MALZEMELERİN YAPISI. Makroskopik seviyede: Gözle görülebilen makro yapı,
|
|
- Koray Denkel
- 8 yıl önce
- İzleme sayısı:
Transkript
1 MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MALZEME BİLİMİ Kristal Yapı Hataları Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR
2 MALZEMELERİN YAPISI Atomaltıseviyede: Elektronlar, çekirdeği oluşturan protonlar / nötronlar ve bunların etkileşimi, Atomikseviyede: Atomların belirli bir düzende dizilmeleri ve atomlar arası bağlar, Mikroskopikseviyede: Mikroskop kullanılarak incelenen mikroyapı (tanecik boyutu ve şekli vs.) Makroskopik seviyede: Gözle görülebilen makro yapı,
3 Noktasal kusurlar (0- boyutlu): Boşluklar (vacancy) Yeralan atomlar (substitutional atoms) Arayer atomlar (interstitial atoms) Yayınım Noktasal kusurların yayınmaya etkisi Atom ve boşluk yayınımı 1. ve 2. Fickkanunları Difüzyon katsayısı, Difüzyon tipleri Çizgisel kusurlar (1-boyutlu): - Dislokasyonlar Burgersvektörü Dislokasyonçeşitleri Dislokasyonyoğunluğu Düzlemsel kusurlar (2 boyutlu): - İkizler, taneler ve tane sınırları. Hacimsel (3- boyutlu) kusurlar: Bunlara örnek olarak inklüzyonlar (kalıntılar) ve boşluklar verilebilir.
4 KRİSTAL KUSURLARI Hiçbir kristal mükemmel değildir. Kusurlar yapıda istenerek veya istenmeden bulunabilir. Kusur çeşitleri: Noktasal kusurlar Çizgisel kusurlar Yüzeysel kusurlar
5 Noktasal kusurlar: (a) atomsal boşluk(vacancy), (b) arayer(interstitial) atom, (c) küçük yeralan(substitutional) atom, (d) büyük yeralanatom, (e) Frenkel kusuru: Bir atomun yer değiştirerek, boş yer ile fazladan bir arayer atomunun oluşturduğu kusur, (f) Schottkykusuru: Ters elektriksel yükte iki iyonun kristal kafesinde olması beklenen yerde bulunmamasıdır. Elektriksel nötrlük korunmaktadır. Bütün bu kusurlar mükemmel kristal yapıyı bir şekilde etkiler.
6 KATI ÇÖZELTİ Hiç bir malzemeyi tamamen saf kompozisyonlarda imal etmek mümkün olamamaktadır. Malzemeler yapılarının içerisinde belli oranlarda farklı atomları çözebilirler. Bu durum katı çözeltiler olarak adlandırılır. Katı çözelti, sıvı çözeltiyle tamamen karışma açısından benzerlik gösterir.
7 KATI ÇÖZELTİ Interdifüzyon: Bir alaşım veya difüzyon çiftinde atomlar yüksek konsantrasyondan düşüğe doğru göçetmeye meyillidirler Katı çözeltide çözen ve çözünen vardır. Örneğin Cu-Ni alaşımında; Ni, Cu içerisinde tamamen yeralan katı çözelti oluşturacak şekilde çözülebilir. Cu: Çözen Ni: Çözünen
8 HUME-ROTHERY KURALI Metalik malzemelerde iki elementin birbirine tamamen ve her oranda karışarak katı çözeltinin elde edilmesi için Hume-Rothery kuralının sağlanması gerekir. Hume-Rotery kuralı Atom yarıçaplarındaki farkın%15 ten az olması gerekir. İki elementinde aynı kristal yapıya sahip olması gerekir. Aynı elektronegatifliğe (elektron çekme kabiliyeti) sahip olmaları gerekir. Aynı valansa sahip olmaları gerekir. Yoğunluklarının birbirine yakın olması gerekir.
9 YERALAN KATI ÇÖZELTİSİ İki tür katı çözelti mevcuttur. Rastgele(random) katı çözelti Düzenli(ordered) katı çözelti Örneğin: 390 o C üzerinde Au ve Cu atomları YMK yapıda rastgele bulunurlar, Daha düşük sıcaklıklarda Cu, yüzey merkezlerini, Au köşe noktalarının tercih eder. Seramikler AuCu 3 yapısıgösterir. Basit kübik bravis indislerine sahip olurlar. (Düzenli istiflenme birim hacimde atom karışım oranları sabit ve kafes içindeki yerleri belli)
10 ARAYER KATI ÇÖZELTİSİ Örneğin C, α-fe içerisinde arayerlerde daha stabildir. Fakat en fazla ancak %0,1 oranında çözülebilirler. Eğer atom çok küçükse, normal atom konumları enerji açısından kararsızlık oluşturabilir bu durumda arayerler tercih edilebilir.
11 İYONİK HATALAR: BOŞLUK Eğer yüklü bir iyon bulunması gereken yerde boşluk varsa, oluşan yük dengesizliğini ortadan kaldıracak şekilde diğer yüke sahip iyon pozisyonlarında da boşluk vardır. Bu duruma Schottky kusuru adı verilir. Eğer bir iyon yerinde boşluk varsa, oluşan yük dengesizliğini ortadan kaldıracak aynı yüke sahip başka bir iyon arayer pozisyonlarında da bulunabilir. Bu duruma Frenkel kusuru adı verilir.
12 Noktasal hatalar: Kristalde bir veya birden fazla bölgede oluşan kusurlardır. Boşluk şeklindedirler. Genişlemiş hatalar: Kristalin malzemede belirli bir hacmi içine alan atom veya iyonların oluşturduğu hatalardır (ör. Dislokasyonlar ve istif hataları) Boşluk: Bir atom veya iyon kristal yapıda bulunması gereken yerde yoksa boşluk oluşur. Arayer hatası: Bir atom kristalde latis noktası dışında bir yere yerleşirse arayer hatası oluşur. Yeralan hatası: Normal latis noktasında bulunan bir atom başka bir atom ile yer değiştirirse oluşan hata türüdür. Değişen atomların genelde boyutları aynı değildir.
13 İyonsal cisimlerde kararlı yapı için net elektriksel yükün sıfır olması zorunludur. Bunlarda zıt işaretli iyon çifti eksik olursa Schottky Hatası, yer değiştirmiş iyon Frenkel Hatası oluşturur. Interstitialcy- Arayerimsi: Normal atomun kristalde arayer alanını işgal ederse oluşur. interstitialcy diffusion: arayer atomu yayınımı Frenkel hatası: İyon arayer bölgesi oluşturmak için hareketlendiğinde arkasında boşluk bırakır. Schottky hatası: İyonik bağlı malzemelerde görülen noktasal Schottky hatası: İyonik bağlı malzemelerde görülen noktasal hatadır. Nötr hali koruyabilmek için stokiometrik olarak gerekli anyon ve anyon boşluğunun oluşturulmasıdır.
14
15 NOKTASAL KUSURLARIN ISIL ETKİLERLE OLUŞUMU YAYINIM (DİFÜZYON)
16 SICAKLIĞIN PROSESE ETKİSİ Proseslerde Hız; sıcaklığın eksponansiyeli ile orantılıdır. Yani malzemenin sıcaklığı arttıkça enerjisi ve atomlarının denge konumları etrafında hareket hızı artar. Hız arttıkça denge mesafeleri büyür, ısınan metal genişler.
17 AKTİVASYON ENERJİSİ 1- Atomsal boyutta Atomun bir denge durumundan diğer bir denge durumuna geçmesi için bir enerji engelini aşması gerekir (eşik enerji). İhtiyaç duyulan bu enerji eşiği q aktivasyon enerjisi dir. Hareket Yönü Malzemenin sıcaklığı arttığında yüksek enerjili atom bulunma ihtimali, dolayısıyla bu eşik değerini aşarak kusur oluşma şansı artar.
18 ATOMSAL BOŞLUK OLUŞUMU Sıcaklığın artması ısıl aktivasyon ile yapı içerisinde noktasal kusurların sayı ve hareket kabiliyetlerinin artmasına neden olur. Bir kusurun oluşması için atomun gerekli eşik değerini aşması gerekir. Nokta kusurları bu tür ısıl titreşimler sonucu ortaya çıkar. Malzemenin sıcaklığı arttığında yüksek enerjili atom bulunma ihtimali, dolayısıyla bu eşik değerini aşarak kusur oluşma şansı artar. Sıcaklığın artması ısıl titreşimleri arttırır. Bu şekilde oluşan ısıl enerji kusur oluşumu için gereken aktivasyon enerjisini sağladığında kusur oluşacaktır.
19 Proses: Malzeme biliminde tüm olaylardır. Proses hızları Atomların hareket hızları. Sıcaklık Atom hareket kabiliyeti. Proses hızı sıcaklığın exponansiyel bir fonksiyonudur. Bu davranışa uyan prosesler: Malzemelerde kusur oluşum hızı, Malzemelerde difüzyon hızı, Elektrik iletkenlik, Sürünme davranışı. Sürünme; Bir malzemenin sabit yük etkisinde akma gerilmesinin altında, gerilme etkisiyle sürekli ve yavaş olarak plastik uzama kaydetmesi olayıdır. Sürünme genellikle yüksek sıcaklıklarda bazen de oda sıcaklığında meydana gelir. Sürünme her sıcaklıkta gerçekleşebilir, kurşun oda sıcaklığında ve sabit yük altında önemli ölçüde uzama gösterir. Üstel fonksiyon, matematiğin en önemli fonksiyonlarından biridir. e x veya exp(x) sembolleriyle gösterilir. Burada e, yaklaşık değeri 2,718 olan Euler sayısını temsil eder, x ise gerçel ya da karmaşık bir değişkendir. Kuvvet fonksiyonunun tersine, değişken tabanda değil üstte olduğu için bu fonksiyona üstel denir.
20 YAYINIM (DİFÜZYON) Malzeme, mükemmel kristal yapıya sahip olsa idi atom veya iyonlar yayınmaiçin gereken açıklıkları bulamazlardı. Dolayısı ile katı hal yayınmaiçin noktasal kusurların varlığı gereklidir. Yayınma2 türde olabilir: (a) Atom / Boşluk göçü (b) Arayer göçü. Şekil: Atomsal yayınma boşluk hareketi ile olmaktadır. Atom hareket yönüyle boşluk hareket yönü birbirinin ters istikametidir.
21 A ve B malzemelerinin karşılıklı difüzyonu. Her ikisi de gelişi güzel hareket doğrultuları gösterseler de A ve B konsantrasyon profilinde net bir akış olmaktadır. Gelişigüzel hareket (Random walk) karakteri gösteren arayer hareketine dayalı difüzyon mekanizması
22
23 Fick Kanunları difüzyon kurallarını verir 1. Fick kanunu: Yayınım akış hızı 2. Fick kanunu: Konsantrasyon profili Atom konsantrasyonun yüzeyden içeri doğru zamanla değişimi 2. Fick kanunu ile ifade edilir. 2. Fick kanunu, 1. Fick kanununun türevidir.
24 1. FİCK KANUNU: YAYINIM AKIŞ HIZI CusağtarafadoğruNi iniçinedoğru,nisol tarafa Cu ın içine doğru yayılır. Yayınım akış hızı 1. Fick kanunu ile ifade edilir.
25 YAYINMA KATSAYISI Yayınma noktasal kusurların yoğunluğuna bağlı olduğu için sıcaklığın kuvvetli bir fonksiyonu. Yayınmakatsayısı konsantrasyonun fonksiyonu değildir. Çözen ve çözünen çifti için tanımlanır.
26 Anions: -iyon Cations: katyon Figure: Diffusion in ionic compounds. Anions can only enter other anion sites. Smaller cations tend to diffuse faster
27 Farklı Yayınım Yolları
28 Yayınma mekanizmaları: Hacimde yayınma(kafes içinde) Tane sınırında yayınma Yüzeyde yayınma Hangi mekanizmanın etkin olduğu, o mekanizma için gereken bölgenin büyüklüğüne bağlı: Toz malzemelerde yüzey difüzyonu, küçük taneli katılarda tane sınırı difüzyonu etkin olur.
29 A - Yayınmada Kristal türleri önemli rol oynamaktadır. Buna göre C atomunun Demir içinde yayınması (arayer yayınması) göz önüne alınacak olursa: Q HMK <Q YMK Yani HMK yapıda YMK yapıda yayınmaya göre daha az enerji ihtiyacı vardır (nedeni HMK yapı Atomsal dolgu faktörü = 0,68; YMK yapı Atomsal dolgu faktörü = 0,74). B AyrıcaYayınmaKristalkafes(BulkDiffusion)içinde(Q H ;D H );Tane Sınırlarında(Q TS ;D TS );Yüzeye(Q Y ;D Y )gözönünealındığında; Q H >Q TS >Q Y D H <D TS <D Y Yüzeyde en hızlı en kolay, tane sınırlarında orta zorlukta ve tane içinde yani kristal kafeste en yavaş ve en zor gerçekleşir. Kafesteki düzensizlikler (kusurlar) arttıkça veya yüzeydeki gibi serbestlik arttıkça daha kolay difüzyon oluşur.
30 DİFÜZYONA ETKİ EDEN FAKTÖRLER Sıcaklık ve difüzyon katsayısı(d) Difüzyon tipi- hacim, tane sınırları, yüzey difüzyonu Süre Atomlar arası bağın türü ve kafes yapısı Yayınan elementin (çözünen) konsantrasyonu ve çözenin kompozisyonu
31 MALZEME PROSESLERİNDE DİFÜZYON Sinterleme Tozların yüksek sıcaklıkta pişirilerek katı parçaları oluşturacak şekilde birbirleri ile kaynaması. Toz metalurjisinde Toz başlangıç malzemelerinde yekpare makine parçalarının imali. Elektro seramik malzemelerde elektrik iletken seramiklerin imali. Tane büyümesinde Tane sınır alanlarının azaltılması için tane sınırlarının hareketi ile büyük tanelerin oluşturulması Difüzyon kaynağında 2 yüzeyin basınç ve sıcaklık altında birbirine birleştirilmesi için kullanılan kaynak tekniği. Yüzey sertleştirme metal yüzeylere sertleştirme kabiliyeti olan elementlerin emdirilmesi. Çeliğe karbon veya bor emdirilmesi vs.
32 Figure 1: Particles of barium magnesium tantalate (BMT) (Ba(Mg 1/3 Ta 2/3 )O 3 ) powder are shown. This ceramic material is useful in making electronic components known as dielectric resonators that are used for wireless communications. (Courtesy of H.Shirey.) Figure 2: The microstructure of BMT ceramics obtained by compaction and sintering of BMT powders.(courtesy of H. Shirey.)
33 Figure: Grain growth occurs as atoms diffuse across the grain boundary from one grain to another
34 Figure: Grain growth in alumina ceramics can be seen from the SEM micrographs of alumina ceramics. (a) The left micrograph shows the microstructure of an alumina ceramic sintered at 1350 o C for 150 hours. (b) The right micrograph shows a sample sinteredat1350 o Cfor30hours.(CourtesyofI.NettleshipandR.McAfee.)
35 Figure: The steps in diffusion bonding: (a) Initially the contact area is small; (b) application of pressure deforms the surface, increasing the bonded area; (c) grain boundary diffusion permits voids to shrink; and (d) final elimination of the voids requires volume diffusion
36 DİSLOKASYONLAR Kenar dislokasyonu Vida dislokasyonu Karma dislokasyonlar
37 DİSLOKASYON Noktasal kusurlar daha çok termal aktivasyon ile oluşmaktadır. Diğer yapı kusurlarından biri olan çizgisel kusurlar dislokasyonlar dır. Daha çok plastik şekil değiştirme ile ilgilidirler. Dislokasyonlar: Yapı içerisinde eksik kalmış atomsal düzlemlerdir. En önemli oluşum sebepleri plastik (kalıcı) şekil değişimleridir. Malzemelerin mekanik özelliklerinde önemli role sahiptirler.
38 DİSLOKASYON Çizgisel Hatalar/Dislokasyonlar Dislokasyon: Kristalin malzemedeki çizgisel hatalardır Vida dislokasyonları: Kristalin burulması ile bir atom düzleminin spiral bir rampa üretmesi ile oluşur. Kenar dislokasyonları: Kristale ekstra yarım bir düzlemin girmesi ile oluşur. Karışık dislokasyonlar: Kısmen kenar kısmen vida dislokasyonu içeren dislokasyonlardır. Kayma: Metalik malzemelerin deformasyonudur, kristal boyunca oluşur.
39 DİSLOKASYON - Burgers vektörü Burgers vektörü: Dislokasyonların hareket yön ve büyüklüklerini ifade etmek için kullanılan parametredir. Yön ve şiddet belirtir. Dislokasyonun kafes içerisinde ilerlemesi için gereken minimum mesafeyi gösterir. Not: Burgers vektörü kenar dislokasyonuna diktir.
40 Burgers vektörünün bulunuşu: Hatanın etrafında eşit adım sayısında yanlara, yukarı ve aşağı yönlerde hareket edilir. Mükemmel kristalde başlangıç noktasına geri dönülürken hata içeren kristalde kapalı bir çevrim elde edilemez. Çevrimin tamamlanması için gereken deplasman miktarı burgers vektörü ile ifade edilir.
41 Diğer önemli kavramlar. Dislokasyon çizgisi: Ek yarı düzlemin alt sınırında atomların oluşturduğu çizgidir. Kayma düzlemi: Dislokasyonun üzerinde hareket ettiği düzlemdir.
42 KENAR DİSLOKASYONU Kenar dislokasyon, kafes içerisine ilave edilen tam olmayan ek düzlemdir. Pozitif kenar dislokasyonu sembolü ile ifade edilir. Ek yarı düzlem kayma düzleminin üzerindedir. Negatif kenar dislokasyonu sembolü ile ifade edilir ve dislokasyon kayma düzleminin altında bulunur. (a) kusursuz kristal yapı (b) Extra düzlemin oluşturduğu kenar dislokasyon (c). Kenar dislokasyonu etrafında çevrimi tamamlamak için gereken Burgers vektorü b.
43 a) Kenar dislokasyonu, b) Kayma kuvveti uygulandığında dislokasyon bir Burgers vektorü kadar ilerler. c) Hareket devam ettiğinde kristal bir basamak oluşturur d) Kayma hareketi kırkayağın hareketine benzetilebilir.
44 Şekil: Solucanı dislokasyon olmadan hareket ettirmek çok zordur.
45 VİDA DİSLOKASYONU Vida dislokasyonu; kristal düzlemlerde vida şeklinde kayma hareketi sağlayan düzlemlerdir. (a) mükemmel kristal (b)kaymanın düzleminin oluşumu (c) bir atom uzunluğunda kayma. Kırılma/kesilme boyunca oluşan çizgi vida dislokasyonudur. Burgers vektörü b vida dislokasyonu etrafındaki eşit atom aralığını kapatmak için gereklidir.
46 KARMA DİSLOKASYON Karma dislokasyonda dislokasyon çizgisi eğri şeklindedir. Karma dislokasyon hem kenar hem de vida dislokasyonu karakteri gösterir. Ön tarafta bulunan vida dislokasyon yan taraflara doğru yavaş yavaş kenar dislokasyonu karakteri kazanır.
47 DİSLOKASYONLARIN ÖNEMİ Dislokasyonlar, plastik şekil değişimi açısından çok önemlidir. Nasıl noktasal kusurlar olmadan yayınım çok zor gerçekleşiyorsa dislokasyon olmadan plastik şekil değişimi çok zor gerçekleşir. Dislokasyonların oluşumu: Katılaşmasırasında Plastik şekil değişimi sırasında oluşur.
48 Gerilme, Hooke kanunu, Elastik Şekil Değişimi ve Dayanım
49 GERİLME Yapılan teorik çalışmalar, malzemelerin dayanımlarının Elastik modül değerlerinin 1/10 civarında olması gerektiğini göstermektedir. Mesela Cu ın teorik dayanımı MPa dır. Fakat deneysel dayanım 1 MPa civarında olmaktadır. Deneysel datalar teorik datalardan kat daha küçüktür. Bu durum mevcut dislokasyonların varlığı ile açıklanmaktadır. Kayma, dislokasyonların varlığı ile çok kolay bir şekilde gerçekleşir. Enyumuşakhaldeyapı10 6 adet/cm 2 dislokasyonyoğunluğunasahiptir.
50 Kayma gerilmesi τ = G γ τ = Kayma gerilmesi γ = Kayma birim şekil değişimi G = Kayma modülü Dayanım (Strength) plastik şekil değişimine karşı gösterilen dirençtir.
51 Normal gerilme σ = E ε σ = Normal gerilme ε = Birim şekil değişimi E = Elastiklik modülü Dayanım (Strength) plastik şekil değişimine karşı gösterilen dirençtir.
52 Tek kristal bir çubuk belli bir yönden çekme gerilmesi ile çekilirse, etki eden kuvvete dik yöndeki alanda normal gerilme ve kayma gerilmesi: F A o F σ = F A o τ = 0
53 Schmidkuralı: Kayma gerilmesi ile uygulanan gerilme ve kayma yüzeyi ve kayma doğrultusu arasındaki ilişkiyi tanımlar. Kayma Doğrultusu o
54 KAYMA SİSTEMLERİ Kayma: Yüksek atomsal yoğunluğa sahip düzlemler ve bu düzlemlerde en büyük atomsal yoğunluğa sahip doğrultularda diğerlerine göre çok daha kolaydır. Kayma sistemi her bir kristalde ayrı ayrı tanımlanan en yoğun düzlem ve doğrultu kombinasyonları tarafından oluşturulur. En kolay kaymanın olduğu doğrultuda; Burgers vektörü en küçüktür, dolayısıyla kayma mesafesi en küçüktür.
55 KAYMAYA DİSLOKASYONUN ETKİSİ Şekil 1: Kaymanın bütün düzlemde aynı anda gerçekleşmesi. Yüksek kayma gerilmesi gerektirir.
56 KAYMAYA DİSLOKASYONUN ETKİSİ Şekil 2: Kaymanın düşük gerilmeli alternatifi.
57 ARA ÖZET. Kayma: Dislokasyonun kayma düzlemi boyunca hareket etmesidir. Plastik şekil değiştirme: Kuvvet veya gerilmelerin etkisinde meydana gelen kalıcı şekil değişimidir. Elastik şekil değiştirme: Kuvvet veya gerilme uygulandığında meydana gelen fakat kaldırıldığında ortadan kalkan kalıcı olmayan şekil değişimidir. Dislokasyon yoğunluğu: Malzemenin birim hacminde (cm 3 ) bulunan toplam dislokasyon uzunluğudur.
58 HMK YMK SDH Kristal kafes sistemlerinde en yoğun atom düzlem ve doğrultuları Not: Sıkı düzen hegzagonal/hegzagonal sıkı paket (Hexagonal closed packed) yapı SDH
59 DİSLOKASYON HAREKETİNİ ZORLAŞTIRMAK Dislokasyonlar metal kafeslerinde kolay ilerlerler. Çünkü kafes içindeki tüm atomlar elektronlarını ortak olarak kullandıkları için, dislokasyon hareketi sonrası kristalin elektrik yükleri bakımından bir değişime uğramaz. Bir malzemenin kalıcı şekil değiştirmesini zorlaştırmak yani Akma Mukavemeti ni artırmak için en etkin önlem dislokasyon hareketini zorlaştırmaktır. Bu engeller: 1 Tane sınırları arttıkça(yani tane boyutları küçüldükçe); Kafes içindeki yabancı atomlar (Kristal yapının çarpılması ve kayma sistemlerinin bloke olması); Daha önce kalıcı şekil değişimine uğramış malzemelerde yoğunluğu artmış olan dislokasyonlar birbirlerinin hareketlerini engellerler. Bu engeller nedeniyle dislokasyonlar üst üste yığılır bu defa malzemenin kalıcı şekil değiştirebilmesi için bu dislokasyonları harekete geçirebilmek için gereken gerilmenin (kuvvetin) arttırılması gerekir. Çünkü malzemenin şekil değişimine karşı direnci artmıştır. Bu olaya Pekleşme denir.
60 DİSLOKASYON HAREKETİNİ ZORLAŞTIRMAK Alaşımlama; kafesin içine çok sayıda arayer ve yeralan atomlarının girmesi demektir. Bu nedenle dislokasyon hareketi zorlaşır ve malzemenin akma dayanımı artar. Yüksek sıcaklıklarda atom hareketliliği ve yayınma artacağından, kalıcı şekil değiştirme sonrası bozulan ve çok sayıda kusur içeren kristallerde atomlar yeniden düzenlenir (Yeniden Kristalleşme) ve dislokasyon yoğunluğu düşeceğinden pekleşmenin etkisi ortadan kalkar. Seramiklerde, kristal yapının karmaşıklaşması nedeniyle dislokasyon hareketleri görülmez ve bu malzemelerde kalıcı şekil değiştirmek mümkün değildir. Buna neden hem kafes yapılarının karmaşık oluşu, hem de düzlemlerin ötelenmesi ile örneğin iyonik kristallerde elektrik yüklerinin dağılımında dengesizliklerin ortaya çıkmasıdır.
61 Yüzeysel Kusurlar Düzlemsel Kusurlar 2 Boyutlu
62 Her bir kristal tane, belirli sınırlarla çevrelenmiş olarak bulunurlar. Bu sınırlar atomsal dizilişin bozuldukları yerlerdir. Bu tür kusurlar yüzeysel kusurlar olarak adlandırılır. İkiye ayrılabilir. İkiz sınırlar Malzeme yüzeyleri Tane sınırları Büyük açılı tane sınırları Küçük açılı tane sınırları
63 İKİZ SINIRLAR İki kristal bölgeyi simetrik olarak birbirinden ayıran sınırdır. İkiz oluşumu kaymadan çok yapı içerisinde burkulmadan dolayı oluşur. Bu kusur çok yaygın olmamasına rağmen sebepleri Şekil değiştirme(burkularak-mekanik zorlama)- HMK ve SDH yapılarda. Tavlama(ısıl işlemle)- YMK yapılarda olabilir. İkiz sınırları dislokasyon kaymasını güçleştirir ve metallerin akma dayanımını arttırır.
64 Şekil: 2 kristal bölgeyi birbirinden ayıran ikiz sınır Prinçte ikizleme sınırları (a) Mükemmel kristal. (b) İkizlemeden dolayı atomlardaki öteleme
65 KÜÇÜK AÇILI TANE SINIRLARI Kenar dislokasyonları tarafından oluşturulan küçük açılı tane sınırları eğik sınırlar, vida dislokasyonunun neden olduğu sınırlar ise burkulma sınırları olarak adlandırılır. Kristal içerisinde kenar dislokasyonlarınınüst üste dizilmesi ile meydana gelir. Genelde ısıl aktivasyon (poliganizasyon) ile gerçekleşir. Dislokasyonlarınmeydana getirdiği iki komşu dizilim arasındaki açı 10 o den küçüktür. Bazı kaynaklarda alt tane (sub grain) olarakta anılır.
66
67 TANE SINIRLARI Tane sınırları: Birbirine komşu olarak, tek kristal şeklinde bulunan iki tanenin arasındaki yüzeydir. İki grupta incelenmektedir. Katılaşma sırasında iki farklı bölgede büyümüş kristaller arasında kalan sınır yüzeyidir. Mühendislik malzemeleri, elektronik sanayii hariç genelde çok tanelidir-polikristal. Tek kristalde özellikler yöne bağlı olmasına (anizotropi - malzemelerin farklı yönlerde farklı özellikler göstermesi) karşın çok taneli malzemeler tanelerinin çok sayıda ve konumlarının rastgele olması nedeniyle izotrop olarak kabul edilir.
68 TANE SINIRLARI Tane sınırları, dislokasyonun hareketini engellemektedirler. Bu nedenle plastik şekil değişimi için daha fazla gerilme gerekir böylece malzemenin dayanımı artmış olur. Küçük taneli malzemeler büyük tanelilere göre daha dayanımlıdır. Büyük açılı tane sınırları: Sınır boyunca atomlar her iki kristale de uyum sağlayamadığından rastgele dizilmişlerdir ve çok dar bir alanda yapı amorf olarak düşünülebilir.
69 TANE BOYUTU Tane boyutunun belirlendiği bir teknik, ASTM(Test ve Malzemeler İçin Amerikan Birliği) tane boyu numarasıdır. Her metrekaredeki tanelerin sayısı x 100 defa büyüterek çekilen bir metal fotoğrafından belirlenir. Her metre karedeki tane sayısı N olmak üzere N = 2 n+3 göre ASTM tane boyu sayısı n hesaplanır. Eğer inç karedeki tane sayısı söylense idi bu defaformüln=2 n-1 olacaktı. Büyük bir ASTM numarası çok sayıda taneyi veya çok ince tane boyutunu gösterir ve bu durum yüksek dayanımla ilişkilidir.
70 Mikroskoplar: Optik mikroskoplar Elektron Mikroskopları Transmisyon Elektron Mikroskobu Tarayıcı Elektron Mikroskobu Elektron Mikroskopları: Bu mikroskoplar, elektronların parçacık ve dalga etkileşiminden yararlanır. Hızlandırılmış elektronlar çok kısa dalga boyuna sahip olup kısa dalga boyları ile daha fazla büyütme oranları ve daha iyi ayırma gücü elde edilir. Ayırma gücü (standart elektron mikroskobunda) birkaç nanometre seviyesindedir. Elektron mikroskobunda ışının geçtiği bölge yüksek vakum altındadır.
71 ELEKTRON MİKROSKOPLARI
72 SEM - TARAYICI/TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU
73 Şekil 1: Apollo 11 in getirdiği aya ait toprak. Şekil 2: Paslanmaz çelik kırık yüzeyi (304 tip X180).
74 SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) Şekil: Pb-Sn lehimi: (a) normal fotoğraf, (b) Pbelementaldağılım (açık renk) haritası (c) Sn elemental dağılım (açık renk) haritası
75 OPTİKMİKROSKOPLAR Numune yüzeyine gönderilen ışınlar, yüzeyden yansır. Daha sonra bunlar mercek sisteminde toplanır ve bu sayede büyütülmüş bir görüntü elde edilir. X2000 büyütme elde etmek mümkündür. Çözünürlük 0,5 µm kadar olur. Mikrometre boyutunda taneler, yüzey topografyası, fazlar vs. tespit edilebilir.
76 Figure: Microstructure of palladium (x 100). (From ASM Handbook, Vol. 9, Metallographyand Microstructure (1985), ASM International, Materials Park, OH )
77 TEM (Transmisyon Elektron Mikroskobu)
78 TEM (Transmisyon Elektron Mikroskobu) Elektron demetinin geçmesini (transmisyon) mümkün kılacak incelikte numuneler kullanılır (10-20 nm- 100 atom kalınlığı). Numuneden geçen elektronlar, florasanbir ekrana düşürülür ve bu sayede görüntü alınmış olur. Bu sayede x den daha büyük büyütmeler mümkün hale gelir. Dislokasyonları görebilir. (Taneleri kolaylıkla görür)
79 Şekil: TEM resimleri (a) dislokasyon etrafında gerilme alanı, (b) dislokasyon ormanı (forest), (c) tane sınırları ve D-dislokasyon.
ANİZOTROPİ. Schmid s Tek kristle uygulandığında:
ANİZOTROPİ Schmid s Tek kristle uygulandığında: En büyük kayma gerilmesi için: λ = φ = 45 o olmalıdır. Diğer düzlemlerde daha düşük gerilmeler elde edilir. Tek kristalde atom düzlemleri farklı açılar yapabilir.
DetaylıMALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY.
MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY www.fatihay.net fatihay@fatihay.net GEÇEN HAFTA KRİSTAL KAFES NOKTALARI KRİSTAL KAFES DOĞRULTULARI KRİSTAL KAFES DÜZLEMLERİ DOĞRUSAL VE DÜZLEMSEL YOĞUNLUK KRİSTAL VE
DetaylıMALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler
MALZEME BİLGİSİ Dr.- Ing. Rahmi ÜNAL Konu: Katı Eriyikler 1 Giriş Endüstriyel metaller çoğunlukla birden fazla tür eleman içerirler, çok azı arı halde kullanılır. Arı metallerin yüksek iletkenlik, korozyona
DetaylıPaslanmaz Çelik Gövde. Yalıtım Sargısı. Katalizör Yüzey Tabakası. Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot
Paslanmaz Çelik Gövde Yalıtım Sargısı Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot Katalizör Yüzey Tabakası Egzoz Gazları: Hidrokarbonlar Karbon Monoksit Azot Oksitleri Bu bölüme kadar, açıkça ifade edilmese
DetaylıBÖLÜM 9 - DİFÜZYON. Difüzyon nasıl oluşur? Neden önemlidir? Difüzyon hızı nasıl tahmin edilebilir?
BÖLÜM 9 - DİFÜZYON Difüzyon nasıl oluşur? Neden önemlidir? Difüzyon hızı nasıl tahmin edilebilir? Difüzyon malzemenin yapısına ve sıcaklığa göre nasıl değişir Malzemelerde üretim ve uygulama sırasında
DetaylıFZM 220. Malzeme Bilimine Giriş
FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fizik mühendisliği öğrencilerine,
DetaylıKristal Kusurları Noktasal Kusurlar Yayınma-Katı Hal Yayınması Şubat 2016
Kristal Kusurları Noktasal Kusurlar Yayınma-Katı Hal Yayınması Şubat 2016 Kristal kusurları Hiç bir kristal mükemmel değil; Kusurlar yapıda istenerek veya istenmeden bulunabilir. Kusur çeşitleri: Noktasal
DetaylıBoya eklenmesi Kısmen karışma Homojenleşme
DİFÜZYON 1 Katı içerisindeki atomların hareketi yüksek konsantrasyon bölgelerinden düşük konsantrasyon bölgelerine doğrudur. Kayma olayından farklıdır. Kaymada hareketli atom düzlemlerindeki bütün atomlar
DetaylıMALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)
MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI) Bölüm 3 Atomik ve İyonik Dizilmeler Düzenlerde Hatalar Hedefler 1) 3 temel hatayı tanımlamak: Noktasal Hatalar Çizgisel Hatalar (dislokasyonlar) Yüzey Hataları 2) Değişik
DetaylıDislokasyon hareketi sonucu oluşan plastik deformasyon süreci kayma olarak adlandırılır.
Dislokasyon hareketi sonucu oluşan plastik deformasyon süreci kayma olarak adlandırılır. Bütün metal ve alaşımlarda bulunan dislokasyonlar, katılaşma veya plastik deformasyon sırasında veya hızlı soğutmadan
DetaylıMalzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Mekanizma ve etkileyen faktörler Difüzyon
Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN Mekanizma ve etkileyen faktörler Difüzyon İçerik Difüzyon nedir Difüzyon mekanizmaları Difüzyon eşitlikleri Difüzyonu etkileyen faktörler 2 Difüzyon nedir Katı içerisindeki
DetaylıBÖLÜM 2. Kristal Yapılar ve Kusurlar
BÖLÜM 2 Kristal Yapılar ve Kusurlar 1- ATOMİK VE İYONİK DÜZENLER Kısa Mesafeli Düzenler-Uzun Mesafeli Düzenler Kısa Mesafeli Düzenler (SRO): Kısa mesafede atomların tahmin edilebilir düzenlilikleridir.
DetaylıBölüm 4: Kusurlar. Kusurlar
Bölüm 4: Kusurlar Malzemelerin bazı özellikleri kusurların varlığıyla önemli derecede etkilenir. Kusurların türleri ve malzeme davranışı üzerindeki etkileri hakkında bilgi sahibi olmak önemlidir. Saf metallerin
DetaylıBölüm 4: Kusurlar. Kusurlar. Kusurlar. Kusurlar
Bölüm 4: Kusurlar Malzemelerin bazı özellikleri kusurların varlığıyla önemli derecede etkilenir. Kusurların türleri ve malzeme davranışı üzerindeki etkileri hakkında bilgi sahibi olmak önemlidir. Saf metallerin
DetaylıMALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)
MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI) Bölüm 4. Malzemelerde Atom ve İyon Hareketleri Doç.Dr. Özkan ÖZDEMİR Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR Hedefler Malzemelerde difüzyon uygulamalarını ve prensipleri incelemek. Difüzyonun
DetaylıMMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri
K O C A E L İ ÜNİVERSİTESİ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri 3 Şekillendirmenin Metalurjik Esasları Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2012-2013 Güz Yarıyılı 3. Şekillendirmenin
DetaylıKRİSTAL KUSURLARI BÖLÜM 3. Bağlar + Kristal yapısı + Kusurlar. Özellikler. Kusurlar malzeme özelliğini önemli ölçüde etkiler.
KRİSTAL KUSURLARI Bağlar + Kristal yapısı + Kusurlar Özellikler Kusurlar malzeme özelliğini önemli ölçüde etkiler. 2 1 Yarıiletken alttaş üretiminde kullanılan silikon kristalleri neden belli ölçüde fosfor
DetaylıMalzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Kristalleşme ve kusurlar Kristal Yapılar
Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN Kristalleşme ve kusurlar Kristal Yapılar İçerik Kristalleşme Kristal yapı kusurları Noktasal kusurlar Çizgisel kusurlar Düzlemsel kusurlar Kütlesel kusurlar Katı
DetaylıFZM 220. Malzeme Bilimine Giriş
FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fizik mühendisliği öğrencilerine,
DetaylıKRİSTAL KAFES HATALARI
KRİSTAL KAFES HATALARI Kristal kafes: Birim hücrelerin üç boyutta tekrarı ile meydana gelen düzendir. Kristal yapılı malzemelerde; yapı içindeki atomların diziliş düzenindeki hatalardır. Malzemelerin özellikleri,
DetaylıMETALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010
METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010 WEBSİTE www2.aku.edu.tr/~hitit Dersler İÇERİK Metalik Malzemelerin Genel Karakteristiklerİ Denge diyagramları Ergitme ve döküm Dökme demir ve çelikler
DetaylıKristalleşme ve Kusurlar
Kristalleşme ve Kusurlar 1 Kristalleşme mekanizması Kristalleşme, sıvı halden katı hale geçiş olup, çekirdeklenme ve çekirdeklerin büyümesi aşamalarından meydana gelir. Sıvı içerisinde atomlar belirli
DetaylıKatıların Atomik Düzeni, Kafes Hataları & Atom Harketliliği
Katıların Atomik Düzeni, Kafes Hataları & Atom Harketliliği KAFES HATALARI Amorf cam, bazi plastikler, sivilar gibi atom yapisi düzensiz maddelerin yani sira metaller,tuzlar ve kristalin plastikler gibi
DetaylıMalzemeler yapılarının içerisinde, belli oranlarda farklı atomları çözebilirler. Bu durum katı çözeltiler olarak adlandırılır.
KATI ÇÖZELTİ Malzemeler yapılarının içerisinde, belli oranlarda farklı atomları çözebilirler. Bu durum katı çözeltiler olarak adlandırılır. Katı çözeltilerin diğer bir ismi katı eriyiktir. Bir çözelti
DetaylıMALZEME BİLİMİ (2) MAL201 KRİSTAL YAPI YAYINMA 2011-12
MALZEME BİLİMİ (2) MAL201 KRİSTAL YAPI YAYINMA 2011-12 Malzemelerin Yapısı Atomaltı seviyede: Elektronlar, çekirdeği oluşturan protonlar / nötronlar ve bunların etkileşimi, Atomik seviyede: Atomların belirli
DetaylıMalzemelerin Deformasyonu
Malzemelerin Deformasyonu Malzemelerin deformasyonu Kristal, etkiyen kuvvete deformasyon ile cevap verir. Bir malzemeye yük uygulandığında malzeme üzerinde çeşitli yönlerde ve çeşitli şekillerde yükler
Detaylı1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları
1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları Sol üstte yüzey seftleştirme işlemi uygulanmış bir çelik
DetaylıATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM
ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM 1. Giriş Malzemelerde üretim ve uygulama sırasında görülen katılaşma, çökelme, yeniden kristalleşme, tane büyümesi gibi olaylar ile kaynak, lehim, sementasyon gibi işlemler
DetaylıBÖLÜM 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
DetaylıBölüm 3 - Kristal Yapılar
Bölüm 3 - Kristal Yapılar Katı malzemeler, atomların veya iyonların oluşturdukları düzene göre sınıflandırılır. Kristal malzemede uzun-aralıkta atomsal ölçekte tekrarlayan bir düzen mevcuttur. Katılaşma
DetaylıMALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. www.fatihay.net fatihay@fatihay.net
MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY www.fatihay.net fatihay@fatihay.net GEÇEN HAFTA KRİSTAL KAFES NOKTALARI KRİSTAL KAFES DOĞRULTULARI KRİSTAL KAFES DÜZLEMLERİ DOĞRUSAL VE DÜZLEMSEL YOĞUNLUK KRİSTAL VE
DetaylıFZM 220. Malzeme Bilimine Giriş
FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fizik mühendisliği öğrencilerine,
DetaylıCALLİSTER - SERAMİKLER
CALLİSTER - SERAMİKLER Atomik bağı ağırlıklı olarak iyonik olan seramik malzemeler için, kristal yapılarının atomların yerine elektrikle yüklü iyonlardan oluştuğu düşünülebilir. Metal iyonları veya katyonlar
DetaylıMMM291 MALZEME BİLİMİ
MMM291 MALZEME BİLİMİ Yrd. Doç. Dr. Ayşe KALEMTAŞ Ofis Saatleri: Perşembe 14:00 16:00 ayse.kalemtas@btu.edu.tr, akalemtas@gmail.com Bursa Teknik Üniversitesi, Doğa Bilimleri, Mimarlık ve Mühendislik Fakültesi,
DetaylıATOMSAL YAPI TÜRLERİ Metalik malzemelerin çoğu küçük kristal kümeciklerinden oluştuğundan polikristal adını alırlar. Bu kristal kümeciklerinin
ATOMSAL YAPI TÜRLERİ Metalik malzemelerin çoğu küçük kristal kümeciklerinden oluştuğundan polikristal adını alırlar. Bu kristal kümeciklerinin kristal yapısıda kendi içinde düzenlidir. Kristal kümeciklerinin
DetaylıFaz ( denge) diyagramları
Faz ( denge) diyagramları İki elementin birbirleriyle karıştırılması sonucunda, toplam iç enerji mimimum olacak şekilde yeni atom düzenleri meydana gelir. Fazlar, İç enerjinin minimum olmasını sağlayacak
DetaylıUygulanan dış yüklemelere karşı katı cisimlerin birim alanlarında sergiledikleri tepkiye «Gerilme» denir.
Gerilme ve şekil değiştirme kavramları: Uygulanan dış yüklemelere karşı katı cisimlerin birim alanlarında sergiledikleri tepkiye «Gerilme» denir. Bir mühendislik sistemine çok farklı karakterlerde dış
DetaylıATOMLAR ARASI BAĞLAR
MALZEME 2. HAFTA 1 ATOMSAL BAĞ ATOMLAR ARASI BAĞLAR Atomlar, atomlar arası bağ kuvvetleri ile bir araya gelirler. Malzemenin en küçük yapı taşı olan atomları bağ kuvvetleri bir arada tutar. Atomsal bağların
DetaylıBölüm 4: Katılarda Kusurlar
Bölüm 4: Katılarda Kusurlar Katılarda ne tip kusurlar bulunur? Kusurların tipleri ve sayıları değişebilir ve kontrol edilebilirmi? Kusurlar malzemenin özelliklerini nasıl etkiler? Kusurlar arzu edilmezmi?
DetaylıBÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1
BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK Atom yapısı Bağ tipleri 1 Atomların Yapıları Atomlar başlıca üç temel atom altı parçacıktan oluşur; Protonlar (+ yüklü) Nötronlar (yüksüz) Elektronlar (-yüklü) Basit bir atom
DetaylıFaz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği
Faz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği Faz dönüşümleri 1. Basit ve yayınma esaslı dönüşümler: Faz sayısını ve fazların kimyasal bileşimini değiştirmeyen basit ve yayınma esaslı ölçümler.
DetaylıMALZEME BİLİMİ. Difüzyon
MALZEME BİLİMİ Difüzyon Difüzyon D E R S N O T U Difüzyon; ısıl etkenlerle teşvik edilen atomsal mertebedeki parçacıkların (atom, iyon, küçük moleküller) kafes parametresinden daha büyük (ve tam katları
DetaylıBMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri
BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri Dislokasyonlar ve Güçlendirme Mekanizmaları Bölüm - 2 Dr. Ersin Emre Ören Biyomedikal Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü TOBB Ekonomi
DetaylıFZM 220. Malzeme Bilimine Giriş
FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fizik mühendisliği öğrencilerine,
DetaylıKATILARDA KRİSTAL YAPI. Hekzagonal a b c 90 o, 120. Tetragonal a b c 90 o. Rombohedral (Trigonal) Ortorombik a b c 90 o. Monoklinik a b c 90 o
KATILARDA KRİSTAL YAPI Kristal yapı atomun bir üst seviyesinde incelenen ve atomların katı halde oluşturduğu düzeni ifade eden birim hücre (kafes) geometrik parametreleri ve atom dizilimi ile tarif edilen
DetaylıPLASTİK ŞEKİL VERMEDE METALURJİK ESASLAR
PLASTİK ŞEKİL VERMEDE METALURJİK ESASLAR METALLERİN KRİSTAL YAPISI Metallerde en sık rastlanan üç çeşit kristal kafes yapısı : Kayma Düzlemleri Metaller, ya kocaman tek kristalden ya da çok taneli çok
DetaylıKRİSTALLERİN PLASTİK DEFORMASYONU
KRİSTALLERİN PLASTİK DEFORMASYONU Turgut Gülmez METALLERDE PLASTİK ŞEKİL DEĞİŞİMİ MEKANİZMALARI :Kayma, ikizlenme, tane sınırı kayması ve yayınma sürünmesi METALLERDE PLASTİK ŞEKİL DEĞİŞİMİ MEKANİZMALARI
DetaylıMALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER
MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER Malzemelerin mekanik özelliği başlıca kimyasal bileşime ve içyapıya bağlıdır. Malzemelerin içyapısı da uygulanan mekanik ve ısıl işlemlere bağlı olduğundan malzemelerin
DetaylıDoç.Dr.Salim ŞAHİN SÜRÜNME
Doç.Dr.Salim ŞAHİN SÜRÜNME SÜRÜNME Malzemelerin yüksek sıcaklıkta sabit bir yük altında (hatta kendi ağırlıkları ile bile) zamanla kalıcı plastik şekil değiştirmesine sürünme denir. Sürünme her ne kadar
DetaylıATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0
ATOMİK YAPI Atom, birkaç türü birleştiğinde çeşitli molekülleri, bir tek türü ise bir kimyasal öğeyi oluşturan parçacıktır. Atom, elementlerin özelliklerini taşıyan en küçük yapı birimi olup çekirdekteki
DetaylıAtomların bir arada tutulmalarını sağlayan kuvvetlerdir Atomlar daha düşük enerjili duruma erişmek (daha kararlı olmak) için bir araya gelirler
Kimyasal Bağlar; Atomların bir arada tutulmalarını sağlayan kuvvetlerdir Atomlar daha düşük enerjili duruma erişmek (daha kararlı olmak) için bir araya gelirler İki ana gruba ayrılır Kuvvetli (birincil,
DetaylıELASTİK PLASTİK. İstanbul Üniversitesi
ELASTİK PLASTİK HOMOJEN HETEROJEN dislokasyon birkristalideformeetmekiçinharcananenerji, teorik ve hatasız olan kristalden daha daha az! malzemelereplastikdeformasyonuygulandığında, deforme edebilmek için
DetaylıMALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ. Bölüm 4 Atomik ve İyonik Dizilmeler Düzenlerde Hatalar
MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ Bölüm 4 Atomik ve İyonik Dizilmeler Düzenlerde Hatalar 1 1 Hedefler 1) 3 temel hatayı tanımlamak: Noktasal Hatalar Çizgisel Hatalar (dislokasyonlar) Yüzey Hataları 2) Değişik
Detaylışeklinde, katı ( ) fazın ağırlık oranı ise; şeklinde hesaplanır.
FAZ DİYAGRAMLARI Malzeme özellikleri görmüş oldukları termomekanik işlemlerin sonucunda oluşan içyapılarına bağlıdır. Faz diyagramları mühendislerin içyapı değişikliği için uygulayacakları ısıl işlemin
Detaylı(A) Çekme. (B) Basınç. (C) Dengesiz İki eksenli çekme. (D) Dengeli İki eksenli çekme. (E) Hidrostatik Basınç. (F) Kayma Gerilmesi.
İki eksenli gerilme Hidrostatik gerilme 1 (A) Çekme. (B) Basınç. (C) Dengesiz İki eksenli çekme. (D) Dengeli İki eksenli çekme. (E) Hidrostatik Basınç. (F) Kayma Gerilmesi. 2 Uygulamada yapı elemanları
DetaylıBMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri
BMM 05 Malzeme Biliminin Temelleri Dislokasyonlar ve Güçlendirme Mekanizmaları Bölüm - 1 Dr. Ersin Emre Ören Biyomedikal Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü TOBB Ekonomi
DetaylıPLASTİK ŞEKİL VERME (PŞV) Plastik Şekil Vermenin Temelleri: Başlangıç iş parçasının şekline bağlı olarak PŞV iki gruba ayrılır.
PLASTİK ŞEKİL VERME (PŞV) Metallerin katı halde kalıp olarak adlandırılan takımlar yardımıyla akma dayanımlarını aşan gerilmelere maruz bırakılarak plastik deformasyonla şeklinin kalıcı olarak değiştirilmesidir
DetaylıMALZEME BİLGİSİ DERS 6 DR. FATİH AY.
MALZEME BİLGİSİ DERS 6 DR. FATİH AY www.fatihay.net fatihay@fatihay.net GEÇEN HAFTA TEMEL KAVRAMLAR BİRİM HÜCRE METALLERDE KRİSTAL YAPILAR YOĞUNLUK HESAPLAMA BÖLÜM III KATILARDA KRİSTAL YAPILAR KRİSTAL
DetaylıMAL 201 (4) 2. ÇİZGİSEL KUSURLAR (DİSLOKASYONLAR) ve TANE YAPISI
MAL 201 (4) 2. ÇİZGİSEL KUSURLAR (DİSLOKASYONLAR) ve TANE YAPISI MART 2017 2. Çizgisel Kusurlar Dislokasyon Noktasal kusurlar daha çok termal aktivasyon ile oluşmakta idi. Diğer yapı kusurlarından biri
DetaylıFZM 220. Malzeme Bilimine Giriş
FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fizik mühendisliği öğrencilerine,
DetaylıATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ
ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ Sakarya Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Esentepe Kampüsü, 54187, SAKARYA Atomlar Arası Bağlar 1 İyonik Bağ 2 Kovalent
DetaylıMalzeme Bilimi I Metalurji ve Malzeme Mühendisliği
I Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU 2017-2018 Metaller katılaşırken kendilerine has, elektron düzenlerinin neden olduğu belli bir kafes sisteminde kristalleşirler. Aluminyum,
DetaylıMALZEMENİN İÇ YAPISI: Katılarda Atomsal Bağ
MALZEMENİN İÇ YAPISI: Katılarda Atomsal Bağ Bölüm İçeriği Bağ Enerjisi ve Kuvveti Atomlar arası mesafe, Kuvvet ve Enerji İlişkisi Atomlar arası Mesafeyi Etkileyen Faktörler. Sıcaklık, Iyonsallik derecesi,
DetaylıFZM 220. Malzeme Bilimine Giriş
FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fizik mühendisliği öğrencilerine,
DetaylıPLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ
PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ Metalik malzemelerin geriye dönüşü olmayacak şekilde kontrollü fiziksel/kütlesel deformasyona (plastik deformasyon) uğratılarak şekillendirilmesi işlemlerine genel olarak
DetaylıFZM 220. Malzeme Bilimine Giriş
FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Atomsal Yapı ve Atomlararası Bağ1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin
DetaylıKATILARIN ATOMİK DÜZENİ KRİSTAL YAPILAR
KATILARIN ATOMİK DÜZENİ KRİSTAL YAPILAR KRİSTAL YAPILAR Mühendislik açısından önemli olan katı malzemelerin fiziksel özelikleri; katı malzemeleri meydana getiren atom, iyon veya moleküllerin dizilişine
DetaylıFaz kavramı. Kristal yapılı malzemelerin iç yapılarında homojen ve belirli özellikler gösteren bölgelere faz (phase) adı verilir.
Faz kavramı Kristal yapılı malzemelerin iç yapılarında homojen ve belirli özellikler gösteren bölgelere faz (phase) adı verilir. Fazlar; bu atom düzenlerinden ve toplam iç yapıda bu fazların oluşturdukları
DetaylıMAL 201 (4) 2. ÇİZGİSEL KUSURLAR (DİSLOKASYONLAR) - TANE YAPISI ŞUBAT 2016
MAL 201 (4) 2. ÇİZGİSEL KUSURLAR (DİSLOKASYONLAR) - TANE YAPISI ŞUBAT 2016 2. Çizgisel Kusurlar Dislokasyon Noktasal kusurlar daha çok termal aktivasyon ile oluşmakta idi. Diğer yapı kusurlarından biri
DetaylıMMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 1 Deformasyon ve kırılma mekanizmalarına giriş
MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 1 Deformasyon ve kırılma mekanizmalarına giriş Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2012-2013 Bahar Yarıyılı 1. Deformasyon ve kırılma mekanizmalarına giriş 1.1. Deformasyon
DetaylıATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0
ATOMİK YAPI Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0 Elektron Kütlesi 9,11x10-31 kg Proton Kütlesi Nötron Kütlesi 1,67x10-27 kg Bir kimyasal elementin atom numarası (Z) çekirdeğindeki
DetaylıBÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1
BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK Atom yapısı Bağ tipleri 1 Atomların Yapıları Atomlar başlıca üç temel atom altı parçacıktan oluşur; Protonlar (+ yüklü) Nötronlar (yüksüz) Elektronlar (-yüklü) Basit bir atom
DetaylıDielektrik malzeme DİELEKTRİK ÖZELLİKLER. Elektriksel Kutuplaşma. Dielektrik malzemeler. Kutuplaşma Türleri 15.4.2015. Elektronik kutuplaşma
Dielektrik malzeme DİELEKTRİK ÖZELLİKLER Dielektrik malzemeler; serbest elektron yoktur, yalıtkan malzemelerdir, uygulanan elektriksel alandan etkilenebilirler. 1 2 Dielektrik malzemeler Elektriksel alan
DetaylıMUKAVEMET DERSİ. (Temel Kavramlar) Prof. Dr. Berna KENDİRLİ
MUKAVEMET DERSİ (Temel Kavramlar) Prof. Dr. Berna KENDİRLİ Ders Planı HAFTA KONU 1 Giriş, Mukavemetin tanımı ve genel ilkeleri 2 Mukavemetin temel kavramları 3-4 Normal kuvvet 5-6 Gerilme analizi 7 Şekil
DetaylıBir kristal malzemede uzun-aralıkta düzen mevcu4ur.
Bir kristal malzemede uzun-aralıkta düzen mevcu4ur. Kristal ka8ların bazı özellikleri, malzemelerin kristal yapılarına, yani atomların, iyonların ya da moleküllerin üç boyutlu olarak meydana ge@rdikleri
DetaylıMALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY.
MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY www.fatihay.net fatihay@fatihay.net GEÇEN HAFTA KIRILMANIN TEMELLERİ KIRILMA ÇEŞİTLERİ KIRILMA TOKLUĞU YORULMA S-N EĞRİSİ SÜRÜNME GİRİŞ Basınç (atm) Katı Sıvı Buhar
DetaylıDifüzyon (Atomsal Yayınım)
Difüzyon (Atomsal Yayınım) Malzemelerde üretim ve uygulama sırasında görülen katılaşma, çökelme, yeniden kristalleşme, tane büyümesi, faz dönüşümleri, içyapıların dengelenmesi ve ısıl işlemlerin gerçekleşmesi
DetaylıKIRILMA MEKANİĞİ Prof.Dr. İrfan AY MALZEME KUSURLARI
MALZEME KUSURLARI Deformasyonda Birinci Özelliğe Sahip Hatalar: A. Noktasal Hatalar: Kafes düzeninin çok küçük bölgelerindeki (1-2 atom boyutu) bozukluğa verilen addır. Bunlar ; 1. Boşluklar : Kafeslerde
DetaylıİNTERMETALİK MALZEMELER (DERS NOTLARI-2) DOÇ. DR. ÖZKAN ÖZDEMİR
İNTERMETALİK MALZEMELER (DERS NOTLARI-2) DOÇ. DR. ÖZKAN ÖZDEMİR KRİSTAL YAPILAR Ayrı ayrı birbirine benzemeyen veya birbirine güçlü afiniteleri olan 2 veya daha fazla elementin birleşmesiyle intermetalik
DetaylıPaylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu
4.Kimyasal Bağlar Kimyasal Bağlar Aynı ya da farklı cins atomları bir arada tutan kuvvetlere kimyasal bağlar denir. Pek çok madde farklı element atomlarının birleşmesiyle meydana gelmiştir. İyonik bağ
DetaylıMMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri
K O C A E L İ ÜNİVERSİTESİ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri 2 Malzemelerin Mekanik Davranışı Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2013-2014 Güz Yarıyılı 2. Malzemelerin
DetaylıGeometriden kaynaklanan etkileri en aza indirmek için yük ve uzama, sırasıyla mühendislik gerilmesi ve mühendislik birim şekil değişimi parametreleri elde etmek üzere normalize edilir. Mühendislik gerilmesi
DetaylıDeneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.
1 Deneyin Adı Çekme Deneyi Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması. Teorik Bilgi Malzemelerin statik (darbesiz) yük altındaki mukavemet özelliklerini
DetaylıYeniden Kristalleşme
Yeniden Kristalleşme Soğuk şekillendirme Plastik deformasyon sonrası çarpıtılmış ise o malzeme soğuk şekillendirilmiş demektir. Kafes yapısına göre bütün özelikler değişir. Çekme gerilmesi, akma gerilmesi
DetaylıBASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı
1. Basma Deneyinin Amacı Mühendislik malzemelerinin çoğu, uygulanan gerilmeler altında biçimlerini kalıcı olarak değiştirirler, yani plastik şekil değişimine uğrarlar. Bu malzemelerin hangi koşullar altında
DetaylıElementlerin büyük bir kısmı tabiatta saf hâlde bulunmaz. Çoğunlukla başka elementlerle bileşikler oluşturmuş şekilde bulunurlar.
Elementlerin büyük bir kısmı tabiatta saf hâlde bulunmaz. Çoğunlukla başka elementlerle bileşikler oluşturmuş şekilde bulunurlar. Elementlerin bileşik oluşturma istekleri onların kararlı yapıya ulaşma
DetaylıBir cismin içinde mevcut olan veya sonradan oluşan bir çatlağın, cisme uygulanan gerilmelerin etkisi altında, ilerleyerek cismi iki veya daha çok
Bir cismin içinde mevcut olan veya sonradan oluşan bir çatlağın, cisme uygulanan gerilmelerin etkisi altında, ilerleyerek cismi iki veya daha çok parçaya ayırmasına "kırılma" adı verilir. KIRILMA ÇEŞİTLERİ
DetaylıTozların Şekillendirilmesi ve Sinterleme Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU
Tozların Şekillendirilmesi ve Sinterleme Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU Tozların Şekillendirilmesi Toz metalurjisinin çoğu uygulamalarında nihai ürün açısından yüksek yoğunluk öncelikli bir kavramdır.
DetaylıTOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN
TOKLUK VE KIRILMA Doç.Dr.Salim ŞAHĠN TOKLUK Tokluk bir malzemenin kırılmadan önce sönümlediği enerjinin bir ölçüsüdür. Bir malzemenin kırılmadan bir darbeye dayanması yeteneği söz konusu olduğunda önem
DetaylıMALZEME BİLGİSİ. Kristal Yapılar ve Kristal Geometrisi
MALZEME BİLGİSİ Dr.- Ing. Rahmi ÜNAL Konu: Kristal Yapılar ve Kristal Geometrisi 1 KRİSTAL YAPILAR Malzemelerin iç yapısı atomların diziliş biçimine bağlıdır. Kristal yapı Kristal yapılarda atomlar düzenli
DetaylıMALZEME BİLİMİ. 2014-2015 Güz Yarıyılı Kocaeli Üniversitesi Ford Otosan Ġhsaniye Otomotiv MYO. Yrd. Doç. Dr. Egemen Avcu
MALZEME BİLİMİ 2014-2015 Güz Yarıyılı Kocaeli Üniversitesi Ford Otosan Ġhsaniye Otomotiv MYO Yrd. Doç. Dr. Egemen Avcu Bilgisi DERSĠN ĠÇERĠĞĠ, KONULAR 1- Malzemelerin tanımı 2- Malzemelerinseçimi 3- Malzemelerin
DetaylıBMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri
BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri Faz Diyagramları Dr. Ersin Emre Ören Biyomedikal Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Ankara
DetaylıTOZ METALURJİSİ Prof.Dr. Muzaffer ZEREN
. TEKNİK SEÇİMLİ DERS I TOZ METALURJİSİ Prof.Dr. Muzaffer ZEREN SİNTERLEME Sinterleme, partiküllerarası birleşmeyi oluşturan ısıl prosestir; aynı zamanda ham konumda gözlenen özellikler artırılır. . Sinterlemenin
DetaylıFZM 220. Malzeme Bilimine Giriş
FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fizik mühendisliği öğrencilerine,
DetaylıMALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY.
MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY www.fatihay.net fatihay@fatihay.net GEÇEN HAFTA TEMEL KAVRAMLAR ATOMLARDA ELEKTRONLAR PERİYODİK TABLO BÖLÜM II ATOM YAPISI VE ATOMLARARASı BAĞLAR BAĞ KUVVETLERİ VE ENERJİLERİ
DetaylıMalzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri
Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri Grup 1 Pazartesi 9.00-12.50 Dersin Öğretim Üyesi: Y.Doç.Dr. Ergün Keleşoğlu Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Davutpaşa Kampüsü Kimya Metalurji Fakültesi
DetaylıBölüm 12: Seramiklerin Yapıları ve Özellikleri
Bölüm 12: Seramiklerin Yapıları ve Özellikleri Seramiklerde Atomsal Bağlar Bağlar: -- İyonik ve/yada kovalent karaktere sahip olabilirler. -- iyonik karakter % si atomlar arası elektronegativite arttıkça
DetaylıMALZEME BİLGİSİ DERS 5 DR. FATİH AY. www.fatihay.net fatihay@fatihay.net
MALZEME BİLGİSİ DERS 5 DR. FATİH AY www.fatihay.net fatihay@fatihay.net GEÇEN HAFTA BAĞ KUVVETLERİ VE ENERJİLERİ ATOMLARARASI BİRİNCİL BAĞLAR İKİNCİL VEYA VAN DER WAALS BAĞLARI MOLEKÜLLER BÖLÜM III KATILARDA
DetaylıMUKAVEMET ARTIRICI İŞLEMLER
MUKAVEMET ARTIRICI İŞLEMLER Malzemenin Mukavemeti; a) Kimyasal Bileşim b) Metalurjik Yapı değiştirilerek arttırılabilir Malzemelerin Mukavemet Arttırıcı İşlemleri: 1. Martenzitik Dönüşüm 2. Alaşım Sertleştirmesi
DetaylıÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ
ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ Prof. Dr. Ramazan YILMAZ Sakarya Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Esentepe Kampüsü, 54187, SAKARYA ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ (Yaşlandırma
Detaylı