İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM)

Transkript

1 İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı SERAMİK KOMPONENTLERİN TASARIMI VE İMALATI Course Name DESIGN AND FABRICATION OF CERAMIC COMPONENTS Kodu (Code) MAK690 Bölüm / Program (Department/Program) Dersin Türü (Course Type) Yarıyılı (Semester) Bahar (Spring) (Local Credits) AKTS (ECTS Credits) Ders Türü (Course Type) Yüksek Lisans (M.Sc.) Makina Mühendisliği / Malzeme ve İmalat (Mechanical Engineering / Materials and Manufacturing) Seçmeli (Elective) Dersin Dili (Course Language) Türkçe (Turkish) Dersin İçeriği (Course Description) kelime arası Dersin Amacı (Course Objectives) Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Seramiklerin yapısı, sınıflandırılması ve kullanımı. Fiziksel, mekanik ve elektriksel özellikleri. Mühendislik seramiklerin (biyoseramikler, piezo ve yapısal seramikler, nano seramikler) tanıtılması. Seramiklerin içyapıları ve özellik ilişkisi. Toz ve partikül üretim yöntemleri. Katkı malzemeleri (Sinterleme katkıları ve dopantlar, dispersant, yüzey aktif malzemeleri, yağlayıcılar, bağlayıcılar, çözücüler). Geleneksel ve ileri konsalidasyon yöntemleri. Sinterleme. İmalata ve kullanıma yönelik seramik parça tasarım esasları. Structure, types and application of ceramics. Their physical, mechanical and electrical properties. Engineering ceramics (bioceramcis, piezoceramics, structural ceramics, nano ceramics, etc.). Relations between structure and property in ceramics. Production methods for ceramic powders and particles. The ceramic aidditives (sintering aids, surfactants, dispersants, lubricants, solvents, etc.). Conventional and advanced consolidation methods. Machining in ceramic technology. Sintering. The design essentials of components for the fabricability and the service use. 1. Seramiklerin yapı, fiziksel özelliklerini ve çeşitlerini tanıtmak. 2. Mühendislik seramik toz ve partiküllerin üretim ve işleme yöntemlerini tanıtmak. 3. Seramik konsalidasyon ve talaşlı imalat gibi şekillendirme yöntemlerini tanıtmak. 4. Katkı uzaklaştırma ve sinterleme yöntemlerini tanıtmak. 5. Mühendislik Seramik parçaların tasarım esasları konusunda bilgilendirmek. 1. Structures physical properties and types of ceramics. 2. The production methods and preparation methods of powder/particles of engineering ceramics. 3. Consolidation methods and machining methods in ceramic component fabrications. 4. Binder removing and the sintering methods. 5. The design essentials of engineering ceramic components. Bu dersi alan öğrenciler aşağıdaki konularda bilgi sahibi olacaklar; 1. Seramik malzemelerin yapıları ve özellikleri, 2. Seramik toz/partikül hazırlama ve işleme yöntemleri, 3. Geleneksel ve ileri konsalidasyon yöntemleri, 4. Bağlayıcı ve katkı uzaklaştırma ve Sinterleme metot ve mekanizmaları, 5. Bir ürün için en uygun yöntem kombinasyonlarının seçimi, 6. Kullanılacak üretim yöntem ile ilgili işlem parametrelerinin belirlenmesi ve seçimi. 7. Gerek kullanım gerekse üretilebilirlik açısında seramik makine parçalarının tasarım esasları, Upon completing this course, the students will have knowledge about; 1. The structure and types of the ceramics. 2. The methods for powder particle production and preparation, 3. Conventional and advanced consolidation methods, 4. Binder removing and sintering methods and mechanisms, 5. The selection of best combinations for fabrication methods for particular products, 6. The determination of the parameters for the selected fabrication methods, 7. The design essentials of ceramic machine components both for the service conditions and the fabricability.

2 Ders Kitabı (Textbook) Diğer Kaynaklar (Other References) Maddeler halinde en çok 5 adet Ödevler ve Projeler Rice, W.R., Ceramic Fabircation Tehnology, 2003, Marcel Dekker. 1. Carter C.B., Norton M.G., 2007, Ceramic Materials, Springer. 2. Chiang, Y.M., Birnie, D.P., Kingery, W.D., 1996, Physical Ceramics: Principles for Ceramic Science and Engineering, Wiley. 3. Kingery, W.D., Bowen, H.K., 1976, Uhlmann, D.R., Introduction to Ceramics, 2nd Edition, Wiley-Interscience. 4. David W. Richerson, Modern Ceramic Engineering: Properties, Processing, And Use in Design, Marcel Dekker. 5. Segal, D., 1991, Chemical Synthesis of Advanced Ceramic Materials, Cambridge University Press. 6. James S. Reed, 1995 Principles of Ceramics Processing, 2nd Edition, Wiley 7. Upadhyaya, G. S, 2000, Sintered Metallic and Ceramic Materials: Preparation, Properties, and Applications, Wiley. Mostaghaci, H., 1996, Advanced Ceramic Materials, Trans Tech Publications. 8 ödev (Homework & Projects) Laboratuar Uygulamaları YOK (Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) Ödev ve proje yaparken yararlanılacaktır. Diğer Uygulamalar (Other Activities) Başarı Değerlendirme Sistemi Faaliyetler (Activities) Yıl İçi Sınavları Adedi* (Quantity) (Assessment Criteria) (Midterm Exams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler (Homework) Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı (Final Exam) *Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur. Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) 2 % 30 (20 %) 8 % 30 (40 %) 1 % 40 (40 %)

3 DERS PLANI Hafta Konular Dersin Çıktıları 1 Giriş. Seramik malzemelerin tanıtılması: Atomsal yapıları, mikro ve makro yapıları. 1 Mekanik özellikler, Elektrik özellikler (İletkenlik/yalıtkanlık, süperiletkenlik, piezoelektriklik, luminesanslık), Isıl özellikler (ısı iletkenliği, refraktörlük). 2 Seramik malzemelerin hammadde formları; nano/ mikro tozlar, viskerler, elyaflar, 1,2 plakalar, kaplamalar. Boyut ve morfolojiye bağımlı özellikleri. 3 Seramik malzeme sentez yöntemleri: çökeltme, katı hal reaksiyon, Sol jel yöntemleri. 1,2,3 4 Seramik malzeme sentez yöntemleri: buharlaştırma, yanma ve ileri seramik sentez 1,2,3,4 metotları. Durum çalışması. 5 Seramik toz ve partiküllerin karakterizasyon yöntemleri. 2,4 6 Seramik başlangıç malzemelerinin hazırlanması ve hammadde işleme yöntemleri: Boyut 1,2,3,4 küçültme, filtreleme/ yıkama, karıştırma, granül oluşturma ve sprey kurutma, kalsinleme. 7 Seramik konsalidasyon; mekanik presleme, soğuk izostatik presleme, slip döküm, teyp 2,3,4,5 döküm, jel döküm. Durum çalışması. 8 Plastik tabanlı imalat yöntemleri: Enjeksiyon ve ekstrüzyon yöntemleri. Durum 2,3,4,5 çalışması. 9 Kurutma, bağlayıcı yakma, ıslak bünye özellikleri ve sinterleme. 1,3,4,5 10 Katı hal sinterleme, sıvı faz sinterleme, reaksiyon sinterleme, Basınçlı Sinterleme. 2,3,4,5 Durum çalışması. 11 Basınçlı Sinterleme; Sıcak presleme, sıcak izostatik presleme. Kaplama yöntemleri. 2,3,4,5 Durum çalışması. 12 Seramik parça fabrikasyonunda talaşlı imalatın uygulanması. Vaka çalışması. 3,4,5 13 Seramik teknolojisinde imalata ve kullanıma uygun tasarım. Vaka çalışması. 3,4,5 14 Seramik teknolojisinde imalata ve kullanıma uygun tasarım. Vaka çalışması. 3,4,5 COURSE PLAN Weeks Topics Course Outcomes 1 Introduction to ceramic materials, atomic structures, micro and macro structures. 1 Their mechanical and electrical properties (Conductivity/dielectric, super conductivity, piezoelectric, luminescence properties), thermodynamics properties. 2 Ceramic powder / particle forms; nano/ micro particles, whiskers, fibers, platelets, 1,2 coatings. Size and morphology dependent properties. 3 Particle synthesis methods: precipitation, solid state reaction and sol-gel methods. 1,2,3 4 Particle synthesis methods: gas phase reaction, evaporation/condensation, combustion 1,2,3,4 and other advanced techniques. Case study 5 The characterization methods for ceramic particles. 2,4 6 Preparation methods for ceramic particle; comminution, filtering and washing, 1,2,3,4 batching and mixing, flocculation, granulation (spray granulation and spray drying), calcinations. 7 Consolidation methods; Mechanical pressing, cold isostatic pressing, slip and tape 2,3,4,5 casting, gel casting. Case study 8 Plastic based methods; extrusion and injection. Case study 2,3,4,5 9 Drying, binder removing. The properties of green body. Sintering. 1,3,4,5 10 Solid state sintering, liquid phase sintering, reaction sintering, pressure assisted 2,3,4,5 sintering. Case study 11 Pressure sintering; hot pressing, hot isostatic pressing. Coating methods. Case study 2,3,4,5 12 The machining in ceramic component fabrication. Case study 3,4,5 13 Design essentials of ceramic components for fabrication and the service use. Case 3,4,5 study 14 Design essentials of ceramic components for fabrication and the service use. Case study 3,4,5

4 Dersin Malzeme ve İmalat Programıyla İlişkisi Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) i. Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, imalat mühendisliği alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve derinleştirebilme ve imalat mühendisliğinin ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilme (bilgi) ii. İmalat mühendisliği alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri kullanabilme ve farklı disiplin alanlarından gelen bilgilerle bütünleştirerek yorumlayabilme ve yeni bilgiler oluşturabilme, karşılaşılan sorunları araştırma yöntemlerini kullanarak çözümleyebilme (beceri) iii. İmalat mühendisliği ile ilgili uzmanlık gerektiren bir çalışmayı sorumluluk alarak yürütebilme, bağımsız olarak çözüm üretebilme, karmaşık sorunların çözümü için yeni stratejik yaklaşımlar geliştirebilme, takım çalışması gerektiren ortamlarda liderlik yapabilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). iv. İmalat mühendisliği alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki bilgi ve becerileri eleştirel bir yaklaşımla değerlendirebilme ve öğrenmesini yönlendirebilme (Öğrenme Yetkinliği). v. İmalat mühendisliği alanında güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını, nicel ve nitel veriler ile destekleyerek, imalat alanındaki ve alan dışındaki gruplara, gerektiğinde uluslar arasında yaygın kullanılan bir yabancı dili gerekli düzeyde kullanarak, yazılı, sözlü ve görsel olarak, bilişim ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanıp, sistemli biçimde aktarabilmek ve iletişim kurabilmek kurulan sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısı ile inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmek üzere harekete geçebilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). vi. İmalat mühendisliği alanı ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme ve bu değerleri öğretebilme, strateji, politika ve uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme özümsedikleri bilgiyi, problem çözme ve/veya uygulama becerilerini, disiplinlerarası çalışmalarda kullanabilme (Alana Özgü Yetkinlik). vii. İmalat mühendisliği alanında yaptığı çalışmalarını, alanındaki uluslararası platformlarda, yazılı, sözlü ve/veya görsel olarak aktarabilme (Alana özgü yetkinlik). 1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam Relationship between the Course and Materials and Manufacturing Engineering Curriculum 1: Little, 2. Partial, 3. Full Düzenleyen (Prepared by) Doç. Dr. Celaletdin ERGUN Program Outcomes i. Developing and intensifying knowledge in the manufacturing engineering area, based upon the competency in the undergraduate level and, grasping the inter-disciplinary interaction related to manufacturing engineering area (knowledge). ii. The ability to use the expert-level theoretical and practical knowledge acquired in the manufacturing engineering area, interpreting and forming new types of knowledge by combining the knowledge from the manufacturing engineering area and the knowledge from various other disciplines, solving the problems faced by making use of the research methods (skill). iii. The ability to carry out a specialistic study related to manufacturing engineering area independently, developing new strategic approaches to solve the unforeseen and complex problems arising in the practical processes and coming up with solutions while taking responsibility, fulfilling the leader role in the environments where solutions are sought for the problems (Competence to work independently and take responsibility) iv. Assessing the specialistic knowledge and skill gained in the manufacturing engineering area through the study with a critical view and directing one s own learning process (Learning Competence). v. Systematically transferring the current developments in the manufacturing engineering area and one s own work to other groups in and out of the area; in written, oral and visual forms, using a foreign language if necessary at least European Language Portfolio B2 Level-, using the computer software together with the information and communication technologies efficiently and according to the needs of the area, ability to see and develop social relationships and the norms directing these relationships with a critical look and the ability to take action to change these when necessary. (Communication and Social Competency). vi. Paying regard to social, scientific, cultural and ethical values during the collecting, interpreting, practicing and announcing processes of the manufacturing engineering area related data and the ability to teach these values to others, developing strategy, policy and application plans concerning the subjects related to the area and the ability to evaluate the end results of these plans within the frame of quality processes and, using the knowledge and the skills for problem solving and/or practical application in inter-disciplinary studies (Area Specific Competency). vii. In the manufacturing engineering program with thesis, the ability to present one s own work within the international environments orally, visually and in written forms (Area Specific Competency). Tarih (Date) 06/04/2011 İmza (Signature) Katkı Seviyesi Level of Contribution 1 2 3

5 DERS YÜKÜ HESAPLAMA FORMU Dersin Kodu MAK6-2 Dersin Adı POLİMER MÜHENDİSLİĞİ Dersin Dili Türkçe Dersin 3 (3+0+0) Dersin ECTS 7,5 Hafta TOPLA M Saat Kazanılan Beceri (Çıktılar) I I, I, II I, II I I, II I III,IV IV I, III III,IV I-IV III,IV III,IV I-IV I-IV Haftalık Ders Laboratuar Uygulama Dersle ilgili Sınıf dışı Etkinlikler Sınavlar ve Sınava Hazırlık Toplam Saat , Ders %30 vizeler, %30 ödevler, %40 Final Değerlendirme Sistemi Ders Çıktıları 1. Seramik malzemelerin yapıları ve özellikleri, 2. Seramik toz/partikül hazırlama ve işleme yöntemleri, 3. Geleneksel ve ileri konsalidasyon yöntemleri, 4. Bağlayıcı ve katkı uzaklaştırma ve Sinterleme metot ve mekanizmaları, 5. Bir ürün için en uygun yöntem kombinasyonlarının seçimi, 6. Kullanılacak üretim yöntem ile ilgili işlem parametrelerinin belirlenmesi ve seçimi. 7. Gerek kullanım gerekse üretilebilirlik açısında seramik makine parçalarının tasarım esasları, Tarih 06/04/2011 Formu Hazırlayan Formu Onaylayan Doç. Dr. Celaletdin ERGUN