Üretim Yapı Özellik Performans. Şekil. Malzeme bilimi ve mühendisliğindeki dört temel yapı taşı.

Transkript

1 Metalurji ve Malzeme Bilimi, insanların istekleri doğrultusunda günlük hayatlarında önemli bir role sahip malzemeleri üretme ve şekillendirme ya da yeni özellikler kazandırma bilim ve sanatıdır. GİRİŞ Malzemeler kültür dünyamızda sandığımızdan daha derin ve etkili bir yere sahiptir. Ulaşımda, evlerde, giysilerde, iletişimde, sporda, yiyecek üretiminde, uzay endüstrisinde v.b gibi sayamayacağımız birçok alanda karşımıza çıkmaktadır. Tarihsel boyutta düşünüldüğünde, uygarlıkların gelişmesi ve ilerlemesi ihtiyaçlarını karşılayacak malzemelerin üretilmesi ve onlardan fayda sağlanılması ölçüsüyle sınırlanmıştır. Eski zamanlar malzemelerin gelişmişlik seviyesi ile biçimlendirilmiştir (Taş çağı, Bronz çağı gibi). Eski zamanlardaki insanların kullanacağı sınırlı sayıda malzeme bulunmaktaydı. Bunlar doğal olarak bulunan taş, tahta, kil, deri gibi malzemelerdi. Zaman içinde malzeme üretimi için teknikler geliştirdiler. Böylece doğal malzemelere oranla daha iyi özelliklere sahip malzemeler (seramikler, çanaklar ve değişik metaller) elde ettiler. Bu arada malzemelerin özelliklerinin ısıl etkilerle (işlemlerle) değiştirilebileceği keşfedildi. Bu çağlarda malzemelerin kullanımında sınırlı sayıda malzeme içerisinde uygulama için en iyi özelliğe sahip olan seçiliyordu lerden sonra bilim insanlarının malzemelerin yapısı ve özellikleri arasındaki ilişkiyi keşfetmeleri ile binlerce farklı malzeme çeşidi günlük yaşantımızda yer almaya başlamıştır. Bunlar metaller, plastikler, camlar, fiberler ve nanomalzemeler gibi çeşitli gruplardadır. Malzeme bilimi malzemelerin yapısı ve özellikleri arasındaki ilişkiyi inceler. Malzeme mühendisliği ise yapı-özellik ilişkilerini göz önüne alarak, özelliklerine belirlenen bir malzeme yapısını dizayn etmektir. Malzemelerin yapısı onu oluşturan iç bileşenlerin düzenlenmesi ile ilgilidir. Mikroskobik ölçekte atomun içyapısı, atom veya moleküllerin organizasyonu, makroskobik ölçekte ise çıplak göz ile görebildiğimiz yapı anlaşılmalıdır. Katı malzemelerin özellikleri ise altı ana başlıkta incelenebilir. Bunlar, mekaniksel, elektriksel, ısısal, manyetik, optik ve kimyasal etkileşme olarak adlandırılır. Örneğin mekanik özellikler uygulanan bir yüke karşı malzemenin gösterdiği şekil değişimi olarak algılanabilir. Malzeme bilimi ve teknolojisinde yapı ve özelliklere ilave olarak iki önemli bileşen daha bulunmaktadır; üretim yöntemi ve performans (yetenek). Malzemelerin yapısı onların nasıl

2 üretildiklerine bağlıdır. Malzemelerin performansı ise özelliklerine bağlıdır. Bu nedenle üretim, yapı, özellik ve performans arasında doğrusal bir ilişki mevcuttur. Şekil de bu şematik olarak verilmektedir. Üretim Yapı Özellik Performans Şekil. Malzeme bilimi ve mühendisliğindeki dört temel yapı taşı. Üretim-Yapı-Özellik-Performans arasındaki ilişkiyi bir örnekle açıklamak mümkündür. Şekil..de yazılı bir kağıt üzerinde bulunan üç tane disk şeklinde malzeme bulunmaktadır. Görüldüğü gibi bu malzemelerin optik özellikleri birbirinden farklıdır. Sol üst köşede bulunan disk ışığı geçirmekte (saydam), oysaki ortadaki ve sağ alt köşedeki diskler sırasıyla yarı saydam ve opak (ışığı geçirmeyen) özellikler sergilemektedirler. Aslında bu üç disk aynı malzemeden (alüminyum oksit-al 2 O 3 ) üretilmiştir. Sol üst köşedeki tek kristalli olarak, ortadaki çok sayıda çok küçük kristalleri içeren bir içyapıya sahip olarak, sağ alttaki ise küçük kristallere ilaveten küçük por ve boşluklara sahip olarak üretilmişlerdir. Por ve boşluklar ile ortadaki disk yapısı içinde bulunan ve küçük tanelerin birleşme noktaları olan bölgeler alttaki kağıttan gelen ışığı yansıtarak diski opak ve yarı saydam özelliğe getirmişlerdir. Şekil.Üç alüminyum oksit malzemesinin ışığı geçirme özelliğini gösteren fotoğraf (Callister)

3 Makine, inşaat, kimya yada elektrik alanındaki birçok bilim insanı yada mühendis malzemelerin içerisinde bulunduğu dizayn problemleri ile karşılaşacaktır. Örnek olarak, transmisyon dişlileri, petrol rafine üniteleri, binalar, entegre devre çipleri verilebilir. Malzeme bilimcileri ve mühendisleri malzemelerin araştırılmasında ve dizynında uzman olarak görev yapanlardır. Malzeme bilimi ve mühendisliği, malzeme dünyasını anlamak için yeni bilgiler üretmek ve bu bilgileri günlük yaşantımızda daha yararlı kullanmamızı araştıran bir bilim dalı olarak anlaşılmalıdır. Günümüzde bir parçayı yada bir yapıyı oluşturmak için mühendislerin birçok malzeme seçeneği bulunmaktadır. Fakat amaçları için en uygun malzemelerin neler olduğuna nasıl karar verilecek. Hatalı kararlar birçok felaketlere yol açabilir. Örneğin ikinci dünya savaşı sırasında, kaynak yöntemiyle üretilmiş ticari gemilerden bazılarının denizin ortasında iki parçaya ayrılarak battıkları gözlenmiştir. Gemilerin batması ya da iki parçaya ayrılması düşman saldırıları ile değil, geminin inşa edildiği kaynak bölgeleri boyunca olmuştur. Daha sonra yapılan araştırmalar sonucunda kaynak bölgesinde kullanılan elektrotların düşük kırılma tokluğuna sahip bir malzeme olduğu anlaşılmıştır. Bu nedenle dizayn işlemlerinde dikkat edilmesi gereken genel malzeme özellikleri aşağıdaki Tablo da verilmiştir.

4 Tablo Malzeme özelliklerinin sınıflandırılması Mekanik Özellikler Mukavemet Elastik Modülü Akma Mukavemeti Çekme Mukavemeti Süneklilik % Uzama % Kesit daralması Sertlik Batma yada çizilme direnci Aşınma oranı Sürünme Sürünme hızı Gerilme-kopma özellikleri Yorulma Yorulma ömrü Dayanma sınırı Darbe Enerji absorblama Tokluk Sünek-gevrek geçiş sıcaklığı Fiziksel özellikler Kimyasal Korozyon Arıtma Yoğunluk Elektriksel İletkenlik Yalıtkanlık Ferroelektrik ve piezoelektrik Manyetik Ferrimagnetik Ferromagnetik Optik Absorblama ve renklenme Yansıtma Şeffaflık Isısal Isı kapasitesi Isıl iletkenlik Isıl genleşme

5 Yukarıda verilen bu özellikler göz önüne alındığında günlük yaşamımızda her zaman görmeye alıştığımız ya da kullandığımız malzemelerden örnekler vermek konuyu daha anlaşılır hale getirecektir. Tornavida: Klasik bir tornavidanın metal kısmı yüksek karbonlu çelikten yapılamaktadır. Metal parça şaft ve uç kısım olarak iki ana bölüme ayrılabilir. Çelik esnemeye ve eğilmeye karşı yüksek direncinden (Modül) dolayı seçilmiştir. Eğer metal yerine polimer malzeme kullanılsaydı, tornavidanın şaft kısmı işlem sırasında kolayca bükülecek ve görevini yapamayacaktı. Bu özellik (Modül) bu uygulama için önemli kriterdir, ama yeterli değildir. Aynı zamanda metal yüksek akma direncine sahip olmalıdır. Eğer akma direnci yüksek değilse, metalin şaft bölgesi işlem esnasında kalıcı şekil değişimine uğrayarak eğilir ve fonksiyonunu kaybeder. Metalin uç kısmı ise yüksek sertliğe sahip olmalıdır. Böylece tornavida cıvata başına uygulandığında aşınmaya uğramamalıdır. Şaft ve uç kısmın sadece eğilme ve bükülmeye karşı dirençli olamaması gerekir. Aynı zamanda kırılmaya karşı da dayanıklı olmalıdır. Örneğin cam, yüksek modül, akma direnci ve sertliğe sahip olmasına rağmen çok gevrek olduğunda tornavida üretiminde metal yerine kullanılması uygun değildir. Çünkü cam düşük kırılma tokluğu özelliğine sahiptir. Çelikte bu özellik yüksek olduğundan kırılmadan önce eğilme ya da şekil değiştirme gerçekleşir. Lamba: Lambanın keşfedildiği ilk zamanlarda fazla kullanım alanı sınırlıydı, çünkü evlerde elektrik hatları, elektrik üretim tesisleri, elektrik dağıtım üniteleri gibi tesisler yoktu. Bununla birlikte tel, yalıtkan malzemeler, elektrik üretim ekipmanları da bulunmamaktaydı. Zamanla evlerde, ofislerde, fabrikalarda kullanım ihtiyacı artınca ilgili alanlarda gelişmeler olmaya başladı. Elektrik ulaşımını sağlayacak uzun ömürlü tellerin üretilmesi, plastik ve seramik parçalara olan ihtiyaç değişik alanlardaki sektörleri de aktif hale getirdi. Her şey bir tek keşfin yapılması ile başladı. 21 ekim 1879 da Thomas Edison un keşfi ile. Örneğimizdeki lambanın üretiminde 23 farklı bileşen, 17 farklı malzeme ve 12 üretim yöntemi kullanılmıştır.

6 Parça No Parça numarası Malzeme Üretim yöntemi Malzeme seçimindeki özellikler 1 Ampul Soda kireç camı Şişirme Düşük maliyet, saydam, viskoz 2 Flament (tel) Tungsten Sıcak pres+tel çekme Yüksek erime sıcaklığı, elektrik iletkenliği, düşük buhar basıncı, yüksek mukavemet, yeterli süneklilik 3 Tel tutucusu Nikel yada nikel kaplı Tel çekme Elektrik iletkenliği, oksidasyon direnci, süneklilik 4 Flament destekleyici Molibden Tel çekme Yüksek erime sıcaklığı, süneklilik 5 Dumet teli Nikel-demir alaşımı Tel çekme 6 nolu parça ile benzer termal genleşme katsayısı 6 Sıkıştırma parçası Kurşun camı (SiO Presleme % PbO) 7 Sigorta camı Soda kireç camı Çekme Düşük maliyet, saydam, viskoz 8 Harcanabilir tüp Kurşun camı Çekme 9 Sigorta Bakır-nikel alaşımı Tel çekme+kaynak

7 10 Yapışkan Fenol formaldehid 400 K de iyi yapışma özelliği 11 Sigorta çıkışı Bakır-bakır kaplı çelik Tel çekme Elektrik iletkenliği, kolay lehimlenme 12 Yalıtkan başlık dolgusu Opak cam Döküm Yüksek sıcaklıkta yalıtkanlık ve ergime sıcaklığı 13 Üst başlık Alüminyum yada prinç Presleme Hammadde maliyetine bağlı 14 Kontaktlar Lehim (Pb/Sn) Yüksek ergime sıcaklığı 15 Dış kapak Prinç (70Cu/30Zn) Presleme Süneklilik 16 Pinler Prinç (60Cu/40Zn) Ekstrüzyon Elektrik iletkenliği, süneklilik 17 Tutucu Fenol formaldehid (tahta ya Basınçlı kalıplama da kağıt ile) 18 Yaylar Fosfor bronzu (Cu/6Sn/0.2P) Tel çekme Elektrik iletkenliği, mukavemet, düşük elastik modülü 19 Birleştirme bloğu Prinç (60Cu/40Zn) Dövme+işleme Elektrik iletkenliği, işlenebilirlik 20 Dış kaplama Üre folmaldehid (cam ile doldurulmuş) 21 İletken tel Bakır Tel çekme Elektrik iletkenliği, süneklilik 22 Plastik kaplama PVC Ekstrüzyon Elektrik yalıtkanlığı, viskoz 23 Bükülebilen plastik PVC Ekstrüzyon Elektrik yalıtkanlığı, viskoz İçten yanmalı motorların ateşleme bujisi (sparking plug): Seramik ve metal kısımlarda oluşmaktadır. Ateşlemenin oluştuğu elektrodların termal yorulmaya, aşınmaya ve oksidasyon ve korozyona dirençli olması gerekir. Tungsten bu özelliklere sahip olduğundan bu kısımda kullanılmaktadır. Yalıtım malzemesi olarak ise elektrodun çevresinde metalik olmayan bir malzeme tercih edilir. Elektrik yalıtımına sahip, termal yorulma direnci yüksek, oksidasyona ve korozyona dirençli olan bir malzeme, örneğin alümina- seramik, kullanılmaktadır.

8 Spor alanlarındaki başarının en önemli etkenleri arasında sporcunun becerisi kadar önemli olan kullanılan malzemelerin doğru seçilmesidir. Tenis raketlerinde, sırıkla yüksek atlamada kullanılan sırık malzemesinde ileri malzemeler adlandırdığımız malzemeler kullanılmaktadır. Tenis raketlerinde çerçeve kısmında önceleri tahta, alüminyum gibi malzemeler kullanılırken, son zamanlarda polimer esaslı kompozit malzemeler kullanılmaya başlanmıştır. Böylece daha hafif, titreşim özelliği olmayan ve uzun ömürlü kullanıma sahip raketler üretilmektedir. Sırıklar ise önceleri tahta, alüminyum gibi malzemelerden yapılırken yine onlarda daha esnek ve uzun ömürlü olan polimer esaslı kompozitlerden yapılmaktadır. PET şişe olarak bildiğimiz malzeme bir polimer (Polietilen tereftalat, C 5 H 8 O 5 ) malzemedir. Paslanmaz çelik (Demir-Karbon alaşımı) tencereler metal esaslı malzeme olarak adlandırılır.

9 Örneğin bir tank ortalama farklı bileşenin bir araya getirilmesi ile olaşan ve yaklaşık ton arasında değişen ağırlıklara sahiptir. Airbus A400M tipi bir uçak yaklaşık 70 ton ağırlığında ve farklı bileşenden üretilmektedir. Şimdiye kadar anlatılanlarda da anlaşılacağı üzere, malzeme bilimcilerin ilgilendiği katı malzemeler üç temel sınıflandırma içinde gruplandırılabilir: metaller, seramikler ve polimerler. Bu sınıflandırma esas olarak kimyasal bileşme ve atomik yapı temelin göre yapılmaktadır. Bununla birlikte üç temel malzemenin kullanılmasıyla türetilen ve kullanıma sunulan yeni alt gruplar oluşmuştur: kompozitler, yerıiletkenler, biomalzemeler ve nanomalzemeler. Metaller: Metaller metalik elementlerin oluşturduğu ve şekil değiştirme kabiliyeti yüksek olan malzeme grubudur. Cıva metali oda sıcaklığında sıvı halde bulunurken diğer metaller katı haldedir. Metaller, daima elektron vererek pozitif (+) yüklü iyon olmak isterler. Çelik, alüminyum, bakır, çinko, nikel, magnezyum bu gruptadırlar. Levha, tel ve toz şeklinde üretilebilirler. Metalleri oluşturan atomların etrafındaki elektronla bir atoma ait olmayıp elektron bulutu şeklinde bulunurlar. Yani serbest olarak dolaşabilirler. Metallerin birçok özelliği bu elektronların bağlıdır. Metallerin elektriği iletmeleri bu nedenledir. Isı iletkenlikleri yüksektir. Saydam değillerdir. Mukavemeti yüksek malzemelerdir. Yoğunlukları düşük orta ve yüksek değerlerde olabilirler. Örneğin magnezyumun yoğunluğu 1.7 gr/cm 3, demirin 7.8 gr/cm 3 ve altının 19.3 gr/cm 3 değerindedir. Saf metallerin tek olarak kullanımlarının yanında başka bir metal ile birleştirildiğinde (alaşım haline getirildiğinde) daha fazla uygulama alanı bulmaktadırlar. Örneğin Al-%4Cu alaşımı gibi.

10 Seramikler: Metal ve metal olmayan elementlerin birleşmesi ile meydana gelen gruptur. Yapılarındaki metalik olmayan elementler genellikle oksijen, azot ve karbon olmasından dolayı oksitli, nitrürlü ve karbürlü gibi sınıflara ayrılır. Örneğin Al 2 O 3, B 4 C, Si 3 N 4 gibi. Elektrik ve ısı iletiminde yalıtkan olarak kullanılırlar. Metaller ve polimerlere göre yüksek sıcaklıklara (1500 C C gibi) ve sert çevresel etkilere karşı dirençleri yüksektir. Seramikler sert ve gevrek malzemelerdir (şekil değiştirmezler). Aşınma dirençleri yüksektir. Fren disklerinde, implant malzemesi olarak insan vücudunda, korucu yeleklerde, askeri araçların zırh malzemesi olarak kullanımaktadır. Polimerler: Plastik, kauçuk ve yapıştırıcı türdeki malzeme gruplarını içerir. Organik bileşikler olup yapılarında karbon, hidrojen ve diğer metalik olmayan elementleri (azot gibi) içerir. Doğal polimer malzemelere ağaç, deri ve kauçuk yapay alanlara ise teflon, PVC, poliester, polietilen örnek olarak verilebilir. Düşük yoğunluğa ve mukavemete sahiptirler. Bazı

11 türlerinin şekil değiştirme (deformasyon) yetenekleri yüksektir. Elektriği ısıyı iletmezler. Yüksek sıcaklık uygulamaları için uygun değillerdir. Kompozitler: İki yada daha fazla malzemenin bir araya gelerek oluşturdukları yeni malzeme grubudur. Buradaki amaç değişik özelliklere sahip her bir malzemenin iyi özelliklerinden faydalanmak ve kullanıma sunmaktır. Bileşenlerden biri fiber (uygulanan kuvveti taşıyan) diğeri matriks (fiberleri bir arada tutan ve uygulanan yükü kuvvete ileten) adını alır. Örneğin metal matriks içersine seramik takviye yapılması verilebilir. Yarıiletkenler:Yarıiletken malzemeler elektrik iletkenliği ve elektrik yalıtkanlığı arasında elektriksel özelliğe sahip malzemelerdir. Bu malzemelerin elektriksel özellikleri emprüte (yabancı) atomların düşük oranlardaki konsantrasyonları ile orantılıdır. Yarıiletkenler entegre devrelerin üretimine olanak sağladığından elektronik ve bilgisayar dünyasındaki gelişmelere büyük katkısı olmuştur (transistör, diyot, tristör). Biomalzemeler: İnsan vücüdundaki herhangi bir hasara uğrayan vücut parçasının yerine kullanılan malzemelerdir. Bu malzemelerin zehirleyici etkisinin olmaması ve vücut ile ile uyumlu olması gerekir. Metaller, seramikler, polimerler biomalzeme olarak kullanılabilir. Paslanmaz çelikler, %35 Co-%35 Cr- %20 Ni-%10 Mo (Kobalt-Krom-Nikel-Molibden), %90Ti-%6 Al- %4 V, yüksek saflıktaki Al 2 O 3, polimetil metakralit (akrilik) polimer malzemesi örnek olarak verilebilir.

12 Nanomalzemeler: Malzemeleri inceleme tekniklerindeki gelişmeler sonucunda malzeme içerisinde atomları ve molekülleri daha hatasız ya da istenilen şekilde düzenleme sonucu üretilen malzemelerdir. Metaller ve seramikler gibi malzemelerin içerisinde düzensizlikler ya da atom boşlukları olabilir. Nanomalzemelerde bu tür hatalar olmadığından çok yüksek mukavemete sahiptirler. Nanometre 10-9 m demektir. Nanomalzemelerde taneler 100 nanometre (yaklaşık 500 atom çapı) büyüklüğündedirler. atom kristal İnsan saçının çapı Pentium çipteki metal hat genişliği mikroyapılar, fazlar, hatalar Yapısal mühendislik malzemeleri 1 inç=25,4 mm (nm (mm (mm (m) ) ) ) meter s 10 3 (km )

13 Yukarıda anlatılan malzeme gruplarına ait örnekler ve uygulama alanları Tablo... da verilmektedir. Uygulama alanı Özelliği Metaller Bakır Elektrik iletim teli Yüksek elektrik iletkenliği ve şekil verilebilme Gri dökme demir Otomobil motor bloğu Dökülebilirlik, işlenbilirlik, titreşim söndürme Alaşımlı çelik Çeşitli takım aletleri Isıl işlemlerle mukavemet kazanabilir Seramikler SiO 2 -Na 2 O-CaO Pencere camı İyi optik özellik ve ısı yalıtımı Al 2 O 3,MgO,SiO 2 Metal eritme potaları Isı yalıtımı, yüksek erime sıcaklığı Baryum titanat Stero kayıtlar için transdüser Elektrik sinyalini sese dönüştürebilme Polimerler Polietilen Yiyecek saklama Kolay şekil alma, esnek Epoksi Entegre devre alt malzemesi İyi elektrik yalıtımı ve rutubete dayanım Fenol Mukavemet ve rutubete dayanım Kompozitler Grafit-epoksi Uçaklarda Mukavemet/ağırlık oranı yüksek WC-Co Talaşlı imalatta Yüksek sertlik ve yeterli şok direnci Al- Al 2 O 3 Piston yatakları Yüksek aşınma direnci Yarıiletkenler Silisyum Transistör ve entegre devre Eşsiz elektriksel özellik GaAs Fiber-optik sistemler Elektrik sinyalini ışığa dönüştürebilme

14 Metal Kobalt alaşımı M u k a v e m e t Seramik SiC Si 3 N 4 Kompozit Kevlar-epoksi Bor-polimid Karbonepoksi Karbonpolimid Yüksek mukavemetli çelik Alaşımlı çelik Cu-Be alaşımı Nikel alaşımı Titanyum alaşımı Cu-Zn Alüminyum alaşımı Polimer PEEK Naylon Polietilen ZrO 2 Al 2 O 3 Campolyester Çinko alaşımı Kurşun Şekil...Malzemelerin mukavemet özelliklerinin karşılaştırılması. Kahve ya da çay bardakları için hangi malzeme türleri kullanılmalıdır. -Bardaklar genellikle seramik yada polimer malzemeden yapılırlar. Hem seramik hem de polimer düşük ısıl iletkenliklerinden dolayı mükemmel ısıl yalıtıma sahiptirler. Metal bardaklar ise ısıl iletkenlikleri yüksek olduğundan tercih edilmezler. Bir uçak kanadı için malzeme seçiminde dikkat edilmesi mekanik ve fiziksel özellikler neler olmalıdır. - Mekanik özellikler o Malzemenin kanat üzerine uygulanacak kuvvetlere direnç gösterecek kadar yüksek mukavemetli olması gerekir. o Kanatlar dairesel kuvvetlere maruz kalacağından titreşime uğrayacaklar, bu nedenle yorulma dirençleri iyi olmalıdır.

15 o Süpersonik uçaklarda kanat sürtünmeden dolayı ısınacağından sürünme direnci önemlidir. - Fiziksel özellikler o Düşük yoğunluğa sahip yani hafif olmalı o Deniz atmosferine maruz kalacağından korozyon direnci önemlidir. 21. yüzyılın başlarından itibaren en hızla yaygınlaşan ve gelişen önemli alanlar nanomalzemeler, akıllı malzemeler, biyomalzemelerdir. Akıllı bir malzeme ile yapılan uçak kanatlarının herhangi bir çatlak veya hasar anında renk değiştirerek uyarıda bulunması hatta bu hasarı tamir edebilmesi, bir otomobil camının çok parlak güneşli havalarda koyulaşarak ve bulutlu havalarda ise daha berraklaşarak sürücünün görüşüne destek olması gibi özellikler son derece yoğun araştırmalar arasındadır. Son derece sert ve koruyucu özelliği olan midye kabuklarının yapısına benzer şekilde zırh sistemlerinin üretilmesi ya da bazı örümcek türlerinin ağ yapılarının esnek ve aynı zamanda dayanıklı yapıları taklit edilerek yüksek dayanımlı sentetik malzemelerin üretilmesine çalışılmaktadır. Ağırlık esasına göre kıyaslama yapıldığında örümcek ağı çelikten daha mukavemetlidir. Bir kurşun kalem kalınlığındaki örümcek ağı malzemenin Boeing 747 yi uçuş esnasında durdurabileceği bile iddia edilmektedir. Örümcek ağından yapılan malzemelerin aşağıdaki uygulamalarda kullanımı önerilmektedir. Yapay kas ve yapay sinir bağları (tendon ve ligamentler) Biyo-bozunur olta (çevresel etkiler) Kurşun geçirmez t-şört Paraşüt (özellikle tank gibi ağır taşıtların taşınması için) Kablo sistemleri (uçak gemilerinde uçakların durdurulması amacıyla) Malzeme Teknolojisi, bizlerin her zaman günlük yaşantımızda birlikte olduğumuz malzemelerin dünyasını yakından tanımamızı sağlayacak bir ders olarak düşünülmelidir. Metaller, seramikler, polimerler ve bunların birlikte bulundukları bu dünya içerisinde malzemelerin özelliklerinin bilinmesi gereklidir. Çünkü bir köprü, bir otomobil, bir uçak, bir çelik tencere, seramik contalar ya da oyuncakların yapımında kullanılan malzemeler özelliklerine göre tercih edilmektedir. Örneğin otomobil çamurlukları kolaylıkla şekillendirilebilecek fakat darbe halinde ezilmeye dayanıklı olacak bir metalden yapılmalıdır. Elektrik kabloları değişik sıcaklık derecelerine dayanıklı olmalıdır. Bu özellikler fiziksel,

16 kimyasal ve mekanik özellikler olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu özelliklerin belirlenmesinde malzemenin iç yapısı ve dış etkenler önemli rol oynamaktadır. Bu ders içerisinde malzemeyi oluşturan yapı taşlarını (atomlar, atomlar arası bağlar, kristal yapılar v.b.), üretim yöntemlerini (döküm, şekil verme v.b.), üretilen malzemelerin kullanım şartlarındaki özelliklerini önceden belirlemek amacıyla yapılan mekanik deneyler ele alınacaktır. Daha sonra malzeme özelliklerini etkileyen ve değiştiren ısıl işlemler konusu incelenecektir. Bunun yanında malzemelerin iç yapılarını analiz etmede faydalandığımız metalografi bilgileri öğrenciye kazandırılacaktır. Kaynaklar C. Kurnaz, Metalurji Malzeme Mühendisliği giriş Ders notları