MMM 2402 MALZEME BİLİMİ yücel birol

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Ebat: px
Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "MMM 2402 MALZEME BİLİMİ yücel birol"

Transkript

1 MMM 2402 MALZEME BİLİMİ yücel birol

2 Hall Etkisi x I x Elektrik akımı Elektrik akımına dik yönde bir manyetik alan uygulandığında bu alan yük taşıyıcıları üzerinde hem akım hem de manyetik alana dik yönde bir kuvvet uygular. Elektronlar ve boşluklar x yönünde hareket ederken I akımına yol açarlar. Pozitif z yönünde bir manyetik alan uygulandığında ortaya çıkan kuvvet yük taşıyıcılarının y yönüne sapmalarına neden olur. Manyetik alan z

3 Hall Etkisi Pozitif yüklü boşluklar sağa, negatif yüklü elektronlar sola saparlar. Böylece y yönünde Hall voltajı (V H ) denen bir voltaj elde edilir. V H nin büyüklüğü I x, B z ve numune kalınlığına (d) bağlıdır: R H Hall katsayısıdır ve sabit bir değerdir.

4 Hall Etkisi İletkenliğin elektronlarla gerçekleştiği metaller için R H negatiftir: R H yukarıdaki formülden hesaplandığında yük taşıyıcı sayısı da belirlenebilir. Elektron hareketliliği R H iletkenlik ölçülmüş ise R H yine hesaplanabilir.

5 problem Alüminyum için elektrik iletkenliği ve elektron hareketliliği sırası ile 3.8x10 7 (.m) -1 ve m 2 /V.s. 25 A lik akım ve akım yönüne dik 0.6 Tesla lık manyetik alanda 15 mm kalınlığında alüminyum numune için Hall voltajını hesaplayın. = 3.8x10 7 (.m) -1 e = m 2 /V.s. I x = 25 A B z = 0.6 Tesla önce Hall katsayısını bulmalıyız!

6 No problem! Çözüm için önce Hall katsayısını bulmak gerekir.

7 Yarı iletken cihazlar Yarı iletkenlerin benzersiz özelliklerinden belirli elektronik fonksiyonların elde edilmesinde yararlanılır. Eski tip vakum tüplerinin yerini alan diyod ve tranzistörler bu uygulamalara örnektir. Yarı iletken cihazların (bazen katı-hal/solid-state cihazları da denir!) avantajlarını, küçük boyut, düşük güç tüketimi, ısınma süresine gerek olmayışı şeklinde sıralayabiliriz.

8 Yarı iletken cihazlar Küçük bir silisyum çipi üzerine sayısız elektronik fonksiyon gerçekleştirebilen çok sayıda çok küçük devre sığdırılabilir. Minyatür devreleri mümkün kılan yarı iletken cihazların keşfi, son yıllarda elektronik sektöründe görülen baş döndürücü gelişmenin mimarıdır.

9 p-n tipi redresör Redresör (veya diyod) akımın sadece tek yönde geçmesine izin veren bir cihazdır; alternatif akımı doğru akıma çevirir. P-n tipi yarı iletken redresörün icadından önce bu operasyon vakum tüp diyod tarafından gerçekleştirilirdi. P-n tipi redresör, bir yüzünde n-tipi, diğer yüzünde p-tipi olacak şekilde doplanmış tek parça yarı iletkenden imal edilmiştir. n- ve p-tipi malzemeler birleştirilirse iki kısım arasında bir yüzey bulunacağından ve bu da cihazı verimsiz kılacağından zayıf bir redresör elde edilir; Ayrıca tüm cihazlarda tek kristal yarı iletken malzemeler kullanılmalıdır. Çünkü verimliliği olumsuz etkileyen tüm olaylar tane sınırlarında gerçekleşmektedir.

10 P-n tipi redresör P-n malzemeye Potansiyel uygulanmadan önce: p- tarafında boşluklar ve n-tarafında elektronlar esas yük taşıyıcılar. P tarafına bir pilin pozitif kutbu n tarafında pilin negatif kutbu bağlandığında P tarafındaki boşluklar ve n tarafındaki elektronlar bağlantı ara yüzeyine akın ederler. Burada birleşerek birbirlerini yok eder elektron + boşluk enerji Bu durumda çok sayıda yük taşıyıcı hareket eder ve akım geçer, direnç düşüktür.

11 p-n tip redresör Bir ucu B diğer ucu P ile doplanmış tek parça yarı iletken malzeme p-tarafında boşluklar ve n-tarafında elektronlar esas yük taşıyıcılar. Voltaj yok:net akım yok + + p-type n-type Düz alan: p-tipte boşluk, n-tipte elektron akışı: boşluk ve e-lar arayüzeyde birleşiyor ve akım geçiyor: elektron + boşluk enerji + p-type n-type - - Ters alan: boşluk ve elektronlar arayüzeyden uzaklaşır. Bağlantıda yük taşıyıcı kalmaz ve çok az akım geçer. + + p-type n-type

12 p-n tipi düzeltici bağlantı P tarafına pilin negatif kutbu n tarafında pilin pozitif kutbu bağlandığında P tarafındaki boşluklar ve n tarafındaki elektronlar bağlantı ara yüzeyinden uzaklaşırlar. Negatif ve pozitif yük taşıyıcıların uzaklaşması ile bağlantı arayüzeyi yalıtkan hale gelir.

13 transistor Günümüzde mikro elektronik devrelerde çok önemli bir yarı iletken cihaz olan tranzistör 2 önemli fonksiyon yerine getirir. elektrik sinyallerini yükseltirler (Triot, Vakum tüplerinin işlevini yerine getirirler!) Ayrıca, bilgisayarlarda bilginin proses edilmesi ve depolanması için anahtar görevi yaparlar. 2 temel cihaz bağlantı tranzistörü ve Metal oksit yarı iletken alan etki tranzistör (MOSFET)

14 Bağlantı tranzistörleri Bağlantı tranzistörleri sırt sırta yerleşmiş 2 adet p-n bağlantısından oluşur. Ortaya çıkan konfigürasyon: n p n veya p n p

15 Bağlantı tranzistörleri Voltaj amplifikasyonu: arayüzeyden boşluk transferi Verici p-tipi ve 1. arayüzey düz alanda olduğu için çok sayıda boşluk araya geçer. Bu boşluklar n-tipinde azınlık taşıyıcılarıdır ve bazıları çoğunlukta olan elektronlarla birleşir. Fakat bağlantı çok dar olduğu için bu boşlukların büyük kısmı birleşme olmadan karşı tarafa, p- tipi yarı iletkene geçer. Böylece p-tipindeki elektrik yük taşıyıcısı sayısı artar. çok az bir gerilim uygulaması ile yüksek bir gerilim çıktısı sağlanır. potansiyel uygulandıktan sonra elektron ve boşluk hareketlenmeleri

16 Bağlantı tranzistörleri n-p-n tipi bağlantı tranzistörleri de bu prensiple çalışır. Onlarda transfer edilen boşluklar değil, elektronların kendisidir.

17 Piezoelektrik malzemeler Piezoelektriklik Basınç uygulanması akım meydana getirir. basınçsız Basınç voltaj Uygulanan voltaj genleşme

18 Ferroelektrik seramikler Ferroelektrik seramikler Curie sıcaklığı altında T C = 120ºC dipolardır. T c altına kuvvetli elektrik alanında soğutulduklarında kuvvetli dipol momenti oluşur.

19 yalıtkanlar

20 Malzemelerin Dielektrik Özelliği (Yalıtkanlar) Yalıtkanlık Yalıtkan Cisimlerin Elektriksel Özellikleri Yalıtım (İzolasyon) Malzemeleri Gaz Yalıtkanlar Sıvı Yalıtkanlar

21 Enerji-Bant Diyagramları iletim bandı Eg 6 ev iletim bandı 2.5>Eg>0.5 ev iletim bandı valens bandı valens bandı valens bandı Yalıtkan Yarı iletken İletken Bant-enerji diyagramları

22 yalıtkanlarda enerji bant yapısı Yalıtkanlarda dolu valens bandı boş iletkenlik bandından geniş bir aralıkla (>2 ev) ayrılır. Elektronların iletkenlik bandına çıkmaları güçtür. E f Enerji boş enerji bandı bant aralığı (>2 ev) dolu valens bandı dolu bant

23 Yalıtkanlar Yalıtkanlarda, tıpkı yarı iletkenlerde olduğu gibi, dolu valens bantlarına bitişik boş enerji seviyeleri bulunmaz. Elektronların serbest hale geçmeleri için enerji bant aralığını aşarak iletken bandının en altındaki boş seviyelere hareketlendirilmeleri gerekir. Bu ancak bu 2 seviye arasındaki enerji farkı kadar bir enerjinin ( enerji bant aralığı kadar) elektronlara verilmesi ile mümkün olur. Yalıtkanlarda bant aralığı yarı iletkenlerde olduğundan çok daha geniştir.

24 Valens bandı enerji İletim bandı Yalıtkanlar bir elektronun valens bandından iletken bandına hareketlendirilmesinden sonra valens bandında boşluk oluşur. Bant aralığı E f e- sıçraması E f Valens bandında boşluk

25 Yalıtkanlar Isı enerjisi ile iletken bandına hareketlendirilen elektronların sayısı enerji bant aralığının büyüklüğüne ve sıcaklığa bağlıdır. Belli bir sıcaklıkta enerji bant aralığı ne kadar büyük ise, bir valens elektronunun iletken bandı içinde bir enerji seviyesine atlaması olasılığı o kadar azdır. Bu durumda serbest elektronların sayısı az olacaktır. Belirli bir sıcaklıkta enerji bant aralığı büyük olan bir malzemede iletkenlik de düşük olacaktır.

26 Yalıtkanlar Yalıtkanlar ve yarı iletkenler arasındaki fark enerji bant aralığının büyüklüğündedir. Bu aralık yarı iletkenler için küçük, yalıtkanlar için büyüktür. Bir yarı iletken ve yalıtkan malzemenin sıcaklığının yükseltilmesi, ısıl enerjinin yani elektronları hareketlendirme için gerekli enerjinin artması demektir. Böylece iletken bandına geçen elektronların sayısı ve iletkenlik artar.

27 Yalıtkanlar Yalıtkanların iletkenliği bağ yapısı üzerinden de açıklanabilir. yalıtkan malzemelerde atomlar arası bağ ya iyonik ya da kuvvetli kovalent bağdır. Dolayısı ile valens elektronları atomlara sıkı sıkı bağlıdır. Serbest kalmaları ve yapıda hareketlenmeleri imkansızdır.

28 Yalıtkanlar Elektrik akımı iletmeyen malzemeler yalıtkanlar grubuna girerler. En dış yörüngedeki serbest elektron sayısı altı dan fazla olan maddelerin elektronları atom çekirdeğine sıkı sıkıya bağlıdır. Dolayısıyla elektriği iletmezler. Ancak her yalıtkan belirli şartlar altında belirli bir iletkenlik gösterirler. Yalıtkan malzemelerin yalıtkanlık dereceleri, ısı, yüksek değerli elektriksel basınç, rutubet etkisi veya yabancı cisimlerle etkileşim sebebiyle değişebilir.

29 kapasitörler Yalıtkanlar elektrik dipol yapısı sergiler: moleküler veya atomik ölçekte pozitif ve negatif yüklü unsurlar birbirinden ayrılmıştır. Dipollerin elektrik alanları ile etkileşimleri sayesinde yalıtkanlar kapasitörlerde kullanılır.

30 kapasitans Bir kapasitöre gerilim uygulandığında, plakalardan biri pozitif, diğeri negatif yüklenir ve elektrik alanı pozitif plakadan negatif yüklü olana yönlenir. Bu plakalardaki elektrik yükü (Q) ile kapasitans (C) arasındaki ilişki Q C = V Burada V kapasitöre uygulanan gerilimdir. Kapasitansın birimi C/V veya Farad dır (F).

31 kapasitörler Vakumda paralel plaka kapasitörü Aralarında vakum olan paralel plakalı bir kapasitörün kapasitansı: D 0 = 0 E A l vacuum E = V/l A plakaların alanı, l aralarındaki uzaklıktır. 0 : vakumun geçirgenliği; 8.85 x F/m

32 kapasitörler Arasında yalıtkan bulunan paralel plaka kapasitörün kapasitansı Burada yalıtkan maddenin geçirgenliği; > 0 Dielektrik sabiti olarak bilinen bağıl geçirgenlik r = / 0 > 1 Plakaların arasında yalıtkan madde konması ile yük taşıma kapasitesindeki artışı ifade eder.

33 Kapasitör özelliklerinin hesabı 6.45x10-4 m 2 yüzey alanına sahip paralel plaka kapasitörüne 10V gerilim uygulanıyor. Plakaların arasına dielektrik sabiti 6.0 olan bir madde yerleştirilirse, a) Kapasitans ne olur? b) Her bir plakada depolanan elektrik yükünün büyüklüğü nedir? Önce yalıtkan maddenin geçirgenliği hesaplanmalıdır: Daha sonra kapasitans hesaplanır:

34 Yalıtkan Cisimlerin Elektriksel Özellikleri Yalıtkan Delinmesi: Aslında elektrik akımını hiç geçirmeyen madde yoktur. Yalıtkan olarak bilinen maddeler "çok az" bir akım geçirirler. Yalıtkana uygulanan gerilim arttıkça geçirdiği akım da artmaya başlar. Belli bir gerilim seviyesinden sonra yalıtkan tamamen iletken olur. Buna yalıtkanın delinmesidenir.

35 Yalıtkan Cisimlerin Elektriksel Özellikleri Yalıtkan Delinmesi: Elektrik ve elektronik çalışmalarında kullanılan el takımlarının sap izoleleri incelenecek olursa, burada yalıtkanın dayanabileceği son (maksimum) gerilim değeri yazılıdır. Örneğin penselerin sap izolesinde Voltyazar. Bu, plastik yalıtkan Volt'tan sonra iletken hale geçebilir anlamı taşır.

36 Yalıtkan Cisimlerin Elektriksel Özellikleri Sızıntı akımlarına karşı dayanım: Bir yalıtkanın dış yüzeyinde mevcut olan yabancı maddeler bu yüzden sızıntı akımı olarak adlandırılan bir akım akışına neden olurlar. Yalıtkanın sızıntı akımının oluşmasına karşı gösterdiği dirençliliğe sızıntı akımı dayanımı denir.

37 Yalıtkanların Elektriksel Özellikleri Dielektrik dayanımı Yalıtkanlara çok kuvvetli elektrik alanları uygulandığında çok sayıda elektron birden iletim bandındaki enerji seviyelerine hareketlenebilirler. Böylece yalıtkandaki elektrik akımı dramatik şekilde artar. Bu gibi durumlarda bölgesel ergime, yanma, buharlaşma yaşanabilir ve yalıtkan malzemede hasar oluşur. Buna yalıtkanın iflası denir. Dielektrik dayanımı bu gibi bir hasar yaşanmadan yalıtkana uygulanabilecek elektrik alanının şiddetini ifade eder.

38 Yalıtkanların Elektriksel Özellikleri Dielektrik dayanımı: Bir yalıtkan malzemeyi iletken hale sokmaksızın birim kalınlığı başına uygulanacak en büyük gerilim değeri dielektrik dayanımı olarak adlandırılır. kv/mm birimi kullanılır.

39 Yalıtkan Cisimlerin Elektriksel Özellikleri Isıl kaçak: Yalıtkan malzeme içinde belirli miktarlarda yabancı madde var ise, bir sızıntı akımı başlar ve bu akım malzemeyi ısıtmaya başlar. Sonrada sızıntı akımının yolunu izleyen esas kaçak akım başlar. Kaçak akım ısınma neticesinde ortaya çıktığı için buna ısıl kaçak denir. Erozyon kaçağı: Bazen de yalıtkan malzemede üretimden kaynaklanan mikroskobik kaçaklar mevcut olabilir. Bu durumda da erozyon kaçağı adı verilen kaçak akımlar oluşur.

40 Yalıtkanların Elektriksel Özellikleri Elektriksel direnç değerleri: Gerilim altında bulunan bir malzemenin göstermiş olduğu direnç değeridir. Ölçülen izolasyon direncinden yararlanılarak, birim boyut başına hesaplanan değere, o yalıtkanın özgül direnci denir. Birimi Ω.cm dir.

41 Yalıtkanların Elektriksel Özellikleri Dielektriksel kayıp faktörü: Dielektriksel kayıpların bir ölçeğidir. Bunlar yalıtkan malzemelerde ısı olarak açığa çıkarlar. Bu kayıplar, gerilimin büyüklüğüne, sıcaklığa ve frekansa bağlı olarak değişirler. Genellikle yüksek frekanslarda artan bir değer gösterirler. Bu nedenle yüksek frekanslarda çok özel yalıtkanlı (polietilen vb.) kablolar kullanılır.

42 Yalıtkanların Elektriksel Özellikleri Yalıtkanların ark dayanımları: Elektrik arkı etkisine maruz kalan bir yalıtkanın ne ölçüde akım geçireceği ve nasıl bir değişime uğrayacağı ancak test yapmakla anlaşılabilir.

43 yalıtkanlar Yalıtım işlerinde ve kapasitörlerde çeşitli seramik ve polimerler kullanılır. Cam, porselen, steatit ve mika gibi bir çok seramiğin dielektrik sabit değeri 6 ile 10 arasında değişir. Bu malzemeler ayni zamanda yüksek boyutsal kararlılık ve mekanik dayanım gösterirler. Tipik uygulamalar enerji nakil hatları, elektriksel her türlü yalıtım, anahtar donanımları ve ampül duyları. Titanyum oksit (titanit) ve özellikle Baryum titanit (BaTiO 3 ) in dielektrik sabiti çok arttırılabilir ve bu sayede kapasitör uygulamaları için idealdirler.

44 yalıtkanlar Bir çok polimerin dielektrik sabiti seramiklerinkinden daha küçüktür. Bu malzemeler iletken tellerin, kabloların, motorların, jeneratörlerin yalıtımında ve bazı kapasitörlerde kullanılır.

45 Yalıtım Malzemeleri Berilyum Oksit Seramik beyaz renkli katı bir malzemedir. Yüksek değerde ısı iletkenliği gereken yerlerde elektriksel izolasyon malzemesi olarak kullanılır. Elektriksel izolasyon için ısı emici pulcuklar elektriksel izolasyon için ısı emici pulcuk şeklinde imal edilmekte ve kullanılmaktadır. Zehirlidir toz halindeyken solunması ciddi akciğer rahatsızlıklarına neden olur.

46 Yalıtım Malzemeleri A.B.S. (Acrylonitrile Butadiene Styrene) Akrilonitril, bütadien, ve sıvı hidrokarbon bileşiminden oluşan plastik bir malzemedir. Dielektrik dayanımı 20MV/m dir. Bir çok cihazın dış kaplamasında kullanılır.

47 Yalıtım Malzemeleri A.B.S. A.B.S. kaplamalı mikser ve telefon

48 Yalıtım Malzemeleri Asetat Elektriksel yönden iyi bir izolasyon özelliğine sahip olduğundan elektriksel güvenlik ekipmanlarında, elekriksel yalıtkanlık istenilen yerlerde kullanılır. En çok sinema ve mikrofilmlerin imalatında kullanılır.

49 Yalıtım Malzemeleri Asetat Asetat uygulamaları

50 Yalıtım Malzemeleri Akrilik Yalıtkanlığın yanı sıra katılık ve şeffaflık özelliğinin birlikte bulunması gerektiği yerlerde akrilik kullanılır. Işıklandırılmış işaretler, otomobillerin arka lambaları, ışıklandırma üniteleri v.b.

51 Yalıtım Malzemeleri Akrilik Otomobil panel göstergesi ve stop lambası

52 Yalıtım Malzemeleri Seramik Seramik çoğunluğu metal ve ametal malzemelerin karışımından meydana gelen oksitlerdir. Yüksek sıcaklık iletkenliği yardımıyla iyi derecede elektriksel izolasyon özelliği sağladığı gibi elektronikte direnç, kapasitör v.b. yapımında kullanılmaktadır.

53 Yalıtım Malzemeleri Seramik: Seramik izolatörler ve soket

54 Yalıtım Malzemeleri Cam Silisyum, sodyum, potasyum karbonatları, kireç ve kurşun oksitleri gibi türlü maddelerin ergitilmelerinden elde edilir. Esas rengi saydam ve şekilsizdir. Sıcak olarak çeşitli şekillere girdirilebilir. Su, yağ ve asitlerden etkilenmez. Kırılgan olup ani ısı değişimlerinde çatlama eğilimi gösterir.

55 Yalıtım Malzemeleri Porselen Pişmiş beyaz renkte yalıtkan bir topraktır. Su geçirmez Dayanıklı, sert, ani ısı değişimlerinden (0-100 C) ve asitlerden etkilenmezler. Isıyı çok az geçirir, kırılgandır.

56 Yalıtım Malzemeleri Polivinilklorür PVC Polyvinylcloride veya kısaca PVC belki en çok yaygın olan bir izolasyon malzemesidir. Saf halde iken cam gibi kırılgandır. İçine yağ kapsayan maddeler katılınca özellikleri değişir ve ısı ile plastikleşir. Elektrik akımı taşıyan kabloların büyük bir çoğunluğu PVC ile kaplanarak yalıtılır. Elektrikli ve elektronik cihaz gövdeleri genellikle PVC den imal edilirler.

57 Diğer Yalıtım Malzemeleri Delrin Teflon Kapton Kynar Lexan ve Merlon Melamin Mika Neopren Nomex Naylon Phenolics Polyester Poliüretan Silikon kauçuk Epoksi Fiberglas Silikon Fiberglas Plastik Ebonit

58 Gaz Yalıtkanlar İyonize olmadıkça iletken duruma geçmezler. Çeşitli gazlara ait dielektrik sabitleri normal sıcaklıkta birbirine eşittir. Bunlara ait fark %3 'ü geçmez. Bu değerler, sıcaklık ve basınç değişmesiyle farklı olabilir. Gazların dielektrik dayanımları sıcaklığa, basınca, elektrot şekline, elektrotlar arası uzaklığa göre değişir. Basınç arttıkça dielektrik dayanım azalır.

59 Gaz Yalıtkanlar Hava Havanın içindeki toz, kömür, nem gibi maddeler iletkenliğini artırır yani yalıtkanlığını azaltır. Yüksek gerilimde enerji taşıyan hatlarda doğal bir yalıtkan olarak işlev görür. Kondansatör ve transformatör gibi araçlarda ise yalıtkan bir çekirdek görevi görür.

60 Sıvı Yalıtkanlar Şalter Yağı: Çalışması esnasında ark oluşturan şalter gibi cihazlarda oluşan ısıyı hızlı bir şekilde almak ve arkın kısa bir zamanda sönmesini sağlamak amacıyla kullanılır.

61 Sıvı Yalıtkanlar Transformatör Yağı: Tranformatör yağı, hem yalıtkanlık hem de soğutma amaçlı kullanılır. Genellikle madeni yağlar kullanılır. Tranformatör yağının bazı aşağıda verilmiştir : Katılaşma noktası Parlama ve yanma noktası Isı iletimi Akıcılık (viskozite) v.b.

62 Isıl özellikler

63 işleyeceğimiz konular malzemeler ısıya maruz kaldıklarında nasıl davranırlar? malzemelerin ısıl özelliklerini nasıl tanımlar ve ölçeriz? Isı kapasitesi Isıl genleşme Isıl iletkenlik Isıl şok direnci Seramikler, metaller ve polimerlerin ısıl özellikleri arasındaki farklar nelerdir?

64 Malzemelerin ısıl özellikleri Özgül ısı Isı iletkenliği Isıl difüzivite Isıl genleşme katsayısı Yüzey ısı transfer katsayısı Hissedilir ve gizli ısı Entalpi

65 Malzemelerin ısıl özellikleri Silika fiber: yalıtkan malzeme C deki fırından alındıktan sadece saniyeler sonra köşelerinden çıplak elle tutulabiliyor. İlk anda yüzeyden ısı transferi son derece hızlı. Fakat malzemenin ısıl iletkenliği çok düşük ve içi akkor sıcak kalıyor.

66 termostat Termostat: malzemelerin ısıl genleşme özelliklerinden yararlanarak sıcaklığı düzenlemeye yarayan bir cihaz. Çift metal şerit Genleşme katsayıları farklı 2 metal birleştirilmiş Bakır demir ayrı birleştirilmiş

67 termostat Bu cihazdaki en önemli parça ısıl genleşme özellikleri farklı 2 metalik şerit birbirlerine yapıştırılarak elde edilen parçadır. Sıcaklık değiştiğinde 2 şeritten biri daha fazla uzadığından şerit parça eğilir. Termostatlarda çift metal şeriti spiral veya sargı şeklinde uygulanarak uzun yapılmak ve böylece bir sıcaklık değişiminin etkisi arttırılmak, işlev daha hassas kılınmak istenir.

68 termostat Bu sargının sonunda bir civa anahtarı (içinde birkaç damla civa bulunan küçük bir cam tüp) bulunur. şerit ucundaki hareketlenme anahtarı ileri veya geri iter. Sonuçta civa ampül içinde bir uçtan diğerine hareketlenir. Sıcaklık termostatın ayarlanmış sıcaklık değerine erişip, civa uca ulaştığında elektriksel temas sağlanmış ısıtma veya soğutma ünitesi devreye girmiş olacaktır. sınır değere erişildiğinde ve tüp diğer yönde hareketlendiğinde civa diğer uca döner ve elektriksel temas kesilir.

69 Isı kapasitesi Katı malzemelerin sıcaklıkları, ısıtıldıklarında artar. Bu ısı enerjisinin malzeme tarafından emildiğini gösterir. Isı kapasitesi bir malzemenin çevresinden ısı alma kapasitesini ifade eden bir özelliktir.

70 Isı kapasitesi Özgül ısı birim kütle için ısı kapasitesini gösterir. Kantitatif olarak: 1 mol malzemenin sıcaklığını 1 birim yükseltmek için gerekli enerji miktarı. Isı kapasitesi (J/mol-K) Enerji tedariği (J/mol) Sıcaklık değişimi (K) ısı kapasitesi 2 tür: C p : sabit basınçta ölçülen ısı kapasitesi. C v : sabit hacimde ölçülen ısı kapasitesi. Genellikle C p > C v ısı kapasitesinin birimi C J mol dq dt K Ancak oda sıcaklığından ve daha düşük sıcaklıklarda bu fark bir çok katı madde için çok küçüktür.

71 Atomik titreşimler Atomik titreşimler kafes dalgaları veya fononlar şeklindedir. Bir kristal yapıda atomik titreşimler vasıtası ile oluşan kafes dalgaları Atomların normal kafes konumları Titreşimler sonucunda yeni konumları

72 Titreşimsel ısı kapasitesi Bir çok katı maddede ısı enerjisinin esas sindirilme şekli atomların titreşim enerjilerindeki artış şeklindedir. Katılardaki atomlar çok yüksek frekanslarda ve oldukça küçük genliklerde titreşim halindedir. Bu titreşimler birbirlerinden bağımsız olmaktan ziyade, aralarındaki atomik bağlar sayesinde bağlantılıdır. Bu titreşim koordinasyonu kristal yapıda hareket eden dalgalar oluşur. Bu dalgaları kristal yapıda ses hızında hareket eden elastik dalgalar veya basit olarak kısa dalga boylarında ve çok yüksek frekanslardaki ses dalgaları gibi düşünebiliriz.

73 Titreşimsel ısı kapasitesi Bir malzemenin titreşimsel ısıl enerjisi dağılımları ve frekansları belirli bir aralıkta değişen bir dizi elastik dalgadan oluşur. Sadece belirli enerji değerleri mümkündür. Tek bir titreşim enerjisi birimine fonon adı verilir: fonon elektromanyetik radyasyon enerjisi birimi fotonun eş değeridir. Elektronik iletim sırasında serbest elektronların ısıl saçılması bu titreşim dalgaları ile olur. Bu elastik dalgalar Isı iletimi ile enerji taşınmasına da katılırlar.

74 Isı kapasitesinin sıcaklığa bağlılığı Isı kapasitesi 0 K de «0» dır fakat sıcaklık artışı ile süratle artar. Bu durum sıcaklık artışı ile kafes dalgalarının ortalama enerjilerini attırma kabiliyetinin artması ile ortaya çıkar. Düşük sıcaklıklarda C v ile mutlak sıcaklık, T, arasındaki ilişki: A sıcaklıktan bağımsız bir sabittir.

75 Isı kapasitesinin sıcaklığa bağlılığı Debye sıcaklığı ( D ) denen sıcaklığın üzerinde C v artış hızını kaybeder ve 3R değerinde (R gaz sabiti) sıcaklıktan bağımsız hale gelir. Dolayısı ile malzemenin toplam enerjisi artan sıcaklıkla artmakla beraber, malzeme sıcaklığını 1 derece arttırmak için gerekli enerji miktarı sabittir. Bir çok katı madde için D değeri oda sıcaklığının altındadır ve oda sıcaklığında C v için 25 J/mol K değeri makul bir tahmini değerdir.

76 Isı kapasitesinin sıcaklığa bağlılığı 3R ısı kapasitesi, C v R = gaz sabiti = 8.31 J/mol-K D Sıcaklık (K) C v = sabit Isı kapasitesi sıcaklıkla artar. katılar için 3R seviyesinde bir sınıra ulaşır. D : Debye Sıcaklığı genellikle T oda dan daha düşük katıda enerji atomik titreşimler olarak depolanır. sıcaklık arttıkça atomik titreşimlerin ortalama enerjisi artar.

77 polimer metal seramik Özgül ısı: karşılaştırma increasing c p Artan c p malzeme polipropilen polietilen polistren teflon Magnezya (MgO) cam Alümina (Al 2 O 3 ) alüminyum çelik tungsten altın c p (J/kg-K) T oda C p (ısı kapasitesi): (J/mol-K)

78 Metalik malzemelerin ısıl özellikleri Cp (J/kg.K) l ( C -1 x 10-6 ) k (W/m.K) alüminyum bakır altın demir nikel gümüş tungsten çeliği paslanmaz çelik Pirinç (70Cu-30Zn) Kovar İnvar Süper invar

79 polimerler seramikler Malzemelerin ısıl özellikleri C p (J/kg.K) l ( C -1 x 10-6 ) k (W/m.K) Alümina(Al 2 O 3 ) Magnezya (MgO) Spinel (MgAl 2 O 4 ) Fused silika (SiO 2 ) Soda camı Pyrex camı polietilen polipropilen polistren teflon nylon poliizopren

80 Diğer ısı kapasitesi katkıları Bir malzemenin toplam ısı kapasitesine katkı yapan diğer enerji emme mekanizmaları da vardır. Ancak bu mekanizmalar ısıl titreşimler yanında önemsizdir. Isı kapasitesine Elektronik katkı: Elektronlar kinetik enerjilerini yükselterek enerji emerler. Bu sadece serbest, dolu valens bandı konumlarından Fermi enerjisi üstündeki boş konumlara hareketlendirilen elektronlar için geçerlidir. Metallerde sadece Fermi seviyesine yakın konumlardaki elektronlar bu gibi geçiş hareketlerine yatkındırlar ve bu kabiliyette olanlar toplam elektron sayısının çok az bir oranıdır.

81 Diğer ısı kapasitesi katkıları Yalıtkan ve yarı iletkenlerde ise bunu becerebilen elektronların oranı daha da azdır. 0 K civarındaki sıcaklıklar dışında bu elektronik katkı ihmal edilebilir seviyelerdedir. Bazı malzemelerde spesifik sıcaklıklarda başka enerji emme prosesleri vardır. Mesela, Ferromanyetik malzemeler Curie sıcaklıklarına ısıtıldıklarında elektron spinleri düzensizleşir. Bu dönüşüm sıcaklığında ısı kapasitesi sıcaklık değişim eğrisinde ani bir yükselme görülür.

82 Isıl genleşme malzemeler ısıtıldığında uzar ve soğuduğunda büzülür. ısıl genleşme atomlar arasındaki ortalama mesafenin artmasıdır. 0 K derecedeki atomlar arası uzaklık, denge mesafesi, potansiyel enerji çukurunun dibidir. yüksek sıcaklıklara ısıtıldıkça titreşim enerjisi yükselir. Ortalama atom titreşim genliği her bir sıcaklıkta bu eğrinin iki ucu arasındaki mesafe ile, ve ortalama atomlararası uzaklık da ortalaması ile temsil edilir. Ortalama atomlar arası uzaklık sıcaklıkla artar.

83 Potansiyel enerji atomlar arası mesafe asimetrik eğri: sıcaklık artarken, atomlar arası uzaklık da artar; bu da ısıl genleşmedir. simetrik eğri: sıcaklık artarken, atomlar arası uzaklıkta artış yok. dolayısı ile ısıl genleşme de yok!

84 Isıl genleşme Isıl genleşme, artan sıcaklıkla atomik titreşimlerin genliğinin artmasından ziyade bu potansiyel enerji eğrisinin asimetrik karakterinden kaynaklanır. Potansiyel enerji eğrisi simetrik olsaydı, ortalama atomlar arası uzaklıkta bir değişiklik ve dolayısı ile ısıl genleşme olmazdı. Her bir malzeme grubu için (metaller, seramikler, polimerler), atom bağ kuvveti arttıkça, bu potansiyel enerji eğrisi daha derin ve daha dar hale gelir. Sonuçta, sıcaklıktaki bir artış ile atomlar arası mesafedeki artış da daha küçük olur ve daha küçük bir genleşme katsayısı değeri ortaya çıkar. Sıcaklık artışı ile ısıl genleşme katsayısının değeri artar.

85 Isıl genleşme l lineer ısıl genleşme katsayısı, bir malzemenin ısıtıldığında ne kadar uzayacağını temsil eden bir malzeme özelliğidir. Sıcaklık değiştiğinde malzeme boyutları da değişir. ilk son T son > T ilk T ilk T son son ilk ilk ( Tson Tilk ) Isıl genleşmenin lineer katsayısı (1/K veya 1/ºC)

86 Isıl genleşme ısıtma ve soğutma bir katı malzemenin boyutlarını etkiler ve sonuçta hacim değişikliği de olur. sıcaklıkla hacim değişikliği V ve V 0 : hacimdeki değişim ve ilk hacim v : ısıl genleşmenin hacimsel katsayısı Bir çok malzemede v değeri anizotropiktir; yani ölçümün yapıldığı kristal yönüne bağlıdır. Isıl genleşmenin izotropik olduğu malzemeler için, v 3 l.

87 seramik metal polimer Isıl genleşme katsayısı-karşılatırma Artan l malzeme polipropilen polietilen polistren teflon Alüminyum altın çelik tungsten Magnezya (MgO) Cam Alümina (Al 2 O 3 ) Silika (kris. SiO 2 ) l (10-6 / C) T oda zayıf ikincil bağlar sayesinde değerleri büyüktür.

88 Isıl genleşme: örnek 15 m uzunluğunda bir Bakır tel 40 C den -9 ºC ye soğutulmuştur. Boyu ne kadar değişecektir? Cu için 16.5 x 10 6 ( C) 1 T 0 [16.5 x 10 6 (1/ C)](15 m)[40 C ( 9 C)] m 12 mm

89 Metallerde ısıl genleşme Popüler metaller için lineer ısıl genleşme katsayıları ile ( C -1 ) arasında değişir. Bu değerler polimerlerin ve seramiklerinkilerin arasında bir yerdedir. Sıcaklık değişimlerine direnç göstermesi ve boyutsal kararlılığını koruması gereken uygulamalar için düşük ısıl genleşmeli ve kontrollü ısıl genleşmeli malzemeler geliştirilmiştir.

90 Invar ve diğer düşük genleşmeli alaşımlar Bir demir-nikel alaşımıdır ve oda sıcaklığı ve 230 C arasında çok düşük, yaklaşık «0» seviyesinde bir ısıl genleşme katsayısına sahiptir. Bu alaşım düşük-kontrollü ısıl genleşmeye sahip metalik malzemelerin en önemlisidir. Bileşimi: 64 ağ% Fe 36 ağ% Ni dir. İsmini de bu özelliğinden almaktadır. Oda sıcaklığındaki ısıl genleşme katsayısı: ( C -1 )

91 Seramiklerde ısıl genleşme Seramik malzemelerde atomlar arası bağlar kuvvetlidir. Bu nedenle, seramiklerin ısıl genleşme katsayıları düşüktür 0.5 x x 10-6 C -1 amorf ve kübik kristal yapılı seramiklerde l izotropik, kübik olmayan kafes yapılı diğerlerinde ise anizotropiktir. İnorganik camlarda genleşme katsayısı bileşime bağlıdır.

92 Seramiklerde ısıl genleşme Fused silika (yüksek saflıkta SiO 2 camı) küçük genleşme katsayısına sahiptir: 0.4 x 10-6 ( C -1 ). Bu durum düşük atomik istiflenme yoğunluğundan kaynaklanır. Atomlar arasındaki açılma makro ölçekte ancak küçük değişimler verir. Çalışırken ısıl değişimlere uğrayan seramik malzemeler küçük ve izotropik ısıl genleşme katsayılarına sahip olmalıdır. Aksi takdirde bu kırılgan malzemeler, termal şoka bağlı homojen olmayan boyutsal değişimlere ve buna bağlı gerilmelere uğrar ve kırılırlar.

93 Polimerlerde ısıl genleşme Bazı polimerler ısıtıldıklarında çok şiddetli ısıl genleşme tecrübe ederler. Isıl genleşme katsayıları 50 x 10-6 ile 400 x 10-6 C -1 aralığında değişir. En yüksek l değerleri, ikincil moleküller arası bağları zayıf ve çapraz bağlanmalar en az seviyede olduğu için lineer bağlı polimerlerde görülür. Çapraz bağlanmanın artması ile genleşme katsayısı düşer. En düşük genleşme katsayıları bağlanmanın tamamının kovalent esaslı olduğu fenol formaldeit gibi termo-set polimerlerde görülür.

94 Polimerlerde ısıl genleşme lineer bağlı polimerler: ikincil moleküller arası bağları zayıf ve çapraz bağlanmalar en az seviyede olduğu için yüksek l değerleri Çapraz bağlı polimerler: Düşük genleşme katsayısı

95 Isı iletkenliği Bir malzemenin ısıyı iletme kabiliyeti Kararlı ısı akışı için q k Isı akısı (W/m 2 ) dt dx Isı iletkenliği (W/mK) = k T 2-T 1 x 2 -x 1 T 1 x 1 Isı akısı x 2 T 2 T 2 > T 1 Atomik ölçekte: sıcak bölgelerdeki atomik titreşimler ve serbest elektronlar ısı enerjisini daha soğuk bölgelere taşırlar.

96 Isı iletim mekanizmaları Katı malzemelerde ısı hem kafes titreşim dalgaları (fononlar) (k l ) hem de serbest elektronlar (k e ) tarafından taşınır. Toplam iletkenlik bu 2 mekanizmanın katkılarını içerir. k = k l + k e k l : kafes titreşimleri ile iletkenlik k e : elektron ısıl iletkenliği; serbest elektronların sayısındaki artış ile artar. Pratikte bu iki mekanizmadan biri ön plana çıkar.

97 Isı iletim mekanizmaları k l katkısı sıcaklık gradyanının bulunduğu bir maddede fononların yüksek sıcaklık bölgelerinden düşük sıcaklık bölgelerine hareketi ile meydana gelir. k e katkısı Bir maddenin sıcak bölgesinde serbest elektronlara kinetik bir enerji yüklenir. Bu elektronlar soğuk bölgelere hareketlenirler ve kinetik enerjileri fononlarla veya kafesteki diğer yapısal hatalarla çarpışma sonucunda bu soğuk bölgelerdeki atomlara titreşim enerjisi olarak geçer.

98 polimer Artan k seramik metal Isı iletkenliği: karşılaştırma malzeme k (W/mK) Enerji transferi Altın Alüminyum Tungsten çelik Magnezya (MgO) Alümina (Al 2 O 3 ) Soda camı Silika (kris. SiO 2 ) polipropilen polietilen polistren teflon 315 Atomik titreşimler 247 ve serbest elektronların 178 hareketi Atomik titreşimler Zincir moleküllerin 0.46 titreşimi veya rotasyonu

99 Isı iletkenliği (W/m.K) metaller Yüksek saflıktaki metallerde ısı iletimine elektron katkısı fonon katkısından çok daha verimlidir. Çünkü, elektronlar fononlar kadar kolay saçılmazlar ve daha hızlıdırlar. Metaller, ısı taşımaya katkıda bulunacak çok sayıda serbest elektron sahibi oldukları için mükemmel ısı ileticisidirler. Metallerin ısı iletkenlikleri 20 ile 400 W/m K arasında değişir. Cu-Zn alaşımları için bileşimle ısı iletkenliği değişimi bileşim (ağ% Zn)

100 Isı iletkenliği (W/m.K) metaller Metalleri diğer elementlerle alaşımlamak tıpkı elektrik iletkenliğinde olduğu gibi ısı iletkenliğini de düşürür: özellikle katı eriyikte çözünmüş yabancı atomlar saçılma merkezleridir ve elektron hareketliliğine zarar verirler. Cu-Zn alaşımları için bileşimle ısı iletkenliği değişimi bileşim (ağ% Zn)

101 metaller Saf metallerde serbest elektronlar hem ısı hem de elektrik iletkenliğinden sorumlu oldukları için, iki iletkenlik birbirleri ile ilişkilidir: Wiedemann Franz kanunu: elektrik iletkenliği, ( m) -1 L: 2.44 x 10-8.W.K -2 Isı iletkenliği W/mK L, ısı enerjisi tamamen serbest elektronlar tarafından taşınıyorsa, sıcaklıktan bağımsız ve tüm metaller için aynidir.

102 Isı iletkenliği (W/m.K) Seramiklerde Isıl iletkenlik Metalik olmayan malzemeler yeterli sayıda serbest e-ları olmadığı için ısıl yalıtkandırlar. Bu nedenle ısı iletiminden fononlar sorumludur: k e << k l Diğer yandan, fononlar, kafes hataları tarafından saçıldıkları için, ısı enerjisinin taşınmasında serbest elektronlar kadar etkili değildir. Sıcaklık ( C)

103 Seramiklerde Isıl iletkenlik Oda sıcaklığında seramiklerin ısı iletkenlikleri yaklaşık 2 ile 50 W/m K arasında değişir. Cam ve diğer amorf seramikler, atomik yapı düzensiz, dağınık olduğunda fonon saçılması daha da fazla olduğu için kristal yapılı seramiklerden daha da düşük iletkenlik değerlerine sahiptir.

104 Seramiklerde Isıl iletkenlik Artan sıcaklıkla kafes titreşimlerinin saçılması daha belirgin hale gelir. Bu nedenle seramiklerin bir çoğunda ve özellikle düşük sıcaklık bölgesinde ısıl iletkenlik sıcaklıkla düşer. İletkenlik yüksek sıcaklıklarda radyant ısı transferi sayesinde artar. Saydam seramik bir malzemede ciddi miktarlarda infrared radyant ısı taşınabilir. Bu prosesin verimliliği sıcaklıkla artar. Seramik malzemelerde gözeneklilik ısı iletkenliği üzerinde dramatik bir etkiye sahiptir.

105 Seramiklerde Isıl iletkenlik Gözenek hacmini arttırmak bir çok durumda, ısı iletkenliğini düşürür. Hatta, ısı yalıtımı için kullanılan seramiklerin bir çoğu gözenekli yapıdadır. İç gözenekler çoğunlukla çok düşük ısı iletkenliği (0.02 W/mK) olan durgun hava içerirler. Ayrıca, gözenekler içindeki gaz ortam konveksiyonu verimsiz ve etkisizdir. Gözeneklerden ötürü ısı transferi yavaş ve verimsizdir.

106 Polimerlerde ısıl iletkenlik Bir çok polimer için ısıl iletkenlik 0.3 W/mK seviyelerindedir. enerji transferi zincir moleküllerinin titreşimi ve rotasyonu ile gerçekleşir. Isıl iletkenliğin büyüklüğü kristallik derecesine bağlıdır. Yüksek ölçüde kristal ve düzenli yapıda olan bir polimerin ısıl iletkenliği amorf yapılı benzerinden daha yüksektir. Bu, molekül zincirlerinin kristal yapı düzeninde daha koordinasyonlu titreşimlerinden ötürüdür.

107 Polimerlerde ısıl iletkenlik Polimerler düşük ısı iletkenlikleri nedeniyle çoğunlukla ısıl yalıtkan olarak kullanılırlar. Seramiklerde olduğu gibi yalıtkanlık özellikleri küçük gözeneklerin köpürtme yoluyla yapıda bulundurulması ile daha da arttırılabilir. İçme bardakları olarak kullanılan polistrende bu uygulamadan faydalanılır.

108 Isıl gerilmeler Isıl gerilmeler bir malzemede sıcaklık değişimleri ile ortaya çıkan gerilmelerdir. Bu gerilmeler arzu edilmeyen plastik deformasyona ve kırılmalara yol açabileceği için neden kaynaklandıklarını ve karakterlerini anlamak önemlidir. Engellenen ısıl genleşme ve büzülme ısıl gerilmelere yol açar. Homojen olarak ısıtılan veya soğutulan homojen ve izotropik bir çubuk düşünelim: Serbest genleşme veya büzülme gerçekleşebildiğinde ısıl gerilmeler oluşmaz.

109 Isıl genleşme-ısıl gerilme Melbourn Avustralya da aşırı sıcak havalarda ısıl genleşme ve buna bağlı ısıl gerilmelerle eğilen demir yolu rayları

110 Isıl gerilmeler Ancak bu çubuk uçlarından hareketi önlenecek şekilde sabitlenirse, ısıl gerilmeler oluşur. Sıcaklığın T 0 dan T f ye kadar değişmesi ile ortaya çıkan bu gerilmelerin büyüklüğü E elastik modül, l lineer ısıl genleşme katsayısıdır. Isıtmada (T f >T 0 ), oluşan gerilme çubuğun genleşmesi engellendiğinden basma gerilmesi ( <0), soğutmada tersi olacağından çekme gerilmesi ( >0) olacaktır.

111 problem pirinç bir çubuk oda sıcaklığında (20 C) gerilmesizdir. Çubuk ısıtılır fakat uzamasına izin verilmez. Hangi sıcaklıkta gerilme 172 MPa seviyesine çıkar? T 0 başlangıçta 0 adım 1: engellemesiz ısıl genleşme 0 compress T f room thermal (T f T 0 ) adım 2: çubuğu ilk boyutuna gelecek şekilde basmaya uğratın. 0 room thermal

112 No problem! Isıl gerilme aşağıdaki gibi hesaplanır. 0 E( compress ) basma = - ısıl yanıt: 106ºC E( thermal ) E (T f T 0 ) E (T 0 T f ) 20ºC T f T 0 Pirinç için: 100 GPa E -172 MPa (basma) Pirinç için: 20 x 10-6 /ºC

113 Sıcaklık gradyanlarından doğan gerilmeler Katı bir madde ısıtıldığında veya soğutulduğunda içindeki sıcaklık dağılımı bu maddenin boyut ve şekline, ısıl iletkenliğine ve sıcaklık değişiminin hızına bağlı olur. Bir parçada sıcaklık gradyanları oluştuğunda ısıl gerilmeler meydana gelir. Hızlı sıcaklık değişimlerinde dış kısımlar iç kısımlardan daha farklı sıcaklıklarda olabilir ve bunun neticesinde parça içindeki sıcaklık dağılım bozukluğu gerilmeler oluşturur.

114 Sıcaklık gradyanlarından doğan gerilmeler Örneğin, ısıtılan bir parçada dış kısımlar daha sıcaktır ve iç kısımlardan daha fazla uzamak ister. Neticede iç kısımlar tarafından bir engelleme olacağından dış kısımlar basma gerilmeleri tecrübe ederler. Yüzeydeki basma gerilmeler iç kısımlarda da çekme gerilmeleri tarafından dengelenir.

115 Isıl şok Hızlı soğutma soğuk yüzey, sıcak merkez büzülen yüzey/engelleyen merkez yüzeyde çekme/merkezde basma Yüksek sıcaklıkta düzgün sıcaklık profili basma çekme Yüksek sıcaklıkta düzgün gerilme profili Su verme sonrası sıcaklık profili basma çekme Su verme sonrası gerilme profili

116 Gevrek malzemelerin ısıl şoku Sünek metaller ve polimerler için, plastik deformasyon sayesinde ısıl gerilmelerin şiddeti azalabilir. Ancak seramik malzemelerin sünek olmayan karakterleri, bu gerilmelere bağlı gevrek kırılma riskini arttırır. Gevrek bir malzemenin hızlı soğutulması termal şok kaynaklı bu gibi gerilmelere yol açmakta, yüzeyde oluşan gerilmeler çekme gerilmeleri olduğu için risklidir ve kırılmaya hızlı ısıtma durumlarında olduğundan daha yatkındır.

117 Gevrek malzemelerin ısıl şoku Bu şekilde hasarlanmalara dayanıklılık ısıl şok direnci diye bilinir. Hızlı soğutulan bir seramik parça için, ısıl şok sadece sıcaklık değişiminin miktarına değil, malzemenin mekanik ve ısıl özelliklerine de bağlıdır. Yüksek kırılma mukavemetine ve yüksek ısıl iletkenliğe, düşük elastiklik modülüne ve düşük ısıl genleşme katsayısına sahip seramiklerin ısıl şok direnci yüksektir. Isıl şok direnci (TSR):

118 Isıl şok direnci homojen olmayan ısıtma/soğutma üstteki ince bir tabaka hızla T 1 den T 2 ye soğutuluyor. Hızlı soğutma Soğuma sırasında büzülmek ister T 2 Büzülmeye karşı çıkar Soğutma ile ortaya çıkan sıcaklık farkı: su verme hızı ( T T ) 1 2 k eşitle T 1 Yüzeyde çekme gerilmesi oluşur. E (T 1 T 2 ) Kırılma için kritik sıcaklık farkı ( = f ) (T 1 T 2 ) fracture f E Su verme hızı(kırılma için) = ısıl şok direnci fk E l f k yüksek ise ısıl şok direnci de yüksek! E l

119 Gevrek malzemelerin ısıl şoku Isıtma ve soğutma hızları düşürülerek ve parçadaki sıcaklık gradyanları hafifleştirilerek ısıl şoklar büyük ölçüde önlenebilir. Isıl genleşme katsayısının uygun seçimi ile de ısıl şoklara karşı önlem alınabilir. Isıl genleşme katsayısı yaklaşık 9 x10-6 ( C -1 ) olan soda camı ısıl şoka çok hassastır. Bu camdaki CaO ve NaO miktarlarını azaltırken yeterli miktarda B 2 O 3 ilave ederek ısıl genleşme katsayısı 3x10-6 ( C -1 ) seviyelerine düşürülebilir. Bu bileşimdeki cam mutfak ve fırın ısıtmalarısoğutmaları için son derece uygundur.

120 Gevrek malzemelerin ısıl şoku İri gözenekler ve sünek bir ikinci fazın malzemeye kazandırılması da, ısıl gerilmelerden oluşan çatlakların ilerlemesini yavaşlatarak ısıl şok karakterini iyileştirir. Seramik malzemelerde mekanik mukavemet değerlerini ve optik özellikleri iyileştirmek için ısıl gerilmeleri parça bünyesinden almak gerekir. Bu işlem bir tav uygulaması ile yapılır.

121 Isıl koruma sistemleri uygulama: Uzay mekiği Re-entry T Distribution reinf C-C (1650ºC) silica tiles ( ºC) nylon felt, silicon rubber coating (400ºC) Silika plaka ( ºC): Büyük ölçekli uygulama -- mikroyapı ~90% gözeneklilik! Si fiberler ısıl işlem sırasında birbirlerine bağlanıyor. 100 m

122 Termoelektrik ısıtma ve soğutma İki farklı elektrik iletken malzeme bir araya getirildiğinde e- lar daha yüksek E f ye sahip malzemeden diğerine taşınır. Bu iki malzemenin E f değerleri birbirlerine eşitleninceye kadar devam eder. Daha düşük E f li malzeme negatif yüklüdür. Bu durum sıcaklığa bağlı bir devre gerilimine neden olur. Yüksek E f li malzemeden enerji e- ler aracılığı ile düşük E f li malzemeye taşındıkça e- kaybeden soğurken e- alan malzeme ısınır.

123 Termoelektrik ısıtma ve soğutma termoelektrik etki (Peltier Seebeck etkisi) ısı farklılıklarının elektrik voltajına veya elektrik voltaj farkının ısıya dönüştürülmesi olayıdır. Metal ve alaşımlar için bu etki küçüktür: V/K. Bi 2 Te 3 ve PbTe gibi yarı iletkenler içinse önemlidir: mv/k Uygulamalar: ısıl çiftler aracılığı ile sıcaklık ölçümü (bakır/ constantan, Cu-45%Ni, chromel, 90%Ni-10%Cr, ) Termoelektrik enerji santralleri (Sibirya ve Alaska) termoelektrik buzdolabı

124 Termoelektrik ısıtma ve soğutma İki malzeme uçlarından bir halka oluşturacak şekilde birbirine bağlanır. bu uçlardan biri ısıtılır. İki uç arasındaki sıcaklık farkı ile orantılı bir voltaj farkı meydana gelir. bakır Buna Seebeck etkisi denir! Seebeck S dv dt Coefficient ( V/K) S demir ısı

125 Termoelektrik ısıtma ve soğutma Seebeck etkisinin tersi Peltier etkisi olarak bilinir. Bu uçlardan geçen bir direkt akım uçlardan birinin ısınmasına diğerinin soğumasına neden olur. Kurşun tellurit ve/veya bizmut tellurit termoelektrik cihazlarda ısıtma ve soğutmada kullanılan malzemelerdir.

126 Isıl denge İki madde sıcaklıkları eşitlendiğinde ısıl denge içindedirler. Doğada ısı her zaman sıcak bölgeden soğuk bölgeye taşınır.

127 Isı iletimi (heat conduction) Isı iletimi ısının doğrudan temas ile bir maddeden diğerine geçmesidir. Bakır ve alüminyum ısıyı çok iyi iletirler.

128 yalıtkan Isıl yalıtkan ısı iletimi sınırlı olan malzemedir. Isı plastikte çok yavaş taşınır ve bu sayede elinizin sıcaklığı hemen artmaz.

129 yalıtım Stayroform gözeneklerinde hava saklayarak yalıtkanlık kazanır. Katılar genellikle sıvılardan, sıvılar ise gaz maddelerden daha iyi ısı iletkenidirler.

130 Isıl yalıtkanlık Isı iletme kabiliyeti malzemenin yapısal özelliklerine de bağlıdır. cam bir kap veya beher şeklinde imal edildiğinde ısı iletimi kabiliyeti yüksektir. Ancak cam fiber şeklinde imal edildiğinde fiberlerin arasında hapsolan hava onu ısıl yalıtkan yapar.

131 Cam yünü

132 Isı iletimi denklemi Q= ka (T2 -T1)/x 2 -x 1 Q/A= Q = ısı miktarı (W) k = ısı iletkenliği (W/mK) A = ısının geçtiği kesit alanı (m 2 ) x 2 -x 1 = ısının kat ettiği mesafe (m) T 1, T 2 = iki uçtaki sıcaklıklar

133 problem 5 cm kalınlığında 2.5 x 4 m boyutlarında bir duvarı kaplayan 5 cm kalınlığında bir fiberglas battaniye düşünün. Dışardaki sıcaklık 5 C, içerdeki sıcaklık 25 C iken bu duvardan ne kadar ısı kaybolur? (k Fiberglas = W/m.K) k = W/mK A = 2.5 x 4 = 10 m 2 l = 5 cm = 0.05 m T 2 - T 1 = 25-5 = 20 K Q = k A (T2 -T1)/l Q = W/m.K x 10 m 2 x 20 K / 0.05 m = 152 W

134 konveksiyon Konveksiyon ısının sıvı ve gazların hareketi ile taşınması olayıdır. Gazlarda konveksiyon gazlar ısıtıldıklarında genleştiği için gerçekleşir. Isınmış gaz yükseldiği soğuk gaz çöktüğü için gerçekleşen akımlar ısının transferine yol açar. Sıvılarda konveksiyon yoğunluk farkları sayesinde gerçekleşir.

135 konveksiyon Konveksiyon yönseldir!

136 konveksiyon Gaz ve sıvı hareketliliği yoğunluk ve sıcaklık farklılıklarından kaynaklandığında buna serbest konveksiyon denir. Gaz ve sıvı hareketliliği bir pompa veya fan etkisi gibi dış kaynaklı ise buna zorlanmış konveksiyon denir.

137 Isı transfer hızı (kw) konveksiyon Konveksiyonla ısı transferi hıza bağlıdır. Tüm akışkanlarda hareketliliğin artması konveksiyonla ısı transferini arttırır. akışkan hızı (m/s)

138 konveksiyon Konveksiyon yüzey alanına bağlıdır. Akışkanla temas eden yüzey alanı arttıkça ısı transfer hızı da artar. Bu nedenle konveksiyon prensibi ile çalışan tüm ısı cihazlarında malzeme yüzey alanının azami ölçüde arttırılması için ısı değiştirici plakaları kanatlı imal edilir.

139 konveksiyon

140 Doğal konveksiyon Sahillerdeki deniz esintilerinden konveksiyon sorumludur. Gündüz saatlerinde kara denizden çok daha sıcaktır. Kara üzerindeki sıcak hava yükselip boşalttığı alan denizden gelen soğuk hava ile dolduğunda deniz esintisi oluşur. Geceleri bunun tam tersi olur ve kara esintisi yaşanır.

141 Doğal konveksiyon Yeryüzü iklimi büyük ölçüde Okyanuslardaki konveksiyon akımlarınca kontrol edilir.

142 konveksiyon Q = h A (T2 -T1) Q = ısı akısı (W) h = ısı transfer katsayısı (W/m 2 K) A = akışkanın temas ettiği yüzey alanı (m 2 ) T2 - T1 = sıcaklık değişimi

143 problem Pencere yüzey sıcaklığı 18 C. Pencereyi ısı transfer katsayısı 100 W/m 2 K olacak şekilde 5 C sıcaklığında bir rüzgar yalıyor. Pencere yüzey alanı 0.5 m 2 ise, pencere ile hava arasında ne kadar ısı transfer olur? Q = h A (T2 -T1) Q = 100 W/m 2 K x 0.5 m 2 (18-5)K Q = 650 W

144 Radyasyon Radyasyon ısının elektromanyetik dalgalarla taşınmasıdır. Isıl radyasyon sıcaklıkları nedeniyle cisimler tarafından üretilen ışık da dahil olmak üzere elektromanyetik dalgalardır. Bir cismin sıcaklığı ne kadar yüksek ise o kadar fazla ısıl radyasyon yayar.

145 Yerkürenin radyasyon faaliyeti Gezegenimizin radyasyon bileşenleri Yeryüzünden salınan enerji Yeryüzüne düşen güneş enerjisi Yeryüzünden yansıyan güneş enerjisi

146 Radyant ısı Isıl radyasyonu görmeyiz çünkü insan gözünün ayırt edemeyeceği infrared dalga boylarında oluşur. Cisimler farklı sıcaklıklarda farklı renkli alır.

147 Radyant ısı Oda sıcaklığındaki bir kaya parlamaz. 20 C deki spektrum görünür dalga boylarında değildir. Cisimler ısıtıldıkça görünür ışık saçmaya ve parlamaya başlarlar. 600 C de cisimler soluk kırmızı renk alırlar; elektrikli ısıtıcıdaki reziztanslar gibi).

148 Sıcaklık ( C) Radyant ısı Sıcaklık yükseldikçe ısıl radyasyon daha kısa dalga boyuna sahip daha yüksek enerjili ışınım yayar C de renk sarıportakal iken 1500 C de beyaza döner. Beyaz Açık sarı Sarı Portakal Kiraz kırmızısı Koyu kırmızı Bir ampülü ara ayarda izlemeye başlarsanız filaman ısındıkça renginin değiştiğini fark edersiniz. Ampül filamanından yayılan parlak beyaz ışık 2600 C ye kadar ısınmış filamanın verdiği ısıl radyasyondur.

149 Kara cisim-ışıksız cisim Üzerine düşen tüm radyasyonu emen ideal bir malzemedir. Kara cisimler emdikleri radyasyonu karakteristik ve aralıksız bir spektrumla, göz kamaştırıcı şekilde tekrar verirler. Kara cisimler Hiçbir ışık, görünür elektromanyetik radyasyon yansıtmadığı için soğuk iken siyah görünür. Ancak, kara cisim sıcaklığa bağlı bir spektrum verir ve bu ısıl radyasyona kara cisim radyasyonu denir.

150 Kara cisim radyasyonu Bir ampülün sıcak-beyaz filamanı iyi bir kara cisimdir. Çünkü filamanın tüm ışıması ısıl radyasyondur K eğrisi radyasyonun görünür ışığın tüm aralığında yayıldığını gösterir.

151 Bağıl güç Kara cisim radyasyonu Mükemmel bir kara cisim için güç vs dalga boyu ilişkisi kara cisim spektrumu olarak tariflenir. Dalgaboyu (nm)

152

153 Kara cisim radyasyonu Kara cisim tarafından ısıl radyasyon olarak verilen toplam güç sıcaklığa ve yüzey alanına bağlıdır. Gerçek yüzeyler kara cisim güç değerinden daha düşük enerji verirler: genellikle bu oran %10-90 arasındadır.

154 Kara cisim radyasyonu P = σ AT 4 P = güç (W) σ = Stefan-Boltzmann sabiti 5.67 x 10-8 W/m 2 K 4 A = kara cismin yüzey alanı (m 2 ) T = sıcaklık (K) Stefan-Boltzmann denklemi ısıl radyasyon mutlak sıfırın üstündeki sıcaklığa bağlı olduğundan sıcaklık için K birimi kullanılır!

155 Ampül için örnek hesaplama Ampüldeki filaman 0.5 mm çapında ve 50 mm uzunluğundadır. Bu filamanın yüzey alanı m 2 dir. sıcaklık 3000 K ise, filaman ne kadar güç üretir? P = σ AT 4 P = 5.67 x 10-8 x 4 x 10-8 x 3,000 4 P = W

156 özet Isı kapasitesi Isı kapasitesi bir mol maddenin sıcaklığını 1 C arttırmak için gerekli ısı miktarıdır. Birim ağırlık için bu değer özgül ısı olarak tarif edilir. Katı madde tarafından emilen ısı atomların titreşimsel enerjisini arttırmaya harcanır. Sadece belirli titreşimsel enerji değerlerine izin vardır. Bir birim titreşimsel enerjiye FONON denir. Bir çok kristal yapılı katı için 0 K yakınlarındaki sıcaklıklarda sabit hacimde ölçülen ısı kapasitesi mutlak sıcaklığın kübü ile artar; Debye Sıcaklığı aşıldığında sıcaklıktan bağımsız hale gelir ve 3R değerini alır.

157 özet Isıl genleşme Katı maddeler ısınınca genleşir ve soğuyunca büzülür. Sıcaklık değişimi ile uzunluk değişimi orantılıdır. Orantı katsayısı ısıl genleşme katsayısıdır. Isıl genleşme ortalama atomlar arası mesafe ile temsil edilir. Bu potansiyel enerji vs atomlararası mesafe eğrisindeki çukurun asimetrik karakterinin sonucudur. Atomlararası bağ enerjisi arttıkça, ısıl genleşme katsayısı azalır. Polimerlerin ısıl genleşme katsayısı metallerinkinden, metallerinki seramiklerinkinden büyüktür.

158 özet Isıl iletkenlik Isıl enerjinin yüksek enerji bölgelerinden düşük enerji bölgelerine taşınmasına ısıl iletim denir. Katı maddeler için ısı serbest elektronlar ve titreşimler kafes dalgaları veya fononlar tarafından taşınır. Saf metallerin göreceli yüksek ısıl iletkenlikleri çok sayıda serbest elektron ve bu elektronların ısıyı taşıma verimliliği sayesindedir. Seramikler ve polimerler ise zayıf ısı iletkenidirler. Çünkü serbest elektron miktarı düşüktür ve ısı iletimi ancak fonon iletimi ile mümkündür.

159 özet Isıl gerilmeler Sıcaklık değişimleri sonucunda oluşan ısıl gerilmeler kırılmaya veya plastik deformasyona yol açabilir. Isıl gerilmelerin kaynağı, bir maddenin uzama veya kısalmasının kısıtlanmasıdır. Bir parçanın süratle ısıtılması veya soğutulması sırasında ortaya çıkan ısıl gerilmeler parçanın iç ve dış bölgeleri arasında meydana gelen ısıl gradyanlar ve buna eşlik eden boyutsal değişim farklılıklardan kaynaklanır. Isıl şok, bir parçanın çok ani sıcaklık değişimlerine maruz kalması sonucunda ortaya çıkan ısıl gerimler yüzünden kırılmasıdır. Seramik malzemeler kırılgan olduklarından bu tür kırılmalara özellikle hassastır.

İletken Malzemeler 9.11.2015

İletken Malzemeler 9.11.2015 Atomun Temel Parçaları 1.Elektronlar: Çekirdek etrafında yörüngelerde bulunurlar ve ( ) yüklüdürler. Boyutları çok küçüktür. 2. Nükleus (çekirdek): Proton: (+) yüklü parçacıktır. Elektrondan 1836 kat büyüktür.

Detaylı

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010 METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010 WEBSİTE www2.aku.edu.tr/~hitit Dersler İÇERİK Metalik Malzemelerin Genel Karakteristiklerİ Denge diyagramları Ergitme ve döküm Dökme demir ve çelikler

Detaylı

Bir katı malzeme ısıtıldığında, sıcaklığının artması, malzemenin bir miktar ısı enerjisini absorbe ettiğini gösterir. Isı kapasitesi, bir malzemenin

Bir katı malzeme ısıtıldığında, sıcaklığının artması, malzemenin bir miktar ısı enerjisini absorbe ettiğini gösterir. Isı kapasitesi, bir malzemenin Bir katı malzeme ısıtıldığında, sıcaklığının artması, malzemenin bir miktar ısı enerjisini absorbe ettiğini gösterir. Isı kapasitesi, bir malzemenin dış ortamdan ısı absorblama kabiliyetinin bir göstergesi

Detaylı

BÖLÜM 7 YALITKANLAR & DİELEKTRİK ÖZELLİKLERİ

BÖLÜM 7 YALITKANLAR & DİELEKTRİK ÖZELLİKLERİ YALITKANLAR & DİELEKTRİK ÖZELLİKLERİ Dielektrikler elektriksel olarak yalıtkan malzemelerdir. Malzemenin elektriksel özelliğinin enerji band yapısına bağlı olduğunu söylemiştik. Yalıtkan malzemelerde enerji

Detaylı

ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER

ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER İletkenlik Elektrik iletkenlik, malzeme içerisinde atomik boyutlarda yük taşıyan elemanlar (charge carriers) tarafından gerçekleştirilir. Bunlar elektron veya elektron boşluklarıdır.

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

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

İletken, Yalıtkan ve Yarı İletken

İletken, Yalıtkan ve Yarı İletken Diyot, transistör, tümleşik (entegre) devreler ve isimlerini buraya sığdıramadağımız daha birçok elektronik elemanlar, yarı iletken malzemelerden yapılmışlardır. Bu kısımdaki en önemli konulardan biri,

Detaylı

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METOTLAR II DOĞRUSAL ISI İLETİMİ DENEYİ 1.Deneyin Adı: Doğrusal ısı iletimi deneyi..

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

Seramiklerde ısıl genleşme

Seramiklerde ısıl genleşme ısıl özellikler Seramiklerde ısıl genleşme Seramik malzemelerde atomlar arası bağlar kuvvetlidir. Bu nedenle, seramiklerin ısıl genleşme katsayıları düşüktür 0.5 x 10-6 15 x 10-6 C -1 amorf ve kübik kristal

Detaylı

Isı transferi (taşınımı)

Isı transferi (taşınımı) Isı transferi (taşınımı) Isı: Sıcaklık farkı nedeniyle bir maddeden diğerine transfer olan bir enerji formudur. Isı transferi, sıcaklık farkı nedeniyle maddeler arasında meydana gelen enerji taşınımını

Detaylı

ISI TRANSFER MEKANİZMALARI

ISI TRANSFER MEKANİZMALARI ISI TRANSFER MEKANİZMALARI ISI; sıcaklık farkından dolayı sistemden diğerine transfer olan bir enerji türüdür. Termodinamik bir sistemin hal değiştirirken geçen ısı transfer miktarıyla ilgilenir. Isı transferi

Detaylı

SICAKLIK NEDİR? Sıcaklık termometre

SICAKLIK NEDİR? Sıcaklık termometre SICAKLIK NEDİR? Sıcaklık maddedeki moleküllerin hareket hızları ile ilgilidir. Bu maddeler için aynı veya farklı olabilir. Yani; Sıcaklık ortalama hızda hareket eden bir molekülün hareket (kinetik) enerjisidir.

Detaylı

Malzeme Seçimi ve Prensipleri-6. MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ-6

Malzeme Seçimi ve Prensipleri-6. MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ-6 MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ-6 1 Termal Özellikler Bu başlıkta malzemenin ergime sıcaklığı (Melting point), cam geçiş sıcaklığı, tg (Glass temperature), maksimum ve minimum kullanım sıcaklıkları (Max

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

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

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

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

YAŞAMIMIZDAKİ ELEKTRİK

YAŞAMIMIZDAKİ ELEKTRİK YAŞAMIMIZDAKİ ELEKTRİK DURGUN ELEKTRİK Atomda proton ve nötrondan oluşan bir çekirdek ve çekirdeğin çevresinde yörüngelerde hareket eden elektronlar bulunur. Elektrik yüklerinin kaynağı atomun yapısında

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

Bir iletken katı malzemenin en önemli elektriksel özelliklerinden birisi, elektrik akımını kolaylıkla iletmesidir. Ohm kanunu, akım I- veya yükün

Bir iletken katı malzemenin en önemli elektriksel özelliklerinden birisi, elektrik akımını kolaylıkla iletmesidir. Ohm kanunu, akım I- veya yükün Bir iletken katı malzemenin en önemli elektriksel özelliklerinden birisi, elektrik akımını kolaylıkla iletmesidir. Ohm kanunu, akım I- veya yükün geçiş hızının, uygulanan voltaj V ile aşağıdaki şekilde

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

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

MMM 2402 MALZEME BİLİMİ yücel birol

MMM 2402 MALZEME BİLİMİ yücel birol MMM 2402 MALZEME BİLİMİ yücel birol Vize sınavı Vize sınavı soru #1 Vize sınavı soru #1 Kayma kırılması; tek kristalli sünek malzemelerde görülür. Çok kristalli malzemelerde görülmez! tamamen sünek kırılma

Detaylı

1- İletken : Isıyı iyi ileten maddelere ısı iletkeni denir. Isı iletkenlerini oluşturan tanecikler arasındaki boşluk çok azdır ve tanecikler

1- İletken : Isıyı iyi ileten maddelere ısı iletkeni denir. Isı iletkenlerini oluşturan tanecikler arasındaki boşluk çok azdır ve tanecikler 1- İletken : Isıyı iyi ileten maddelere ısı iletkeni denir. Isı iletkenlerini oluşturan tanecikler arasındaki boşluk çok azdır ve tanecikler düzenlidir. Isı iletkenleri kısa sürede büyük miktarda ısı iletirler.

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

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM) BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM) 1 Mürekkebin suda yayılması veya kolonyanın havada yayılması difüzyona örnektir. En hızlı difüzyon gazlarda görülür. Katılarda atom hareketleri daha yavaş olduğu için katılarda

Detaylı

MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY.

MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY. MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY www.fatihay.net fatihay@fatihay.net GEÇEN HAFTA TEMEL KAVRAMLAR ATOMLARDA ELEKTRONLAR PERİYODİK TABLO BÖLÜM II ATOM YAPISI VE ATOMLARARASı BAĞLAR BAĞ KUVVETLERİ VE ENERJİLERİ

Detaylı

Atomların bir arada tutulmalarını sağlayan kuvvetlerdir Atomlar daha düşük enerjili duruma erişmek (daha kararlı olmak) için bir araya gelirler

Atomların bir arada tutulmalarını sağlayan kuvvetlerdir Atomlar daha düşük enerjili duruma erişmek (daha kararlı olmak) için bir araya gelirler Kimyasal Bağlar; Atomların bir arada tutulmalarını sağlayan kuvvetlerdir Atomlar daha düşük enerjili duruma erişmek (daha kararlı olmak) için bir araya gelirler İki ana gruba ayrılır Kuvvetli (birincil,

Detaylı

Malzeme Bilimi ve Malzemelerin Sınıflandırılması

Malzeme Bilimi ve Malzemelerin Sınıflandırılması Malzeme Bilimi ve Malzemelerin Sınıflandırılması Malzeme Nedir? Genel anlamda ihtiyaçlarımızı karşılamak ve belli bir amacı gerçekleştirmek için kullanılan her türlü maddeye malzeme denir. Teknik anlamda

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

Konular: Maddenin Tanecikli Yapısı ve Isı Isının Yayılma Yolları. Isı Yalıtımı

Konular: Maddenin Tanecikli Yapısı ve Isı Isının Yayılma Yolları. Isı Yalıtımı MADDE VE ISI FEN VE TEKNOLOJİ DERSİ (VI. SINIF VI. ÜNİTE) Konular: Maddenin Tanecikli Yapısı ve Isı Isının Yayılma Yolları İletim Yoluyla Yayılma Işıma Yoluyla Yayılma Isının Tutulması Ve Yansıtılması

Detaylı

MALZEME BİLİMİ. Mekanik Özellikler ve Davranışlar. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR. (DERS NOTLARı) Bölüm 5.

MALZEME BİLİMİ. Mekanik Özellikler ve Davranışlar. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR. (DERS NOTLARı) Bölüm 5. MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARı) Bölüm 5. Mekanik Özellikler ve Davranışlar Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR ÇEKME TESTİ: Gerilim-Gerinim/Deformasyon Diyagramı Çekme deneyi malzemelerin mukavemeti hakkında esas dizayn

Detaylı

FİZ4001 KATIHAL FİZİĞİ-I

FİZ4001 KATIHAL FİZİĞİ-I FİZ4001 KATIHAL FİZİĞİ-I Bölüm 3. Örgü Titreşimleri: Termal, Akustik ve Optik Özellikler Dr. Aytaç Gürhan GÖKÇE Katıhal Fiziği - I Dr. Aytaç Gürhan GÖKÇE 1 Bir Boyutlu İki Atomlu Örgü Titreşimleri M 2

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

Dr. Osman TURAN. Makine ve İmalat Mühendisliği Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi ISI TRANSFERİ

Dr. Osman TURAN. Makine ve İmalat Mühendisliği Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi ISI TRANSFERİ Dr. Osman TURAN Makine ve İmalat Mühendisliği Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi ISI TRANSFERİ Kaynaklar Ders Değerlendirme Ders Planı Giriş: Isı Transferi Isı İletimi Sürekli Isı İletimi Genişletilmiş

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

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

ISININ YAYILMA YOLLARI

ISININ YAYILMA YOLLARI ISININ YAYILMA YOLLARI Isı 3 yolla yayılır. 1- İLETİM : Isı katılarda iletim yoluyla yayılır.metal bir telin ucu ısıtıldığında diğer uçtan tutan el ısıyı çok çabuk hisseder.yoğun maddeler ısıyı daha iyi

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

Isı ve sıcaklık arasındaki fark : Isı ve sıcaklık birbiriyle bağlantılı fakat aynı olmayan iki kavramdır.

Isı ve sıcaklık arasındaki fark : Isı ve sıcaklık birbiriyle bağlantılı fakat aynı olmayan iki kavramdır. MADDE VE ISI Madde : Belli bir kütlesi, hacmi ve tanecikli yapısı olan her şeye madde denir. Maddeler ısıtıldıkları zaman tanecikleri arasındaki mesafe, hacmi ve hareket enerjisi artar, soğutulduklarında

Detaylı

Katı ve Sıvıların Isıl Genleşmesi

Katı ve Sıvıların Isıl Genleşmesi Katı ve Sıvıların Isıl Genleşmesi 1 Isınan cisimlerin genleşmesi, onları meydana getiren atom ve moleküller arası uzaklıkların sıcaklık artışı ile artmasındandır. Bu olayı anlayabilmek için, Şekildeki

Detaylı

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. www.fatihay.net fatihay@fatihay.net

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. www.fatihay.net fatihay@fatihay.net MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY www.fatihay.net fatihay@fatihay.net GEÇEN HAFTA KRİSTAL KAFES NOKTALARI KRİSTAL KAFES DOĞRULTULARI KRİSTAL KAFES DÜZLEMLERİ DOĞRUSAL VE DÜZLEMSEL YOĞUNLUK KRİSTAL VE

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

Malzeme yavaşça artan yükler altında denendiği zaman, belirli bir sınır gerilmede dayanımı sona erip kopmaktadır.

Malzeme yavaşça artan yükler altında denendiği zaman, belirli bir sınır gerilmede dayanımı sona erip kopmaktadır. YORULMA 1 Malzeme yavaşça artan yükler altında denendiği zaman, belirli bir sınır gerilmede dayanımı sona erip kopmaktadır. Bulunan bu gerilme değerine malzemenin statik dayanımı adı verilir. 2 Ancak aynı

Detaylı

ÖLÇME VE ÖLÇÜ ALETLERİ

ÖLÇME VE ÖLÇÜ ALETLERİ ÖLÇME VE ÖLÇÜ ALETLERİ 1. KISA DEVRE Kısa devre; kırmızı, sarı, mavi, nötr ve toprak hatlarının en az ikisinin birbirine temas ederek elektriksel akımın bu yolla devresini tamamlamasıdır. Kısa devre olduğunda

Detaylı

Enerji Band Diyagramları

Enerji Band Diyagramları Yarıiletkenler Yarıiletkenler Germanyumun kimyasal yapısı Silisyum kimyasal yapısı Yarıiletken Yapım Teknikleri n Tipi Yarıiletkenin Meydana Gelişi p Tipi Yarıiletkenin Meydana Gelişi Yarıiletkenlerde

Detaylı

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ KAYNAK KABİLİYETİ Günümüz kaynak teknolojisinin kaydettiği inanılmaz gelişmeler sayesinde pek çok malzemenin birleştirilmesi artık mümkün hale gelmiştir. *Demir esaslı metalik malzemeler *Demirdışı metalik

Detaylı

Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Thomas Alva Edison

Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Thomas Alva Edison Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Sıkı bir çalışmanın yerini hiç bir şey alamaz. Deha yüzde bir ilham ve yüzde doksandokuz terdir. Thomas Alva Edison İçerik TEMEL ELEKTRONİK KAVRAMLARI Transdüser ve Sensör

Detaylı

CALLİSTER - SERAMİKLER

CALLİSTER - SERAMİKLER CALLİSTER - SERAMİKLER Atomik bağı ağırlıklı olarak iyonik olan seramik malzemeler için, kristal yapılarının atomların yerine elektrikle yüklü iyonlardan oluştuğu düşünülebilir. Metal iyonları veya katyonlar

Detaylı

BÖLÜM 3. Yrd. Doç.Dr. Erbil Kavcı. Kafkas Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü

BÖLÜM 3. Yrd. Doç.Dr. Erbil Kavcı. Kafkas Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü BÖLÜM 3 Sürekli Isı iletimi Yrd. Doç.Dr. Erbil Kavcı Kafkas Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü Düzlem Duvarlarda Sürekli Isı İletimi İç ve dış yüzey sıcaklıkları farklı bir duvar düşünelim +x yönünde

Detaylı

ISI VE SICAKLIK. 1 cal = 4,18 j

ISI VE SICAKLIK. 1 cal = 4,18 j ISI VE SICAKLIK ISI Isı ve sıcaklık farklı şeylerdir. Bir maddeyi oluşturan bütün taneciklerin sahip olduğu kinetik enerjilerin toplamına ISI denir. Isı bir enerji türüdür. Isı birimleri joule ( j ) ve

Detaylı

Döküm Prensipleri. Yard.Doç.Dr. Derya Dışpınar. İstanbul Üniversitesi

Döküm Prensipleri. Yard.Doç.Dr. Derya Dışpınar. İstanbul Üniversitesi Döküm Prensipleri Yard.Doç.Dr. Derya Dışpınar Şekilvermeyöntemleri Talaşlı Talaşsız Torna Freze Matkap Taşlama Dövme Çekme Ekstrüzyon Döküm Kaynak, lehim Toz metalurjisi Birleştirme Döküm 1. Metal veya

Detaylı

ZnS (zincblende) NaCl (sodium chloride) CsCl (cesium chloride)

ZnS (zincblende) NaCl (sodium chloride) CsCl (cesium chloride) Seramik, sert, kırılgan, yüksek ergime derecesine sahip, düşük elektrik ve ısı iletimi ile iyi kimyasal ve ısı kararlılığı olan ve yüksek basma dayanımı gösteren malzemelerdir. Malzeme özellikleri bağ

Detaylı

ASİSTAN ARŞ. GÖR. GÜL DAYAN

ASİSTAN ARŞ. GÖR. GÜL DAYAN ASİSTAN ARŞ. GÖR. GÜL DAYAN 4. SICAKLIK ÖLÇÜMÜ Sıcaklık Ölçümünde kullanılan araçların çalışma prensipleri fiziğin ve termodinamiğin temel yasalarına dayandırılmış olup, genellikle aşağıdaki gibidir: i.

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

1. Giriş Malzeme Türleri

1. Giriş Malzeme Türleri 1. Giriş Malzemeler, mühendislik ürün ve sistemlerinin imalinde kullanılan ve mekanik, fiziksel ve kimyasal olarak arzu edilen özelliklere sahip katılardır. Malzemeler insanlık tarihinde her zaman önemli

Detaylı

Metalurji Mühendisliğine Giriş. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

Metalurji Mühendisliğine Giriş. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU Metalurji Mühendisliğine Giriş Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU Seramik bir veya birden fazla metalin, metal olmayan element ile birleşmesi sonucu oluşan inorganik bileşiktir. Seramik grubuna oksitler, nitrürler,

Detaylı

Camlaşma Kabiliyeti; 2. HAFTA

Camlaşma Kabiliyeti; 2. HAFTA 2. HAFTA 26.09.2013 Camlaşma Kabiliyeti; Eriyik bir malzeme soğutulduğu zaman, kendiliğinden kristal çekirdeklenmesi ve büyümesinin meydana geldiği ve malzemenin kristal duruma hızlıca katılaştığı bir

Detaylı

MalzemelerinMekanik Özellikleri II

MalzemelerinMekanik Özellikleri II MalzemelerinMekanik Özellikleri II Doç.Dr. Derya Dışpınar deryad@istanbul.edu.tr 2014 Sünek davranış Griffith, camlarileyaptığıbuçalışmada, tamamengevrekmalzemelerielealmıştır Sünekdavranışgösterenmalzemelerde,

Detaylı

İmal Usulleri. Döküm Tekniği

İmal Usulleri. Döküm Tekniği İmal Usulleri Döküm Tekniği Örnek Heterojen Çekirdeklenme Alışılmamış laboratuar deneyleri dışında, sıvı metal için homojen çekirdeklenme asla olmaz. Uygulamadaki sıvı metallerin içinde hemen her zaman

Detaylı

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları 40 Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları 1 Test 1 in Çözümleri 1. USG ve MR cihazları ile ilgili verilen bilgiler doğrudur. BT cihazı c-ışınları ile değil X-ışınları ile çalışır. Bu nedenle I ve II.

Detaylı

Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan

Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan ISIL İŞLEMLER Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan ısıtma ve soğutma işlemleridir. İşlem

Detaylı

2.5. İletkenlerde R, L, C Hesabı İletim Hatlarında Direnç (R) İletim hatlarında gerilim düşümüne ve güç kaybına sebebiyet veren direncin doğru

2.5. İletkenlerde R, L, C Hesabı İletim Hatlarında Direnç (R) İletim hatlarında gerilim düşümüne ve güç kaybına sebebiyet veren direncin doğru 2.5. İletkenlerde R, L, C Hesabı 2.5.1. İletim Hatlarında Direnç (R) İletim hatlarında gerilim düşümüne ve güç kaybına sebebiyet veren direncin doğru hesaplanması gerekir. DA direnci, R=ρ.l/A eşitliğinden

Detaylı

İstatistiksel Mekanik I

İstatistiksel Mekanik I 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

SEYİT AHMET İNAN, İZZET KARA*, ARİF KOYUN**

SEYİT AHMET İNAN, İZZET KARA*, ARİF KOYUN** PELTİER TERMOELEKTRİK SOĞUTUCU KULLANILARAK KATI CİSİMLERİN ISI İLETİM KATSAYISININ ÖLÇÜLMESİNE YÖNELİK CİHAZ TASARIMI, YAPILMASI VE ENDÜSTRİYEL UYGULAMASI SEYİT AHMET İNAN, İZZET KARA*, ARİF KOYUN** Süleyman

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

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

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ Metalik malzemelerin geriye dönüşü olmayacak şekilde kontrollü fiziksel/kütlesel deformasyona (plastik deformasyon) uğratılarak şekillendirilmesi işlemlerine genel olarak

Detaylı

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri K O C A E L İ ÜNİVERSİTESİ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri 3 Şekillendirmenin Metalurjik Esasları Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2012-2013 Güz Yarıyılı 3. Şekillendirmenin

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

Isı Cisimleri Hareket Ettirir

Isı Cisimleri Hareket Ettirir Isı Cisimleri Hareket Ettirir Yakıtların oksijenle birleşerek yanması sonucunda oluşan ısı enerjisi harekete dönüşebilir. Yediğimiz besinler enerji verir. Besinlerden sağladığımız bu enerji ısı enerjisidir.

Detaylı

Isı Kütle Transferi. Zorlanmış Dış Taşınım

Isı Kütle Transferi. Zorlanmış Dış Taşınım Isı Kütle Transferi Zorlanmış Dış Taşınım 1 İç ve dış akışı ayır etmek, AMAÇLAR Sürtünme direncini, basınç direncini, ortalama direnc değerlendirmesini ve dış akışta taşınım katsayısını, hesaplayabilmek

Detaylı

Termodinamik Termodinamik Süreçlerde İŞ ve ISI

Termodinamik Termodinamik Süreçlerde İŞ ve ISI Termodinamik Süreçlerde İŞ ve ISI Termodinamik Hareketli bir pistonla bağlantılı bir silindirik kap içindeki gazı inceleyelim (Şekil e bakınız). Denge halinde iken, hacmi V olan gaz, silindir çeperlerine

Detaylı

Temel Kavramlar. Elektrik Nedir? Elektrik nedir? Elektrikler geldi, gitti, çarpıldım derken neyi kastederiz?

Temel Kavramlar. Elektrik Nedir? Elektrik nedir? Elektrikler geldi, gitti, çarpıldım derken neyi kastederiz? Temel Kavramlar Elektrik Nedir? Elektrik nedir? Elektrikler geldi, gitti, çarpıldım derken neyi kastederiz? 1 Elektriksel Yük Elektrik yükü bu dış yörüngede dolanan elektron sayısının çekirdekteki proton

Detaylı

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-2 Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Ahmet DUMLU

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-2 Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Ahmet DUMLU Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi Ders Notu-2 Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Ahmet DUMLU DİRENÇLER Direnci elektrik akımına gösterilen zorluk olarak tanımlayabiliriz. Bir iletkenin elektrik

Detaylı

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK - 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 4

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK - 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 4 BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK - 0 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY İÇİNDE SABİT SICAKLIKTA SİLİNDİRİK ISITICI BULUNAN DİKDÖRTGEN PRİZMATİK SAC KUTU YÜZEYLERİNDEN ZORLANMIŞ TAŞINIM

Detaylı

İmal Usulleri 1. Fatih ALİBEYOĞLU -2-

İmal Usulleri 1. Fatih ALİBEYOĞLU -2- 1 Fatih ALİBEYOĞLU -2- Malzemeler iki tür gerilmeye maruz kalır. Bu gerilmeler tekil etkiyebileceği gibi bunların bir bileşkesi de malzemelere etkiyebilir. Normal Gerilme(Çeki- Bası- Eğilme) Kayma Gerilmesi(Kayma-Burulma)

Detaylı

ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ

ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ Dr. Cemile BARDAK Ders Gün ve Saatleri: Çarşamba (09:55-12.30) Ofis Gün ve Saatleri: Pazartesi / Çarşamba (13:00-14:00) 1 TEMEL KAVRAMLAR Bir atom, proton (+), elektron (-) ve

Detaylı

ELEKTRİKSEL İLETKENLİK

ELEKTRİKSEL İLETKENLİK ELEKTRİKSEL İLETKENLİK Pek çok uygulamada malzemelerin elektriksel davranışı mekanik davranışlarından daha önemlidir. -Uzun mesafelere akım ileten metal tel, ısınma sonucu oluşan güç kaybını azaltmak için

Detaylı

ISI İLETİM KATSAYISININ BELİRLENMESİ DENEYİ

ISI İLETİM KATSAYISININ BELİRLENMESİ DENEYİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI II DERSİ ISI İLETİM KATSAYISININ BELİRLENMESİ DENEYİ Hazırlayan Doç.Dr. Nedim SÖZBİR 2014, SAKARYA 1.DENEYİN AMACI ISI İLETİM KATSAYISININ BELİRLENMESİ DENEYİ Değişik malzemelerden

Detaylı

Isı enerjisi iletim, konveksiyon (taşıma = sıvı ve hava akımı) ve ışıma (radyasyon) yolu ile yayılır.

Isı enerjisi iletim, konveksiyon (taşıma = sıvı ve hava akımı) ve ışıma (radyasyon) yolu ile yayılır. 2) Isının Yayılımı Bulunduğu ortama göre sıcaklığı fazla (yüksek) olan her madde çevresine ısı aktarır, yayar. Masa, insan, ateş, buz, su kendisinden daha soğuk bir ortamda bulunduğunda çevresine ısı aktarır,

Detaylı

ELEKTRİKSEL İLETKENLİK

ELEKTRİKSEL İLETKENLİK ELEKTRİKSEL İLETKENLİK Pek çok uygulamada malzemelerin elektriksel davranışı mekanik davranışlarından daha önemlidir. -Uzun mesafelere akım ileten metal tel, ısınma sonucu oluşan güç kaybını azaltmak için

Detaylı

Bölüm 2: Akışkanların özellikleri. Doç. Dr. Tahsin Engin Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

Bölüm 2: Akışkanların özellikleri. Doç. Dr. Tahsin Engin Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Bölüm 2: Akışkanların özellikleri Doç. Dr. Tahsin Engin Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Giriş Bir sistemin herhangi bir karakteristiğine özellik denir. Bilinenler: basınç P, sıcaklıkt,

Detaylı

Üzerinde yaşadığımız Dünya da tüm maddeler katı, sıvı ve gaz halde bulunur. Daha önce öğrendiğimiz gibi bu maddeler hangi halde bulunursa bulunsun,

Üzerinde yaşadığımız Dünya da tüm maddeler katı, sıvı ve gaz halde bulunur. Daha önce öğrendiğimiz gibi bu maddeler hangi halde bulunursa bulunsun, Madde ve Isı Üzerinde yaşadığımız Dünya da tüm maddeler katı, sıvı ve gaz halde bulunur. Daha önce öğrendiğimiz gibi bu maddeler hangi halde bulunursa bulunsun, bunları oluşturan tanecikler hareket halindedir.

Detaylı

ZnS (zincblende) NaCl (sodium chloride) CsCl (cesium chloride)

ZnS (zincblende) NaCl (sodium chloride) CsCl (cesium chloride) Seramik, sert, kırılgan, yüksek ergime derecesine sahip, düşük elektrik ve ısı iletimi ile iyi kimyasal ve ısı kararlılığı olan ve yüksek basma dayanımı gösteren malzemelerdir. Malzeme özellikleri bağ

Detaylı

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü ÇEKME DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Mühendislik malzemeleri rijit olmadığından kuvvet altında deforme olup, şekil ve boyut değişiklikleri gösterirler. Malzeme özelliklerini anlamak üzere mekanik testler yapılır.

Detaylı

MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir.

MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir. MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir. Her maddenin bir kütlesi vardır ve bu tartılarak bulunur. Ayrıca her

Detaylı

MALZEME SEÇİMİNİN ÖNEMİ VE MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ. Doç.Dr. Salim ŞAHİN

MALZEME SEÇİMİNİN ÖNEMİ VE MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ. Doç.Dr. Salim ŞAHİN MALZEME SEÇİMİNİN ÖNEMİ VE MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ Doç.Dr. Salim ŞAHİN MALZEME SEÇİMİNİN ÖNEMİ Günümüzde 70.000 demir esaslı malzeme (özellikle çelik) olmak üzere 100.000 den fazla kullanılan geniş bir

Detaylı

Buna göre, bir devrede yük akışı olabilmesi için, üreteç ve pil gibi aygıtlara ihtiyaç vardır.

Buna göre, bir devrede yük akışı olabilmesi için, üreteç ve pil gibi aygıtlara ihtiyaç vardır. ELEKTRİK AKIMI Potansiyelleri farklı olan iki iletken cisim birbirlerine dokundurulduğunda potansiyelleri eşit oluncaya kadar birinden diğerine elektrik yükü akışı olur. Potansiyeller eşitlendiğinde yani

Detaylı

Geometriden kaynaklanan etkileri en aza indirmek için yük ve uzama, sırasıyla mühendislik gerilmesi ve mühendislik birim şekil değişimi parametreleri elde etmek üzere normalize edilir. Mühendislik gerilmesi

Detaylı

DOĞAL KURŞUN METALİK KURŞUN PLAKALAR

DOĞAL KURŞUN METALİK KURŞUN PLAKALAR KURŞUN ve ALAŞIMLARI DOĞAL KURŞUN METALİK KURŞUN PLAKALAR 1 KURŞUN ve ALAŞIMLARI Romalılar kurşun boruları banyolarda kullanmıştır. 2 KURŞUN ve ALAŞIMLARI Kurşuna oda sıcaklığında bile çok düşük bir gerilim

Detaylı

BÖLÜM 2. FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV)

BÖLÜM 2. FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV) BÖLÜM 2. FOTOOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (P) Fotovoltaik Etki: Fotovoltaik etki birbirinden farklı iki malzemenin ortak temas bölgesinin (common junction) foton radyasyonu ile aydınlatılması durumunda

Detaylı

2 MALZEME ÖZELLİKLERİ

2 MALZEME ÖZELLİKLERİ ÖNSÖZ İÇİNDEKİLER III Bölüm 1 TEMEL KAVRAMLAR 11 1.1. Fizik 12 1.2. Fiziksel Büyüklükler 12 1.3. Ölçme ve Birim Sistemleri 13 1.4. Çevirmeler 15 1.5. Üstel İfadeler ve İşlemler 18 1.6. Boyut Denklemleri

Detaylı

TEMEL ELEKTRONİK. Kondansatör, DC akımı geçirmeyip, AC akımı geçiren devre elemanıdır.

TEMEL ELEKTRONİK. Kondansatör, DC akımı geçirmeyip, AC akımı geçiren devre elemanıdır. BÖLÜM 2 KONDANSATÖRLER Önbilgiler: Kondansatör, DC akımı geçirmeyip, AC akımı geçiren devre elemanıdır. Yapısı: Kondansatör şekil 1.6' da görüldüğü gibi, iki iletken plaka arasına yalıtkan bir maddenin

Detaylı

ÇİNKO ALAŞIMLARI :34 1

ÇİNKO ALAŞIMLARI :34 1 09.11.2012 09:34 1 Çinko oda sıcaklıklarında bile deformasyon sertleşmesine uğrayan birkaç metalden biridir. Oda sıcaklıklarında düşük gerilimler çinkonun yapısında kalıcı bozunum yaratabilir. Bu nedenle

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

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Akım, Direnç ve Elektromotor Kuvvet

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Akım, Direnç ve Elektromotor Kuvvet Ders Hakkında Fizik-II Elektrik ve Manyetizma Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fen ve mühendislik öğrencilerine elektrik ve manyetizmanın temel kanunlarını lisans düzeyinde öğretmektir. Dersin İçeriği Hafta

Detaylı