıl genleşme katsayısına sahiptirler. Bu sayede borosilikat camlar, termal şoka karşı daha dirençlidirler2. Borosilikat camlar, laboratuvar malzemeleri, fırın kapları, ampuller, teleskop aynaları gibi ısıya maruz kalan alanlarda kullanılırlar.

Türkiye'deki Bor Rezervleri

Borun cam üretimindeki önemi göz önüne alındığında, bor rezervlerinin de stratejik bir öneme sahip olduğu söylenebilir. Türkiye ise bu konuda dünyanın en zengin ülkesidir. Türkiye'de yaklaşık 3 milyar ton bor rezervi bulunmaktadır. Bu miktar dünyadaki toplam bor rezervinin yaklaşık %72'sine denk gelmektedir. Türkiye'nin en büyük bor yatakları Eskişehir, Kütahya ve Balıkesir illerinde bulunmaktadır. Türkiye, bor madenini hem iç piyasada hem de dış piyasada değerlendirmektedir. Türkiye, 2020 yılında 2,5 milyon ton bor ihracatı yaparak 1,2 milyar dolar gelir elde etmiştir. Türkiye'nin en büyük bor ihracatı yaptığı ülkeler ise Çin, Hindistan, ABD ve Brezilya'dır.
(Şerife Turhanlı)