Seramiklere giriş

Seramiklerin yapısından bahsetmeye başlamadan önce, seramikler ve metaller arasındaki temel yapısal farklar ve seramiklerin genel yapısı üzerine kısa bir giriş yapalım.

Önceki konu başlıklarında metallerin kristal yapısı ve metal kristallerinde karşılaştığımız yapı hataları üzerinde durduk. Metaller, bildiğiniz gibi birer element. Dolayısıyla, alaşımlanmadıkları sürece kristal yapıları tek bir atom türünden oluşuyor. Seramikler ise metaller ve ametaller arasında oluşan bileşikler. İki ya da daha fazla sayıda elementin belli bir oranda bir araya gelmesiyle oluşmaları nedeniyle, metaller gibi kristal yapıları tek bir elementin atomlarından oluşmuyor. Bu nedenle çoğunlukla metallere kıyasla daha karmaşık kristal yapılar sergiliyorlar.

Seramik bileşiklerini oluşturan elementlerden bir ya da birkaçının ametal olması nedeniyle, elementler birbirlerine metalik bağ ile değil, iyonik ya da kovalent bağlarla bağlanıyorlar. Elementler arasında kurulan bu bağ, bileşiğin kristal yapısı üzerinde önemli bir etki yaratıyor. Seramiklerin farklı elementlerden oluşmaları nedeniyle, elementlerin atom büyüklükleri oranı da kristal yapıyı önemli ölçüde etkiliyor.

Seramiklerin kristal yapısından bahsetmeye başlamadan önce, kullanacağımız terminolojiye dair bazı noktaları açıklayalım. Seramikler farklı türde elementlerden (metal ve ametal) oluşan bileşikler olduğu için, kristal yapıları da, doğal olarak, iki ya da daha fazla sayıda elementten meydana geliyor. İlerleyen konularda bu kristal yapılardan bahsederken, kafes noktalarında bulunan atomları birer iyon olarak ele aldığımızı göreceksiniz. Bunun nedeni, seramiklerde karşımıza çıkan atomlar arası bağların tamamıyla, ya da büyük ölçüde, iyonik karakter sergiliyor olmasından kaynaklanıyor. Bu nedenle, bu bileşiklerdeki metal atomlarını (en dış yörüngelerindeki elektronu ametal atoma vererek artı yük kazandıkları  için) katyon, ametal atomlarını da (en dış yörüngelerine elektron aldıkları için) anyon olarak ele alacağız.

Burada önemli bir noktayı daha vurgulamamızda fayda var: metalik bağda da metal atomları en dış yörüngelerindeki elektronları atomları çevreleyen elektron bulutuna bırakarak iyon konumuna geçiyorlar. Her bir atomun sahip olduğu elektron sayısı bu şekilde azaldığı için, daha doğru bir ifadeyle sahip olduğu proton sayısından daha az olduğu için, katyon durumuna geçiyorlar. Yukarıdaki terminolojinin metallerde yaygın olmamasının nedeni, metal kristallerindeki bütün atomların katyon durumunda olması; yani, yapı içerisinde anyon bulunmaması. Dolayısıyla, metal kristallerinden bahsederken bu tür bir sınıfladırmaya gerek duymuyoruz.

İlerleyen konu başlıklarında seramiklerin atom düzeyindeki yapısı ve seramik kristallerinde karşılaştığımız başlıca yapı hataları üzerinde duracağız.


Devamı: