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

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

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

Emin Nazar Ak
9 yıl önce
İzleme sayısı:

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

2 Titanyum, (Ti) Titanyumun varlığı ilk olarak 1791 yılında İngiltere de William McGregor tarafından ilmenit (FeTiO3) mineralinin incelenmesi ile bulunmuştur. Benzer bir buluş 1795 yılında Almanya da Martin Kalproth tarafından rutil (TiO2) mineralinin keşfi sonucu yapılmıştır. Titanyum 1825 yılında saf olmasa da oksidinden ayrıştırılabilmiştir. Ancak üretilmesi 1937 yılında Kroll tarafından geliştirilen prosesle mümkün olmuştur.

Benzer bir buluş 1795 yılında Almanya da Martin Kalproth tarafından rutil (TiO2) mineralinin keşfi sonucu

3 Temel Malzeme Grupları Titanyum, (Ti)

4 Titanyum, (Ti) Titanyum hafif bir metaldir. Yoğunluğu 4.51 gr/cm 3 'dür Titanyum kırılmaya ve bükülmeye çok dayanıklıdır. Yorulmaya karşı mekanik dayanıklılığı çok yüksektir. Titanyum çok kuvvetli bir paslanmazdır. Korozyona Cr-Ni çelikten daha dayanıklı ve daha uzun sürelidir. Titanyum çok yüksek derecede ısıya dayanıklıdır. Erime derecesi: 1665 C. Titanyum alüminyumdan %60 oranında daha ağır olmasına rağmen en yaygın olarak kullanılan aluminyum alaşımı 6061-T6'dan iki kat daha güçlüdür. Titanyum, birçok kuvvetli kimyasal'dan etkilenmez. Etkilenmediği kimyasallardan bazıları: Nitrik asit - kromik asit - asetik asit - Kalsiyum klorid - amonyum klorid - Kostik soda - Deniz suyu - Sülfür dioksit vs. Titanyum insan vücudunda alerji yapmaz. Titanyum toksik değildir ve hiçbir mikro organizma ile reaksiyona girmez. Bu nedenle vücut içi ve dışı sağlık alanında geniş bir tatbikat alanı vardır. Terleyen ciltlere devamlı temas eden metallerde (saat bileziği/gözlük) titanyum uygundur.

Titanyum alüminyumdan %60 oranında daha ağır olmasına rağmen en yaygın olarak kullanılan aluminyum alaşımı 6061-T6'dan iki kat daha güçlüdür. Titanyum, birçok kuvvetli kimyasal'dan etkilenmez.

5 Titanyum, (Ti)

6 Titanyum, (Ti) Titanyum doğada her zaman diğer elementler ile bağlı bir şekilde bulunur. Titanyumun en önemli mineralleri rutil ve ilmenittir. Titanyumun bilinen toplam rezervi yaklaşık olarak 600 milyon tondur.

7 Titanyum mineralleri İlmenit ve rutil mineralleri günümüzde halen titanyum metalinin üretildiği en önemli kaynaklardır. Titanyum metali ticari olarak, karmaşık ve pahalı bir yığın işleme metodu olan Kroll süreci ile üretilir. Titanyumun göreli olarak yüksek piyasa değeri esas olarak metalin bir diğer pahalı metal olan magnezyumun feda edildiği işlem süreciyle bağlantılıdır.

Titanyum metali ticari olarak, karmaşık ve pahalı bir yığın işleme metodu olan Kroll süreci

8 Titanyum üretimi, Kroll Prosesi 2 FeTiO Cl C 2 TiCl FeCl CO (900 C) ya da TiO Cl C 2 TiCl 4 + 2CO (800 C) Reaksiyonlarısonucu cevherlerden titanyum klorür elde edilir. Titanyum klorür sıvı magnezyum ile reaksiyona sokulur. TiCl Mg 2 MgCl 2 + Ti (1100 C)

Reaksiyonlarısonucu cevherlerden titanyum klorür elde edilir.

9 Titanyum Uygulama Alanı

10 Titanyum Uygulama Alanı

11 Titanyum Uygulama Alanı

12 Titanyum Uygulama Alanı

13 Titanyum Uygulama Alanı

14 Titanyum Uygulama Alanı

15 Titanyum Uygulama Alanı

16 Bakır, (Cu) Bakırın insanlık tarihinde kullanılması çok eski çağlarda başlamıştır. Gelişmiş ülkelerde kişi başına yıllık bakır tüketimi 10 kg civarındadır. Az gelişmiş ülkelerde 1-2 kg arasında değişmektedir. Yüksek elektrik ve ısı iletkenliği bakırı, elektrik santralleri ve iletken malzemelerin vazgeçilmezi haline getirmiştir. Dünyada bakır üretimi, sülfürlü ve oksitli bakır cevherlerinin madencilik yöntemleri ile çıkarılması ve zenginleştirilmesi ile yapılmaktadır.

Az gelişmiş ülkelerde 1-2 kg arasında değişmektedir.

17 Bakır, (Cu) Bakırın önemli mineralleri Kalkopirit, % 36.6 Kalkozit, % 79.9 Malahit, % 57,4 Azurit, % 55,2 Bornit, % 55,5-69.6

18 Bakır, (Cu) Yoğunluk 8,96 g/cm3, ergime derecesi 1085 oc dir. Bakıra tarihte ilk defa Kıbrıs'ta rastlandığından tüm dillerdeki isimlerinin Cyprium kelimesinden türediği tahmin edilmektedir. 1. Dünya'nın hemen hemen tüm bölgelerinde bulunması nedeniyle geniş ölçüde üretiminin yapılabilmesi, 2. Elektriği diğer bütün metaller içinde gümüşten sonra en iyi ileten metal olması, 3. Endüstriyel önemi yüksek, pirinç, bronz gibi alaşımlar yapmasıdır. 4. Yüksek ısıl iletkenlik Çıplak iletkenler, paralar, yalıtılmış hava hattı ve yeraltı güç kabloları elektrik enerjisi iletim ve dağıtımının başlıca elemanlarıdır. Yakın zamana kadar, elektrik enerji iletim ve dağıtımında, bakır, uygun özellikleri nedeni ile bu alandaki ana iletken malzemesi olmuştu. Bakır, yüksek elektrik geçirgenliği, işlenebilme ve mekaniksel özellikleri iyi olan bir metaldir. Gümüşten sonra en iyi iletken metal bakırdır.

Yüksek ısıl iletkenlik Çıplak iletkenler, paralar, yalıtılmış hava hattı ve yeraltı güç kabloları elektrik enerjisi iletim ve dağıtımının başlıca elemanlarıdır.

19 Bakır, (Cu)

20 Bakır, (Cu)

21 Bakır, (Cu)

22 Ekonomik Metalurjisi Maden Yataklarının Değerlendirilmesi Farklı bir sınıflandırma: Kıymetli Metaller Altın, Gümüş, Elmas, PGM (platin grubu metaller) PGM: platin, paladyum, rodyum, iridyum, osmiyum, rutenyum.

23 Ekonomik Metalurjisi Maden Yataklarının Değerlendirilmesi Değerli metaller kimyasal olarak birçok elementten daha az reaktiftirler. Genellikle sünek ve yüksek parlaklığa sahiptirler. Önemli yatırım aracı haline gelmişlerdir. Özellikle Au, Ag, Pt ve Pd uluslararası piyasalarda işlem görmektedirler.

24 Ekonomik Metalurjisi Maden Yataklarının Değerlendirilmesi metal Price $/troy once Altın 1721 Platin 1547 Rodyum 1140 İridyum 1050 Paladyum 614 Osmiyum 400 Rutenyum 90 Gümüş 32 1 kg 32,15 troy once

25 Ekonomik Metalurjisi Maden Yataklarının Değerlendirilmesi APPLICATIONS AND USES FOR PGE Pt,Pd,Rh,Ru Pt,Pd Pt,Pd Kimyasal reaksiyonlar için katalizör Dental Electronics LCD Display, fiber optic cable Pt Pd Ir Electronics Hard drive disc Pt Pt,Rh Pt Pt Pt Pt Os Fuel Cells electrodes Temperature & Gas sensing- thermo couples for science and steel industry Termoelemanlarda Petrolde, yakıtın rafinasyonunda katalizör Medikal, implants Takı Yatırım Kalem uçları

26 Ekonomik Metalurjisi Maden Yataklarının Değerlendirilmesi Pacemakers, Pt Kalp ritmini ayarlayan alet İmplantable defibrillator Otomatik elektro şok cihazı

27 Ekonomik Metalurjisi Maden Yataklarının Değerlendirilmesi The procedure involves inserting a 3.5 mm (0.13 inch) wide piece of specially developed jewelry -- the range includes a glittering halfmoon or heart -- into the eye's conjunctiva under local anesthetic at a cost of 500 to 1,000 euros ($610 to $1232). The implant is made of platinum. İmplantların kalınlığı 1 mm, boyutları 5-8 mm x mm Göz kapağı

28 Ekonomik Metalurjisi Maden Yataklarının Değerlendirilmesi Platinum and depolama İlk hard disk IBM tarafından 1957 yılında piyasaya sürüldü. Bu disk her birinin çapı 24 inch olan 50 diskten oluşmaktaydı. Ve sadece 5 MB data saklayabiliyordu. Şimdi Terabaytlar!!!!! Üreticiler sürekli data saklama kapasitesini artırmak için çabalar. Bir hard disk eski kayıt aletlerinin mantığı ile yani manyetik özellikler doğrultusunda çalışır. Bilgi hareket eden bir kol üzerine monte edilmiş bir manyetik kafa ile elde edilir. Her bir disk bir veya daha fazla disk içerir. Masaüstü PC lerde genellikle Al kullanılırken laptoplarda yüksek kaliteli cam kullanılır. Bu diskler kobalt alaşımları ile kaplanır. Manyetik özelliklerinden dolayı!!! Oluşan manyetik tabaka her bir datayı kaydeder. Kaydedilen datanın miktarı manyetik tabaka tarafından oluşturulan alanın kuvveti ile ilgilidir. Bu cobalt alaşımlarına Pt eklenmesi ile manyetik alan daha kuvvetli hale getirilir. Tüm diskler Pt içermektedir.

29 Ekonomik Metalurjisi Maden Yataklarının Değerlendirilmesi Dişçilikte platin içeren altın alaşımlarının kullanımı uzun üsre devam etti. Artan altın ve platin fiyatlarından dolayı paladyum bu alanda söz sahibi oldu. Özellikle kaplama ve kopru uygulamalarında oldukça fazla kullanılmaktadır. Paladyum altın ve gümüşle ayrıca bakır ve çinko ile alaşımlanarak dişçilikte yaygın şekilde kullanılmaktadır.

30 Ekonomik Metalurjisi Maden Yataklarının Değerlendirilmesi Glass - Cam Platin kaplı karış ıştırıcılar Yüksek sıcaklık gerektiren uygulamalarda Pt ve alaşı şımları yüksek sıcaklık özellikleri ve reaksiyona girmeme yeteneği ile tercih edilirler.

Benzer belgeler

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