MBN 101 Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliğine Giriş

Transkript

1 MBN 101 Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliğine Giriş Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Dr. Ersin Emre Ören Biyomedikal Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Ankara - TÜRKİYE eeoren@etu.edu.tr

2 MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ Malzeme Bilimi: Malzeme yapıları ve özellikleri arasındaki mevcut ilişkileri araştıran bilim dalının genel adıdır. Malzeme Mühendisliği: Yapı-özellik korelasyonuna dayanarak istenilen özelliklere sahip malzemelerin tasarlanması ve üretilmesi ile ilgilenen mühendislik disiplinidir. İşleme Yapı Özellikler Performans Processing Structure Properties Performance

3 MALZEMELERİN KISA TARİHİ Malzemelerin Tarihi İnsanlık Tarihi Bilinen en eski kılıç benzeri silah Malatya yakınlarındaki Arslantepe de bulunmuştur. (MÖ 3300) 3 Bin Yıl Önce < 60 cm 5 Bin Yıl Önce Nano Malzemeler 2 Milyon Yıl Önce Lycurgus Kupası MS 300 (Altın ve gümüş nano parçacıklar)

4 MALZEME TASARIMI Malzemelerin Evrimi

5 MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ

6 MALZEMELERİN SINIFLANDIRILMASI Metaller: Değerlik elektronları atomlardan ayrılarak bir 'elektron denizi' oluştururlar ve bu elektron denizi ile metal iyonlarını birbirlerine yapıştırırlar. Güçlü, sünek, elektrik ve ısıyı iyi iletirler, parlak görünümlüdürler. Örnekler: Demir, altın, bakır. Seramikler: atomlar pozitif veya negatif iyonlar gibi davranır ve Coulomb kuvvetleri ile bağlıdırlar. Seramikler genellikle metaller ile metalik olmayan oksijen, azot, karbon gibi elementlerin bileşimleri ile oluşurlar (oksitler, nitritler ve karbürler). Sert, kırılgan, yalıtkanlar. Örnekler: Cam, porselen. Polimerler: Kimyasal olarak genellikle C, H ve diğer metallik olmayan elementlerin bileşikleridir. Başlıca kovalent ve van der Waals kuvvetleri tarafından bir arada tutulurlar, ve genellikle orta sıcaklıklarda ( C) bozunurlar. Hafif ve sünektir. Örnekler: plastik, kauçuk. Kompozitler: Yukarıdaki üç farklı malzeme gurubunun en az ikisinin bir araya gelmesi ile oluşurlar. Hafif ve sünektir. Örnekler: fiberglas, karbon fiber güçlendirilmiş polimer

7 MALZEME BİLİMİ ve MÜHENDİSLİĞİ Piyano Teli Demir-Karbon Faz Diyagramı ÖSTENİT PERLİT ÜST BEYNİT Tank Zırhı Bina Yapımı ALT BEYNİT TEMPERLİ MARTENZİT Köprüler DÖKME DEMİR Araba Şase ve Motoru

8 ATOM YAPISI ve ATOMLAR ARASI BAĞLAR Temel Atom Modelleri 1897: J. J. Thompson katot ışınları üzerindeki çalışmaları sırasında elektronu keşfetti. Ve deney sonucunda tüm atomların elektron içerdiği sonucuna vardı. Joseph J. Thompson Plum Pudding Modeli (1904) Rutherford Modeli (1911) Ernest Rutherford Hans Geiger : Deneyler artı yüklerin atom içerisinde merkezde çok küçük bir bölgede yoğunlaştığını aynı zamanda bu bölgenin atomun toplam kütlesinin neredeyse tamamını oluşturduğunu gösterdi.

9 ATOM YAPISI ve ATOMLAR ARASI BAĞLAR Temel Atom Modelleri Bohr Modeli Kuantum (Dalga Mekaniği) Modeli Max Planck ( ) Albert Einstein ( ) Niels Bohr ( ) Louis de Broglie ( ) Max Born ( ) Paul Dirac ( ) Werner Heisenberg ( ) Wolfgang Pauli ( ) Kuantum sayıları Schrödinger denkleminin çözümü sonucu elde edilirler. Erwin Schrödinger ( ) Richard Feynman ( )

10 ATOM YAPISI ve ATOMLAR ARASI BAĞLAR Temel Atom Modelleri n: Birincil kuantum sayısı (1-7 arası değer alır) l: İkincil kuantum sayısı m l : Mıknatıssal kuantum sayısı m s : Döngü kuantum sayısı 2 dv d r F ma m m dt 2 dt i r 2, t,, t 2m V r t r t 2 Değerlilik (Valance) Elektronu: En dış yörüngedeki elektrondur ve atomlar arası bağlardaki rolü nedeni ile çok önemlidirler. Pauli Dışlama Prensibi: Bir atom içerisinde aynı kuantum durumunda (dört kuantum sayısı) birden fazla elektron bulunamaz. Heisenberg Belirsizlik İlkesi: Bir atomik parçacığın yeri ve momentumu aynı anda belirlenemez. The Nobel Prize in Physics 2001

11 ATOM YAPISI ve ATOMLAR ARASI BAĞLAR Madde Elementary Particles Kuvvet Taşıyıcıları Quarks Leptons Gluons W, Z Bosons Photons Gravitons Hadrons Strong Weak Electromagnetizm Gravity Mesons Baryons Q. Chromodynamics Q. Electrodynamics Q. Gravity Nuclei Electroweak Theory Atom Grand Unified Theory Molecule Theory of Everything Composite Particles Forces

12 ATOM YAPISI ve ATOMLAR ARASI BAĞLAR Temel Kavramlar Atom Yapısı Elektron, proton, nötron, atom, kuantum mekaniği, elektron durumları, periyodik tablo Atom = Çekirdek + Elektron Atom = Çekirdek (Proton + Nötron) + Elektron Kütleleri: Elektron kg Proton kg Nötron kg Çekirdek Elektron Bulutu Elektrik Yükleri: Elektron Coulomb (C) Proton Coulomb (C) Nötron yüksüz He atomu

13 ATOM YAPISI ve ATOMLAR ARASI BAĞLAR Temel Kavramlar Atom Sayısı: proton sayısı (yüksüz bir atomda elektron sayısı) H için 1 U için 92 Atom Kütlesi: Çekirdek içerisindeki Proton ve Nötronların kütleleri toplamı A Z + N Atom Kütle Birimi (u): 12 C atomunun kütlesinin 1/12 sidir. İzotop: Belirli bir kimyasal elementin (nötron sayıları farklı) türevleridir. Bir elementin atom ağırlığı: Doğal izotoplarının atom kütlelerinin ağırlıklı ortalamasıdır. n m X m E i E i 1 i

14 ATOM YAPISI ve ATOMLAR ARASI BAĞLAR Karbon Atomu ve İzotopları m C = x x =

15 ATOM YAPISI ve ATOMLAR ARASI BAĞLAR s 1 s 2 p 1 p 2 p 3 p 4 p 5 p 6 Gerçek Periyodik Tablo d 1 d 2 d 3 d 4 d 5 d 6 d 7 d 8 d 9 d 10 f 1 f 2 f 3 f 4 f 5 f 6 f 7 f 8 f 9 f 10 f 11 f 12 f 13 f 14

16 ATOM YAPISI ve ATOMLAR ARASI BAĞLAR Atomlar Arası Bağlar Bağ Tipi Bağ Enerjisi Yorumlar Bağ Enerjisi (kcal/mol) İyonik Büyük! Yön bağımsız (seramikler) Değişken Yön bağımlı Kovalent Büyük-Elmas Yarı iletkenler, seramikler Küçük-Bizmut Polimer zinciri) Değişken Metalik Büyük-volfram Yön bağımsız (metaller) Küçük-Civa Yön bağımlı İkincil En küçük Zincirler arası (polimer) moleküller arası <10

17 ATOM YAPISI ve ATOMLAR ARASI BAĞLAR Atomlar Arası Bağlar 1 cal = J

18 KATILARIN KRİSTAL YAPILARI Kristalografi (Crystallography) atomların katılar içerisinde nasıl dizildiklerini inceleyen bilim dalıdır. Yunanca crystallon (donmuş damla) ve grapho (yazmak) kelimelerinden oluşmuştur Nobel Prize in Physics Crystal structure of NaCl YBa 2 Cu 3 O 7 T c = 93 K Heike Kamerlingh Onnes 1913 Nobel Prize in Physics Crystal structure of silicon Meissner Etkisi

19 KATILARIN KRİSTAL YAPILARI Katılarda Atom Dizilimleri: Kristal Uzun mesafeli düzenlilik Amorf (without morphe) Uzun mesafeli düzenlilik yok SiO 2 Atomlar sistematik bir şekilde dizilirler Atom dizilimlerinde herhangi bir sistematik yoktur Tek Kristal Poli-kristal

20 KATILARIN KRİSTAL YAPILARI Kristal Yapılar Atomlar neden sistematik bir şekilde dizilirler? 2r Sert küre modeli

21 KATILARIN KRİSTAL YAPILARI b Atom dizilimleri: Atomları kaç farklı şekilde dizebiliriz. 1 Boyut 1 2 Boyut 5 3 Boyut 14 a Birim hücre (Unit cell): Birim hücre bir kristalin yapısını tarif eden yapısal bir birim veya yapı taşıdır. Birim hücre tekrar edilerek tüm kristal üretilebilir. a

22 KATILARIN KRİSTAL YAPILARI Birim hücre (Unit cell) 2 Boyut: Kare (square): a=b, =90 y Dikdörtgen (rectengular): a=b, =90 b a x Merkezli Dikdörtgen (rhombic): a b, 90 Oblik (oblique): a b, 90 Kafes (lattice) parametreleri: a, b,. Altıgen (hexagonal): a=b, =120

23 KATILARIN KRİSTAL YAPILARI Kristal Kafes Sistemleri Birim hücre (Unit cell) 3 Boyut: Kafes (lattice) parametreleri: a, b, c,,,.

24 KATILARIN KRİSTAL YAPILARI Bravais Kafes Sistemleri Auguste Bravais ( )

25 KATILARIN KRİSTAL YAPILARI Kübik Yapılar: 3 çeşit Basit Kübik Simple Cubic (SC) Hacim Merkezli Kübik Body Centered Cubic (BCC) Yüzey Merkezli Kübik Face Centered Cubic (FCC)

26 KATILARIN KRİSTAL YAPILARI Koordinasyon Sayısı (Coordination number): Metallerde her bir atom aynı sayıda komşu (kendisine değen) atoma sahiptir ve bu sayıya koordinasyon sayısı denir. Atomik paketleme faktörü (Atomic Packing Factor): Bir birim hücre içindeki tüm atomların hacimleri toplamının birim hücrenin toplam hacmine oranıdır. APF birim hücre içerisindeki topam atom hacmi birim hücre hacmi

27 KRİSTAL GEOMETRİLERİ Polimorfizm: Bazı metal ve ametallerin birden fazla kristal yapıya sahip olmasına denir. Allotropi: Elemental katılarda gözlenen polimorfizm genellikle allotropi olarak adlandırılır. Kristal yapı basınç ve sıcaklığa bağlıdır. Karbon: Grafit: normal ortam koşullarında bulunan kararlı polimorf Elmas: çok yüksek basınç altında oluşur Demir: BCC: normal ortam koşullarında bulunur FCC: 912 o C de BCC =>FCC dönüşümü olur

28 KRİSTAL GEOMETRİLERİ Allotropik Dönüşüm: Kalay (Sn) Hastalığı 13.2 o C Soğutma Hacim Merkezli Tetragonal Elmas Kübik Sn 7.30 g / cm 3 % 27 Hacim Artışı Sn 5.77 g / cm 3 antimon (Sb) veya bizmut (Sb) ilavesiyle önlenebilir

29 X-IŞINLARI İLE KRİSTAL YAPI ANALİZİ Elektromanyetik spektrum

30 X-IŞINLARI İLE KRİSTAL YAPI ANALİZİ X-Işınımı Kırınımı

31 1962 Nobel Tıp X-IŞINLARI İLE KRİSTAL YAPI ANALİZİ 1901 Nobel Fizik 1914 Nobel Fizik 1962 Nobel Kimya 1915 Nobel Fizik 1917 Nobel Fizik 1964 Nobel Kimya Tarihçe: 15 NOBEL ÖDÜLÜ Wilhelm Conrad Röntgen Max von Laue William Lawrence Bragg Sir William Henry Bragg Charles Barkla n 2dsin Francis James Maurice Crick Watson Wilkins John Cowdery Kendrew Myoglobin Penisilin Dorothy Hodgkin

32 X-IŞINLARI İLE KRİSTAL YAPI ANALİZİ X-Işınımı Kırınımı Bragg Kanunu: n 2d hkl sin d hkl : Düzlemler arası uzaklık

33 X-IŞINLARI İLE KRİSTAL YAPI ANALİZİ x-ışınları difraktometresi Hangi Kübik Yapı:? Toz Kurşun

34 X-IŞINLARI İLE KRİSTAL YAPI ANALİZİ

35 KRİSTAL KUSURLARI Kristal Kusurları Neden Önemlidir? Crystals are like people, it is the defects in them which tend to make them interesting! Colin Humphreys Atom Bağları + Kristal Yapılar + Kristal Kusurları Malzeme Özellikleri Mekanik Optik Elektriksel Manyetik Isıl... Carat Clarity Color Cut Karat Netlik Renk Kesim Yakut - Safir Aluminium oxide Al 2 O 3 Yakut Cr Kırmızı Safir V Mor Safir Ti Renksiz Safir Fe Sarı Safir Ti + Fe Koyu Mavi

36 KRİSTAL KUSURLARI Kristal Kusurları Neden Önemlidir? Elektronik Özellikler: P-tipi yarıiletkenler n-tipi yarıiletkenler Silikon (Si) Bor (B) Fosfor (P) Mikroelektronik Devreler Mekanik Özellikler:

37 KRİSTAL KUSURLARI Kristaller hiçbir zaman mükemmel bir şekilde oluşmazlar ve içlerinde herzaman kusurlar bulunur. Kristal Kusurları Nokta Kusurları Çizgi Kusurları Düzlemsel Kusurlar Hacim Kusurları 0 Boyutlu 1 Boyutlu 2 Boyutlu 3 Boyutlu Nokta Kusurları: En basit nokta kusuru boşluk (vacany) tur ve normalde olması gereken bir atomun eksikliğinde oluşur. Eksilen bu atom başka biryerde sıkışma yaratabilir bu tip kusurlarada öz arayer kusuru (self-interstitial) denir. Sistemdeki toplam atom yeri Denge Boşluk Sayısı: N v Q Nexp v kt Boşluk oluşturmak için gerekli enerji Arrhenius Denklemi Sıcaklık ( o K) Boltzmann Sabiti

38 MEKANİK ÖZELLİKLER Mekanik Özellikler: RMS Titanic Liberty Ships 15 April Japan Airlines Flight 123 Space Shuttle Challenger Eschede train disaster 12 August June 1998 January 28, 1986

39 MEKANİK ÖZELLİKLER Gerilme (Stress): Birim alana uygulanan kuvvet N 1 Pa 2 m Paskal lb inç 2 1 psi 1 psi 6.89 kpa Gerinme (Strain): Birim uzunlukta meydana gelen boyutsal değişim cm cm Mühendislik Gerilmesi (Engineering Stress): F A o Mühendislik Gerinmesi (Engineering Strain): o o

40 METALLERDE KIRILMA, YORULMA VE SÜRÜNME Sünek Kırılma (Ductile Fracture) (a) Boyun verme (Necking) (b) Mikro boşlukların oluşumu (Formation of microvoids) (c) Mikro boşlukların bir araya gelmesi ile çatlak oluşumu (Microvoid coalescence) (d) Kesme (shear) deformasyonu ile çatlakların ilerlemesi (Crack propagation by shear) (e) Kırılma (Fracture) Alüminyum (Al)

41 METALLERDE KIRILMA, YORULMA VE SÜRÜNME Gevrek Kırılma (Brittle Fracture) Kayda değer bir plastik deformasyon olmaz Çatlak ilerlemesi çok hızlıdır Çatlak uygulanan gerilim yönüne hemen hemen dik olarak ilerler Çatlak genellikle bölünme (cleavage) yani özel kristalografik düzlemler (cleavege planes) boyunca atomik bağların kırılması sonucu ilerler. Gevrek Kırılma Çeşitleri Çelik Tane içi (Intragranular) Taneler arası (Intergranular)

42 METALLERDE KIRILMA, YORULMA VE SÜRÜNME Sünek Gevrek Kırılma Dönüşümü (Ductile-to-Brittle Transition) Birçok alaşım için sünek kırılmadan gevrek kırılmaya geçiş belirli bir sıcaklık aralığında olur. Bu nedenle tek bir sünek-gevrek kırılma dönüşüm sıcaklığı belirlemek zordur.

43 FAZ DİYAGRAMLARI Atom Bağları + Kristal Yapılar + Kristal Kusurları Malzeme Özellikleri Mekanik Optik Elektrik Manyetik Isıl... Faz Diyagramları: Tanımlar ve Temel Kavramlar Bileşen (Component): Saf metal ya da alaşımların bileşiklerine denir. Örneğin bakır-çinko alaşımının bileşenleri bakır ve çinkodur. Çözünürlük Limiti (Solubility Limit): Birçok alaşım sisteminde belirli bir sıcaklıkta çözücü (solvent) içerisinde çözünebilecek çözünen yoğunluğu için üst bir limit vardır bu limite çözünürlük limiti denir.

44 FAZ DİYAGRAMLARI Faz (phase): Bir sistem içerisinde kimyasal ve fiziksel özellikleri aynı olan ve diğer bölgelerden belirli bir sınır (faz sınırı) ile ayrılan homojen parçaya denir. Mikroyapı (microstructure): Bir alaşımın özellikleri sadece içerisinde bulunan fazların oranına değil aynı zamanda bu fazların yapı içerisindeki dağılım, yerleşim ve doğrultularına da bağlıdır. Dökme Demir Mikroyapısı: Grafit, BCC Fe ve Fe3C bileşiği. Faz diyagramları mikroyapıları anlamamıza ve hangi koşullar altında hangi tür mikroyapıların oluşacağını tahmin etmemize yarar.

45 FAZ DİYAGRAMLARI Faz Diyagramı (Phase diagram): sıcaklık, basınç ve kompoziysona göre bir sistemin denge fazlarını gösteren grafik çizimlere denir. Faz Diyagramı Sıcaklık Basınç Kompozisyon Faz diyagramları bazen de denge diyagramı olarak adlandırılır. Faz diyagramları sadece denge durumlarını gösterir, denge durumuna ne kadar bir sürede ulaşılacağını belirtmez. Tek Bileşenli Faz Diyagramı (One-Component Phase diagram): Faz Diyagramı Sıcaklık Basınç Kompozisyon Saf maddeler için geçerlidir ve P-T diyagramı olarak da adlandırılır.

46 FAZ DİYAGRAMLARI Tek Bileşenli Faz Diyagramı (One-Component Phase diagram): H 2 O Faz Diyagramı 8,848 m Faz sınırları Katı (buz) Sıvı (su) Gaz (buhar) Üçlü Nokta: 0.01 o C, 6.04x10-3 atm Üçlü noktada her üç fazda dengededir. Sıcaklık veya Basınçta herhangi bir değişiklik olursa fazlardan birtanesi ortadan kaybolur. Suyun kaynama sıcaklığı deniz seviyesinden yükseldikçe her 285 metrede 1 C düşer.

47 DEMİR DIŞI ALAŞIMLAR Titanyum Alaşımları Görece düşük yoğunluk (4.5 g/cm 3 ) Yüksek erime sıcaklığı (1668 o C) Yüksek süneklik ve işlenebilirlik Yüksek dayanım Çok yüksek korozyon dayanımı

48 DEMİR DIŞI ALAŞIMLAR Titanyum Alaşımları Biyel Kolu (connecting rod) Yüksek performans motorlarında en fazla yük binen parçaların başında biyel kolu gelir. Biyel kolu pistonları krank miline bağlar chromium-molybdenum steel F1 Technical Regulations Connecting rods must be manufactured from iron or titanium based alloys and must be machined from a single piece of material with no welded or joined assemblies (other than a bolted big end cap or an interfered small end bush). - Ti-6Al-4V (R56400)

49 DEMİR DIŞI ALAŞIMLAR Süperalaşımlar (Superalloys): Fe, Ni, Co, ve Cr, + düşük miktarda W, Mo, Ta, Nb, Ti, and Al. Üç ana gurup: Nikel, Demir ve Kobalt tabanlı süperalaşımlardır.

50 SERAMİK MALZEMELER Seramik: Yunanca Keramikos kelimesinden gelir. Yanmış olan burned stuff anlamına gelir ve bu malzemelerin özelliklerinin yüksek sıcaklıkta ısıl işleme sonucunda elde edilmesi nedeniyle bu isim verilmiştir. Metal ve ametal elementlerin birbirleri ile iyonik ve kovalent bağlar oluşturduğu inorganik metal dışı malzemelerdir. Özellikleri atomlar arası bağlarına göre değişir: Düsük tokluk ve düşük sünekliğe sahip olup sert ve kırılgandır. İletim elektronları yoktur çok iyi ısı ve elektrik yalıtkanlığına sahiptirler. Çok güçlü atom bağları vardır kimyasal kararlılıkları yüksektir. erime sıcaklıkları çok yüksektir. Seramikler Geleneksel Seramikler (Traditional Ceramics) Mühendislik Seramikleri (Engineering Ceramics)

51 SERAMİK MALZEMELER Seramik Malzemelerin Kullanım Alanları Tantalum hafnium carbide Ta 4 HfC 5 : T m = 4215 C Carbon-carbon composite material NASA X-43 Scramjet Hız rekoru: 12,144 km/h (Mach 9.8)

52 SERAMİK MALZEMELER İleri Mühendislik Seramikleri Mikroelektromekanik Sistemler (MEMS) Mekanik Parçalar Elektronik Parçalar Mikroalgılayıcı (Microsensors) Mikroçalıştırıcı (Microactuators) Mikroelektronik (Microelectronik) Çevreden bilgi toplar Mekanik Isı Kimyasal Optik Manyetik Tepki verir Konumlandırma Taşıma, Pompalama Düzenleme Filtreleme Çevreden toplanan bilgileri değerlendirerek verilecek tepkiye karar verir Silisyum Nitrat, Silisyum Karbür seramikleri mekanik özellikleri nedeni ile kullanılır... Nanoelectromechanical Systems (NEMS) Richard Feynman's famous 1959 lecture There's Plenty of Room at the Bottom

53 SERAMİK MALZEMELER Optik Fiberler: Çok yüksek saflıkta silica seramikler Metal Teller: Optik Fiberler: elektron foton 100 gram optik kablo ile taşınan bilgiyi bakır tel ile taşımak için ton bakır kablo gerekir! Süper İletkenler: Sıfır Elektrik Direnç Safsızlık malzemesi: boron oxide ( B 2 O 3 ) germanium dioxide (GeO 2 ) Georg Bednorz and Alex K. Müller (1987) Nobel Ödülü: Seramik malzemelerde süperiletkenlik

54 POLİMERLER Polimer: Kendisini tekrar eden yapısal birim (mer) lerden oluşan büyük moleküllere (makromolekül) denir. Polimerler Doğal Polimerler (Natural Polymers) ahşap, kauçuk, pamuk, yün, deri, ipek, DNA, proteinler, enzimler, nişastalar, ve selüloz Sentetik Polimerler (Synthetic Polymers) sentetik kauçuk, bakalit, neopren, naylon, PVC, polistiren, polietilen, polipropilen, poliakrilonitril, PVB, silikon ve çok daha fazlası. Canlı organizmalar, başlıca polimerize olmuş amino asitlerden (proteinler), nükleik asit (RNA ve DNA) ve diğer biyopolimerlerden oluşurlar. Beynimiz aslında tuzlu su içerisine yatırılmış karmaşık polimer bir malzemedir.

55 POLİMERLER Polimerlerin Uygulama Alanları: phenol-formaldehyde (Bakelite) (1907) Leo Baekeland ( ) Lastik (rubber) yüksek sıcaklıkta yumuşar ve düşük sıcaklıkta sertleşir. Bu nedenle de kullanışlı değildir. Bu özelliklerini değiştirmek için bir sürü farklı yöntem denenmiş ve sonunda (1839) Charles Goodyear kaza eseri vulcanization adlı yöntemi bulmuştur. Sülfür kaplı lastik ısıtıldığında yapısı güçlenir ve ısıtılma ve soğutulmaya karşı kararlı hale gelir. Charles Goodyear ( )

56 KOMPOZİTLER Aluminas Silicon carbide Seramikler Silicon nitrides Zirconias Steels Cast irons Al-alloys Metaller Cu-alloys Zn-alloys Ti-alloys Composites Hybrids PE, PP, PET, PC, PS, PEEK PA (nylons) Polimerler Polyesters Phenolics Epoxies Soda glass Borosilicates Camlar Silica glass Glass-ceramics Isoprene Neoprene Butyl rubber Elastomer Nat. rubber Silicones EVA

57 KOMPOZİTLER Kompozit Malzemeler Matris Fazı (Matrix): Kompozit malzemelerdeki devamlılığı olan ana faza matris denir. Dağınık Faz (Dispersed): Matris fazı içerisine serpiştirilmiş ikinci faza dağınık faz denir. Kerpiç: Çamur + Saman Dağınık fazın geometrisine göre kompozitler üçe ayrılır.

58 MALZEME TASARIMI Michael F. Ashby, Materials Selection in Mechanical Design, (2011)

59 MALZEME TASARIMI Malzemelerin Temel Özellikleri (Tasarım Parametreleri) Michael F. Ashby, Materials Selection in Mechanical Design, (2011)

60 MALZEME TASARIMI Malzeme Özellik Şemaları:

61 Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Eğitiminizde Başarılar... Dr. Ersin Emre Ören Biyomedikal Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Ankara - TÜRKİYE eeoren@etu.edu.tr