Malzemeler, uygarlığımızı muhtemelen çoğumuzun farkında olduğundan daha derin bir şekilde etkilemiştir.

Transkript

1 1. Tarihsel Bakış 2. Malzeme Bilimi ve Mühendisliği 3. Malzeme Bilimi ve Mühendisliğinin Önemi 4. Malzemelerin Sınıflandırılması 5. Malzemenin Önemi Gazlı İçecek Kapları 6. İleri Malzemeler 7. Modem Malzeme Gereksinimleri 8. İşlem/Yapı/Özellik/Performans İlişkisi

2 Malzemeler, uygarlığımızı muhtemelen çoğumuzun farkında olduğundan daha derin bir şekilde etkilemiştir. Ulaşım konut Giyim İletişim gıda üretimi Tarihsel olarak, toplumların gelişmesi ve ilerlemesi, üyelerinin ihtiyaçlarını karşılamak üzere, malzemeleri üretme ve kullanma kabiliyetleri ile yakından ilişkilidir. Taş devri bronz çağı demir çağı

3 Yaşantımızı kolaylaştıran çoğu teknolojinin gelişimi, uygun malzemelerin üretilebilirliği ile yakından ilişkilidir. düşük maliyetli çelik ve yerine kullanılabilecek bazı benzer malzemeler olmasaydı, otomobil imalatı mümkün olmazdı karmaşık elektronik cihazlar varlıklarını yarı iletken olarak adlandırılan malzemelerden imal edilen parçalara borçludur.

4 MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ Bazen, malzeme bilimi ve mühendisliği bilim dalını, malzeme bilimi ve malzeme mühendisliği olmak üzere iki alt dala ayırmak daha yararlı olmaktadır. Malzeme bilimi, malzemelerin yapıları ile özellikleri arasındaki ilişkinin ortaya konması ile ilgilenmektedir. Tersine, malzeme mühendisliği, bu yapı özellik ilişkilerine dayanarak istenen bir dizi özelliği kazandırmak üzere, malzeme yapısının tasarlanması veya mühendisliğidir. İşlevsel açıdan bakıldığında, malzeme bilimcisinin görevi, yeni malzemelerin üretilmesi veya sentezlenmesi iken malzeme mühendisinin görevi mevcut malzemeleri kullanarak yeni ürünlerin ve sistemlerin oluşturulması ve/veya malzemelerin işlemden geçirilmesi için yeni tekniklerin geliştirilmesidir.

5 Bu noktada, yapı terimini biraz açmak yerinde olacaktır. Kısaca, bir malzemenin yapısı içinde bulunan bileşenlerin (öğelerin) oluşturdukları düzen ile ilişkilidir. Atom altı yapı, her bir atomun elektronları ve elektronların çekirdekleri ile etkileşimlerini kapsarken atomsal mertebede yapı, atomların yadamoleküllerinoluşturdukları düzeni içerir. Çok sayıda atomun bir araya gelmesiyle oluşanyapılar ise her hangi bir tür mikroskop ile doğrudan gözlemlenebildiği için mikroyapı olarak adlandırılır. Çıplak gözle görülebilen yapısal öğeler ise makroyapı olarak adlandırılır. Genellikle de özellikler, malzemelerin şeklinden ve büyüklüğünden bağımsız olacak şekilde tanımlanır. Burada özellik kavramının da üzerinde durulmasında fayda vardır. Kullanım sırasında, bütün malzemeler maruz kaldıkları dış etkenlere (uyarıcılara) karşı belirli tepki verirler. Örneğin, cisimler kuvvetler altında deforme olur ya da parlatılmış bir metal yüzeyi ışığı yansıtır. Özellik, belirli bir dış etkiye karşılık olarak, cins ve büyüklük bakımından malzemenin kendisine özgu bir biçimde verdiği bir cevap veya tepkidir.

6 Katı malzemelerin neredeyse bütün önemli özellikleri, mekanik, elektrik, ısıl, manyetik, optik ve bozulma ile ilgili olmak üzere altı farklı kategori altında toplanabilir. Her bir davranış için belirli bir tip dış etki söz konusudur. Mekanik özellikler, uygulanan bir yük veya kuvvet sonucu meydana gelen deformasyon ile ilgilidir. Elastiklik modülü (rijitlik), dayanım ve tokluk mekanik özelliklere örnek olarak verilebilir. Elektrik iletkenliği ve dielektrik sabiti gibi elektrik özellikleri için dış etki elektriksel alandır. Isılözellikleri, ısı kapasitesi ve ısı iletkenliği ile temsil edilebilir. Manyetik özellikler, malzemenin uygulanan bir manyetik alanın etkisi altındaki davranışını belirtir. Optik özelliklerde, dış etki, elektromanyetik veya ışık radyasyonudur. Kırılma indeksi ve yansıtma oranı (yansıtıcılık) ise malzemenin optik özelliklerini temsil eder. Son olarak, bozulma özellikleri malzemelerin kimyasal tepkimeye girme yatkınlığı ile ilgilidir.

7 Malzeme bilimi ve mühendisliğinin ilgi alanında, yapı ve özelliklerin yanında, malzemelerin işlenmesi ve performansı olmak üzere iki önemli bileşen daha bulunmaktadır. Bu dört bileşen arasındaki ilişki açısından malzemelerin yapısı, nasıl işlem gördüklerine bağlı iken malzemelerin performansı da özelliklerinin bir fonksiyonu olarak değişir.

8 Soldaki numune saydam (neredeyse, sayfa üzerinden yansıyan tüm ışık içinden geçmekte), ortadaki ve sağdaki ise sırasıyla yarı saydam ve mat (opak) davranış sergilemektedir. Bu numunelerin hepsi aynı malzemeden (alüminyum oksit) olmakla birlikte, en soldakinin saydam davranış sergilemesinin nedeni içinde çok az kusur bulanan ve tek kristal olarak adlandırılan yapıya sahip olmasıdır. Ortadaki numune, birbirlerine bağlı çok sayıdaküçüktek kristallerdenoluşmuştur. Bu küçük kristalleri ayıran sınırlar, yazının bulunduğu sayfadan yansıyan ışığın bir kısmının saçılmasına (farklı kırması) ve böylece malzemenin yarı saydam özellik kazanmasına neden olur. En sağdaki numunenin yapısında ise birbirlerine bağlı çok sayıda küçük kristalin yanı sıra, birçok gözenek ve boşluk bulunmaktadır. Yansıyan ışığın, bu gözenekler tarafından oldukça etkin bir biçimde saçılması, malzemenin mat davranış sergilemesine yol açmaktadır.

9 Çoğu zaman, bir malzeme problemi mevcut binlerce malzeme içinden doğru olanı seçme işlemidir. Genellikle, nihai karar birkaç kritere göre verilir. İlk önce gerekli malzeme özelliklerinin belirlenmesi için servis (çalışma) koşullarının tanımlanması gerekir. Ancak istenen bütün özelliklere tam olarak sahip olan bir malzemenin bulunması nadir olarak karşılaşılan bir durumdur. Bu nedenle, bazen bir özelliğin sağlanması açısından diğerlerinden bir parça ödün verilmesi gerekebilir. Bu duruma klasik bir örnek, dayanım ve sünekliktir. Genellikle, yüksek dayanıma sahip olan malzemelerin sünekliği sınırlıdır. Bu gibi durumlarda, bazı özellikler adına diğer bazı özelliklerden bir miktar ödün verilmesi gerekli olabilir. Malzeme özelliklerinin servis şartlarında bozulma olasılığının da göz önüne alınması gerekir. Örneğin, yüksek sıcaklıklara ve korozif ortamlara maruz kalan malzemelerin mekanik dayanımlarında ciddi bir düşüş meydana gelebilir. Son olarak, göz önüne alınması gerekenler arasında belki de en öne çıkan maliyet olacaktır. Nihai ürünün maliyeti, kullanımı açısından oldukça belirleyici olmaktadır. Bir malzeme, en uygun özelliklere sahip olmakla birlikte, kullanılması mümkün olmayacak derecede pahalı olabilir. Dolayısıyla, bu durumda da bazı ödünlerin verilmesi kaçınılmaz olacaktır. Malzemeye istenen şeklin verilmesi için gerçekleştirilen işlemlerin masrafları da nihai parçanın maliyeti içindedir.

10 Katı malzemeler; geleneksel olarak Metaller Seramikler Polimerler olarak üç ana kategoriye ayrılır. Bu sınıflandırma esas olarak kimyasal bileşime ve atom yapısına göre yapılır ve malzemelerin çoğu, bu üç farklı gruptan birine duahildir. Bunun yanında, iki ya da daha fazla malzemenin birlikte kullanılması sonucu oluşturulan kompozit malzemeler de vardır. Bu kısımda, bu malzeme sınıfları ve temel özellikleri kısaca anlatılacaktır. Diğer bir grup ise yarı iletkenler biyo malzemeler Akıllı malzemeler Nano malzemeler gibi, ileri teknoloji uygulamalarında kullanılır ve ileri malzemeler olarak adlandırılır.

11 Bu gruptaki malzemeler demir, alüminyum, bakır, titanyum, altın ve nikel gibi bir ya da daha fazla metal elementinden ve genellikle nispeten az miktarlarda karbon, azot ve oksijen gibi metal olmayan elementlerden oluşur. Metal ve alaşımlarında atomlar oldukça düzenli bir şekilde dizilir ve metallerin yoğunlukları seramik ve polimerlere göre daha yüksektir. Mekanik özellikler açısından, nispeten yüksek rijitliğe vedayanıma sahip olmalarının yanında, süneklikleri (kırılmadan yüksek oranda şekil değiştirebilme kabiliyetleri) ve kırılmaya karşı dirençleride yüksektir. Bu özellikleri sayesinde yapısal uygulamalarda yaygın olarak kullanılırlar. Metal malzemelerde belirli bir atoma bağlı olmayan, çok sayıda serbest elektron vardır ve metallerin birçok özelliği doğrudan bu elektronlarla ilişkilendirilir. Örneğin, metaller elektriği (Şekil 1.7) ve ısıyı çok iyi iletir ve görünür ışık karşısında mat (opak) davranırlar. Parlatılmış bir metalin yüzeyi ayna görüntüsüne sahiptir. Ayrıca bazı metallerin (Fe, Co ve Ni) manyetik özellikleri ilgi çekicidir.

12

13

14 Seramikler, metal ve metal dışı elementlerden oluşan bileşiklerdir. Seramik malzemelerin büyük bir kısmını oksitler, karbürler ve nitrürler oluşturur. Alüminyum oksit (alümina, Al ), silisyum dioksit (silika, Si0 2 ), silisyum karbür (SiC), silisyum nitrürün (Si 3 N 4 ) yanında, kil minerallerinden oluşan (yani porselen) geleneksel seramikler ve de cam ve çimento yaygın olarak kullanılan seramik malzemeler olarak sayılabilir. Mekanik özellikleri açısından seramik malzemeler, metallerle karşılaştırılabilir mertebede yüksek rijitliğe ve dayanıma sahiptir. Tipik olarak sertlikleri de çok yüksektir. Bunun yanında geçmiş tecrübelerden, seramiklerin son derecede gevrek (sünekliğin bulunmaması) davranış sergiledikleri ve kırılmaya oldukça yatkın oldukları bilinmektedir. Bununla beraber, kırılma dirençleri iyileştirilmiş yeni seramikler geliştirilmiştir. Bu yeni seramikler, yemek pişirme gereçlerinde, kesici olarak ve hatta otomobil motor parçası olarak kullanılmaktadır. Ayrıca ısı ve elektrik iletkenliğiaçısından tipik olarak yalıtkan olan seramik malzemeler, metal ve polimerlere göre, yüksek sıcaklıklara ve malzemeleri zorlayıcı ortamlara karşı daha dayanıklıdır. Optik özellikleri açısından seramikler saydam, yarı saydam ya da mat davranış sergileyebilirler. Bazı oksit seramiklerin de manyetik özellikleri vardır(örneğin, Fe ).

15

16 Polimerler, plastik ve lastikten oluşur. Bunların çoğu, kimyasal olarak karbon, hidrojen ve diğer bazı metal dışı elementlerden (0, N ve Si) meydana gelen organik bileşiklerdir. Ayrıca ana omurgasını çoğuk kez karbon atomlarının oluşturduğu ve genellikle zincire benzetilen uzun moleküller halinde bulunan, çok geniş molekül yapıları vardır. Yaygın olarakkullanılan polimerlere örnek olarak, polietilen (PE), naylon, poli(vinilklorür) (PVC), polikarbonat (PC), polisitiren (PS) ve silikon kauçuk verilebilir. Bu malzemeler, tipik olarak düşük yoğunluklara sahiptir. Mekanik özellikleri ise genellikle metal ya da seramik malzemelere göre oldukça farklıdır. Diğer malzeme türleri kadar rijit ve dayanıklı değildirler. Bunun yanında, ağırlıkları dikkate alındığında, düşük yoğunluklarından dolayı çoğu zaman ağırlık başına sağladıkları rijitlik ve dayanımları seramiklerle karşılaştırılacak mertebelere ulaşabilir. Ayrıca, polimerlerin Çoğu son derecede sünektir, bu sayede karmaşık şekilleri oluşturacak biçimde kolayca şekillendirilebilirler. Genellikle, kimyasal olarak soy (inert) davranış sergilerler ve çoğu ortam şartlarında kim yasal olarak tepkimeye girmezler. Diğer taraftan önemli dezavantajiarından biri olan, çok yüksek olmayan sıcaklıklarda yumuşama ve/veya ayrışma eğilimleri, kullanımlarını kısıtlamaktadır. Bunun yanında, elektrik iletkenlikleri düşüktür ve manyetiklenme özellikleri yoktur.

17

18 Kompozitler (karma malzemeler); metal, seramik ve polimerlerden iki ya da daha fazla malzemenin bir araya getirilmesi ile oluşan malzemelerdir. Kompozit malzeme tasarımında, bir malzemenin tek başına sergileyemeyeceği özelliklere ve de kendisini oluşturan malzemelerin en iyi özelliklerine sahip olan bir malzemenin üretilmesi amaçlanır. Metal, seramik ve polimerlerin farklı şekillerde bir araya getirilmeleri ile çok sayıda farklı kompozit malzeme oluşturulabilir. Ayrıca ahşap ve kemik gibi doğada kendiliğinden oluşan kompozit malzemeler de vardır. Bununla birlikte, bu kitapta ele alınacak kompozitlenin çoğu sentetiktin(yada insan yapımıdır). Küçük boyutlu cam elyafların (fiberlerin) bir polimer (genellikle, epoksi ya da poliester) matris içinde bulunduğu cam elyaf, yaygın olarak kullanılan kompozitlerden biridir. Cam elyafın dayanımı ve rijitliği nispeten yüksektir (aynı zamanda oldukça gevrektir), polimer ise esnektir. Bu sayede, cam elyaf nispeten yüksek dayanım ve rijitliğe aynı zamanda da esnekliğe sahip olur.ayrıca yoğunluğu da düşüktür MALZEME BILGISI

19 Teknolojik olarak diğer önemli bir malzeme de, karbon elyafların bin polimer matris içinde bulundukları karbon elyaf takviyeli kompozitler (KETK) dir. Bu malzemeler, cam elyaflara göre daha yüksek rijitliğe ve dayanıma sahip olmakla birlikte, maliyetleri daha yüksektir. KETK, bazı uçak ve uzay uygulamalarında, yüksek teknolojili spor ekipmanlarında (örneğin, bisiklet, golf sopası, tenis raketi ve kayak) kullanılmaktadır. Yeni Boing 787 gövdesi ağırlıklı olarak KETK kompozitlerden imal edilmiştir. Son zamanlarda, otomobil tamponlarında da kullanılmaya başlanmıştır.

20 Yüksek teknoloji uygulamalarında kullanılan malzemeler bazen ileri malzemeler olarak adlandırılır. İleri teknoloji kavramı ile nispeten gelişmiş ve karmaşık prensiplere göre fonksiyonunu yerine getiren veya çalışan cihazlar ya da ürünler kastedilmektedir. Bu cihaz ve ürünlere, elektronik aletler (kameralar, CD/DVD oynatıcılar vs), bilgisayarlar, fiber optik sistemler, uzay araçları, uçaklar ve askeri roketler örnek olarak verilebilir. İleri malzemeler, tipik olarak özellikleri iyileştirilmiş geleneksel malzemeler veya yeni geliştirilmiş yüksek performanslı malzemeler olabilir. Metal, seramik, plastik gibi bütün malzeme türlerinden olabilen bu malzemelerin genellikle maliyetleri yüksektir. İleri malzemeler, yarı iletkenleri, biyo malzemeleri ve geleceğin malzemeleri olarak adlandırabileceğimiz akıllı malzemeler ile nano mühendislik malzemelerini kapsamaktadır. Lazerlerde, entegre devrelerde, manyetik bilgi depolama cihazlarında, likit kristal ekranlarda (LCD ler) ve fiber optiklerde kullanılan bu ileri malzemelerin özellikleri ve uygulamaları daha sonraki bölümlerde anlatılacaktır.

21 Yarı iletken malzemelerin elektriksel özellikleri, elektriksel açıdan iletken metal ve alaşımları ile yalıtkan seramik ve polimer malzemelerin arasındadır. Ayrıca bu malzemelerin elektriksel özellikleri, yapılarında çok düşük konsantrasyonlarda bulunan empürite atomlarının varlığına oldukça duyarlıdır. Bu empürite atomlarının, yarı iletkenler içinde boyut olarak çok kısıtlı olan bölgelerde, hassas bir biçimde ve çok düşük konsantrasyonlarda bulunmaları sağlanabilir. Yarı iletkenler, yaklaşık son otuz yılda, elektronik ve bilgisayar endüstrisinde, (dolayısıyla günlük hayatımızda),devrimeyolaçan entegre devrelerin gelişmesini sağlamıştır. MALZEME BILGISI

22 Biyomalzemeler, vücudun hastalanmış veya hasarlı kısımlarının yerine geçmek üzere insan vücuduna yerleştirilen parçalarda kullanılır. Bu malzemelerin zehirli madde üretmemesi ve vücut dokusu ile uyumlu olması gerekir. Diğer bir ifadeyle sağlığa zararlı biyolojik reaksiyon meydana getirmemeleri gerekir. Buraya kadar bahsedilen bütün malzemeler, yani metal, seramik, polimer, kompozit ve yarı iletkenler biyomalzemeler olarak kullanılabilir. Bu malzemelere örnek olarak, yapay kalça eklem protezlerinde kullanılan malzemeler verilebilir.

23 Aktuatörlerde (uyarıcılarda), şekil hafizalı alaşımlar, piyezoelektrik seramikler, manyetostriktif malzemeler, elektroreolojik/rnanyetoreoloj ik akışkanlar olmak üzere dört farklı malzeme türu yaygın olarakkullanılır. Şekil hafızalı alaşımlar,şekillendirildikten sonra, sıcaklığın değişmesi halinde, ilk şekillerine geri dönen metallerdir. Piezoelektrik seramiklerde, uygulanan bir elektrik alanına (ya da gerilime) cevap olarak genişleme veya daralma meydana gelmektedir. Benzer şekilde, bu malzemeler boyutlarında meydana gelen bir değişikliğe cevap olarak da elektrik alanı oluşturur (bkz ). Manyetostriktif malzemelerin davranışları piezoelektrik malzemelere benzemekle birlikte, bu malzemelerin verdiği cevap (tepki), elektrik alan yerine manyetik alana karşılık oluşur. Elektroreolojik ve manyetoreolojik akışkanların ise sırasıyla uygulanan bir elektrik ve manyetik alana karşılık vizkozitelerinde büyük değişiklikler meydana gelir.

24 Nanomaizemeler, son derece dikkat çekici özellikleri ile teknolojide beklentinin yüksek olduğu bir malzeme sınıfidır. Nanomalzemeler, dört temel malzeme türünün (yani metal, seramik, polimer ve kompozit) herhangi birine ait olabilir. Diğer malzemelerden, kimyasal yapılarına göre değil, boyut açısından ayrılırlar. Nano ön eki, bu yapısal malzemelerin (varlıkların) boyutlarının nanometre (10m) ölçeğinde ve kural olarak 100 nm nin (yaklaşık olarak 500 atom çapına denk) altında olduğunu belirtir. MALZEME BILGISI

25 Parçacık boyutları atomsal boyutlara yaklaştığında, malzemelerin sergiledikleri bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerde çarpıcı değişiklikler meydana gelir. Örneğin, makro ölçekte mat davranan malzemeler, nano ölçekte saydam hale gelebilir. Bazı katılar sıvı, kimyasal olarak kararlı malzemeler yanıcı, elektrikselolarakyalıtkan malzemeler iletken davranabilir. Ayrıca, özellikler nano ölçek sınırlarında boyuta bağlı olarak değişebilmektedir. Bu etkilerin bazıları kuantum mekaniğinden kaynaklanırken diğerleri ise yüzey ile ilgilidir. Bir parçacığın boyutuazaldıkça yüzeyinde bulunan atomlarıııın oranı çarpıcı bir şekilde artar. Bu özgün ve olağandışı özellikleri sayesinde nanomalzemeler elektronik, biyomedikal, spor, enerji üretimi ve diğer endüstriyel uygulamalarda kendilerine yer edinmişlerdir.

26 Ne zaman yeni bir malzeme geliştirilse, insanlar ve hayvanlar ü zerindeki zararlı ve zehirli (toksik) etkileri dikkate alınmalıdır. Küçük nano parçacıkların, yüzey alanı/hacim oranlarının son derecede büyük olması, kimyasal tepkinirliklerinin çok yüksek olmasına yol açabilir. Nanomaizemelerin sağlık üzerine etkileriyle ilgili olarak hazırda yeteri kadar çalışma bulunmamasına rağmen, deri, akciğer ve sindirim sistemi yoluyla hızlı bir şekilde vücut tarafindan emilebilecekleri ve yeterli konsantrasyonlarda bulunmaları durumunda, akciğer kanseri ya da DNA hasarı gibi sağlıkriskleriiçerdiklerikonusundaendişeler vardır.

27 Son yıllarda malzeme bilimi ve mühendisliği alanında kaydedilen büyük ilerlemeye rağmen, uygulamaya özgu ve daha gelişmiş malzemelerin geliştirilmesi, malzeme üretiminin doğave çevre açısından etkileri gibi, teknolojik olarak üstesinden gelinmesi gereken zorluklar halen devam etmektedir. Enerji darboğazı açısından ümit vaat eden nükleer enerji konusundaki problemlerin çözümu yakıtlar, depolama malzemelerinin yapılarını ve radyoaktif atıklarındepolanma imkanlarını içermektedir. Ulaşım vetaşımacılığa harcanan enerji çok ciddi boyutlardadır. Araç (otomobil, uçak, tren, vs.) ağırlıklarının azaltılmasınınyanında, motor çalışma sıcaklıklarnın arttırılması da yakıt sarfiyatnı iyileştirecektir. Yüksek dayanıma ve düşük yoğunluğa sahip yeni yapı malzemelerinin yanında, motor parçası olarak kullanılmak üzere daha yüksek sıcaklıklara uygun yeni malzemelerin de geliştirilmesi gereklidir. Ayrıca, ucuz yeni enerji kaynaklarının bulunması ve mevcut kaynakların daha verimli kullanılması artarak önem kazanmaktadır. Bu konuda kaydedilen gelişmelerde malzemelerin kuşkusuz çok önemli bir payı bulunacaktır. Örneğin güneş enerjisinin doğrudan elektrik enerjisine dönüştürülmesiiçin kullanılan güneş hücrelerinde, nispeten karmaşık ve yüksek maliyetli malzemeler kullanılır. Bu tekııolojinin uygulanabilir olması için, sözu edilen dönüştürme işini yüksek verimlilikte gerçekleştirecek ve aynı zamanda maliyeti daha düşük olan malzemelerin geliştirilmesi şarttır.

28 İlgi çekici ve uygulanabilir diğer bir enerji d.nüşüm teknolojisi, çevre kirliliği açısından sorunyaratmayanhidrojenyakıt hücresidir. Elektronik aletlerde pil olarak kullanılması yenice başlamakta olan hidrojen yakıt hücresi, otomobiller için de enerji kaynağı olarak gelecek vaat etmektedir. Bunun yanında, daha verimli yakıt hücreleri için ve hidrojen üretimi açısından daha iyi katalizör görevi görecek, yeni malzemelerin geliştirilmesine duyulan ihtiyaç halen devam etmektedir. Ayrıca çevre kalitesi, hava ve su kirliliğini kontrol edebilme yeteneğimize bağlıdır. Çevre kirliliğini kontrol yöntemlerinde farklı malzemeler kullanılır. Ayrıca, malzeme işleme ve arıtma yöntemlerinin, çevrede tahribata daha az yol açacak şekilde, yani daha az kirliliğe yol açacak ve ham maddelerin çıkarılması sırasında doğaya daha az zarar verecek şekilde, iyileştirilmesi gereklidir. Bunun yanında, bazı malzemelerin üretim aşamalarında, zehirli maddeler oluşmaktadır ve bu maddelerin atılması, biriktirilmesi ya da imhasının ekoloji üzerine etkileri dikkate alınmalıdır.

29 KullandığımızmalzemelerinÇoğu (ana ham maddesi petrol olan polimerlerin Çoğuve bazı metaller) yenilenebilir olmayan, yani tekrar oluşturulamayan kaynaklardan elde edilmektedir. Yenilenebilir olmayan bu kaynakların zamanlatükenmekteolması; (1) yeni rezervlerin bulunmasını, (2) karşılaştırılabilir özelliklere sahip aynı zamanda çevreye daha az zararlı yeni malzemelerin geliştirilmesini ve/veya (3) geri dönüşüm çabalarının arttırılması ile yeni geri dönüşüm teknolojilerinin geliştirilmesini gerekli kılmaktadır.