Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. giriş Malzeme Bilimi

Transkript

1 Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN giriş Malzeme Bilimi

2 İçerik Genel prensipler Haftalık planlama Malzeme bilimi nedir? Malzeme bilimi hangi konularla ilgilenir? Malzeme çeşitleri nelerdir? Uygulama örnekleri 2

3 Genel Bilgiler Öğretim üyesi Görüşme saatleri Ders notları Değerlendirme Devam durumu Prof. Dr. Akgün ALSARAN Normal Öğretim: Salı ve İkinci öğretim Salı Vize, final, ön test sonuçları ve ödev %80 katılım Kaynaklar Ders slaytları Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, William D. Calllister-David G. Rethwisch, Çeviri Editörü Kenan Genel, Nobel, 2013 Genel prensipleri9i9i8j6 Malzeme Bilimi ve Muayenesi, Temel Savaşkan,

4 Ders içeriği Hafta Konu başlıkları 1 Malzeme bilimine giriş, malzemelerin atom yapısı, atomlar arası bağlar 2-3 Kristal yapılar, kristal sistemler, kristal düzlem ve yönleri 4 Amorf yapılar, Kristal yapı hataları, amorf yapılar ve katı eriyikler 5 Difüzyon 7 Malzemelerin mekanik özellikleri ve muayene 8 Yeniden kristalleşme, yaşlanma ve hasar 9 Faz diyagramları 10 Fe-C denge diyagramı 11 Çelikler ve standardizasyon 12 Çeliklere uygulanan ısıl işlemler ve yüzey sertleştirme 13 Mühendislik malzemelerinin kullanım alanları, demir dışı malzemeler, polimerler, seramikler, karma malzemeler (kompozitler) 14 Korozyon, elektriksel, ısıl, manyet,k ve optik özellikler 4

5 Malzeme nedir? Genel manada malzeme; İhtiyaç duyulan madde Teknik manada malzeme; Bir teknik fikri gerçekleştirmede kullanılan katı cisim Somut olarak; Hem metaldir, plastiktir, lastiktir, ağaçtır, taştır ve hem de yün, pamuktur. 5

6 Malzeme nedir? Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Malzeme Bilimi Malzeme Mühendisliği Özellik Yapı Mekanik Performans Makroskobik Mikroskobik Elektrik İşlenebilirlik Isıl Atomik yapı Manyetik Atom altı yapı Optik Hasar 6

7 Malzeme nedir? Atom altı seviye: Atomik seviye: Mikroskobik Makroskobik seviye: Bağ oluşumu Malzeme içerisinde seviye: Malzeme Gözle görülebilecek atomların yerleşim içerisinde taneler yapılar. düzeni. Örneğin C hem mikroskop ile grafit hem de elmas tespit edilebilir. halindedir. 7

8 Malzeme nedir? 8

9 Malzeme nedir? Angstrom = 1Å = 1/10,000,000,000 metre = m Nanometre = 10 nm = 1/1,000,000,000 metre = 10-9 m Micrometre = 1μm = 1/1,000,000 metre = 10-6 m Millimetre = 1mm = 1/1,000 metre = 10-3 m Üretim aşamasında kullanılan her bir malzemeyi atom altı seviyeden ele alarak doğru seçim yapabilme kabiliyeti kazanılmalı. 9

10 Malzeme nedir? İşlem Yapı Özellik Performans 10

11 Malzeme bilimi ve önemi Bir malzeme problemi mevcut binlerce malzeme içerisinden doğru olarak seçmektir. Çalışma koşulları Hasar oluşma olasılığı Maliyet 11

12 Malzeme bilimi ve önemi Uygun malzeme seçimi Özel uygulamalar için malzeme dizaynı Malzemelerin dizayna uygun bir şekilde verimli ve güvenli kullanımı Kullanım ömrü tamamlanan malzemelerin geri dönüşümü Bir boru hattında bakır boru kullanılmaktadır. Bakır borunun tercih edilme sebebi, bu boruya şekil verebilme zorluğu, verim, maliyet ve ekonomiklik açısından bakır borunun değerlendirmesi ve bakırın geri dönüşümü sizce nasıl olur? 12

13 Malzeme Mühendisliği Tüm metallerin ve metal olmayan malzemelerin, sentetik ve doğal malzemelerin ham maddelerden üretilmesinden ta eskiyene ve hatta ilaveten hurdadan tekrar kullanılmasına kadar geçen değerlendirmeleri yapan mühendislik dalıdır. 13

14 Malzemelerin Sınıflandırılması Mühendislik Malzemeleri Metaller Metal olmayan malzemeler Demir esaslı metaller Demir olmayan metaller Inorganik malzemeler Organik malzemeler Lamelli Dökme demirler Temper Çelikler Yapıl Takım Hafif metaller Ağır metaller Yarı iletken Camlar Plastikler Ağaçlar Deriler Küresel Beynitik Al, Mg, Ti Cu, Ni, Zn, Pb Seramikler Mermerler Betonlar 14

15 Malzemelerin Sınıflandırılması Yarı iletkenler Plastikler Kompozit Organik doğal malzemeler Camlar Metaller Demir esaslı malzemelerden dökme demirlerin dışında olan çeliklerin 2000 çeşidi olduğu ve bunlarında kendi içlerinde çeşitli yönlerden sınıflandırıldığı düşünülürse konunun o kadar basit olmadığı anlaşılabilir. 15

16 Malzemelerin Sınıflandırılması Metal Malzemeler Altı köşe çelik Lama Çelik Kare Çelik Kare Çelik Dairesel çelik Bakır Oluklu Çelik Çelik Rulman 16

17 Malzemelerin Sınıflandırılması Metal Malzemeler Nikel,çinko,pirinç karışımı metalik paralar Alüminyum raflar Alüminyum cephe giydirmeleri ve panjurlar 17

18 Malzemelerin Sınıflandırılması Seramik Malzemeler Cam Tuğlalar 18

19 Malzemelerin Sınıflandırılması Kompozit Malzemeler Çelik Gövdeli Lastik Betonarme 19

20 Malzemelerin Sınıflandırılması Grafit Elmas Celestite Sülfür Pyrite(Sülfürdioksit) 20

21 Malzeme Seçimi Kalça protezlerine ihtiyaç duyulan durumlar; Kırıklar Osteoarterit (Kıkırdak iltihabı veya kaybı) Romatoid arterit (Sinoviyal sıvının yetersizliği) 21

22 Malzeme Seçimi Gereksinimler Mekanik mukavemet (bir çok çevrim) Düşük sürtünme Biyouyumluluk 22

23 Malzeme Seçimi 23

24 Malzeme Seçimi Kalça Protezleri Kullanılan malzemeler Metaller Kobalt- Krom alaşımları Titanyum ve alaşımları Paslanma çelik Polimerler Polymethyl methacrylate (PMMA) çimento Ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) çukurcuk (cup) veya astar (liner). Seramikler 24

25 Malzeme Seçimi Çözüm için anahtar Acetabular cup ı tutmak için sabitleştirici Cup sürtünmesini azaltmak için yağlayıcı Kalça kemiğine ait tutucu Cup ta herhangi bir aşınma ürününden sakınmak gerekir 25