CALLİSTER - SERAMİKLER

Transkript

1 CALLİSTER - SERAMİKLER

2

3

4 Atomik bağı ağırlıklı olarak iyonik olan seramik malzemeler için, kristal yapılarının atomların yerine elektrikle yüklü iyonlardan oluştuğu düşünülebilir. Metal iyonları veya katyonlar pozitif (+) yükle yüklenmiştir, bunun nedeni valans elektronlarını negatif yüklü ametal iyonları ve anyonlarına vermiş olmalarıdır.

5

6 Devam ediyor

7

8

9 Bilenen seramik malzemelerin bazıları eşit sayıda katyon ve anyon bulundururlar. Bunlar genellikle AX bileşikler olarak adlandırılır, burada A katyon ve X ise anyondur. AX bileşikler için birçok farklı kristal yapıları vardır, her biri normalde belirli bir yapıya karşılık gelir ve genel bir malzemenin adını taşır.

10

11

12

13

14

15

16

17 Dört yüzlü tetrahedral yapıyı çevreleyen kürelerin merkezlerinden çekilen düz çizgiler, tetrahedral konumu oluşturur ve buna tetrahedral yerleşim denir. Diğer yerleşim tipi Şekil 12.7 deki her iki düzlemde üç iyon içermek üzere toplam altı iyon küresi bulunduran yapıdır. Bir oktahedron, bu altı küre merkezlerinin birleşmesinden üretilmiş olduğundan, bu oluşuma bir oktahedral yerleşim denir.

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27 Karbon, çeşitli polimorfik formları yanı sıra amorf hali de bulunan bir elementtir. Bu grup malzemeler aslında herhangi bir geleneksel metal, seramik ya da polimer sınıflama içine girmemektedir.

28

29

30

31

32

33 Kusurlu yapı ifadesi genellikle seramik malzemelerdeki atom kusurlarının türlerini ve yoğunluklarını belirtmek için kullanılır. Elektronötralite (elektronlarda elektriksel yük dengesi), iyonlardaki pozitif ve negatif yük sayısının eşit sayıda olma durumudur. Seramiklerdeki hatalar, tek başına meydana gelmezler. Bu tür bir hata katyon boşluğu ve katyon arayer boşluğu çiftinden oluşmaktadır. Buna Frenkel hatası (Şekil 12.21) denir.

34

35 AX malzemelerde bulunan diğer bir kusur türü ise Schottky hatası olarak bilinen, bir katyonboşluk anyon boşluk çifti, Şekil de şematik olarak verilmiştir. Bu kusurun, bir katyon-anyon çiftinin kristalin içinden alınarak kristalin dış yüzeyine yerleştirilmesiyle oluştuğu düşünülebilir. İyonik bileşiklerde kimyasal formülün öngördüğü gibi, anyonların katyonlara oranının tam olduğu bir durum söz konusu ise bu stokiyometri olarak tanımlanabilir.

36

37

38 İyonik bileşiklerde yayınma olgusu, biribiriyle zıt elektrik yüküne sahip iki tür iyonun yayınma hareketlerinin göz önüne alınmasını gerektirdiği için, metallerdekinden çok daha karmaşıktır. Bu malzemelerde yayınma genellikle bir boşluk mekanizmasıyla oluşur. Şekil Şekil 12.22

39 Faz diyagramları, çok sayıda seramik sistemler için deneysel olarak belirlenmiştir. İkili veya iki bileşenli faz diyagramlarında sık rastlanan iki bileşenli bileşiklere ait ortak bir element genellikle oksijendir. Bu diyagramlar, metal metal sistemlerine benzer düzene sahiptir ve aynı şekilde yorumlanır.

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50 Gevrek seramiklerin mekanik davranışına ait önemli bir parametresi, eğme deneyinde kırılmanın oluştuğu gerilme değeri eğme dayanımı, kırılma modülü veya kırılma dayanımı olarak bilinir. Dikdörtgen bir kesit için, eğme dayanımı σ e, kırılmadaki yük F k, mesnetler arası mesafe L dir.

51

52

53

54 Kristal seramiklerde plastik deformasyon, metallerde olduğu gibi, dislokasyon hareketiyle oluşur. Bu malzemelerin sert ve kırılgan olmasının nedenlerinden biri kaymanın (veya dislokasyon hareketinin) zorluğudur. İyonik bağ ağırlıklı kristal seramik malzemelerde, dislokasyonların hareket edebileceği çok az sayıda kayma sistemi (bu düzlemler içinde kristal düzlemleri ve doğrultuları) bulunmaktadır.

55

56 Viskoz akışın karakteristik özelliği olan viskozite, amorf malzemenin deformasyona karşı direncinin bir ölçüsüdür. İki düz ve birbirine paralel plaka tarafından uygulanan kayma gerilmesi sıvıda viskoz akışı oluşturur.

57

58

59

60

61

62 Seramik malzemeler, yüksek sıcaklık ve gerilmelere (genellikle basınç) maruz kalması durumunda genellikle sürünme deformasyonu gösterirler. Genel olarak, seramiklerin zamana bağlı deformasyona uğramaları metallerin sürünme davranışına benzer. Ancak, seramiklerde sürünme olayı daha yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir.