BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri"

Berna Erem
5 yıl önce
İzleme sayısı:

ve Nanteknlji Müheniliği Bölümü TOBB Eknmi ve Teknlji

1 BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri Katılara Yayınım Dr. Erin Emre Ören Biymeikal Müheniliği Bölümü Malzeme Bilimi ve Nanteknlji Müheniliği Bölümü TOBB Eknmi ve Teknlji Üniveritei Ankara - TÜRKİYE eeren@etu.eu.tr

2 Fick in 2. Kanunu: t C 2 C D 2 x Analitik Sayıal Çözüm Yarı-nuz katı için çözüm: Katı bir çubuk eğer yayınım yapan atmlar yayınım üreince çubuğun nuna ulaşamıyrlara yarı nuz kabul eilir. Yüzey knantraynu Knantrayn (C) C S CH 4 C O Başlangıç knantraynu Başlangıç ve Sınır Kşulları: Uzaklık (x) t 0 anına, C C 0 x 0 t C C x 0 0 anına C C x

3 erf (z) Yarı-nuz katı için çözüm: C t Cx C x 1erf C C 2 Dt 2 C D 2 x Gauian errr functin Gauian errr functin: 2 z y erf z e y erf( x) xz

4 Sru Bazı uygulamalar için çelik (emir-karbn alaşımı) plakaların yüzeylerinin iç bölgelere göre aha ert lmaı gerekir. Bunu karbürleme işlemi ile yapılabilir. Karbürleme işlemine çelik parça yükek ıcaklıkta belirli bir üre karbnca zengin (metan, CH 4 ) bir atmfere maruz bırakılır. Eğer ifüzyn kararız hale (nnteay tate) ie aşağıa verilen bilgileri kullanarak karbnun yüzeyen 0.5 mm içerie ağırlıkça 0.80 % lmaı için 950 C e gereken zamanı heaplayınız. C 0.25 wt % C C 1.20 wt % C 11 2 D m x 0.5 mm Cx 0.80 wt % C Cx C x 1erf C C 2 Dt erf m 11 2 m t erf 62.5 t 1/2 z z t 1/2 t = 7.1 aat

5 Sru Bakırın alüminyum içeriineki ifüzyn katayıı 500 ve 600 C için: D m 600 C 13 2 D m C Bu eğerleri kullanarak, 500 C e ne kaar bir üre beklenmeliir ki 600 C e 10 aatlik ııl işlem nucuna ulaşılan ifüzyn urumuna ulaşılın? Cx C x 1 erf C C 2 Dt abit erf x abit 2 Dt 2 x Dt abit Dt abit D t D t 500 C 500 C 600 C 600 C t D t C 600 C m 500 C C aat aat D m

6 Difüzyn: Yayınım Kanunları Fick in 1. Kanunu: Fick in 2. Kanunu: C J D x 2C C D t x 2 Enerji Em Aktivayn enerjii Em 1 ev / atm Uzaklık (x) BMM OREN, EE June 11, 2018

1903 Nbel Kimya Difüzyn: Iı ile aktive eilen bir işlemir... Bir atmun a ıcaklığınaki rtalama ıı enerjii: kt = 0.

7 1903 Nbel Kimya Difüzyn: Iı ile aktive eilen bir işlemir... Bir atmun a ıcaklığınaki rtalama ıı enerjii: kt = ev Bir atmun bşluk ifüzynu ıraınaki hareket laılığı atma kmşu bir bşluk bulunmaı laılığı ile atmun atlama frekanının çarpımına eşittir. Bşluk bulunmaı laılığı P Qv zexp kt Svante Arrheniu Atm atlama frekanı R exp E R m kt Difüzyn Sabiti Q exp v E exp m E exp m Q D z R v z R kt kt kt exp Q D D Difüzyn aktivayn enerjii kt

8 Sru Tabl 5.2 e verilen bilgileri kullanarak 550 C e magnezyumun alüminyum içeriineki ifüzyn katayını heaplayınız. D exp Q D kt J / ml D m / exp 8.31 J / ml. K 823K 13 2 D m /

Difüzyn: exp Q D D kt D lg D lg D keim nktaı lg( D ) eğim 1 2.

9 Difüzyn: exp Q D D kt D lg D lg D keim nktaı lg( D ) eğim Q k T Q ln Dln D kt Q 1 ln ln D D k T 1 Q 1 lg lg D D 2.3 k T 1 T 1 T lg D lg D 2.3k 1 1 T2 T1 2 1 Q

3k eğim Q 2.3k lg D lg D 1 1 T2 T1 2 1 15.45 ( 12.4) Q 2.38.31 J / ml. K 3 1 3 1 1.1 10 K 0.

10 Sru Sağa verilen grafikte bakırın altın içeriineki ifüzyn verileri bulunmaktaır. Buna göre ifüzyn aktivayn enerjiini (Q ) ve ıcaklıktan bağımız (D ) katayıını heaplayınız. Q 2.3k eğim Q 2.3k lg D lg D 1 1 T2 T ( 12.4) Q J / ml. K K K Q 194 kj / ml lg D 1 Q 1 lg D 2.3 k T kj / ml K J / ml. K D 10 m / m /

11 Zaman Sru Sağaki çelik işlinin yüzey aşınma irencini arttırmak için karbürleme işlemi uygulanmalıır. Başlangıçta işlinin C knantraynu 0.20 wt% larak verilmiştir ve karbürleme işlemi ıraına yüzey knantraynu 1.00 wt% eğerine abit tutulmuştur. Aşağıaki verileri kullanarak işli yüzeyinin 0.75 mm altına 0.60 wt% C knantraynu için gereken ıcaklık zaman bağıntıını bulunuz. 5 2 D m / Q 148 kj / ml Cx C x 1 erf C C 2 Dt x abit Dt abit x erf Dt t aat exp T Dt abit m t( x) Q exp D t m kt Sicaklik x

12 Difüzyn Ylları: Hacim Difüzynu Tane Sınırı Difüzynu Yüzey Difüzynu Yüzey Difüzynu Hacim Difüzynu Tane Sınırı Difüzynu

13 Önümüzeki Der Saatine Der Kitabımızın 6. Bölümüneki MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ alı knuya evam eeceğiz!

Benzer belgeler

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM) 1 Mürekkebin suda yayılması veya kolonyanın havada yayılması difüzyona örnektir. En hızlı difüzyon gazlarda görülür. Katılarda atom hareketleri daha yavaş olduğu için katılarda