Ebat: px
Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download ""

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ LaMn 2 Si 2 ALAŞIMININ NANOPARÇACIKLARININ MANYETİK VE YAPISAL ÖZELLİKLERİ Ali Şimşek TEKEREK FİZİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ANKARA 2007 Her hakkı saklıdır

2 Prof. Dr. Ayhan ELMALI danışmanlığında, Ali Şimşek TEKEREK tarafından hazırlanan LaMn 2 Si 2 Alaşımının Nanoparçacıklarının Manyetik ve Yapısal Özellikleri adlı tez çalışması 10/09/2007 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından oy birliği ile Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Mühendisliği Anabilim Dalı nda YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak kabul edilmiştir. Başkan: Prof. Dr. Ali GENCER Ankara Üniversitesi, Fizik Bölümü Üye: Prof. Dr. Ayhan ELMALI Ankara Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü Üye: Doç. Dr. Mehmet KABAK Ankara Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü Yukarıdaki sonucu onaylarım. Prof. Dr. Ülkü MEHMETOĞLU Enstitü Müdürü

3 ÖZET Yüksek Lisans Tezi LaMn 2 Si 2 ALAŞIMININ NANOPARÇACIKLARININ MANYETİK VE YAPISAL ÖZELLİKLERİ Ali Şimşek TEKEREK Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Ayhan ELMALI Bu tez çalışmasında, LaMn 2 Si 2 nanoparçacıklarının manyetik ve yapısal özellikleri incelenmiştir. İlk olarak, LaMn 2 Si 2 intermetalik bileşiği bulk olarak elde edilmiştir. Elde edilen bileşiğin X-ışını desenleri incelenmiş ve bu bileşiğin hacim merkezli tetragonal ThCr 2 Si 2 tipi yapıda, saf olarak kristalleştiği belirlenmiştir. Daha sonra bu bileşik, mekanik öğütme yöntemi kullanılarak 30 dakika öğütülmüş ve bileşiğin nanoparçacıkları elde edilmiştir. Elde edilen bu nanoparçacıkların, manyetik ve yapısal özellikleri, X-ray ışını toz kırınımı, manyetik ölçümler ve TEM çalışmaları ile araştırılmıştır. Elde edilen nanoparçacıklarda herhangi bir safsızlığın oluşmadığı ve nanoparçacıkların 20 nm boyutlarına kadar indikleri TEM resimleri ile duyarlı olarak belirlenmiştir. Bileşiğin manyetik histerisis ölçümü incelendiğinde, bulk halde bulunan bileşikte gözlemlenmeyen zorlayıcı alanın, bileşiğin nano boyuta getirildiğinde oluştuğu görülmüştür. 2007, 51 sayfa Anahtar Kelimeler: Nanomanyetizma, Nanoparçacıklar, Mekanik Öğütme, Manyetik Ölçümler, Zorlayıcı Alan. i

4 ABSTRACT Masters Thesis MAGNETIC AND STRUCTURAL PROPERTIES OF NANOPARTICLES OF LaMn 2 Si 2 ALLOYS Ali Şimşek TEKEREK Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Physics Engineering Supervisor: Prof.Dr. Ayhan ELMALI In this thesis, magnetic and structural properties of nanosized LaMn 2 Si 2 intermetallic compounds are investigated. First, a bulk LaMn 2 Si 2 intermetallic compound is produced. This sample is investigated by using X-ray powder diffraction analysis and the results confirm that the sample crystallize in the ThMn 12 -type body centered tetragonal structure with no any impurity phase. After check of purity, the sample has been milled for 30 minutes to produce nanoparticles of LaMn 2 Si 2. Structural and magnetic properties of nanoparticles of LaMn 2 Si 2 have been investigated by means of X-ray powder diffraction, magnetic measurements and TEM studies. TEM studies and X-ray powder diffraction analysis show that there are no impurity in the nano-sized samples and the size of particles are about 20nm. Magnetic hysterisis measurements show that nanoparticles have coercive field, however the bulk specimen do not. 2007, 51 pages Key Words: Nanomagnetism, Nanoparticles, Mechanical Milling, Magnetic Measurements, Coercive Field ii

5 TEŞEKKÜR Yüksek lisans ve tez çalışmalarım boyunca büyük yardım ve desteğini gördüğüm, hoşgörüsünü eksik etmeyen danışmanım Sayın Prof. Dr. Ayhan ELMALI ya, bu çalışmalarım sırasında elinden gelen tüm olanakları sağlayan ve yardımını esirgemeyen hocam Sayın Prof. Dr. Yalçın ELERMAN a, araştırma konum ile ilgili verdiği deneysel bilgi ve yorumları ile çalışmalarımda büyük emeği olan Sayın Yard.Doç.Dr. İlker DİNÇER e, örneklerimin X-ışını toz kırınım deneylerini yapan ve bu konuda desteğini esirgemeyen Sayın Öznur ÇAKIR a, gösterdikleri ilgi, sevgi ve arkadaşlıklarından dolayı arkadaşlarım Didem KETENOĞLU, Pınar SEVGİ, Zuhal ÖZDEMİR ve Tolga İNAL a teşekkür ederim. Ali Şimşek TEKEREK Ankara, Eylül 2007 iii

6 İÇİNDEKİLER ÖZET...i ABSTRACT...ii TEŞEKKÜR...iii SİMGELER DİZİNİ...v ŞEKİLLER DİZİNİ...vi ÇİZELGE DİZİNİ...vii 1. GİRİŞ KURAMSAL TEMELLER X-Işını Kırınımı Kırınım Deseninin İncelenmesi Scherrer Formülü Geçirmeli Elektron Mikroskobu (TEM) Manyetizma Diamanyetizma Paramanyetizma Ferromanyetizma Antiferromanyetizma Ferrimanyetizma Doyma mıknatıslanması Manyetik bölgeler Manyetik histerisis Zorlayıcı alan (Coercivity) Nanoparçacıkların Manyetizması Manyetik anizotropi Parçacıklararası değiş-tokuş etkileşimleri Nanomanyetizma Mekanik Öğütme Öğütme parametreleri MATERYAL VE YÖNTEM Örneklerin Elde Edilmesi X-Işını Toz Kırınım Ölçümleri Nanoparçacıkların Üretimi Nanoparcıkların Karakterizasyonu Nanoparçacıkların X-ışını toz kırınımı ile incelenmesi Nanoparçacıkların TEM ile incelenmesi Manyetik Ölçümler ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA X-Işını Kırını Desenleri Bulk örneklerin X-ışını toz kırınım deseni Nanoparçacıkların X-ışını toz kırınım deseni Nanoparçacıkların büyüklüklerinin X-ışını kırınım deseninden elde edilmesi TEM Sonuçları Manyetik Ölçüm Sonuçları SONUÇ...49 KAYNAKLAR...50 ÖZGEÇMİŞ...51 iv

7 SİMGELER DİZİNİ a, b, c, α, β, γ Birim hücre parametreleri C Curie-Weiss d Düzlemler arası uzaklık e Elektronun yükü H Magnetik alan I k L M T T C θ λ X-Işını Şiddeti Parçacık büyüklüğü Mıknatıslanma Sıcaklık Curie sıcaklığı Saçılma açısı Dalga boyu µ B Bohr magnetonu R B χ Bragg Faktörü Manyetik alınganlık v

8 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 1.1 ThCr 2 Si 2 Tipi kristal yapı...2 Şekil 2.1 X-ışınlarının kristaldeki paralel düzlemlerden yansıması...4 Şekil 2.2 Geçirmeli elektron mikroskobunun (TEM) yapısı...8 Şekil 2.3 Diamanyetik malzemenin atomları...9 Şekil 2.4 Diamanyetik bir malzemenin M-H grafiği...10 Şekil 2.5 Paramanyetik bir malzemenin manyetik düzenlenimi...10 Şekil 2.6 Dış manyetik alan altında paramanyetik bir malzemenin düzenlenimi...11 Şekil 2.7 Paramanyetik bir malzemenin M-H grafiği...11 Şekil 2.8 Ferromanyetik bir malzemenin manyetik düzenlenimi...13 Şekil 2.9 Dış manyetik alan altında ferromanyetik bir malzemenin manyetik...13 Şekil 2.10 Ferromanyetik bir malzemenin M-H grafiği...14 Şekil 2.11 Antiferromanyetik bir malzemenin manyetik düzenlenimi...15 Şekil 2.12 Dış manyetik alan altında antiferromanyetik bir malzemenin düzenlenimi..15 Şekil 2.13 Antiferromanyetik bir malzemenin M-H grafiği...15 Şekil 2.14 Ferrimanyetik bir malzemenin manyetik düzenlenimi...16 Şekil 2.15 Dış manyetik alan altında ferrimanyetik bir malzemenin düzenlenimi...16 Şekil 2.16 Ferrimanyetik bir malzemenin M-H grafiği...17 Şekil 2.17 Doyma mıknatıslanmasının sıcaklıkla değişimi (T 2 > T 1 )...18 Şekil 2.18 Bir malzemedeki manyetik bölgeler...18 Şekil 2.19 Manyetik bölgeler arasındaki bölge duvarının yapısı...19 Şekil 2.20 Manyetik histerisis eğrisi...20 Şekil 2.21 Manyetik anizotropiye sahip bir kristaldeki manyetik eksenler...22 Şekil 2.22 Manyetik anizotropik bir malzemenin manyetik eksenler göre M-H grafiği 23 Şekil 2.23 Eliptik bir parçacığın manyetik yapısı...23 Şekil 2.24 Parçacık büyüklüğü Zorlayıcı Alan Eğrisi...25 Şekil 2.25 Mekanik öğütme işlemi...28 Şekil 2.26 Parçacık büyüklüğünün örnek-bilye ağırlık oranına göre değişimi...30 Şekil 3.1 Örneklerin üretiminde kullanılan ark fırını...34 Şekil 3.2 Rigaku D.max 2200 x-ışını difraktometresi geometrisi...35 Şekil 3.3 Spex 8000M öğütme sistemi...36 Şekil 3.4 Öğütme kabı ve bilyeleri...36 Şekil 3.5 Unilab argon-box...37 Şekil 3.6 SQUID sisteminin manyetik algılama yapısı...39 Şekil 4.1 Bulk LaMn 2 Si 2 x-ışını toz deseni...41 Şekil 4.2 Nano LaMn 2 Si 2 x-ışını toz deseni...42 Şekil 4.3 Dark-field TEM Görüntüsü...44 Şekil 4.4 Bright-field TEM Görüntüsü...45 Şekil 4.5 Bulk örneğin sıcaklığa bağlı mıknatıslanma ölçümleri...46 Şekil 4.6 Nano örneğin sıcaklığa bağlı mıknatıslanma ölçümleri...47 Şekil 4.7 Bulk ve nano örnekler için histerisis ölçümleri...48 vi

9 ÇİZELGE DİZİNİ Çizelge 4-1 Arıtımlar sonucu elde edilen örgü parametreleri...43 vii

10 1. GİRİŞ Önemli teknolojik uygulama alanları nedeni ile son yıllarda manyetik nanoparçacıklar konusunda oldukça yoğun bilimsel araştırmalar yapılmaktadır. Bu uygulama alanlarına örnek olarak, manyetik kayıt ortamları, manyetik soğutucular, transformatörler ve güçlü kalıcı mıknatıslar verilebilir. Nano boyuttaki malzemeler, hacimli (bulk) malzemelerden oldukça farklı yapısal, elektriksel ve manyetik özellikler göstermektedirler (Hadjipanayis et al. 1999, Cantor et al. 2001). Bunlara örnek olarak nano boyuta getirilen malzemelerim kalıcı mıknatıslanmalarının artması, zorlayıcı alan değerlerinin artması, mukamevetlerinin artması gibi birçok örnek verilebilir. Yapılan deneysel çalışmalarından çeşitli yöntemlerle nano boyuta indirgenen malzemelerin manyetik özelliklerinde oldukça ilginç ve önemli sonuçlar bulunmuştur. İlginç manyetik faz geçişleri gösteren ve özellikle metafaz geçişleri nedeni ile manyetik direnç gibi fiziksel özellikler gösteren 122 (RT 2 X 2 : R: nadir yer elementi, T: geçiş metali ve X: Si, Ge) sistemleri üzerine oldukça yoğun bilimsel araştırmalar yapılmıştır. 122 sistemlerinden LaMn 2 Si 2 intermetalik hacimli alaşımının yapısal ve manyetik özellikleri daha önce çalışılmıştır. Hacimli LaMn 2 Si 2 intermetalik hacimli alaşımında herhangi bir zorlayıcı alan gözlenmemiştir. Literatürdeki bulk ve nano malzemelerin manyetik özellikleri üzerine yapılan araştırmaların sonucu değerlendirilmiş, nano boyut ile zorlayıcı alan arasında bir ilişki olabileceği düşünülmüştür. Bu değerlendirmelerin ışığı altında, önce LaMn 2 Si 2 intermetalik hacimli alaşımı ark fırınında elde edilmiştir. Daha sonra X-ışını toz kırınımı ile yapıda yabancı bir faz olup olmadığı araştırılmıştır. Daha sonra hacimli malzemenin manyetik özellikleri ölçülerek, sonuçlar bilimsel literatürle karşılaştırılmıştır. Nanoparçacıkları elde edebilmek için hacimli LaMn 2 Si 2 intermetalik alaşımı, mekanik öğütme aleti ile öğütülmüştür. Elde edilen öğütülmüş örneklerin X-ışını toz kırınım ile incelenmesinden öğütme sırasında herhangi bir yabancı fazın oluşmadığı belirlenmiştir. Daha sonra bu örneklerin yapısal özellikleri Geçirmeli Elektron Mikroskobu (TEM) ile araştırılmıştır. Çalışmanın son aşamasında manyetik özellikler sıcaklığa ve alana bağlı olarak araştırılmıştır. Yapılan bu çalışmalar sonucunda, elde edilen LaMn 2 Si 2 nanoparçacıklarının 20nm boyutlarına indikleri ve daha önce hacimli (bulk) halde göstermedikleri zorlayıcı alanın nanoparçacık halinde oluştuğu bulunmuştur. 1

11 RT 2 X 2 tipi bileşikler hacim merkezli tetragonal ThCr 2 Si 2 tipi yapıya sahip olup, uzay grubu olarak da I4/mmm uzay grubundadır. RT 2 X 2 tipindeki bileşikler ilginç manyetik özelliklere sahip olduklarından oldukça fazla incelenmişlerdir (Szytula et al. 1981, Szytula et al. 1982, Szytula et al. 1992). Bu yapılarda R nadir yer elementi, T 3d geçiş metali ve X Silisyum(Si) ya da Germanyum(Ge) dur. R T X Şekil 1.1 ThCr 2 Si 2 Tipi kristal yapı Şekil 1.1 de ThCr 2 Si 2 tipi kristal yapı gösterilmiştir. RT 2 X 2 yapısı içerisinde, R nadir yer elementi 2a(0, 0, 0), T 3d geçiş metali 2d(0, 1/2, 1/4) ve X atomları 4e(0, 0, z) konumlarına yerleşirler (Ban et al. 1965, Ban et al. 1967). Manyetik özellikler açısında bakılacak olursa RT 2 X 2 bileşiğinde geçiş metali (X) Cu, Co, Fe, Cu kullanıldığında malzemede bir manyetik düzenlenime rastlanmazken, X yerine Mn kullanıldığında manyetik düzenleme görülmüştür. Bu manyetik düzenlenme asıl olarak iki manyetik alt sistemden oluşur. İlki 100 K sıcaklığın altında düzenlenebilen R nadir yer elementine 2

12 bağlı altı sistemdir. İkinci sistem ise Mn-Mn alttabakarının birbirlerine uzaklığına ve tabaka içi Mn-Mn uzaklığına bağlı olan manyetik düzenlenimdir. RT 2 X 2 bileşikleri için Mn-Mn alttabakalarına ve tabaka içi Mn-Mn uzaklıklarına bağlı düzenlenim şu şekilde açıklanabilir: (d Mn-Mn : Mn - Mn alttabakaları arası uzaklık) d a Mn-Mn < 2.84 Å (a < 4.02 Å) ise tabaka içi antiferromanyetik, tabakalar arası ferromanyetik, 2.84 Å < d a Mn-Mn < 2.87 Å (4.02 Å < a < 4.06 Å) ise tabaka içi antiferromanyetik, tabakalar arası antiferromanyetik, d a Mn-Mn > 2.87 Å (a > 4.06 Å) ise tabaka içi antiferromanyetik, tabakalar arası ferromanyetik, düzenlenimleri gözlenir. (Welter et al. 1995, Venturini et al. 1995, Venturini et al. 1995, Venturini et al. 1996, Ijjaali et al. 1998, Elerman et al. 2004) 3

13 2. KURAMSAL TEMELLER 2.1 X-Işını Kırınımı X-ışını kırınımı kristal yapıların analizinde kullanılan bir yöntemdir ve bu yöntemle kristal olarak elde edilen bir malzemenin yapısı incelenebilir, içerisinde yabancı fazların olup olmadığına karar verilebilir. İlk defa 1912 yılında W. L. Brag tarafından bulunmuştur. Burada kırınım olayı, kristal örgü içerisindeki aynı miller indislerine sahip ve aralarında d uzaklığı bulunan düzlemlerden yansıyan X-ışınlarının girişimi sonucunda oluşur. θ C A D θ B d d Şekil 2.1 X-ışınlarının kristaldeki paralel düzlemlerden yansıması Şekil 2.1 de X-ışınlarının düzlemlerden yansımaları görülmektedir. Burada θ gelen X-ışını ile düzlem arasındaki açıdır. A ve D noktalarından yansıyan ışınlar arasındaki yol farkını; BD + DC = 2d sinθ (2.1) şeklinde yazabiliriz. Bu yazdığımız yol farkı, gönderdiğimiz X-ışının tam katları ise yapıcı girişim olayı, değilse yıkıcı girişim olayı meydana gelir. Ayrıca bu olay sırasında X-ışınlarının kristal düzlemlerinde esnek olarak saçıldığını düşünürsek (şayet böyle düşünmezsek X-ışınının örgü içerisinde enerjisi yani dalga boyu değişecektir), Bragg yasasını aşağıdaki gibi yazabiliriz (Kittel et al. 1986): 4

14 2 d sinθ = nλ (2.2) Denklem 2.2 de görüldüğü gibi iki ardarda farklı iki düzlemden yansıyan X-ışınları arasındaki yol farkı dalga boylarının katlarına eşitlenmiştir. İşte biz buradan elde edeceğimiz kırınım desenine bakarak kristal örgü hakkında bilgi edinebiliriz. 2.2 Kırınım Deseninin İncelenmesi Elde edilen bir örnekten alınan x-ışını ya da nötron kınımı deseninin elde edilmek istenen kristal yapının deseni ile karşılaştırılması gerekir. Bu işleme arıtım denir ve bu işlemde Fullprof programı kullanılır. Bu program örnekten alınan x-ışını deseni ile elde edilmek istenen kristalin teorik x-ışını desenini Rietveld Artımı ile en küçük kareler yöntemini kullanarak birbirine uyuşturmaya çalışır. Bu uyuşturma işlemi yapılırken aşağıdaki parametreler değiştirilebilir. Difraktometre ilgili parametreler: Skala Faktörü Difraktometrenin sıfır ayarı Çizgi genişlemesi ve şekilsellik Taban sayımı Tercihli yönelim Örnek yer değiştirmesi ve saydamlık Yüzeysel soğurma Sönüm Yapı ile ilgili parametreler: Örgü parametreleri Kesirli atomik koordinatlar Doluluk parametreleri Sıcaklık faktörleri 5

15 Bu parametrelerin yanında birde arıtılmayan parametreler vardır, bunların değerleri zaten kesin olarak arıtımdan önce bilinir. Bu parametreler şunlardır: Özel konumlarda bulunan atom koordinatları Uzay grubu Radyasyon dolgaboyu (x-ışını yada nötron dalgaboyu) K α1 ve K α2 ikilisinin yoğunluk oranı Taban sayımını tanımlayan profil fonksiyonunun başlangıcı Arıtımda uyumun ölçüsü çok önemlidir. Böylece kristalin ne kadar kusursuz olduğunu anlarız. Arıtımın iyi olması gözlenen ile hesaplanan şiddet değerleri arasındaki uyumun en iyi hale getirilmesiyle sağlanır. Uyumun değerini R-Bragg Faktörü verir ve şu şekilde tanımlanır: (( I K ( göz)) ( I K ( hes)) RB = (2.3) I ( göz) K Buradaki I K (göz) gözlenen şiddet değeri iken, I K (hes) teorik olarak hesaplanan değerdir. R-Bragg Faktörü nün olabildiğince küçük (R B < 0.1) olması istenir, çünkü bu değer ne kadar küçük olursa elde edilen kristal o kadar düzgün, saf ve önerilen yapının uygunluğunu göstermektedir. Rietveld arıtımı yaparken şu noktalara dikkat etmeliyiz: Difraktometre iyi ayarlanmış olmalıdır. İyi ayarlanmamış difraktometre çizginin kaymasına ve genişlemesine neden olur, buda arıtımla düzeltilemez. İyi örnekler kullanılmalıdır, kötü örnekler şiddetleri rasgele düzenler, ayrıca örnek yüzeyinin pürüzlü olmaması için örnek iyice öğütülerek homojen hale getirilmelidir. İyi bir desen için yeterli sayım zamanı olmalıdır, eğer zaman azsa elde edilen şiddet değerleri arıtım için yeterli olmayabilir. 6

16 2.3 Scherrer Formülü Scherrer formülü x-ışını deseninden yararlanarak elde edilen nanoparçacıkların büyüklüklerinin bulunmasına yarar. Çünkü x-ışını alınacak bir örnekteki parçacıkların boyutları ne kadar küçülürse, x-ışını desenindeki piklerde de buna bağlı olarak bir genişleme söz konusu olur. Scherrer formülü aşağıdaki gibi ifade edilir (Yongsheng Liu et al. 2005): cosθ sinθ 1 β = 2ε + (2.4) λ λ L Burada L parçacık büyüklüğü, λ kullandığımız x-ışını kaynağının dalgaboyu, β x- ışınında ele aldığımız pikin yüksekliğinin yarısındaki genişliği (radyan cinsinden), θ pikin bulunduğu acı değeri ve son olarak da ε örgü gerilimidir. Formülde görüldüğü gibi β pik yarı genişliği arttıkça parçacıklarında boyutları β ile ters orantılı olarak azalmaktadır. L nin birimi ise λ ya bağlı olup, eğer λ µm ise µm, nm ise nm cinsindendir. 2.4 Geçirmeli Elektron Mikroskobu (TEM) Geçirmeli elektron mikroskopları nano boyuttaki yapıların parçacıkların ya da yapıların büyüklüğü hesaplarında, şekillerinin belirlenmesinde, kristal yapı bozukluklarının saptanmasında ve bir bileşikteki elementlerin bileşik içindeki oranlarının belirlenmesinde kullanılır. Geçirmeli elektron mikroskobu aslında bir slayt göstericisi gibi çalışır. Slayt göstericisinde arkadan bir ışık kaynağı slaydın üzerine ışık gönderir ve bu ışık slayt üzerindeki yapılardan ve nesnelerden etkilenerek bir perdeye düşer, tabi bu esnada ışığın düzgün bir şekilde slayda gelip buradan yine düzgün bir şekilde perdeye düşmesi için birçok optik eleman kullanılır. İşte geçirmeli elektron mikroskobu da bu sistem gibi çalışır, ama buradaki fark ışık kaynağı yerine bir elektron kaynağının bulunmasıdır. Bu sistemde de elektronlar kaynaktan çıkıp optik elemanlardan geçerek, örnekle etkileşip daha sonra yine optik elemanlar yardımıyla gözlemin yapılacağı ekrana düşürülür. 7

17 Elektron kaynağı Birinci yoğunlaştırıcı mercek İkinci yoğunlaştırıcı mercek Yoğunlaştırıcı yarığı Objektif yarığı Bölge seçme yarığı Örnek Objektif mercek Birinci düzenleyici mercek İkinci düzenleyici mercek Projektör mercek Ekran (fosfor) Şekil 2.2 Geçirmeli elektron mikroskobunun (TEM) yapısı Şekil 2.2 de bir geçirmeli elektron mikroskobunun yapısı gösterilmiştir. Burada elektronlar elektron kaynağından dışarı çıktıktan sonra ilk olarak birinci yoğunlaştırıcı ve ikinci yoğunlaştırıcı merceklere girerler. Bu mercekler kaynaktan çıkan elektronları odaklayarak ışının şiddetinin sağlarlar. Buradan hemen sonra yoğunlaştırıcı yarığa gelir ve bu yarık merceklerden gelen geniş açılı elektronları geçirmeyerek demetin düzgün bir şekilde örneğim üzerine düşmesini sağlar. Bu işlemlerden sonra elektronlar örneğin üzerine düşer ve örnekle etkileşerek diğer taraftan çıkarlar. Elektronlar örnekten çıktıktan sonra objektif mercekte yeniden odaklanırlar. Objektif mercekten hemen sonraki objektif yarığı objektif merceğinden çıkan ışındaki geniş açılı elektronları durdurarak kontrastın artmasını sağlarken, bölge seçme yarığı da ekrana hangi bölgenin görüntüsü düşürülmek isteniyorsa o bölgeyi seçme işine yarar ve bu yarık dışarıdan kontrol edilir. Bu yarıklardan sonra elektronlar birinci ve ikinci düzenleyici merceklere girerler bu mercekler elektron demetini uygun ve görüntü kalitesini bozmayacak şekilde büyütürler. Daha sonra demet projektör merceğe girer ve bu mercekte görüntü ekrana düşmeden demete son şeklini verir. Son olarak demet fosfor ekrana düşer ve bu şekilde örneğin görüntüsüne ulaşırız. Bu görüntü bir resim karesi gibidir ve büyütme oranı da bilindiği için görüntü üzerinden istenilen ölçümler alınabilir ve yapı ile inceleme yapılabilir. 8

18 2.5 Manyetizma Diamanyetizma Diamanyetik malzemeler negatif mıknatıslanmaya sahip manyetik malzemeler olarak düşünülebilir. Diamanyetik malzemelerde atomlar net bir manyetik momente sahip değillerdir. Fakat malzemeye dışarıdan bir manyetik alan uygulandığında yörüngedeki elektronlar bu manyetik alanla etkileşir ve hızları değişir. Bu elektronlar bir teldeki akım gibi düşünülebilir, bir çembersel telde akım değiştirildiğinde bu akımı eski haline dönüştürmeye çalışan bir elektromotor kuvveti meydana gelir. Bu etki yörüngelerde dolaşan elektronlarda da meydana gelir ve dışarıdan uygulanan manyetik alana karşı başka bir manyetik alan oluşur. Bu durumda malzeme dışarıdan uygulanan manyetik alanı yavaşça itmiş olur. İşte bu tip manyetik malzemelere Diamanyetik malzemeler denir. Şekil 2.3 de görüldüğü gibi eğer her bir mavi daireyi bir atom olara düşünürsek, bu atomların hiçbirinin net manyetik momentleri yoktur, sadece harici bir manyetik alanla karşılaştıklarında tepki veririler. Şekil 2.3 Diamanyetik malzemenin atomları Şekil 2.4 de ise diamanyetik bir malzemenin dışarıda uygulanan bir manyetik alana (H) nasıl bir tepki verdiği görülmektedir. Bu tepki görüldüğü gibi, malzemenin ters taraftan bir manyetik alan (M) meydana getirmesidir. Ayrıca bu grafikten dış manyetik alanın arttıkça, malzemenin meydana getirdiği alanında arttığı görülmektedir. 9

19 M H Şekil 2.4 Diamanyetik bir malzemenin M-H grafiği Paramanyetizma Paramanyetik malzemelerde her bir atom net manyetik momente sahiptir, fakat bu manyetik momentler örgü içerisinde rasgele yönlenmişlerdir. Bu rasgele yönelimden dolayı malzeme üzerinde herhangi bir dış manyetik alanın etkisi yokken bu malzemenin mıknatıslanması sıfırdır. Fakat dışarıdan bir manyetik alan uygulandığında bu rasgele yönlenmiş manyetik momentler uygulanan alan doğrultusunda yönlenirler ve hepsi birlikte toplam bir manyetik alan oluşturlar. Şekil 2.5 de dışarıdan bir manyetik alan uygulanmıyorken örgü içerisindeki atomların manyetik momentlerinin yönelimleri görülürken, Şekil 2.6 da malzemenin üzerine dışardan bir manyetik alan uygulandığında atomların manyetik momentlerinin yaklaşık olarak nasıl dizildikleri görülmektedir. Şekil 2.5 Paramanyetik bir malzemenin manyetik düzenlenimi 10

20 Şekil 2.6 Dış manyetik alan altında paramanyetik bir malzemenin düzenlenimi Şekil 2.6 da ise paramanyetik bir malzemenin üzerine dışardan bir manyetik alan uygulandığında gösterdiği tepki verilmiştir. Grafikten görüldüğü gibi dış manyetik alan (H) uygulanmaya başladığında malzeme içerisinde düzensiz olan atomik manyetik momentler düzenlenmeye başlamış ve dış manyetik alanla aynı yönde bir mıknatıslanma değeri oluşturmaya başlamışlardır. Ayrıca yine şekilden dış manyetik alanın arttıkça, malzemenin toplam mıknatıslanmasının da arttığı görülmektedir. Bu, dış alanın daha fazla atomik manyetik momenti düzenlemesinden kaynaklanır. M H Şekil 2.7 Paramanyetik bir malzemenin M-H grafiği Paramanyetik davranış Curie Yasası ile verilir. Curie Yasası na göre manyetik alınganlık ( χ ) aşağıdaki şekilde ifade edilir: C M χ = = (2.5) T B Burada C Curie sabitidir ve şu şekildedir: 11

21 2 Nµ B C = (2.6) k Alınganlık ifadesinden görüldüğü gibi dışarıdan manyetik alan uygulandığında malzemem içerisindeki manyetik momentler düzenlenir ve mıknatıslanma artar. Fakat ısı arttırıldığında ısısal titreşimlerden dolayı mıknatıslanma ( M ) ve dolayısıyla alınganlık ( χ ) değeri azalır. Çünkü ısısal titreşimler yüzünden atom hareket etmeye başlar ve bu atomun manyetik momentinin de yön değiştirmesine neden olur. Bu da toplam mıknatıslanmanın azalmasına neden olur. Fakat Curie yasası farklı manyetik momentlerin birbirleriyle etkileşmediği durumlarda işe yarar. Eğer bu etkileşmelerin olduğunu varsayarsak bu sefer devreye Curie-Weiss yasası devreye girer. Bu yasa ise şu şekilde ifade edilir: C χ = (2.7) T Q Burada Q bir sıcaklık sabitidir. Bu sabit sıfır, artı ya da eksi işaretli bir değer alabilir. Q = 0 olduğunda Curie-Weiss yasası Curie yasasına dönüşür. Yani bu durumda malzeme içerisindeki manyetik momentler birbirleriyle etkileşmemektedir. Eğer Q sıfırdan farklıysa bu sefer malzeme içerisinde bulunan manyetik momentler arasındaki etkileşmeler göz önüne alınır. Bu durumda malzeme geçiş sıcaklığının (Curie sıcaklığı; T c ) üstünde paramanyetik olur. Q nun artı işaretli olduğu durumlarda malzeme geçiş sıcaklığının (Curie sıcaklığı; T c ) altında ferromanyetik, Q nun eksi işaretli olduğu durumlarda malzeme geçiş sıcaklığının (Neel sıcaklığı; T N ) altında antiferromanyetik olur Ferromanyetizma Ferromanyetik bir malzemede her bir atom net bir manyetik momente sahiptirler ve bu atomların manyetik momentleri birbirleriyle etkileşir. Bu durumda bütün manyetik momentler birbirlerine paralel ve aynı yönlü bir yapı alırlar. Bu etkileşme ilk kez Weiss tarafından moleküler alan teorisi olarak bulunmuştur. Bu teoriye göre alan altında ferromıknatıslar bir doyum mıknatıslanmasına ulaşır, çünkü bütün manyetik momentler 12

22 aynı yönlü ve paralel olduğundan mıknatıslanmada artık daha fazla bir artış olmaz. Kuantum mekaniksel olarak, ferromanyetizmanın Heisenberg modelinde manyetik momentlerin paralel düzenlenmesi komşu manyetik momentler arasındaki değiş tokuş etkileşmeleriyle açıklanır. Şekil 2.8 de ferromanyetik bir malzemenin atomlarının manyetik momentlerinin dizilimleri verilmiştir. Şekil 2.9 da ise manyetik alan altındaki ferromanyetik bir malzemenin atomlarının manyetik momentlerinin dizilimleri verilmiştir. Şekil 2.8 Ferromanyetik bir malzemenin manyetik düzenlenimi Şekil 2.9 Dış manyetik alan altında ferromanyetik bir malzemenin manyetik düzenlenimi Şekil 2.10 da ise ferromanyetik bir malzemenin üzerine dışardan bir manyetik alan uygulandığında gösterdiği tepki verilmiştir. Grafikten görüldüğü gibi dış manyetik alan (H) uygulanmaya başladığında malzeme içerisindeki atomlar daha fazla düzenlenirler ve malzemenin toplam mıknatıslanmasını arttırırlar. Dış alan daha arttığında ise malzemede artık düzenlenecek atom kalmadığından, toplam mıknatıslanma bir doyuma ulaşır. 13

23 M H Şekil 2.10 Ferromanyetik bir malzemenin M-H grafiği Weiss ayrıca moleküler alan teorisinde malzeme içindeki manyetik bölgelerden (domain) bahseder ve bu manyetik bölgeler içindeki manyetik momentlerin hepsinin aynı yönlü ve paralel olduğunu söyler. Manyetik bölgeler malzemenin uygulanan alan karşısında nasıl davranacağını belirler. Ferromanyetik malzemeler genelde doyma mıknatıslanmalarına bakılarak karşılaştırılırlar Antiferromanyetizma Antiferromanyetik malzemelerde atomlar net manyetik sahiptirler ve bu manyetik momentler birbirlerine paraleldir. Fakat birbirlerini yok edecek şekilde yönelimleri birbirlerine terstir. Bu yönelimlerin ters olmasının nedeni değiş tokuş etkileşimleridir. Bu durumda malzemede net bir manyetik moment olmadığından malzeme paramanyetik gibi davranmış olur, çünkü atomların manyetik momentleri birbirlerinin etkilerini yok ederler. Şekil 2.11 de antiferromanyetik bir malzemenin atomlarının manyetik momentlerinin nasıl dizildikleri verilmiştir. Eğer şekildeki vektörler, eşit kuvvetli düşünülürse birbirlerinin etkilerini nasıl yok ettikleri görülmektedir. Şekil 2.12 de ise bu malzemeye dışardan bir manyetik alan uygulandığında atomik manyetik momentlerinin nasıl düzenlendikleri verilmiştir. 14

24 Şekil 2.11 Antiferromanyetik bir malzemenin manyetik düzenlenimi Şekil 2.12 Dış manyetik alan altında antiferromanyetik bir malzemenin düzenlenimi Şekil 2.13 de ise antiferromanyetik bir malzemenin üzerine dışardan bir manyetik alan uygulandığında gösterdiği tepki verilmiştir. Grafikten görüldüğü gibi dış manyetik alan (H) uygulanmaya başladığında malzeme içerisinde dış manyetik alana ters yönelimli olan atomik manyetik momentler düzenlenmeye başlamış ve dış manyetik alanla aynı yönde bir mıknatıslanma değeri oluşturmaya başlamışlardır. Ayrıca yine şekilden dış manyetik alanın arttıkça, malzemenin toplam mıknatıslanmasının da arttığı görülmektedir. M H Şekil 2.13 Antiferromanyetik bir malzemenin M-H grafiği 15

25 2.5.5 Ferrimanyetizma Ferrimanyetizma karmaşık kristal yapılarında görülür. Bu tip malzemelerde değiş tokuş etkileşmeleri manyetik momentleri paralel hale getirir. Fakat kristal içerisindeki bazı bölgelerin manyetik yönelimi kristalin genel yönelimine ters olur, bu bölgelerde toplam mıknatıslanmanın azalmasına neden olur. Bu malzemeler ferromanyetik malzemelere benzemekle birlikte doyma mıknatıslanmaları ferromanyetik malzemelerden daha düşüktür. Şekil 2.14 de ferrimanyetik bir malzemenin atomlarının manyetik momentlerinin dizilimleri verilmiştir. Şekilde görüldüğü gibi örgü içerisindeki manyetik momentler birbirine paraleldir. Fakat yönelimleri farklı olan atomların, manyetik kuvvetleri de birbirlerinden farklıdır. Şekil 2.15 de bu malzemeye dışardan bir manyetik alan uygulandığında, atomların manyetik momentlerini nasıl dizildikleri verilmiştir. Şekil 2.14 Ferrimanyetik bir malzemenin manyetik düzenlenimi Şekil 2.15 Dış manyetik alan altında ferrimanyetik bir malzemenin düzenlenimi Şekil 2.16 de ise ferrimanyetik bir malzemenin üzerine dışardan bir manyetik alan uygulandığında gösterdiği tepki verilmiştir. Bu tepki ferromanyetik bir malzemenin verdiği tepkiye oldukça benzemektedir. Fakat bu malzemelerin doyma mıknatıslanması değerleri ferromanyetik malzemelere göre daha düşüktür. Grafikten görüldüğü gibi dış manyetik alan (H) uygulanmaya başladığında malzeme içerisindeki atomlar 16

26 düzenlenmiş, yani aynı yöne yönelmiştir. Sonuçta da malzemenin toplam mıknatıslanmasını arttırmışlardır. Dış alan daha da arttığında ise, malzemede artık düzenlenecek atom kalmadığından, toplam mıknatıslanma doyum değerine ulaşmıştır. M H Şekil 2.16 Ferrimanyetik bir malzemenin M-H grafiği Doyma mıknatıslanması Doyma mıknatıslanması bir manyetik malzemeden elde edilebilecek en büyük mıknatıslanma değeridir. En büyük mıknatıslanma değeri malzeme içerisindeki manyetik bölgelerin hepsinin paralel olması ve aynı yöne yönlenmesiyle elde edilir. Mıknatıslanma daha fazla artamaz, çünkü atomik manyetik momentler birbirine paralel yönlenmiştir. Doyma mıknatıslanması sıcaklıktan etkilenen bir özelliktir, sıcaklık arttığı zaman doyma mıknatıslanması değeri düşerken, sıcaklık azaldığı zaman artar. Bunun nedeni ısısal titreşimlerden dolayı atomların manyetik momentlerinin yönelimlerinin değişmesi ve toplam mıknatıslanmanın azalmasıdır. Doyma mıknatıslanması kavramı sadece ferromanyetik ve ferrimanyetik malzemelerde görülmektedir. Diğer manyetik malzemelerde ise bu doyum halinin olmamasının nedeni ısısal titreşimler veya değiştokuş etkileşimleri gibi etkilerdir. Çünkü bu tip etkileşimler örgü içerisindeki atomların manyetik momentlerinin aynı yönelimde olmalarını izin vermemektedirler. Şekil 2.17 de ferromanyetik bir malzemenin iki farklı sıcaklıktaki M-H eğrileri verilmiştir. Bu şekilde T 2 sıcaklığı T 1 sıcaklığından yüksektir ve bu yüzdende T 2 sıcaklığına ait doyma mıknatıslanması daha düşük bir değerdedir. 17

27 M T 1 T 2 H Şekil 2.17 Doyma mıknatıslanmasının sıcaklıkla değişimi (T 2 > T 1 ) Manyetik bölgeler Manyetik bölgeler çok sayıda ( ) atomik manyetik momentlerin bir araya gelerek oluşturdukları bölgelerdir. Bu bölgeler içindeki momentlerin hepsi birbirine paralel olarak aynı yönde (kolay eksen yönünde) yönelmiş durumdadırlar. Yani her bir manyetik bölge kendi doyma mıknatıslanma değerindedir. Şekil 2.18 de bir manyetik malzeme içerisindeki manyetik bölgeler ve bu bölgelerin manyetik yönelimleri görülmektedir. Şekil 2.18 Bir malzemedeki manyetik bölgeler Manyetik bölgeleri anlatırken bölge duvarlarından da bahsetmek gerekir. İki farklı yönelimli manyetik bölge alırsak, bu manyetik bölgeler arasındaki bölgede iki farklı yönelimden ve değiş tokuş etkileşmelerinden dolayı, bu iki yönelimden değişik olarak 18

28 başka yönelimli manyetik momentler oluşur. Bu yönelimler manyetik bölgelerin kolay eksen yönelimlerinden farklıdır ve bu yüzden de daha yüksek enerjiye sahiptirler. Kuzey Güney Bölge Duvar Genişliği Atomik Momentler Şekil 2.19 Manyetik bölgeler arasındaki bölge duvarının yapısı Manyetik histerisis Ferromanyetik ve Ferrimanyetik malzemeler gibi net manyetik momentlere sahip olan malzemelerde çizgisel olmayan bir Mıknatıslanma-Uygulanan Alan ( M-H ) eğrisi gözlenir, bu değişim malzemelerin bölgesel manyetik yapılarından kaynaklanır. Bu eğri genel olarak, bir manyetik malzemenin manyetik olarak sert mi yoksa yumuşak mı, doyma mıknatıslanması değeri, kalıcı mıknatıslık değeri, zorlayıcı alan değeri gibi bilgileri verir. 19

29 M 2 B A 1 C H D 3 Şekil 2.20 Manyetik histerisis eğrisi Şekil 2.20 de ilk olarak 1 numaralı eğride sıfırdan başlayarak örneğe dışardan bir manyetik alan uygulandığında, örnek içerisindeki manyetik bölgeler hemen düzenleniyorlar ve malzeme A noktasında doyma mıknatıslanması değerine ulaşıyor. Daha sonra dış manyetik alan sıfıra doğru azaltılmaya başlandığında, (2 numaralı eğri) manyetik bölgeler kolay eksenleri doğrultusunda düzenlenmeye başlıyorlar. Fakat uygulanan alan sıfır olduğunda bazı manyetik bölgeler kolay eksenlerine düzenlenmeden kalırlar, işte bu manyetik bölgelerde B noktasında ki kalıcı mıknatıslanma değerini oluştururlar. Dış alan ters yönde uygulanmaya devam edilirse C noktasında ki uygulanan alan değerinde malzemeden hiçbir mıknatıslanma değeri elde edilemez, yani dışarıdan bir etkiyle malzemenin mıknatıslanması sıfır yapılmış olur. Bu değere zorlayıcı alan denir ve bu değer bize bir malzemenin mıknatıslanmasının ne kadar kolay ya da zor kaldırılabileceği konusunda bilgi verir. Manyetik alan ters yönde arttırılmaya devam ettirildiğinde malzeme içindeki manyetik bölgeler ters yönde yönlenip D noktasında eksi olarak doyuma ulaşacaklardır. Bu doyumdan sonra ters uygulanan alan azaltılıp daha sonra ilk yönelimle yeniden uygulandığında da (3 numaralı eğri) üstteki eğrinin simetriği bir eğri elde edilmiş olacaktır. İşte bu çevrime manyetik histerisis denir. 20

30 2.5.9 Zorlayıcı alan (Coercivity) Bir önceki bölümde söylediğimiz gibi zorlayıcı alan malzemenin mıknatıslanmasını sıfır yapmak için gerekli dışardan uygulanan manyetik alan değeridir. Manyetik malzemelerde genelde zorlayıcı alan değeri A/m nin üzerinde olanlar sert manyetik malzemeler, zorlayıcı alanı A/m nin altında olanlar yumuşak manyetik malzemeler olarak adlandırılırlar. Sert manyetik malzemelerde manyetik bölgelerin kolayca düzenlenmemesi ve bölge duvarlarının kolayca hareket etmemesi istenir. Bunun için malzemenin güçlü bir manyetokristalografik anizotropiye sahip olması gerekir. Ya da buna alternatif olarak malzemeler nano boyutlarda gözlenen şekil anizotropisine sahip olabilirler. Bu malzemeler nanomanyetizma bölümünde daha ayrıntılı incelenecektir. 2.6 Nanoparçacıkların Manyetizması Giriş bölümünde de bahsedildiği gibi malzemeler normal boyutlarından nano ya da mikro boyutlara indirgendikçe birçok özelliğinde değişikler olur. Bu bölümde malzemelerin nano boyuta indirildikleri zaman gösterdikleri manyetik özellikleri açıklanacaktır. Fakat bu açıklamadan önce nanoparçacıkların manyetizmasında oldukça önemli etkenler olan anizotropi ve parçacıklar arası değiş tokuş etkileşimleri konularından bahsetmek gerekmektedir Manyetik anizotropi Nano boyuttaki malzemelerde manyetik anizotropinin iki farklı kaynağı vardır. Bu kaynaklar manyetokristal anizotropi ve şekil anizotropisidir. Ve malzemenin toplam anizotropik karakteri bu iki farklı anizotropinin ortak etkisi olarak tanımlanır. 21

31 Manyetokristal anizotropi Manyetik malzemelere manyetik alan uyguladığımızda malzeme içerisindeki manyetik momentlerin düzenlendiklerini yani manyetik alan doğrultusunda yönlendiklerini biliyoruz. Bazı manyetik malzemelerde dışarıdan uyguladığımız manyetik alanın yönü önemlidir, çünkü manyetik anizotropi gösteren malzemelerdeki manyetik momentler kristalin bir doğrultusunda uyguladığımız dış manyetik alanın altında hemen düzenlenirken, başka bir doğrultusunda uyguladığımız dış manyetik alan için daha zor düzenlenirler. Yani burada manyetik düzenlenimin kolay mı yoksa zor mu olacağı uyguladığımız alanın yönünün kristalin hangi doğrultusunda olacağına bağlıdır. İşte bu tip özellik gösteren malzemelere manyetik anizotropik malzemeler denir. Ayrıca düzenlenimin hemen olduğu eksene kolay eksen, düzenlenimin daha geç olduğu eksene zor eksen denir. Bu olayı özetlersek kolay eksen doğrultusunda manyetik düzenlenim daha az dış manyetik alanla sağlanırken, zor eksen doğrultusunda düzenlenimin sağlanması için yüksek dış alan gerekir. Şekil 2.21 de kristal bir yapının kolay ve zor eksenlerinin yönelimlerine bir örnek verilmiştir. Kolay Eksen Zor Eksen Şekil 2.21 Manyetik anizotropiye sahip bir kristaldeki manyetik eksenler 22

32 M Kolay Eksen Zor Eksen Şekil 2.22 Manyetik anizotropik bir malzemenin manyetik eksenler göre M-H grafiği H Şekil 2.22 de anizotropik bir manyetik malzemenin kolay ve zor eksenlerinin dış manyetik alana gösterdikleri tepkiler gösterilmiştir. Kolay ve zor eksenler arasındaki bu farklılık elektron yörüngelerindeki eşleşmeden kaynaklanır. Kolay eksen doğrultusundaki yörüngeler daha düşük enerji düzeylerindedirler. Bu nedenle, bu eksen doğrultusundaki manyetik momentleri yönlendirmek daha kolaydır. Zor eksen doğrultusundaki yörüngeler için ise bu olayın tam tersi geçerlidir Şekil anizotropisi Manyetik parçacıklarda kendi yüzeylerinde tıpkı büyük mıknatıslar gibi manyetik kutuplar oluştururlar. Bu kutupların oluşumu daha çok bu parçacığın şeklinden kaynaklanan manyetik yüklerin parçacık yüzeyi üzerindeki dağılımıyla ilgilidir. Şekil 2.23 de eliptik bir parçacığın manyetik yapısı verilmiştir. s s s n n n Şekil 2.23 Eliptik bir parçacığın manyetik yapısı Şekil 2.23 de görüldüğü gibi manyetik parçacık üzerinde oluşan manyetik kutuplardan dolayı parçacığın n kutbundan s kutbuna doğru bir manyetik alan oluşur. Bu durumda 23

33 da görünen ok boyunca bu manyetik parçacık için bir kolay eksen tanımlanırken, bu eksene dik olan bütün durumlar için de bir zor eksen tanımlanır. Sonuç olarak tek bir parçacık için bu durumda şeklinden kaynaklı olar bir anizotropi tanımlanmış olur Parçacıklararası değiş-tokuş etkileşimleri Parçacıklararası değiş tokuş etkileşimleri malzemenin genel manyetik karakterini etkileyen önemli bir parametredir. Çünkü parçacıklar arası bu etkileşimler parçacıkların manyetik momentlerinin yönelimlerini etkiyebilecek durumda olabilirler. Parçacıklar arası bu etkileşimler parçacıkların yüzeylerindeki atomların sayısı ile doğru orantılı artarken, parçacıklar arası uzaklıkla ters orantılı olarak azalmaktadır. Parçacık boyutu azaldıkça yüzey/hacim oranı artar ve bu da diğer atomlarla etkileşebilecek atomların sayısını arttırır, dolayısıyla da küçülen parçacık çevresindeki parçacıklarla daha çok etkileşmeye başlar. Bu etkileşimin parçacıklar arasındaki mesafeye ile ters orantılı olmasının nedeni ise mesafenin azaldıkça bu dış yüzey atomlarının etkileşme mesafesinin değişmesidir. Yani parçacıklar birbirlerine yaklaştıkça yüzey atomları birbirleri ile daha etkin etkileşirken, mesafe arttığında bu etkileşme azalır Nanomanyetizma Makro boyuttaki malzemelerin manyetik özellikleri önceki bölümlerde açıklanmıştır. Bu malzemelerin manyetik özellikleri genel olarak malzemelerin elektronik özelliklerinden ve kristal yapılarından kaynaklanmaktadır. Elektron kaynaklı manyetizma yapı içerisinde bulunan atomlarındaki elektronların enerji düzeyleri ve elektronların birbirleriyle olan ilişkilerinden kaynaklanır. Bu etkileşimler genelde atomların kendi manyetik momentlerinden sorumludurlar. Kristal yapı kaynaklı manyetizma ise atomların kristal örgü içerisinde yerleşimiyle ilgilidir. Bu yerleşim yapıdaki anizotropi, atomlar arası etkileşim ve malzemenin genel manyetik düzenlenmesinden sorumludur. Nano boyuttaki malzemelerde ise malzeme içerisinde parçacıklar oluşması genel yapının manyetizmasını etkileyen faktörleri değiştirmektedir. Çünkü bu durumda 24

34 malzeme içerisinde parçacıkların boyutları, parçacıkların kendi manyetik düzenlenimleri ve birbirleri arasındaki etkileşimleri malzemenin genel manyetik yapısından sorumludur. Parçacık boyutuna ve bu boyuttaki manyetik bölge yapısına göre nanomanyetik malzemeler üç farklı yapıda bulunabilirler. Bu yapılar çok-bölgeli yapılar, tek-bölgeli yapılar ve süperparamanyetik yapılar olarak adlandırılırlar. Şekil 2.24 de bu yapıların parçacık büyüklüğüne göre nasıl değiştikleri verilmiştir. H C Tek - Bölge Çok - Bölge D P D S Parçacık Büyüklüğü Şekil 2.24 Parçacık büyüklüğü Zorlayıcı Alan Eğrisi Şekil 2.24 de Çok-bölge olarak adlandırılan bölgede tek bir manyetik parçacık içerisinde birçok manyetik bölgenin bulunduğu vurgulanırken, Tek-bölge olarak adlandırılan bölgede ise tek bir manyetik parçacık içerisinde tek bir manyetik bölgenin bulunduğu yani parçacığın kendisinin aslında bir manyetik bölge olduğu vurgulanmıştır. D P olarak belirtilen parçacık büyüklüğü ise genel olarak 2 10nm olarak tanımlanmakta ve bu büyüklüğün altındaki büyüklükler Tek-bölge durumunun bir alt durumu olan Süperparamanyetik durumu göstermektedir. Çok-bölge de bir manyetik nanoparçacık içerisinde birden fazla manyetik bölge vardır ve bu parçacığın manyetik özellikleri bu manyetik bölgelerin ortak davranışları ile belirlenir. Bu bölgede parçacık büyüklükleri çok ufak olmadıklarından toplam anizotropiye manyetokristal anizotropi, şekil anizotropisinden daha fazla katkıda 25

35 bulunur. Parçacık büyüklüğü tek-bölge ye doğru kaydıkça parçacık içinde artık tek bir manyetik bölge kalır ve bu yüzden, bu bölgeye tek-bölge denir. Bu bölgede parçacıkların boyutları oldukça azaldığından parçacıklarda şekil anizotropisi görülmeye başlar yani, bu durumda ise toplam anizotropiye şekil anizotropisinden gelen katkı manyetokristal anizotropiden gelen katkıdan daha fazladır. Parçacık boyutları daha da küçüldüğünde ise artık parçacıklar üzerinde artık ısıl etkiler oluşmaya başlar ve bu ısıl etkiler yüzünden artık hiçbir manyetik özellik oluşmaz, işte bu bölgeye de süperparamanyetik bölge denir. 2.7 Mekanik Öğütme İlk olarak mekanik alaşımlama ve öğütme sistemi 1966 yılında John Benjamin tarafından tanıtılmış ve kullanılmaya başlanmıştır. Sistemin ilk kullanılma amacı Paul D. Merico Araştırma Laboratuarlarında gaz tribünlerinde kullanılan yüksek sıcaklıklarda oksitlenmeyen ve sağlamlığını yitirmeyen nikel tabanlı bir alaşımı hazırlamaktı. Mekanik alaşımlama ve öğütme sistemleri daha sonra seksenli yıllarda bilimsel araştırmalarda çok daha fazla yer bulmaya başlamıştır. Bu çerçevede kristallerin, çoklu kristallerin ve amorf yapıların alaşımlamalarında ve öğütmelerinde kullanılmıştır lı yıllara gelindiğinde ise hem bilim dünyasındaki kullanımları daha da artmış hem de bu bilimsel araştırmalar sonucu bulunan malzemelerin, endüstriyel anlamada üretimlerinde de büyük ölçeklerde kullanılmaya başlanmıştır. Ayrıca bilimsel olarak bu yöntem 1990 lı yıllarda seramiklerin, polimerlerin ve kompozit malzemelerin alaşımlarının ve nanoparçacıklarının elde edilmesinde kullanılmışlardır. Özellikle son yıllarda nano boyuttaki malzemelerin gerek manyetik, gerek elektriksel, gerek dayanıklılık ve bunun gibi birçok özellikte gösterdikleri ilginç davranışlarından dolayı büyük ilgi çekmektedirler. Bu sebeplerden dolayı nano boyutta malzeme üretimini olanaklı kılan bu sistemler geçen yıllarda büyük bir gelişme ve çeşitlenme göstermişlerdir. 26

36 Günümüzde alaşımlama ve öğütme sistemleri çok farklı amaçlarda kullanılan ekipmanları, bunların yanında artık elektronik sistemlerle güçlendirilen kontrol mekanizmalarıyla alaşımların ve bileşiklerin nanoparçacıklarının elde edilmesi konusunda oldukça etkili ve güzel sonuçlar vermektedirler. Bu işlem esnasında öğütme kabı içerisindeki toz halinde ki örnekler (bu toz parçacıklarının büyüklerinin 1 200µm olması tercih edilir) ya bir bilyeler arasında ya da bilyeler ile öğütme kabının çeperleri arasında kalırlar. Parçacıklar bu çarpışmalar ve ezilmeler esnasında büyük etkilere yani enerji geçişlerine maruz kalırlar. Bu etkiler toz parçacıklarının birbirleriyle soğuk kaynaklar yapmalarına neden olurlar, daha sonra ki bir çarpışmada bu birleşen büyük parçacıklar yeniden kırılırlar. Bu şekilde süreç kaynayıp, kırılma, yeniden kaynayıp, yeniden kırılma şeklinde devam eder ve her döngünün sonucunda oluşan parçacıklarda daha fazla sayıda iç duvar oluşmaya başlar ve bu şekilde nano boyuttaki parçacıklara ulaşılmış olur. Mekanik öğütme işleminden önce öğütülecek malzeme önceden herhangi bir yöntemle elde edilmiş olmalıdır. Eğer malzeme toz halinde değilse yani parça halinde ise bu malzemeyi toz haline getirmek gerekmektedir. Bu işlemde basitçe bir agat yardımıyla yapılabilir. Malzeme öğütme kabına koyulduktan sonra gerekli öğütme parametreleri belirlenir ve öğütme işlemi yapılır. Bu parametrelerden ileriki bölümlerde bahsedilecektir. Şekil 2.25 de mekanik öğütme olayını gösteren bir şekil görülmektedir. 27

37 Şekil 2.25 Mekanik öğütme işlemi Öğütme parametreleri Öğütme parametreleri yapılacak bir öğütmede veya alaşımlamada çok önemli rol oynarlar. Eğer bu parametreler iyi bir şekilde seçilmezlerse istenilen sonuçtan çok farklı sonuçlar elde edilebilir. Bunlara örnek olarak örnek içerisinde başka fazların oluşması, safsızlıkların oluşması, amorf faza geçilmesi veya topaklanma örnek verilebilir. (C. Suryanarayana et al. 2001) Öğütme kabı Öğütme kabının seçimi çok önemlidir, çünkü öğütme esnasında bilyeler öğütme kabının çeperlerine vurduğundan, bu iç duvarlardan kopmalar olabilir, kopmalarda örnek içerisinde safsızlığa neden olabilir. Bu nedenle genel olarak öğütmelerde daha sert malzemelerden yapılmış öğütme kapları kullanılır. Fakat bazen de bir sıvı yardımıyla öğütme yapılır. Buda çelik gibi malzemelerde oksitlenmeye neden olabilir. Böyle durumlarda da plastik gibi malzemelerden yapılmış kaplar kullanılabilir. Bu yanı sıra öğütme kabının içerisindeki atmosferde önemli ise bu durumda da kapalı vidalı ve contalı veya önemli değilse normal bir şekilde kapanan öğütme kapları kullanılmalıdır. 28

38 Genel olarak öğütme kabı öğütülecek tozun sertlik derecesine ve öğütme enerjisine göre seçilir Öğütme hızı Öğütme hızı sistemdeki enerjiye doğru orantılı bir parametredir, yani sistemde öğütme kabının hızı arttırılırsa bilyelerinde çarpma hızları artacağında öğütme işlemindeki enerjide artmış olacaktır. Fakat fazla enerji her zaman iyi ve doğru sonuçlara yol açmayabilir. Bu yüzden öğütme hızının bazı limitleri vardır. Fazla hızın birkaç olumsuz etkisi aşağıda verilmiştir. Öğütme kabının çok hızlı olması özellikle Spex çalkalama sisteminde biyelerinde öğütme kabının iç duvarlarına çok hızlı çarpması anlamına gelir ve bu sebepten dolayı duvarlarda kopma olabilir, bu da örnek içerisinde safsızlığa neden olur. Çok yüksek hızlarda özellikle gezegensel öğütme sisteminde bilyelerin duvar üzerinde sabit bir şekilde kalabilir, bu da öğütme işleminin istenilen şekilde olmamasına neden olabilir. Hız çok yüksek olduğunda çarpmalardan ve sürtünmelerden dolayı sıcaklık artabilir. Bu da mekanik alaşımlamada ve örneğin homojenleşmesinde bir avantajdır, fakat bazı örneklerde de safsızlıkların oluşmasına da neden olabilir Öğütme zamanı Öğütme zamanı en önemli parametredir, çünkü bu sistemlerde öğütme zamanı arttıkça öğütme süreci de devam etmiş olur ve bu şekilde parçacık büyüklükleri de git gide bir limite kadar azalır. Fakat her zaman en düşük parçacık büyüklüğü istenmez. Hatta bazen fazla öğütmeden dolayı kristal fazdan amorf faza geçiş olur, bu da genelde istenmeyen bir şeydir. Bunların dışında fazla öğütme de örnek içerisinde safsızlıkların ya da istenmeyen fazların oluşmasına neden olabilir. 29

39 Ayrıca öğütme zamanları boyunca öğütme kabı içerisindeki amorflaşan bir örnekte yeniden kristalleşme gözlenebilir. Bu dururumda bu aradaki amorflaşmayı gözden kaçırmamak gerekir. Bu nedenlerden dolayı eldeki örneğe göre en uygun öğütme zamanın bulunup buna göre öğütmenin yapılması gerekir Bilye-örnek ağırlık oranı Bilye-örnek ağırlık oranı diğer bir önemli parametredir, bu oran arttıkça örneğin örnek kendine göre daha büyük bir kütlenin çarpmasına maruz kalacağında üzerine etkiyen çarpışma enerjisine artacaktır. Bu durumda bilye-örnek oranı arttıkça öğütme zamanını da bir miktar azaltmak gerekir. Şekil 2.26 da bilye-örnek ağılık oranı değiştirilerek ve diğer parametreler sabit tutularak yapılan öğütmelerin parçacık büyüklüğü-öğütme zamanı grafikleri verilmiştir. Şekil 2.26 Parçacık büyüklüğünün örnek-bilye ağırlık oranına göre değişimi Şekil 2.26 da görüldüğü gibi bilye-örnek ağılık oranı azaldıkça ulaşılabilen en küçük parçacık büyüklüğünde de bir artma gözlenmiştir. Literatürde bilye-örnek ağılık oranı en düşük 1:1 verilirken en fazla olarak da 220:1 olarak verilmiştir. Ayrıca yapılan çalışmalarda, elde edilen parçacıların büyüklüklerini homojen bir dağılımla elde 30

40 edebilmek için, mümkün olduğu kadar küçük yarıçapa sahip bilyelerin kullanılması gerektiği söylenmiştir Öğütme kabının doluluk oranı Öğütme kabının içerisinde fazla boşluk olması bilyelerin örnekle etkileşmemesine, fazla dolu olması ise bilyelerin hareket edemeyip örneğe gerekli çarpma enerjisinin verilememesine neden olabilir, bu yüzden öğütme kabının içerisinde ki boşluk iyi ayarlanmalıdır. Bu ayarlama yapılırken öğütme kabının iç hacminin büyüklüğü, bilyelerin büyüklüğü ve kaba kaç tane bilye konulacağı hesaba katılmalıdır. Literatürdeki çalışmalarda genel olarak öğütme kabının % 50 sinin boş olması gerektiği vurgulanmıştır Çözücü ile öğütme Öğütme esnasında oluşan plastik deformasyonlar parçacıklar arasında soğuk kaynamalara neden olur ve bazen bu soğuk kaynamaların çok fazla olmasından dolayı çok sayıda parçacık birleşerek daha büyük parçacıklar oluştururlar, bu durumda istenilen nano boyuta ulaşılamamış olur. Bu olayı engellemek için çözücüler kullanılırlar. Toz parçacıkları tarafından bu çözücüler soğurulur ve bu şekilde soğuk kaynak etkisi azalır. Kullanılan çözücü türü ise öğütülecek örneğin kimyasal yapısına göre belirlenmelidir, çözücü miktarı ise genellikle toplam toz ağırlığının % 1 5 i kadardır. Kullanılan çözücü miktarının önemini vurgulayacak bir örnek vermek gerekirse; mesela alüminyumum öğütülmesinde öğütme kabına toz ağırlığının % 1 i kadar sterik asit eklendiğinde 5 saatte 500µm boyutunda parçacıklar elde edilirken, bu oran % 3 e çıkarıldığında parçacık boyutları 10µm olmuştur. Verilen bu örnek için çözücü miktarı arttıkça parçacık büyüklüğü de belli bir limit büyüklüğe kadar üstel olarak azalmıştır. 31

BÖLÜM 8 MALZEMENİN MANYETİK ÖZELLİKLERİ

BÖLÜM 8 MALZEMENİN MANYETİK ÖZELLİKLERİ BÖLÜM 8 MALZEMENİN MANYETİK ÖZELLİKLERİ İndüktörler, transformatörler, jeneratörler, elektrik motorları, trafolar, elektromıknatıslar, hoparlörler, kayıt cihazları gibi pek çok cihaz malzemenin manyetik

Detaylı

Manyetik Alan. Manyetik Akı. Manyetik Akı Yoğunluğu. Ferromanyetik Malzemeler. B-H eğrileri (Hysteresis)

Manyetik Alan. Manyetik Akı. Manyetik Akı Yoğunluğu. Ferromanyetik Malzemeler. B-H eğrileri (Hysteresis) Manyetik Alan Manyetik Akı Manyetik Akı Yoğunluğu Ferromanyetik Malzemeler B-H eğrileri (Hysteresis) Kaynak: SERWAY Bölüm 29 http://mmfdergi.ogu.edu.tr/mmfdrg/2006-1/3.pdf Manyetik Alan Manyetik Alan

Detaylı

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler

MALZEME 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

Detaylı

Magnetic Materials. 7. Ders: Ferromanyetizma. Numan Akdoğan.

Magnetic Materials. 7. Ders: Ferromanyetizma. Numan Akdoğan. Magnetic Materials 7. Ders: Ferromanyetizma Numan Akdoğan akdogan@gyte.edu.tr Gebze Institute of Technology Department of Physics Nanomagnetism and Spintronic Research Center (NASAM) Moleküler Alan Teorisinin

Detaylı

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 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,

Detaylı

Manyetik Malzemeler. Çalışma Soruları

Manyetik Malzemeler. Çalışma Soruları Manyetik Malzemeler Çalışma Soruları Yrd. Doç. Dr. Numan Akdoğan Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Fizik Bölümü Nanomanyetizma ve Spintronik Araştırma Merkezi (NASAM) Bölüm 1 (Giriş) 1. a) Manyetik alan

Detaylı

Magnetic Materials. 11. Ders: Manyetik Anizotropi. Numan Akdoğan.

Magnetic Materials. 11. Ders: Manyetik Anizotropi. Numan Akdoğan. Magnetic Materials 11. Ders: Manyetik Anizotropi Numan Akdoğan akdogan@gyte.edu.tr Gebze Institute of Technology Department of Physics Nanomagnetism and Spintronic Research Center (NASAM) Manyetik Anizotropi

Detaylı

2. Işık Dalgalarında Kutuplanma:

2. Işık Dalgalarında Kutuplanma: KUTUPLANMA (POLARİZASYON). Giriş ve Temel ilgiler Işık, bir elektromanyetik dalgadır. Elektromanyetik dalgalar maddesel ortamlarda olduğu gibi boşlukta da yayılabilirler. Elektromanyetik dalgaların özellikleri

Detaylı

MALZEME BİLGİSİ DERS 6 DR. FATİH AY.

MALZEME 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

Detaylı

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 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,

Detaylı

Dielektrik malzeme DİELEKTRİK ÖZELLİKLER. Elektriksel Kutuplaşma. Dielektrik malzemeler. Kutuplaşma Türleri 15.4.2015. Elektronik kutuplaşma

Dielektrik 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

Detaylı

KATILARDA 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. 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

Detaylı

Magnetic Materials. 6. Ders: Ferromanyetizma. Numan Akdoğan. akdogan@gyte.edu.tr

Magnetic Materials. 6. Ders: Ferromanyetizma. Numan Akdoğan. akdogan@gyte.edu.tr agnetic aterials 6. Ders: Ferromanyetizma Numan Akdoğan akdogan@gyte.edu.tr Gebze Institute of Technology Department of Physics Nanomagnetism and Spintronic Research Center (NASA) Ferromanyetik alzemelerin

Detaylı

Malzemeler elektrik yükünü iletebilme yeteneklerine göre 3 e ayrılırlar. İletkenler Yarı-iletkenler Yalıtkanlar

Malzemeler elektrik yükünü iletebilme yeteneklerine göre 3 e ayrılırlar. İletkenler Yarı-iletkenler Yalıtkanlar Malzemeler elektrik yükünü iletebilme yeteneklerine göre 3 e ayrılırlar. İletkenler Yarı-iletkenler Yalıtkanlar : iletkenlik katsayısı (S/m) Malzemelerin iletkenlikleri sıcaklık ve frekansla değişir. >>

Detaylı

ATOMİK 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 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

Detaylı

Paslanmaz Çelik Gövde. Yalıtım Sargısı. Katalizör Yüzey Tabakası. Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot

Paslanmaz 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

Detaylı

Bölüm 3 - Kristal Yapılar

Bölüm 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

Detaylı

ATOMİK 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 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

Detaylı

Magnetic Materials. 10. Ders: Ferimanyetizma. Numan Akdoğan.

Magnetic Materials. 10. Ders: Ferimanyetizma. Numan Akdoğan. Magnetic Materials 10. Ders: Ferimanyetizma Numan Akdoğan akdogan@gyte.edu.tr Gebze Institute of Technology Department of Physics Nanomagnetism and Spintronic Research Center (NASAM) Ferimanyetizma Ferimanyetik

Detaylı

Malzemelerin Deformasyonu

Malzemelerin Deformasyonu Malzemelerin Deformasyonu Malzemelerin deformasyonu Kristal, etkiyen kuvvete deformasyon ile cevap verir. Bir malzemeye yük uygulandığında malzeme üzerinde çeşitli yönlerde ve çeşitli şekillerde yükler

Detaylı

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 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,

Detaylı

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

BASMA 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

Detaylı

Bu konuda cevap verilecek sorular?

Bu konuda cevap verilecek sorular? MANYETİK ALAN Bu konuda cevap verilecek sorular? 1. Manyetik alan nedir? 2. Maddeler manyetik özelliklerine göre nasıl sınıflandırılır? 3. Manyetik alanın varlığı nasıl anlaşılır? 4. Mıknatısın manyetik

Detaylı

1. 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 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

Detaylı

X-IŞINLARI KIRINIM CİHAZI (XRD) ve KIRINIM YASASI SİNEM ÖZMEN HAKTAN TİMOÇİN

X-IŞINLARI KIRINIM CİHAZI (XRD) ve KIRINIM YASASI SİNEM ÖZMEN HAKTAN TİMOÇİN X-IŞINLARI KIRINIM CİHAZI (XRD) ve KIRINIM YASASI SİNEM ÖZMEN HAKTAN TİMOÇİN 2012 İÇERİK X-IŞINI KIRINIM CİHAZI (XRD) X-RAY DİFFRACTİON XRD CİHAZI NEDİR? XRD CİHAZININ OPTİK MEKANİZMASI XRD CİHAZINDA ÖRNEK

Detaylı

h 7.1 p dalgaboyuna sahip bir dalga karakteri de taşır. De Broglie nin varsayımı fotonlar için,

h 7.1 p dalgaboyuna sahip bir dalga karakteri de taşır. De Broglie nin varsayımı fotonlar için, DENEY NO : 7 DENEYİN ADI : ELEKTRONLARIN KIRINIMI DENEYİN AMACI : Grafit içinden kırınıma uğrayan parçacıkların dalga benzeri davranışlarının gözlemlenmesi. TEORİK BİLGİ : 0. yüzyılın başlarında Max Planck

Detaylı

İNSTAGRAM:kimyaci_glcn_hoca

İNSTAGRAM:kimyaci_glcn_hoca MODERN ATOM TEORİSİ ATOMUN KUANTUM MODELİ Bohr atom modeli 1 H, 2 He +, 3Li 2+ vb. gibi tek elektronlu atom ve iyonların çizgi spektrumlarını başarıyla açıklamıştır.ancak çok elektronlu atomların çizgi

Detaylı

ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM

ATOM 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

Detaylı

MALZEME BİLGİSİ. Kristal Yapılar ve Kristal Geometrisi

MALZEME 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

Detaylı

Kasetin arka yüzeyi filmin yerleştirildiği kapaktır. Bu kapakların farklı farklı kapanma mekanizmaları vardır. Bu taraf ön yüzeyin tersine atom

Kasetin arka yüzeyi filmin yerleştirildiği kapaktır. Bu kapakların farklı farklı kapanma mekanizmaları vardır. Bu taraf ön yüzeyin tersine atom KASET Röntgen filmi kasetleri; radyografi işlemi sırasında filmin ışık almasını önleyen ve ranforsatör-film temasını sağlayan metal kutulardır. Özel kilitli kapakları vardır. Kasetin röntgen tüpüne bakan

Detaylı

MANYETIZMA. Manyetik Alan ve Manyetik Alan Kaynakları

MANYETIZMA. Manyetik Alan ve Manyetik Alan Kaynakları MANYETIZMA Manyetik Alan ve Manyetik Alan Kaynakları MAGNETİZMA Mıknatıs ve Özellikleri Magnetit adı verilen Fe 3 O 4 (demir oksit) bileşiği doğal bir mıknatıstır ve ilk olarak Manisa yakınlarında bulunduğu

Detaylı

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 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,

Detaylı

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

TOKLUK 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

Detaylı

METALLERDE KATILAŞMA HOŞGELDİNİZ

METALLERDE KATILAŞMA HOŞGELDİNİZ METALLERDE KATILAŞMA Malzeme Malzeme Bilgisi Bilgisi PROF. DR. HÜSEYİN UZUN HOŞGELDİNİZ 1 /94 METALLERDE KATILAŞMA Metal ve alaşımlar, belirli bir sıcaklıktan sonra (ergime sıcaklığı) katı halden sıvı

Detaylı

Laboratuarımız. Ankara Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi Manyetik Malzemeler Araştırma Grubu. Ankara Üniversitesi

Laboratuarımız. Ankara Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi Manyetik Malzemeler Araştırma Grubu. Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Manyetik Malzemeler Araştırma Grubu Laboratuarımız Örnek Hazırlama Ark Fırınları Isıl İşlem Fırınları Mekanik Alaşımlama Sistemleri Şerit Üretim Sistemi (Melt Spinner) Yapısal Karakterizasyon

Detaylı

Malzeme Bilimi I Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

Malzeme 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,

Detaylı

İÇİNDEKİLER 1: KRİSTALLERDE ATOMLAR...

İÇİNDEKİLER 1: KRİSTALLERDE ATOMLAR... İÇİNDEKİLER Bölüm 1: KRİSTALLERDE ATOMLAR... 1 1.1 Katıhal... 1 1.1.1 Kristal Katılar... 1 1.1.2 Çoklu Kristal Katılar... 2 1.1.3 Kristal Olmayan (Amorf) Katılar... 2 1.2 Kristallerde Periyodiklik... 2

Detaylı

ATOM BİLGİSİ Atom Modelleri

ATOM BİLGİSİ Atom Modelleri 1. Atom Modelleri BÖLÜM2 Maddenin atom adı verilen bir takım taneciklerden oluştuğu fikri çok eskiye dayanmaktadır. Ancak, bilimsel bir (deneye dayalı) atom modeli ilk defa Dalton tarafından ileri sürülmüştür.

Detaylı

KRİSTAL KUSURLARI BÖLÜM 3. Bağlar + Kristal yapısı + Kusurlar. Özellikler. Kusurlar malzeme özelliğini önemli ölçüde etkiler.

KRİSTAL 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

Detaylı

8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği

8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği MIT Açık Ders Malzemeleri http://ocw.mit.edu 8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği 2007 Güz Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Şartları hakkında bilgi almak için

Detaylı

Manyetik Alanlar. Benzer bir durum hareketli yükler içinde geçerli olup bu yüklerin etrafını elektrik alana ek olarak bir manyetik alan sarmaktadır.

Manyetik Alanlar. Benzer bir durum hareketli yükler içinde geçerli olup bu yüklerin etrafını elektrik alana ek olarak bir manyetik alan sarmaktadır. Manyetik Alanlar Manyetik Alanlar Duran ya da hareket eden yüklü parçacığın etrafını bir elektrik alanın sardığı biliyoruz. Hatta elektrik alan konusunda şu sonuç oraya konulmuştur. Durgun bir deneme yükü

Detaylı

Bölüm 7. Manyetik Alan ve. Manyetik Kuvvet. Copyright 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley

Bölüm 7. Manyetik Alan ve. Manyetik Kuvvet. Copyright 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Bölüm 7 Manyetik Alan ve Manyetik Kuvvet Hedef Öğretiler Manyetik Kuvvet Manyetik Alan ve Manyetik Akı Manyetik Alanda Yüklerin hareketi Yarıiletkenlerde Manyetik Kuvvet hesabı Manyetik Tork Elektrik Motor

Detaylı

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1 KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1 Elektriksel olaylarla ilgili buraya kadar yaptığımız, tartışmalarımız, durgun yüklerle veya elektrostatikle sınırlı kalmıştır. Şimdi, elektrik

Detaylı

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 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

Detaylı

Kristallerdeki yüzeyler, simetri ve simetri elemanları 2 boyutta nasıl gösterilir?

Kristallerdeki yüzeyler, simetri ve simetri elemanları 2 boyutta nasıl gösterilir? 13/17 EKİM 2014 Kristallerdeki yüzeyler, simetri ve simetri elemanları 2 boyutta nasıl gösterilir? Küresel projeksiyon ile stereografik projeksiyonun farkı? Stereo-net (Wullf-net) Nokta grubu ne demek?

Detaylı

Dislokasyon hareketi sonucu oluşan plastik deformasyon süreci kayma olarak adlandırılır.

Dislokasyon 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

Detaylı

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü Bahar Yarıyılı 9.Bölümün Özeti Ankara Aysuhan OZANSOY

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü Bahar Yarıyılı 9.Bölümün Özeti Ankara Aysuhan OZANSOY FİZ102 FİZİK-II Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü 2014-2015 Bahar Yarıyılı 9.Bölümün Özeti Ankara Aysuhan OZANSOY Bölüm 9: Manyetik Alan Kaynakları 1. Biot-Savart Kanunu 1.1 Manyetik Alan

Detaylı

Bir kristal malzemede uzun-aralıkta düzen mevcu4ur.

Bir 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

Detaylı

Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü. Ders içeriği

Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü. Ders içeriği ANTENLER Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü Ders içeriği BÖLÜM 1: Antenler BÖLÜM 2: Antenlerin Temel Parametreleri BÖLÜM 3: Lineer Tel Antenler BÖLÜM 4: Halka Antenler

Detaylı

BÖLÜM 2. Kristal Yapılar ve Kusurlar

BÖLÜM 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.

Detaylı

Fiz 1012 Ders 6 Manyetik Alanlar.

Fiz 1012 Ders 6 Manyetik Alanlar. Fiz 1012 Ders 6 Manyetik Alanlar Manyetik Alan Manyetik Alan Çizgileri Manyetik Alan İçinde Hareket Eden Elektrik Yükü Akım Taşıyan Bir İletken Üzerine Etki Manyetik Kuvvet http://kisi.deu.edu.tr/mehmet.tarakci/

Detaylı

2-MANYETIK ALANLAR İÇİN GAUSS YASASI

2-MANYETIK ALANLAR İÇİN GAUSS YASASI 2-MANYETIK ALANLAR İÇİN GAUSS YASASI Elektrik yükleri yani pozitif ve negatif yükler birbirlerinden ayrı ve izole halde düşünülebilirler. Bu durum, Kuzey ve güney manyetik kutuplar için de söz konusu olabilir

Detaylı

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN İLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ La 1-x R x Mn Si (R=Pr,Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Er, Ho, Ce) ALAŞIMLARININ HACİMSEL (ULK), ŞERİT VE NANO YAPILARININ, KRİSTAL YAPILARININ, MANYETİK, DİRENÇ,

Detaylı

KATILARIN ATOMİK DÜZENİ KRİSTAL YAPILAR

KATILARIN 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

Detaylı

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ 1.1. Giriş Kinematik, daha öncede vurgulandığı üzere, harekete sebep olan veya hareketin bir sonucu olarak ortaya çıkan kuvvetleri dikkate almadan cisimlerin hareketini

Detaylı

Fizik 101-Fizik I 2013-2014. Statik Denge ve Esneklik

Fizik 101-Fizik I 2013-2014. Statik Denge ve Esneklik 1 -Fizik I 2013-2014 Statik Denge ve Esneklik Nurdan Demirci Sankır Ofis: 364, Tel: 2924332 2 İçerik Denge Şartları Ağırlık Merkezi Statik Dengedeki Katı Cisimlere ler Katıların Esneklik Özellikleri 1

Detaylı

KRİSTALLERİN PLASTİK DEFORMASYONU

KRİSTALLERİN 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

Detaylı

ATOMUN YAPISI. Özhan ÇALIŞ. Bilgi İletişim ve Teknolojileri

ATOMUN YAPISI. Özhan ÇALIŞ. Bilgi İletişim ve Teknolojileri ATOMUN YAPISI ATOMLAR Atom, elementlerin en küçük kimyasal yapıtaşıdır. Atom çekirdeği: genel olarak nükleon olarak adlandırılan proton ve nötronlardan meydana gelmiştir. Elektronlar: çekirdeğin etrafında

Detaylı

BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJESİ SONUÇ RAPORU T 1 T 2 X ŞEKLİNDEKİ İNTERMETALİK BİLEŞİKLERDE MANYETOKALORİK ETKİNİN VE MANYETİK ÖZELLİKLERİN İNCELENMESİ INVESTIGATION OF THE MAGNETOCALORIC EFFECT AND MAGNETIC

Detaylı

Gelin bugün bu yazıda ilkokul sıralarından beri bize öğretilen bilgilerden yeni bir şey keşfedelim, ya da ne demek istediğini daha iyi anlayalım.

Gelin bugün bu yazıda ilkokul sıralarından beri bize öğretilen bilgilerden yeni bir şey keşfedelim, ya da ne demek istediğini daha iyi anlayalım. Kristal Yapılar Gelin bugün bu yazıda ilkokul sıralarından beri bize öğretilen bilgilerden yeni bir şey keşfedelim, ya da ne demek istediğini daha iyi anlayalım. Evrende, kimyasal özellik barındıran maddelerin

Detaylı

Katılar & Kristal Yapı

Katılar & Kristal Yapı Katılar & Kristal Yapı Katılar Kristal katılar Amorf katılar Belli bir geometrik şekle sahip olan katılardır, tanecikleri belli bir düzene göre istiflenir. Belli bir geometrik şekli olmayan katılardır,

Detaylı

BÖLÜM 1: Matematiğe Genel Bakış 1. BÖLÜM:2 Fizik ve Ölçme 13. BÖLÜM 3: Bir Boyutta Hareket 20. BÖLÜM 4: Düzlemde Hareket 35

BÖLÜM 1: Matematiğe Genel Bakış 1. BÖLÜM:2 Fizik ve Ölçme 13. BÖLÜM 3: Bir Boyutta Hareket 20. BÖLÜM 4: Düzlemde Hareket 35 BÖLÜM 1: Matematiğe Genel Bakış 1 1.1. Semboller, Bilimsel Gösterimler ve Anlamlı Rakamlar 1.2. Cebir 1.3. Geometri ve Trigometri 1.4. Vektörler 1.5. Seriler ve Yaklaşıklıklar 1.6. Matematik BÖLÜM:2 Fizik

Detaylı

Girişim; iki veya daha fazla dalganın üst üste binerek, yeni bir dalga şeklinde sonuç

Girişim; iki veya daha fazla dalganın üst üste binerek, yeni bir dalga şeklinde sonuç GİRİŞİM Girişim olayının temelini üst üste binme (süperpozisyon) ilkesi oluşturur. Bir sistemdeki iki farklı olay, birbirini etkilemeden ayrı ayrı ele alınarak incelenebiliyorsa bu iki olay üst üste bindirilebilinir

Detaylı

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ Prof. Dr. Metin OLGUN Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü HAFTA KONU 1 Giriş, yapı malzemelerinin önemi 2 Yapı malzemelerinin genel özellikleri,

Detaylı

Gaz. Gaz. Yoğuşma. Gizli Buharlaşma Isısı. Potansiyel Enerji. Sıvı. Sıvı. Kristalleşme. Gizli Ergime Isısı. Katı. Katı. Sıcaklık. Atomlar Arası Mesafe

Gaz. Gaz. Yoğuşma. Gizli Buharlaşma Isısı. Potansiyel Enerji. Sıvı. Sıvı. Kristalleşme. Gizli Ergime Isısı. Katı. Katı. Sıcaklık. Atomlar Arası Mesafe İmal Usulleri DÖKÜM Katılaşma Döküm yoluyla üretimde metal malzemelerin kullanım özellikleri, katılaşma aşamasında oluşan iç yap ile belirlenir. Dolaysıyla malzeme özelliklerinin kontrol edilebilmesi

Detaylı

KRİSTAL YAPISI VE KRİSTAL SİSTEMLERİ

KRİSTAL YAPISI VE KRİSTAL SİSTEMLERİ KRİSTAL YAPISI VE KRİSTAL SİSTEMLERİ Kristal Yapı: Atomların, üç boyutlu uzayda düzenli (kendini tekrar eden) bir şekilde dizilmesiyle oluşan yapıya kristal yapı denir. Bir kristal yapı birim hücresiyle

Detaylı

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş Mühendislik Mekaniği Statik Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş Bölüm 10 Eylemsizlik Momentleri Kaynak: Mühendislik Mekaniği: Statik, R. C.Hibbeler, S. C. Fan, Çevirenler: A. Soyuçok, Ö. Soyuçok. 10. Eylemsizlik Momentleri

Detaylı

MALZEMELERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

MALZEMELERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ MALZEMELERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ (Ders Notu) Manyetik Özellikler Doç.Dr. Özkan ÖZDEMİR MANYETİK ÖZELLİK Giriş Bazı malzemelerde mevcut manyetik kutup çiftleri, elektriksel kutuplara benzer şekilde, çevredeki

Detaylı

- 1 - ŞUBAT KAMPI SINAVI-2000-I. Grup. 1. İçi dolu homojen R yarıçaplı bir top yatay bir eksen etrafında 0 açısal hızı R

- 1 - ŞUBAT KAMPI SINAVI-2000-I. Grup. 1. İçi dolu homojen R yarıçaplı bir top yatay bir eksen etrafında 0 açısal hızı R - - ŞUBT KMPI SINVI--I. Grup. İçi dolu omojen yarıçaplı bir top yatay bir eksen etrafında açısal ızı ile döndürülüyor e topun en alt noktası zeminden yükseklikte iken serbest bırakılıyor. Top zeminden

Detaylı

1.ÜNİTE MODERN ATOM TEORİSİ -2.BÖLÜM- ATOMUN KUANTUM MODELİ

1.ÜNİTE MODERN ATOM TEORİSİ -2.BÖLÜM- ATOMUN KUANTUM MODELİ 1.ÜNİTE MODERN ATOM TEORİSİ -2.BÖLÜM- ATOMUN KUANTUM MODELİ Bohr Modelinin Yetersizlikleri Dalga-Tanecik İkiliği Dalga Mekaniği Kuantum Mekaniği -Orbital Kavramı Kuantum Sayıları Yörünge - Orbital Kavramları

Detaylı

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 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,

Detaylı

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

BÖLÜM 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

Detaylı

ELEMETLER VE BİLEŞİKLER ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ

ELEMETLER VE BİLEŞİKLER ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ Elementler Aynı cins atomlardan oluşan, fiziksel ya da kimyasal yollarla kendinden daha basit ve farklı maddelere ayrılamayan saf maddelere element denir. Elementler çok sayıda

Detaylı

: Çeşitli Heusler Alaşımlarının Yapısal ve Manyetik Özelliklerinin İncelenmesi

: Çeşitli Heusler Alaşımlarının Yapısal ve Manyetik Özelliklerinin İncelenmesi ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJELERİ KOORDİNASYON BİRİMİ KOORDİNATÖRLÜĞÜNE Proje Türü Proje No Proje Yöneticisi Proje Başlığı : Hızlandırılmış Destek Projesi : 15H0443006 : Prof. Dr. Yalçın

Detaylı

MALZEMENİN İÇ YAPISI: Katılarda Atomsal Bağ

MALZEMENİN 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,

Detaylı

ELEMENT VE BİLEŞİKLER

ELEMENT VE BİLEŞİKLER ELEMENT VE BİLEŞİKLER 1- Elementler ve Elementlerin Özellikleri: a) Elementler: Aynı cins atomlardan oluşan, fiziksel ya da kimyasal yollarla kendinden daha basit ve farklı maddelere ayrılamayan saf maddelere

Detaylı

Optik Mikroskop (OM) Ya Y pıs ı ı ı ve v M erc r e c kle l r

Optik Mikroskop (OM) Ya Y pıs ı ı ı ve v M erc r e c kle l r Optik Mikroskop (OM) Yapısı ve Mercekler Optik Mikroskopi Malzemelerin mikro yapısını incelemek için kullanılan en yaygın araç Kullanıldığı yerler Ürün geliştirme, malzeme işleme süreçlerinde kalite kontrolü

Detaylı

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL ELEKTRİKSEL POTANSİYEL Elektriksel Potansiyel Enerji Elektriksel potansiyel enerji kavramına geçmeden önce Fizik-1 dersinizde görmüş olduğunuz iş, potansiyel enerji ve enerjinin korunumu kavramları ile

Detaylı

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) 2 DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) 2 DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ Makine Elemanları 2 DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ 1 Bu bölümden elde edilecek kazanımlar Güç Ve Hareket İletim Elemanları Basit Dişli Dizileri Redüktörler Ve Vites Kutuları : Sınıflandırma Ve Kavramlar Silindirik

Detaylı

EŞ POTANSİYEL VE ELEKTRİK ALAN ÇİZGİLERİ. 1. Zıt yükle yüklenmiş iki iletkenin oluşturduğu eş potansiyel çizgileri araştırıp bulmak.

EŞ POTANSİYEL VE ELEKTRİK ALAN ÇİZGİLERİ. 1. Zıt yükle yüklenmiş iki iletkenin oluşturduğu eş potansiyel çizgileri araştırıp bulmak. EŞ POTANSİYEL VE ELEKTRİK ALAN ÇİZGİLERİ AMAÇ: 1. Zıt yükle yüklenmiş iki iletkenin oluşturduğu eş potansiyel çizgileri araştırıp bulmak. 2. Bu eş potansiyel çizgileri kullanarak elektrik alan çizgilerinin

Detaylı

TOZ METALURJİSİ Prof.Dr. Muzaffer ZEREN

TOZ 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

Detaylı

Hareket halindeki elektrik yüklerinin oluşturduğu bir sistem düşünelim. Belirli bir bölgede net bir yük akışı olduğunda, akımın mevcut olduğu

Hareket halindeki elektrik yüklerinin oluşturduğu bir sistem düşünelim. Belirli bir bölgede net bir yük akışı olduğunda, akımın mevcut olduğu Akım ve Direnç Elektriksel olaylarla ilgili buraya kadar yaptığımız tartışmalar durgun yüklerle veya elektrostatikle sınırlı kalmıştır. Şimdi, elektrik yüklerinin hareket halinde olduğu durumları inceleyeceğiz.

Detaylı

METALLERDE KATILAŞMA

METALLERDE KATILAŞMA METALLERDE KATILAŞMA Prof. Dr. Ramazan YILMAZ Sakarya Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Esentepe Kampüsü, 54187, SAKARYA METALLERDE KATILAŞMA Metal ve alaşımlar,

Detaylı

1,3-bis-(p-iminobenzoik asit)indan Langmuir-Blodgett filmlerinin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılığı

1,3-bis-(p-iminobenzoik asit)indan Langmuir-Blodgett filmlerinin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılığı 1,3-bis-(p-iminobenzoik asit)indan Langmuir-Blodgett filmlerinin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılığı MURAT EVYAPAN *, RİFAT ÇAPAN *, HİLMİ NAMLI **, ONUR TURHAN **,GEORGE STANCİU *** * Balıkesir

Detaylı

Bölüm 7 Tahribatsız Malzeme Muayenesi

Bölüm 7 Tahribatsız Malzeme Muayenesi Bölüm 7 Tahribatsız Malzeme Muayenesi Tahribatsız muayene; malzemelerin fiziki yapısını ve kullanılabilirliğini bozmadan içyapısında ve yüzeyinde bulunan süreksizliklerin tespit edilmesidir. Bu işlemlerde,

Detaylı

Harici Fotoelektrik etki ve Planck sabiti deney seti

Harici Fotoelektrik etki ve Planck sabiti deney seti Deneyin Temeli Harici Fotoelektrik etki ve Planck sabiti deney seti Fotoelektrik etki modern fiziğin gelişimindeki anahtar deneylerden birisidir. Filaman lambadan çıkan beyaz ışık ızgaralı spektrometre

Detaylı

Gaz hali genel olarak molekül ve atomların birbirinden uzak olduğu ve çok hızlı hareket ettiği bir haldir.

Gaz hali genel olarak molekül ve atomların birbirinden uzak olduğu ve çok hızlı hareket ettiği bir haldir. GAZLAR Maddeler tabiatta katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç halde bulunurlar. Gaz hali genel olarak molekül ve atomların birbirinden uzak olduğu ve çok hızlı hareket ettiği bir haldir. Gaz molekülleri birbirine

Detaylı

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

MALZEME 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

Detaylı

MMM291 MALZEME BİLİMİ

MMM291 MALZEME BİLİMİ MMM291 MALZEME BİLİMİ Ofis Saatleri: Perşembe 14:00 16:00 ayse.kalemtas@btu.edu.tr, akalemtas@gmail.com Bursa Teknik Üniversitesi, Doğa Bilimleri, Mimarlık ve Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme

Detaylı

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ AKARA ÜİVERSİESİ FE İLİMLERİ ESİÜSÜ DOKORA EZİ RMn -x x X (R: HAFİF ADİR YER ELEMEİ, : Fe, o, X: Si, Ge) ALAŞIMLARII KRİSAL VE MAYEİK YAPILARII X-IŞII VE ÖRO OZ KIRIIMI İLE İELEMESİ İlker DİÇER FİZİK MÜHEDİSLİĞİ

Detaylı

ÖĞRENME ALANI : FĐZĐKSEL OLAYLAR ÜNĐTE 5 : IŞIK (MEB)

ÖĞRENME ALANI : FĐZĐKSEL OLAYLAR ÜNĐTE 5 : IŞIK (MEB) ÖĞRENME ALANI : ĐZĐKSEL OLAYLAR ÜNĐTE 5 : IŞIK (MEB) D- MERCEKLER VE KULLANIM ALANLARI (4 SAAT) 1- ler ve Özellikleri 2- Çeşitleri 3- lerin Kullanım Alanları 4- Görme Olayı ve Göz Kusurlarının 5- Yansıma

Detaylı

MMM291 MALZEME BİLİMİ

MMM291 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,

Detaylı

Faz ( denge) diyagramları

Faz ( 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

Detaylı

Bölüm 2. Sıcaklık ve Gazların Kinetik Teorisi. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

Bölüm 2. Sıcaklık ve Gazların Kinetik Teorisi. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU Bölüm 2 Sıcaklık ve Gazların Kinetik Teorisi Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU Sıcaklık ve Gazların Kinetik Teorisi Gazlarda Basınç Gaz Yasaları İdeal Gaz Yasası Gazlarda Basınç Gazlar parçacıklar arasında

Detaylı

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM GENEL KİMYA MOLEKÜLLER ARASI KUVVETLER Moleküller Arası Kuvvetler Yüksek basınç ve düşük sıcaklıklarda moleküller arası kuvvetler gazları ideallikten saptırır. Moleküller arası kuvvetler molekülde kalıcı

Detaylı

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI YAPI MALZEMELERİ Herhangi bir yapının projelendirmesi ve inşaatı aşamasında amaç aşağıda belirtilen üç koşulu bir arada gerçekleştirmektir: a) Yapı istenilen işlevi yapabilmelidir,

Detaylı

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan ELASTİSİTE TEORİSİ I Yrd. Doç Dr. Eray Arslan Mühendislik Tasarımı Genel Senaryo Analitik çözüm Fiziksel Problem Matematiksel model Diferansiyel Denklem Problem ile ilgili sorular:... Deformasyon ne kadar

Detaylı

İLERİ YAPI MALZEMELERİ-2 MALZEME ÖZELLİKLERİ

İLERİ YAPI MALZEMELERİ-2 MALZEME ÖZELLİKLERİ İLERİ YAPI MALZEMELERİ-2 MALZEME ÖZELLİKLERİ İşlenebilme İşlenebilme Mekanik işlemler sonucunda malzemenin özelliklerinde bir değişiklik meydana gelmemesi durumudur. Betonda Çökme deneyi (Slump deneyi

Detaylı

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ NANO YAPILI MANYETİK ŞERİTLERİN VE TOZLARIN YAPISAL VE MANYETİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Murat YAVUZ FİZİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ANKARA

Detaylı