ĐÇ YAPISI Doç. Dr. Halit YAZICI

Benzer belgeler
Dokuz Eylül Üniversitesi Đnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESĐ I DERSĐ ĐÇ YAPISI YRD.DOÇ.DR. KAMĐLE TOSUN GÜZ YY.

ATOMLAR ARASI BAĞLAR

MALZEME BİLGB ATOM YAPISI. Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN. Pamukkale Üniversitesi BAHAR

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ -I

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ -I

ATOMSAL YAPI TÜRLERİ Metalik malzemelerin çoğu küçük kristal kümeciklerinden oluştuğundan polikristal adını alırlar. Bu kristal kümeciklerinin

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

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ

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

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

KRİSTAL KAFES SİSTEMLERİ

BİYOLOJİK MOLEKÜLLERDEKİ

Atomlar ve Moleküller

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY.

Nötr (yüksüz) bir için, çekirdekte kaç proton varsa çekirdeğin etrafındaki yörüngelerde de o kadar elektron dolaşır.

ATOMİK YAPI VE ATOMLAR ARASI BAĞLAR. Aytekin Hitit

1. Düzensiz yapı : Atom veya moleküllerin rastgele dizilmesi. Argon gibi asal gazlarda görülür.

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel kavramlar Atomsal yapı

MALZEMENİN İÇ YAPISI: Katılarda Atomsal Bağ

KATILARIN ATOMİK DÜZENİ KRİSTAL YAPILAR

Katılar. MÜHENDİSLİK KİMYASI DERS NOTLARI Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN. Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2006

ATOM NEDİR? -Atom elementin özelliğini taşıyan en küçük parçasına denir. Her canlı-cansız madde atomdan oluşmuştur.

MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ ATOM

1. Amaç Kristallerin üç boyutlu yapısı incelenecektir. Ön bilgi için İnorganik Kimya, Miessler ve Tarr, Bölüm 7 okunmalıdır.

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

INSA 283 MALZEME BİLİMİ. Giriş

ATOM BİLGİSİ Atom Modelleri

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

KİMYASAL BAĞLAR İYONİK BAĞ KOVALANT BAĞ POLAR KOVALENT BAĞ APOLAR KOVALENT BAĞ

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu

Soygazların bileşik oluşturamamasının sebebi bütün orbitallerinin dolu olmasındandır.

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

KRİSTAL YAPISI VE KRİSTAL SİSTEMLERİ

Element atomlarının atom ve kütle numaraları element sembolleri üzerinde gösterilebilir. Element atom numarası sembolün sol alt köşesine yazılır.

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

TEKNOLOJİSİ--ITEKNOLOJİSİ. Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ

Atomlar birleştiği zaman elektron dağılımındaki değişmelerin bir sonucu olarak kimyasal bağlar meydana gelir. Üç çeşit temel bağ vardır:

BÖLÜM 2. Kristal Yapılar ve Kusurlar

Katılar & Kristal Yapı

CALLİSTER - SERAMİKLER

Aşağıda verilen özet bilginin ayrıntısını, ders kitabı. olarak önerilen, Erdik ve Sarıkaya nın Temel. Üniversitesi Kimyası" Kitabı ndan okuyunuz.

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Atom ve moleküller arası Atomsal bağlar

Bazı atomlarda proton sayısı aynı olduğu halde nötron sayısı değişiktir. Bunlara izotop denir. Şekil II.1. Bir atomun parçaları

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

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

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

izotop MALZEME BILGISI B2

KATILARDA KRİSTAL YAPI. Hekzagonal a b c 90 o, 120. Tetragonal a b c 90 o. Rombohedral (Trigonal) Ortorombik a b c 90 o. Monoklinik a b c 90 o

İmal Usulleri 1. Fatih ALİBEYOĞLU -1-

MALZEME BİLGİSİ. Kristal Yapılar ve Kristal Geometrisi

Serüveni 3. ÜNİTE KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİM GÜÇLÜ ETKİLEŞİM. o İYONİK BAĞ o KOVALENT BAĞ o METALİK BAĞ

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

Periyodik Tablo(sistem)

Bölüm 3 - Kristal Yapılar

ATOM BİLGİSİ I ÖRNEK 1

Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU. hasanyolcu.wordpress.com

ATOMUN YAPISI ATOMUN ÖZELLİKLERİ

Bir kristal malzemede uzun-aralıkta düzen mevcu4ur.

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

MALZEME BILIMI DERS NOTU

Bölüm 4: Kusurlar. Kusurlar

A. ATOMUN TEMEL TANECİKLERİ

Elementlerin büyük bir kısmı tabiatta saf hâlde bulunmaz. Çoğunlukla başka elementlerle bileşikler oluşturmuş şekilde bulunurlar.

PERİYODİK SİSTEM VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ#6

Bir atomdan diğer bir atoma elektron aktarılmasıyla

Malzemelerin Deformasyonu

Malzemeler yapılarının içerisinde, belli oranlarda farklı atomları çözebilirler. Bu durum katı çözeltiler olarak adlandırılır.

FİZ 427 KRİSTAL FİZİĞİ

Malzeme Bilimi I Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

ATOMUN YAPISI. Özhan ÇALIŞ. Bilgi İletişim ve Teknolojileri

MMM291 MALZEME BİLİMİ

ELEKTRONLARIN DĠZĠLĠMĠ

CANLILARIN KİMYASAL İÇERİĞİ

GENEL KİMYA. 4. Konu: Kimyasal türler, Kimyasal türler arasındaki etkileşimler, Kimyasal Bağlar

BÖLÜM 3. Katı malzemeler yapılarındaki atom ve iyonların birbirlerine göre düzenlerine bağlı olarak sınıflandırılırlar.

2. KATI CİSİMLERİN İÇ YAPISI

KĠMYASAL ÖZELLĠKLER VE KĠMYASAL BAĞ


Boya eklenmesi Kısmen karışma Homojenleşme

GENEL KİMYA. 4. Konu: Kimyasal türler, Kimyasal türler arasındaki etkileşimler, Kimyasal Bağlar

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

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

MALZEME BİLGB METALLERDE STALLEŞME. Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN. Pamukkale Üniversitesi BAHAR

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

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Kristalleşme ve kusurlar Kristal Yapılar

İNTERMETALİK MALZEMELER (DERS NOTLARI-2) DOÇ. DR. ÖZKAN ÖZDEMİR

ATOM YAPISI VE ATOMLAR ARASI BAĞLAR

Radyoaktif elementin tek başına bulunması, bileşik içinde bulunması, katı, sıvı, gaz, iyon halinde bulunması radyoaktif özelliğini etkilemez.

ATOM VE MOLEKÜLLER ARASI BAĞLAR

2.ÜNİTE:ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ATOM ALTI TANECİKLER

İntermetalik bileşikler

PERİYODİK CETVEL Mendeleev Henry Moseley Glenn Seaborg

KOVALENT BAĞLARDA POLARLIK. Bileşikler 5. Bölüm

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

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

MALZEME BİLGİSİ DERS 5 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

Transkript:

Dokuz Eylül Üniversitesi Đnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESĐ I DERSĐ KATI ÇĐSĐMLERĐN ĐÇ YAPISI Doç. Dr. Halit YAZICI http://kisi.deu.edu.tr/halit.yazici/

Đnşaat Mühendisliğinde, cisimlerin yükler altındaki davranışını saptayabilmek çok önemlidir. Yapının tasarımı, boyutlandırma ve kesin hesapları açısından malzemenin "mekanik özelliklerini" bilmek gereklidir.

Malzemenin mekanik özellikleri cismin iç yapısına bağlı olduğundan önce bunun incelenmesi gerekir. Ayrıca, metallerin korozyonu gibi malzeme açısından önemli olayları atom yapısına dayanmadan açıklamak olanaksızdır. Bu nedenle bu bölümde, bir yapı mühendisinin hatırlaması gereken kimya bilgilerini özetlemekte yarar vardır.

Atom Yapısı Atomlar, çevrelerinde negatif yüklü elektronların devinimler yaptığı pozitif yüklü proton ve yüksüz nötronlardan oluşur. Nötronu olmayan atom, yalnız hidrojen atomudur. Bir atom çekirdeğinde, elektron sayısı kadar proton vardır. Elektronlar, çekirdek kütlesi yanında çok küçüktür (1/1850 oranında) ve bu değer kütle hesabında göz önüne alınmaz.

Atom elektronlar, protonlar ve nötronlardan n oluşur. ur. Atom numarası: atomdaki protonların n toplam sayısı Kütle numarası: atomdaki proton ve nötronlarn tronların toplam sayısı Denge durumundaki bir atomda elektronların n (-)( sayısı protonların n (+) sayısına eşittir. e Bir atom gramda; örneğin 55,85 gram demirde 6,02 10 23 (Avagadro sayısı ) kadar atom vardır. r.

ELEMENTLER VE ATOM YAPISI Atom numarasına na bağlı olarak atom çekirdeğinin inin yarıçap apı 10-12 -10-11 mm aralığı ığında, atom yarıçap apı ise yaklaşı şık k 10-7 mm civarındad ndadır. Hidrojenin atom yarıçap apı 0,46 10-7 mm, toryumun atom yarıçap apı 1,8 10 10-7 mm dir

Atomların çapları çok küçük üçüktür. Örneğin, hidrojen atomunun çapı 10-8 cm dir dir.. Atomun en önemli özelliği, i, çeşitli bağ kuvvetlerinin meydana gelmesine yol açan a an elektron sayısıdır. Atom numarası da elektron sayısına eşittir. e Örneğin, atom numarası 92 olan uranyumun 92 elektronu vardır. r. Buna göre, g uranyum atomunun çekirdeğinde inde 92 proton ve 146 nötron n vardır. r. Böylece uranyumun kütle k ağıa ğırlığı 238 olur.

ELEMENTLER VE ATOM YAPISI Elementler, Kabaca; metaller, ametaller ve yarı metaller olmak üzere üçe e ayrılabilir.

İZOTOP ELEMENTLER VE ATOM YAPISI Aynı atomun protonları sabit kalmakla beraber nötronları değişik ik olabilir ki bunlara izotop denilir. Örneğin; 26 Atom numarasına na sahip demirin izotopları: 54Fe (26 p, 28 n) 55Fe (26 p, 29 n) 56Fe (26 p, 30 n) 57Fe (26 p, 31 n) 58Fe (26 p, 32 n)

İZOTOP ELEMENTLER VE ATOM YAPISI HİDROJENİN İZOTOPLARI Hidrojen Protium 1 p + 0 n Ağır r Hidrojen Deuterium 1 p + 1 n Radyoaktif Hidrojen Tritium 1 p + 2 n

ELEMENTLER VE ATOM YAPISI İZOTOP Elementlerin kimyasal özelliklerini o elementin elektron ve proton sayısı belirler. Bir elementin tüm t m izotoplarında kimyasal özellikleri aynıdır. İzotoplarda yalnızca fark nötron n sayısıdır. İzotoplarda bazı fiziksel özellikler birbirinden farklı olabilir. Örneğin bazı izotoplar radyoaktif olmalarına karşı şın n diğerleri değildir.

İZOBAR ELEMENTLER VE ATOM YAPISI Atom numaraları birbirlerine yakın elementlerin bazı izotopların n kütle k sayılar ları birbirlerine eşit e olabilir. Proton adedi farklı,, kütle k sayılar ları farklı atomlara izobar denir.

ELEMENTLER VE ATOM YAPISI ATOM MODELLERİ Lewis-Langmuir Langmuir Başlang langıçta küp k şeklinde ve elektronların n hareket etmediği i tahmin edilen model Bohr çekirdek etrafında güneş sistemine benzer belirli yörüngelerde dönen d elektronlar dalga mekaniği son olarak elektronların dalga hareketi yaptığı ve belirli bir bölgede b bulunması ihtimali olduğu u yörüngelery

ATOMLAR ARASI BAĞLAR

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Atomların n son yörüngelerinde y en çok sekiz elektron bulunabilir (tek yörüngeli y atomlarda iki elektron). Tüm m atomlar son yörüngelerindeki y elektronları 8 yaparak soy gazlar gibi kararlı hale geçme eğilimindedirler. e

Atom Bağları Cisimlerin en küçük yapı birimi olan atomları, atomlar arası bağ kuvvetleri birarada tutar. Bu bağ kuvvetleri cismin mukavemetinin esasını oluşturur. Ayrıca elektriksel ve ısıl özellikleri belirler. Genellikle atomlar arası bağ kuvvetli ise şekil değiştirme direnci büyük, ergime sıcaklığı yüksek ve ısıl genleşme düşük olur. Atom bağları zayıf (fiziksel) veya kuvvetli (kimyasal) olabilir. Kimyasal bağlar üç şekilde olur.

ATOMLAR ARASI BAĞLAR BAĞ ÇE İTLERİ 1. İyonik Bağ 2. Kovalent Bağ 3. Metalik Bağ 4. Van Der Waals Bağı

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Atomların n son yörüngelerinde y en çok sekiz elektron bulunabilir (tek yörüngeli y atomlarda iki elektron). İyonik bağ metaller ile ametaller arasında oluşur. ur.

ATOMLAR ARASI BAĞLAR İYONİK K BAĞ Son yörüngedeki y eksiklikler elektron alış ışverişi i ile sekize tamamlanır. Elektron kaybeder Na + Cl - Na (0) yüksüz Cl (0) yüksüz Elektron alır Na + (+) Katyon Cl - (-) Anyon + -

ATOMLAR ARASI BAĞLAR İYONİK K BAĞ İyonik bağ metaller ile ametaller arasında oluşur. ur.

ATOMLAR ARASI BAĞLAR KOVALENT BAĞ Elektronlar çekirdek etrafında döndd ndükleri gibi kendi eksenleri etrafında da dönerler. d Bu dönme d hareketi neticesinde elektromagnetik kuvvetler oluşur. ur. - + + -

ATOMLAR ARASI BAĞLAR KOVALENT BAĞ Ametaller ile Ametaller arasında olur. Valans elektronlarının n ortak kullanımı söz z konusudur. Paylaşı şılan elektron ile pozitif çekirdek arasında çekim kuvveti oluşur. ur.

ATOMLAR ARASI BAĞLAR KOVALENT BAĞ Bu bağ genellikle gazlarda meydana gelir (H 2, NH 3, O 2, CH 4 ).

ATOMLAR ARASI BAĞLAR KOVALENT BAĞ Buzda her su molek Buzda her su molekülü diğer 4 molekül l tarafından sarılarak tetrahedronşeklinde eklinde bağlanm lanmıştır. Üç boyutta da hidrojen bağlar ları mevcuttur. Buz 0 o C de eriyince hidrojen bağlar larının n kabaca %15 i i kırılır. k r. Sonuç olarak tetrahedral yapı bozulur, her su molekülü komşu u 4 molekülden lden daha fazla moleküle bağlan lanır. Böylece yoğunluk 0.917 den 1 e 1 çıkar.

ATOMLAR ARASI BAĞLAR KOVALENT BAĞ Katılardaki en güzel g örneği i ise kübik k yapıdaki elmastır. Silisyum, Germanyum, Karbon gibi elementler dört d kovalent bağ ile tetrahedron bağ oluştururlar. Bu tetrahedron gruplar birleşerek erek elmas kübik k yapı meydana getirirler.

ATOMLAR ARASI BAĞLAR METALİK K BAĞ Metaller son yörüngelerindeki y valans elektronlarını serbest bırakarak iyon haline gelirler. Serbest kalan elektronların metal çekirdeği i ile bağlar ları çok zayıft ftır r ve hiçbir atoma bağlı kalmadan metal çekirdekleri etrafında serbestçe e dolaşı şırlar.

ATOMLAR ARASI BAĞLAR METALİK K BAĞ Metal atomları birbirine yaklaştığı ığında son yörüngelerindeki enerji bantları birbirinin içine i ine girer ve serbest elektronlar bu bantlarda hareket edebilirler.

ATOMLAR ARASI BAĞLAR METALİK K BAĞ Metallerin valans elektronlarını serbest bırakmalarb rakmaları özelliği, i, iyi elektrik iletimi sağlamalar lamalarına sebep olur. Bu bantlar içinde i inde hareket eden negatif yükly klü elektronlar ile pozitif yükly klü çekirdek arasındaki çekim metalik bağı oluşturur

ATOMLAR ARASI BAĞLAR METALİK K BAĞ Metal atomları arasındaki bağ belirli atomlar ve elektronlara bağlı olmadığı için, in, atomların n birbirine göre hareket etmesi ile bu bağ kopmaz. Bu özellik metallerin şekillendirilebilmelerini sağlar.

ATOMLAR ARASI BAĞLAR VAN DER WAALS BAĞLARI Bu bağlar, elektron alış verişini ini tamamlamış moleküller ller veya son yörüngesindeki elektron sayısı sekiz olan inert gaz atomları arasında oluşan zayıf f bağlard lardır r ve üçşekilde olabilir: 1. Molekül l Kutuplaşmas ması 2. Ani Kutuplaşma 3. Hidrojen KöprK prüsü

ATOMLAR ARASI BAĞLAR VAN DER WAALS BAĞLARI MOLEKÜL L KUTUPLA MASI Kovalent bağ ile kurulmuş bir molekülde, lde, mesela hidrojen florür molekülünde paylaşı şılan elektronların çoğu florür atomu etrafında olacağı ğından, molekül içinde inde bir elektrik yüküy dengesizliği vardır. r. Molekülün n hidrojen tarafı + + H H Florür - H H Dipol + oluşumu umu Florür - + pozitif florür tarafı negatif olur ve bu iki yük y k farkı moleküller ller arası çekim kuvvetini oluşturur.

ATOMLAR ARASI MESAFE itme + + çekme + - itme itme - - itme

ATOMLAR ARASI MESAFE Metal atomları arasında oluşan itme ve çekme kuvvetlerinin kuvvetin Kuvvet Çekme Net kuvvet dengelendiği i durumdaki atomlar arasındaki uzaklığ ığa a atomlar arası İtme Atomlar arası mesafe mesafe denilir. Bu konumda içi enerji en r R a = R + r azdır; yani atomlar en a kararlı durumdadırlar. rlar.

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ 1. Kristal (Metalik) Yapı Atomlar 3 boyutta belirli bir düzendedir. d Tüm T m malzeme boyunca süreklilis rekliliğini ini korur.

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ 1. Kristal (Metalik) Yapı 2. Amorf Yapı Atomların n dizilişinde inde bir düzensizlik d vardır. r.

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ 1. Kristal (Metalik) Yapı 2. Amorf Yapı 3. Bileşik ik Yapı Çok küçük üçük k kristal parçalar alarının n gelişig igüzel bir yığıy ığını vardır. r.

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ 1. Kristal (Metalik) Yapı 2. Amorf Yapı 3. Bileşik ik Yapı 4. Kolloidal Yapı Çok küçük üçük k elemanlar halinde bazı cisimler, birbirlerinden ayrı olarak, ayrı faz veya aynı faz halinde bulunan başka bir cisim içinde i inde dağı ğılmıştır. Örneğin, dumanın n içinde i inde oldukça a küçük üçük çaplı yanmamış kömür r zerreciklerinin bulunması veya bir sıvının s n diğer bir sıvı içinde inde yayılmas lması bu tip yapılard lardır. r. Yol malzemelerinden bitüml mlü emülsiyonlar bu yapıdad dadır.

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ 1. Kristal (Metalik) Yapı 2. Amorf Yapı 3. Bileşik ik Yapı 4. Kolloidal Yapı 5. Seramik Yapı Bir metal veya iki metal ile bir ametal atomun belirli steokimetrik oranlarda birleşmesiyle oluşurlar. urlar. Seramiklerde metal olmayan atom çoğunlukla oksijendir. Seramiklerde metaller katyon, ametaller ise anyon oluşumuna umuna neden olurlar. Böylece B seramiklerde iyonsal bağlar oldukça a yaygınd ndır. Ancak seramiklerde kovalan bağlara, kristal yapıya, ya, hatta amorf yapıya da rastlanır. r.

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ 1. Kristal (Metalik) Yapı Atomlar 3 boyutta belirli bir düzendedir. d Tüm T m malzeme boyunca süreklilis rekliliğini ini korur. 2. Amorf Yapı Atomların n dizilişinde inde bir düzensizlik d vardır. r. 3. Bileşik ik Yapı Çok küçük üçük k kristal parçalar alarının n gelişig igüzel bir yığıy ığını vardır. r. 4. Kolloidal Yapı Çok küçük üçük k elemanlar halinde bazı cisimler, birbirlerinden ayrı olarak, ayrı faz veya aynı faz halinde bulunan başka bir cisim içinde i inde dağı ğılmıştır. 5. Seramik Yapı Bir metal veya iki metal ile bir ametal atomun belirli steokimetrik oranlarda birleşmesiyle oluşurlar. urlar.

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ Kristal (Metalik) Yapı Amorf Yapı

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ KRİSTAL (METALİK) YAPI Metal atomları üç boyutlu olarak düzenli d bir diziliş meydana getirirler ki buna uzay kafesi denilir. Üç boyutlu olarak tekrarlanan en küçük üçük yapıya birim hücre h (kafes) denilir.

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ KRİSTAL (METALİK) YAPI Kristal sistemi uzunlukları Açıları kübik a = b = c α = β = γ = 90

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ KRİSTAL (METALİK) YAPI Kristal sistemi hekzagonal uzunlukları a = b c Açıları γ = β = 90, α = 120

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ KRİSTAL (METALİK) YAPI Kristal sistemi tetragonal uzunlukları Açıları a = b c α = β = γ = 90

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ KRİSTAL (METALİK) YAPI Kristal sistemi rombohedral uzunlukları Açıları a = b = c α = β = γ 90

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ KRİSTAL (METALİK) YAPI Kristal sistemi uzunlukları Açıları ortorombik a b c α = β = γ = 90

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ KRİSTAL (METALİK) YAPI Kristal sistemi monoklinik uzunlukları a b c Açıları α = β = 90, γ 90

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ KRİSTAL (METALİK) YAPI Kristal sistemi uzunlukları Açıları triklinik a b c α β γ 90

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ KRİSTAL (METALİK) YAPI Yapı Malzemesi olarak kullanılan lan metallerin kristal yapılar ları daha çok kübik k ve hekzagonal sisteme uymaktadır. Hacim Merkezli Kübik (hmk) Yüzey Merkezli Kübik (ymk) Sıkı dizilmiş hekzogonal (sdk)

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ Hacim Merkezli Kübik K (hmk( hmk) Küpün n tam merkezine bir atom ve köşelere k de birer atom yerleşmi miştir. Küp K p hacminin içinde inde kalan atom hacmi:

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ Yüzey Merkezli Kübik K (ymk( ymk): Küpün n her köşesine k birer atom ve her bir yüzeye de birer atom yerleşmi miştir. Küp K içinde inde kalan atom hacmi:

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ Sıkı Dizilmiş Hegzagonal (sdh): Atomlar taban düzlemde d altıgenin köşelerine ve bir tane de altıgenin tam ortasına yerleşmi miştir. İki taban düzlemi arasında taban düzlemindeki d üç atoma teğet et olacak şekilde üç tane atom yerleşmi miştir.

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ Tipik bir metal kristali 10 18 birim hücresinin h düzgün n bir blok şeklinde düzenlenmesinden oluşabilir. Kusursuz bir kristal yapının n herhangi iki hücresinin h karşı şılıklı yüzleri her iki hücre h için i in de ortak olur.

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ Metalik malzemelerin çoğu küçük k kristal kümeciklerinden oluştu tuğundan undan polikristal adını alırlar. Bu kristal kümeciklerinin kristal yapısı da kendi içinde i inde düzenlidir. d Kristal kümeciklerinin k ayrımını,, bunların n birim hücrelerinin değişik ik yönlerde dizilişinden inden anlayabiliriz.

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ Birleşen en kristal kümecikleri k arasında tane sınırıs adı verilen atomik bir boşluk vardır. r. Bu bölgede b belirli bir düzensizlik görülür. g r. İnce yapılı bir metalik cismin kristal kümecikleri k daha küçük k yapılıdır. Bu nedenle kaba tane yapılı kristale kıyasla daha çok tane sınırıs bulunmaktadır.

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ ALLOTROPİK K DEĞİ İ Ğİ İM Isı ve basınc ncın n etkisiyle bazı cisimlerin kristal yapılar larında değişimler imler olabilir. Örneğin, demirin 0-910 C C de hacim merkezli kübik k kristal yapısı var iken, 910 C -1400 C C arasında kristal yapısı yüzey merkezli kübik k olur. Bu tip kristal yapı değişimine imine allotropik değişim im denir.

ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ ANİZOTROP ZOTROPİ Tekil kristal kümeciklerinin k (monokristal( monokristal) özellikleri kristal eksenlerine göre g farklılıklar klar gösterir. g Monokristallerin yönlere göre g farklı davranış göstermesi nedeniyle; mekanik, fiziksel, kimyasal özellikleri, dışd etkilerin, uygulama doğrultusuna bağlı olarak, farklı değerler erler alabilir. Özelliklerin yönlere y göre g farklılık k göstermesine g anizotropi denir.

METALLERDE ERGĐME ve KRĐSTALLE STALLEŞME

METALLERDE ERGĐME ve KRĐSTALLE STALLEŞME Her bir maddenin atomları devamlı titreşim im yapar. Bu titreşim im o maddenin sıcakls caklığını belirler. Sıcaklık k yükseldiky kseldikçe e titreşim im artar, düştükçe d e azalır. Mutlak sıfır s sıcaklığında (-273( 273ºC) bütün b n atomların n titreşimleri imleri durur. Metallerin sıcakls caklığı arttıkça, a, atomların n titreşimleri imleri artar ve bu titreşimler imler atomlar arasındaki bağı zayıflat flatır. Titreşimlerin imlerin meydana getirdiği i enerji, metal atomlarını birbirine bağlayan enerjiyi geçince ergime dediğimiz imiz olay meydana gelir; yani metal sıvıs hale geçer. er.

METALLERDE ERGĐME ve KRĐSTALLE STALLEŞME Ergimiş bir metalin sıvıdan s katıya geçişinde inde meydana gelen kristalleşme iki safhada oluşur: ur: 1. Çekirdek oluşumu umu 2. Kristal büyümesi. b

TANE SINIRLARI METALLERDE ERGĐME ve KRĐSTALLE STALLEŞME Katıla laşma sırass rasında belirli düzlem grupları farklı yönlerde dizilir. Bu dizilme gruplarına tane sınırları denir. Tek kristalli yapılarda tane grupları aynı yönde gelişir ir ve tane sınırlars rları oluşmaz. Tane sınırlars rları yüksek enerjilidir. (Yüzey gerilimi) Tane sınırlars rları kimyasal reaksiyona girebildiği i için i in üzerine dökülen d kimyasallar ile tespit edilir.

METALLERDE ERGĐME ve KRĐSTALLE STALLEŞME KRİSTAL HATALARI Nokta Hataları Çizgi Hataları Yüzeysel Hatalar Segregasyon

KRĐSTAL HATALARI Nokta Hataları Boş Yer Boşyer yer: : (Porozite) Katıla laşma sırass rasında büzülme, b yeterli sıvıs olmaması veya içeride gaz hapsolması nedenleri ile oluşur. ur. Boş yer Süreksizlik Kesitte daralma Mukavemet kaybı nedenidir.

KRĐSTAL HATALARI Nokta Hataları Boş Yer Boşluklar atomların n kristal içerisinde i hareketlerini kolaylaştırır. r.

KRĐSTAL HATALARI Nokta Hataları Ara yer Ara Yer hataları Ara yer: Her hangi bir kristalde esas atomların n aralarındakilere daha küçük çaplı atomların n yerleşmesi ile oluşur. ur. Yer alan Yer alan: Her hangi bir kristalde esas atomların n yerine başka atomların yerleşmesi ile oluşur. ur.

KRĐSTAL HATALARI Çizgi Hataları Atomların n hatalı dizilişleri leri bir çizgi boyunca devam ederse çizgi hatası oluşur. ur. Çizgi hataları kenar dislokasyonu ve vida dislokasyonu olarak bilinir.

KRĐSTAL HATALARI Çizgi Hataları Kenar Dislokasyonu Kenar dislokasyonu,, kristal içinde i inde sona eren bir düzlemin kenarıdır. r. İşareti şeklindedir.

KRĐSTAL HATALARI Çizgi Hataları Vida Dislokasyonu Vida dislokasyonunda ise, çizgi etrafındaki atomların n dizilişi i vidanın n helisi gibidir. İşareti şeklindedir.

KRĐSTAL HATALARI Çizgi Hataları Vida Dislokasyonu

KRĐSTAL HATALARI Çizgi Hataları Kenar ve vida dislokasyonları çoğu zaman beraber bulunurlar ki; buna karışı ışık dislokasyon denilir. Dislokasyonlar,, atomların n denge mesafesini bozduğu u için i in kristalin enerjisini artırır. r.

KRĐSTAL HATALARI Çizgi Hataları Dislokasyon yoğunlu unluğu Birim hacimdeki dislokasyon çizgilerinin uzunluğu u olarak verilir. (mm / mm 2 )

KRĐSTAL HATALARI Yüzeysel hatalar Dış Yüzey: İç kısımdaki atomlar kendini çevreleyen atomlar ile denge durumunda olduğu u halde, metalin dışd yüzeye açılan a atomlarında denge durumu bozulmuştur. Küçük k AçılıA Tane Sınırı: S Kenar dislokasyonları biri birinin üzerine sıralanmass ralanması ile küçük üçük açılı tane sınırlars rları oluşur. ur. İki boyutlu olan bu sınırlarda s atomlar düzensiz yerleşirler Tane SınırlarS rları: Metal sıvıs halden katı hale geçerken erken genellikle çok sayıda kristal tanesi oluşur. ur. Katıla laşma tamamlandığı ığında tanelerin birleşti tiği yerlerde 2-32 3 atom kalınl nlığında düzensiz d yerleşme oluşur ur

KRĐSTAL HATALARI Segregasyon Katıla laşma sırass rasında belirli malzemeler, belirli fazların, belirli bir yerde toplanması. Makro ya da mikro olabilir.

Metalik Yapı Kontrolü ve Bozuklukları Bir metalik malzemenin yapısı gerekli kesme, parlatma gibi hazırlıklar yapıldıktan sonra mikroskobik olarak incelenebilir. Bu çalışmalar şu açılardan çok yararlıdır: 1) Metalik göçmelerin nedenini açıklayabilirler, 2) Metalin geçmişini öğrenerek uygun fabrikasyon işlemini ortaya çıkarırlar, 3) Isıl işlemlerin yeterlilik derecesini saptarlar, 4) Alaşımların geliştirilmesine yardımcı olabilirler, 5) Metal bileşenleri ve özellikleri kestirilebilir.

Metalik kristal kümelerindeki kusurlar şöylece sıralanabilir : Tane sınırı bölgeleri bozuklukları, Yabancı iyonların varlığı, Mikroskobik yapı kontrolü işlemleri (kesme, parlatma) sonucu meydana gelen bozukluklar, Fazla sıcaklık nedeniyle ortaya çıkan bazı iyonların konum bozuklukları, Dislokasyonlar (Bazı iyon sıra ve düzlemlerinin yanlış yerlerde bulunabilmesi), Mozaik yapı çarpıklıkları.

Dokuz Eylül Üniversitesi Đnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESĐ I DERSĐ KATI ÇĐSĐMLERĐN ĐÇ YAPISI Doç. Dr. Halit YAZICI http://kisi.deu.edu.tr/halit.yazici/