MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY.

Benzer belgeler
ANİZOTROPİ. Schmid s Tek kristle uygulandığında:

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

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler

Dislokasyon hareketi sonucu oluşan plastik deformasyon süreci kayma olarak adlandırılır.

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Bölüm 4: Kusurlar. Kusurlar

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

Bölüm 4: Kusurlar. Kusurlar. Kusurlar. Kusurlar

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

KRİSTALLERİN PLASTİK DEFORMASYONU

MMM291 MALZEME BİLİMİ

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY.

Bölüm 3 - Kristal Yapılar

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

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

Katıların Atomik Düzeni, Kafes Hataları & Atom Harketliliği

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

KRİSTAL KAFES HATALARI

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

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

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

Bölüm 4: Katılarda Kusurlar

Malzemelerin Deformasyonu

MALZEME BİLGİSİ DERS 6 DR. FATİH AY.

Faz ( denge) diyagramları

BÖLÜM 2. Kristal Yapılar ve Kusurlar

şeklinde, katı ( ) fazın ağırlık oranı ise; şeklinde hesaplanır.

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

MALZEMELERİN YAPISI. Makroskopik seviyede: Gözle görülebilen makro yapı,

Kristalleşme ve Kusurlar

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

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

Uygulanan dış yüklemelere karşı katı cisimlerin birim alanlarında sergiledikleri tepkiye «Gerilme» denir.

TEKİL VE ÇOĞUL KRİSTALLERİN PLASTİK DEFORMASYONU

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)

PLASTİK ŞEKİL VERMEDE METALURJİK ESASLAR

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 1 Deformasyon ve kırılma mekanizmalarına giriş

Faz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği

Faz Dönüşümleri ve Faz (Denge) Diyagramları

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları

KIRILMA MEKANİĞİ Prof.Dr. İrfan AY MALZEME KUSURLARI

ELASTİK PLASTİK. İstanbul Üniversitesi

Boya eklenmesi Kısmen karışma Homojenleşme

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

Malzeme Bilimi I Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

MUKAVEMET ARTIRICI İŞLEMLER

MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ. Bölüm 4 Atomik ve İyonik Dizilmeler Düzenlerde Hatalar

MAL 201 (4) 2. ÇİZGİSEL KUSURLAR (DİSLOKASYONLAR) ve TANE YAPISI

CALLİSTER - SERAMİKLER

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

KATILARIN ATOMİK DÜZENİ KRİSTAL YAPILAR

Doç.Dr.Salim ŞAHİN SÜRÜNME

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

MALZEME BİLGİSİ DERS 11 DR. FATİH AY.

MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

MAL 201 (4) 2. ÇİZGİSEL KUSURLAR (DİSLOKASYONLAR) - TANE YAPISI ŞUBAT 2016

1.GİRİŞ Metal Şekillendirme İşlemlerindeki Değişkenler, Sınıflandırmalar ve Tanımlamalar

KRİSTAL MALZEMELERİN DAYANIMLARININ ARTIRILMASI. Turgut GÜLMEZ

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

Bir kristal malzemede uzun-aralıkta düzen mevcu4ur.

MALZEME BİLGİSİ. Kristal Yapılar ve Kristal Geometrisi

YÜKSEK MUKAVEMETLİ ÇELİKLERİN ÜRETİMİ VE SINIFLANDIRILMASI Dr. Caner BATIGÜN

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

Kayma Doğrultusu. Kayma Sistemi Sayısı YMK Cu, Al, Ni, Ag, Au (1 1 1) 12 Fe, W, Mo (1 1 0) HMK Fe, W (2 1 1) Fe, K (3 2 1)

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş


Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Mekanizma ve etkileyen faktörler Difüzyon

TARAMA ELEKTRON MİKROSKOBU SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM)

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

İçindekiler. 1. Giriş. 2. Atomsal Yapı ve Atomlararası Bağ 18

(A) Çekme. (B) Basınç. (C) Dengesiz İki eksenli çekme. (D) Dengeli İki eksenli çekme. (E) Hidrostatik Basınç. (F) Kayma Gerilmesi.

MALZEME BİLİMİ. Malzeme Bilimine Giriş

CALLİSTER FAZ DİYAGRAMLARI ve Demir-Karbon Diyagramı

MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER

Kristallografik düzlemler;

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

İntermetalik bileşikler

MalzemelerinMekanik Özellikleri II

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

1. Giriş 2. Noktasal Kusurlar 3. Çizgisel Kusurlar 4. Mikroskobik İnceleme MALZEME BILGISI B4

AlSi7Mg DÖKÜM ALAŞIMINDA T6 ISIL İŞLEM DEĞERLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. Onur GÜVEN, Doğan ALPDORUK, Şükrü IRMAK

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

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

Chapter 9: Faz Diyagramları

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

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

İKİLİ ÖTEKTİK FAZ DİYAGRAMLARI

Transkript:

MALZEME BİLGİSİ DERS 4 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 KRİSTAL OLMAYAN MALZEMELER

BÖLÜM IV KATILARDA KUSURLAR NOKTASAL KUSURLAR ÇİZGİSEL KUSURLAR (DİSLOKASYONLAR) DÜZLEMSEL KUSURLAR (ARAYÜZ KUSURLARI) MİKROSKOBİK İNCELEME (MUAYENE)

ÖĞRENECEKLERİNİZ: Atomsal boşluk (boşyer) ve kendinde-arayer atomu kristal kusurlarını tanımlayabilirsiniz Belirli bir sıcaklıktaki bir malzemenin içinde, denge durumunda bulunan atomsal boşluk sayısını hesaplayabilirsiniz İki farklı katı çözelti türünü bilir ve kısaca tanımlayarak şematik olarak gösterebilirsiniz

ÖĞRENECEKLERİNİZ: Bir metal alaşımdaki iki ya da daha fazla elementin kütleleri ve atom ağırlıklarının verilmesi durumunda, her elementin ağırlık ve atom yüzdelerini hesaplayabilirsiniz Kenar, vida ya da karışık dislokasyonlar için tanımlamalar ve çizimler yapabilirsiniz Tane sınırı ve ikiz sınırı etrafındaki atom yapısını tanımlayabilirsiniz Malzemenin mikroyapısını karakterize etmek için gerekli cihazları bilir onları sınıflandırabilirsiniz

KATILARDA KUSURLAR Atomsal ölçekte mükemmel kristal düzenden bahsedildi Gerçekte mükemmel bir kristal yoktur ve bütün kristallerde farklı türlerde çok sayıda kusur bulunur. Kusurlar malzeme özelliğini doğrudan etkiler Kusurlar malzeme özelliklerini olumsuz yönde etkileyebildikleri gibi onların özelliklerini iyileştirmek amacı ile kullanılırlar

KATILARDA KUSURLAR Noktasal Kusurlar Çizgisel Kusurlar (Dislokasyonlar) Düzlemsel Kusurlar (Arayüz Kusurları) Atomsal Boşluk Nokta Kusuru Öz Arayer Nokta Kusuru Kenar Dislokasyonu Vida Dislokasyonu Dış Yüzeyler Tane Sınırları Faz Sınırları Diğer (Yeralan, asal yer, Schottky, Frenkel) Karışık Dislokasyonlar İkiz Sınırları

KATILARDA KUSURLAR Noktasal Kusurlar Çizgisel Kusurlar (Dislokasyonlar) Düzlemsel Kusurlar (Arayüz Kusurları) Termal Aktivasyon ile oluşur Olmazsa yayınım çok zor gerçekleşir Plastik şekil değiştirme ile ilgilidir Olmazsa plastik şekil değişimi çok zor gerçekleşir Katılaşma ve/veya plastik şekil değişimi ile oluşur Enerjilerin yüksek olması dolayısıyla çok aktif bölgelerdir

NOKTASAL KUSURLAR Arayer atom kusuru Atomsal boşluk nokta kusuru ( ) : Atomsal boşluk sayısı : Birim hacimdeki atom sayısı : Boşluk oluşumu için gerekli enerji : Boltzman sabiti : Sıcaklık (Kelvin)

NOKTASAL KUSURLAR Noktasal kusurlar: (a) atomsal boşluk (vacancy), (b) arayer (interstitial) atom, (c) küçük yeralan (substitutional) atom, (d) büyük yeralan atom, (e) Frenkel kusuru: Bir atomun yer değiştirerek, boş yer ile fazladan bir arayer atomunun oluşturduğu kusur, (f) Schottky kusuru: Ters elektriksel yükte iki iyonun kristal kafesinde olması beklenen yerde bulunmamasıdır, elektriksel nötrlük korunmaktadır.

KATI ÇÖZELTİ Yaygın olarak kullanılan metallerin çoğunda, malzemelere belirli özellikler kazandırmak için empürite (safsızlık) atomları ilave edilir. ÇÖZELTİ Çözen (Matris) Çözünen Yeralan empürite atomu Arayer empürite atomu

KATI ÇÖZELTİ Katı çözelti oluşturabilme şartları: 1- Atomsal boyut faktörü: Elementlerin atom yarıçapları farkı <%15 2- Kristal yapılar: Çözen ve çözünen atomların kristal yapıları aynı 3- Elektron ilgisi: Elektronegatiflik değerleri birbirine yakın 4- Değerlikleri: Bir metal değerliği kendinden büyük olanı çözmeye yatkındır

ÖRNEK: Aşağıda tablo verilerine göre elementlerin bakırda çözünürlük değerlerini tahmin edin: (%70-%100 çok yüksek; %30-%70 yüksek; %10-%30 orta; <%1 çok düşük) Element Atom yarıçapı, Kristal yapı Elektronegatiflik Değerlik nm Bakır 0,128 YMK 1.8 +2 Çinko 0,133 SDH 1.7 +2 Kurşun 0,175 YMK 1.6 +2, +4 Silisyum 0,117 Elmas Kübik 1.8 +4 Nikel 0,125 YMK 1.8 +2 Alüminyum 0,143 YMK 1.5 +3 Berilyum 0,114 SDH 1.5 +2

ÖRNEK: Aşağıda tablo verilerine göre elementlerin bakırda çözünürlük değerlerini tahmin edin: (%70-%100 çok yüksek; %30-%70 yüksek; %10-%30 orta; <%1 çok düşük) Çözelti Atom yarıçapı farkı, % Elektronegatiflik farkı Tahmini bağıl çözünürlük Gözlemlenen en yüksek katı çözünürlük, % Bakır - Çinko +3.9 0.1 Yüksek 38.3 Bakır - Kurşun +36.7 0.2 Çok Düşük 0.1 Bakır - Silisyum -8.6 0 Orta 11.2 Bakır - Nikel -2.3 0 Çok Yüksek 100 Bakır - Alüminyum +11.7 0.3 Orta 19.6 Bakır - Berilyum -10.9 0.3 Orta 16.4

Örnek: Karbon atomu demire ilave edildiğinde arayer katı çözeltisi oluşturur. Karbonun demir içindeki maksimum çözünürlüğü %2 Karbon atomu yarıçapı: 0,071 nm Demir atomu yarıçapı: 0,124 nm Yarıçap farkı: %42,74 Saf demir yumuşak ve düşük mukavemetlidir: Karbon katılarak sertlik ve mukavemeti büyük ölçüde arttırılabilir

Katı Çözeltilerde bileşim Ağırlık yüzdesi Atom yüzdesi 100, 100 : elementlerin kütlesi

Bileşimlerin birbirlerine dönüşümleri : elementlerin atom ağırlıkları

ÇİZGİSEL KUSURLAR (DİSLOKASYONLAR) Kenar Dislokasyonu Vida Dislokasyonu Karma Dislokasyonlar

KENAR DİSLOKASYONU Dislokasyonlar, çevrelerindeki bazı atomların kristal içindeki düzene bir miktar aykırı olarak konumlandıkları çizgisel veya tek boyutlu kusurlardır. Kenar Dislokasyonu, bir kristalin içerisinde sona eren bir ek düzlem veya ek yarı düzlemin bulunduğu dislokasyonlardır. Kristal düzlemin üzerinde dislokasyon gösterimi Kristal düzlemin altında dislokasyon gösterimi Dislokasyon çizgisi

Burgers vektörünün bulunuşu: Hatanın etrafında eşit adım sayısında yanlara, yukarı ve aşağı yönlerde hareket edilir. Mükemmel kristalde başlangıç noktasına geri dönülürken hata içeren kristalde kapalı bir çevrim elde edilemez. Çevrimin tamamlanması için gereken deplasman miktarı burgers vektörü ile ifade edilir.

Dislokasyon çizgisi, ek yarı düzlemin alt sınırında atomların oluşturduğu çizgidir. Kayma düzlemi, dislokasyonun üzerinde hareket ettiği düzlemdir.

KENAR DİSLOKASYONU (a) kusursuz kristal yapı (b) Ekstra düzlemin oluşturduğu kenar dislokasyon (c) Kenar dislokasyonu etrafında çevrimi tamamlamak için gereken Burgers vektorü b.

VİDA DİSLOKASYONU Vida Dislokasyonu, kusursuz bir kristalde bir kesme düzleminin iki tarafına zıt yönde kayma gerilmesi uygulayarak oluşturulabilir.

VİDA DİSLOKASYONU Bir dislokasyonun kafeste oluşturduğu çarpılmanın yönü ve büyüklüğü Burgers vektörü ile gösterilir. Kenar dislokasyonunda burgers vektörü dislokasyon çizgisine dik, vida dislokasyonunda ise paraleldir.

VİDA DİSLOKASYONU (a) mükemmel kristal (b) kaymanın düzleminin oluşumu (c) bir atom uzunluğunda kayma.

KARMA DİSLOKASYON Her iki türün bir arada bulunduğu dislokasyonlara karma dislokasyon adı verilir. Bu durumda Burgers vektörü dislokasyon çizgisine dik veya paralel değildir.

KARMA DİSLOKASYON Karma dislokasyonunda dislokasyon çizgisi eğri şeklindedir. Karma dislokasyon hem kenar hemde vida dislokasyonu karakteri gösterir. Ön tarafta bulunan vida dislokasyon yan taraflara doğru yavaş yavaş kenar dislokasyonu karakteri kazanır.

https://www.youtube.com/watch?v=-t6btgjgkyu

https://www.youtube.com/watch?v=txjop3ha6to

https://www.youtube.com/watch?v=4ytmulvhbek&list=pl23652608cef19db9&index=1

DİSLOKASYONLARIN ÖNEMİ Dislokasyonlar; katılaşma veya plastik şekil değişimi sırasında oluşur Dislokasyonlar plastik şekil değişimi açısından çok önemlidir Nasıl noktasal kusurlar olmadan yayınım çok zor gerçekleşiyorsa dislokasyon olmadan plastik şekil değişimi çok zor gerçekleşir Bir malzemeye uygulanan kuvvet veya stres kaldırıldığında ortaya çıkan ve geri döndürülemeyen şekil değişimlerine plastik şekil değişimi adı verilir Plastik şekil değişimi çok sayıda dislokasyonun kayması sonucunda meydana gelir

KAYMA Metalik bir malzemede kristal yapı boyunca dislokasyon hareketleri sonucunda meydana gelen deformasyona kayma adı verilir Yüksek atomsal yoğunluğa sahip düzlemler ve bu düzlemlerde en büyük atomsal yoğunluğa sahip doğrultularda diğerlerine göre çok daha kolaydır Bir kayma sistemi, her bir kristalde ayrı ayrı tanımlanan en yoğun düzlem ve doğrultu kombinasyonları tarafından oluşturulur En kolay kaymanın olduğu doğrultuda; burgers vektörü en küçüktür, dolayısıyla kayma mesafesi en küçüktür

KAYMA SİSTEMLERİ Kayma belirli düzlem ve doğrultularda çok daha kolaydır

KAYMA SİSTEMLERİ HMK YMK SDH HMK en yoğun düzlem {110} ailesi ve bu ailede en yoğun doğrultu <111> ailesidir YMK en yoğun düzlem {111} ailesi, ve bu ailede en yoğun doğrultu <110> ailesidir SDH en yoğun düzlem {0001} ailesi ve bir tanedir. Bu ailede en yoğun doğrultu 3 tanedir

Kayma işlemi özellikle metallerin mekanik davranışlarının anlaşılmasına yardımcı olur Metallerin dayanımının metalik bağdan tahmin edilen değerden neden çok daha az olduğunu açıklar Metallerde sünekliği sağlar Metal ve alaşımların mekanik özelliklerinin kontrol edilmesini sağlar Dislokasyonsuz bir malzemeye uygulanan kuvvet veya stresler yüzey boyunca bağların tümünü kopabilirdi. Dislokasyon kaydığında ise bağlar sadece dislokasyon çizgisi boyunca kopar

Yapılan teorik çalışmalar, malzemelerin dayanımlarının Elastik modül değerlerinin 1/10 civarında olması gerektiğini göstermektedir Mesela Cu ın teorik dayanımı 1,000 MPa dır. Fakat deneysel dayanım 1MPa civarında olmaktadır Deneysel datalar Teorik datalardan 1,000-10,000 kat daha küçüktür Bu durum mevcut dislokasyonların varlığı ile açıklanmaktadır Kayma, dislokasyonların varlığı ile çok kolay bir şekilde gerçekleşir En yumuşak halde yapı 10 adet/ dislokasyon yoğunluğuna sahiptir

SCHMID YASASI Kayma yönünde kuvvet bileşeni Silindire uygulanan normal kuvveti

Dislokasyon hareketlerinin gerçekleşmesi için kayma gerilmesinin etkimesi gerekir Kritik kayma gerilmesi, bir dislokasyonun hareket etmeye başlayarak kaymaya sebep olması için gereken minimum gerilmedir Etki eden normal gerilmenin, herhangi bir düzlem ve doğrultuda oluşturacağı kayma gerilmesi: Dolayısıyla düzlemde kayma olabilmesi için bu gerilmenin kritik kayma gerilmesinden büyük olması beklenir

DÜZLEMSEL KUSURLAR (ARAYÜZ KUSURLARI) Dış Yüzeyler İkiz Sınırları Tane Sınırları Faz Sınırları

DIŞ YÜZEYLER Yüzey atomları yapabileceklerinden daha az sayıda komşu atom ile bağ yaptıklarından iç kısımlardaki atomlara göre enerjileri yüksektir. Bu yüzden malzemeler mümkünse yüzey alanlarını düşürerek enerjilerini düşürmeye çalışırlar. Katı cisimler için bu mümkün değildir!!

Tane sınırları çok kristalli malzemelerde, farklı yönlenmelere sahip küçük taneleri veya kristalleri ayıran sınırlardır. TANE SINIRLARI Bir tanenin kristal yönlenmesinden diğer tanenin yönlenmesine geçişte, atom dizilişinde bir süreksizlik ya da sapma meydana gelir. Tek kristalde özellikler yöne bağlı olmasına (anizotropi) karşın çok taneli malzemeler tanelerinin çok sayıda ve konumlarının rasgele olması nedeniyle izotrop olarak kabul edilir.

TANE SINIRLARI Katılaşma sırasında iki farklı bölgede büyümüş kristaller arasında kalan sınır yüzeyidir. Mühendislik malzemeler, elektronik sanayii hariç genelde çok tanelidir. Küçük açılı ve büyük açılı tane sınırları olmak üzere iki grupta incelenirler.

TANE SINIRLARI Tane sınırları dislokasyon hareketini engellemektedirler Bu nedenle plastik şekil değişimi için daha fazla gerilme gerekir böylece malzemenin dayanımı artmış olur Malzemenin özelliklerini kontrol etmenin bir yolu tane boyutunu kontrol etmektir Küçük taneli malzemeler büyük tanelilere göre daha dayanımlıdır Dayanım. f 1 d y o k / ( d Hall-patch denklemi D 1/ 2 )

Oda sıcaklığında ortalama tane çapının, çeliğin akma dayanımı üzerindeki etkisi

FAZ SINIRLARI Fazı oluşturan sınırların her iki tarafında farklı fazlar vardır Her fazın kendine ait fiziksel ve kimyasal özellikleri vardır Çok fazlı malzemelerde faz sınırlarının mekanik özellikler üzerine etkisi çok fazladır

İKİZ SINIRLARI İkiz sınırı kristal kafeste ayna simetrisi oluşturan, yani bu sınırın bir tarafında bulunan atomların, diğer taraftaki atomların ayna görüntüsü konumlarında bulunduğu birtürtanesınırıdır. Bu sınırların arasında kalan bölgede bulunan malzeme ikiz olarak adlandırılır.

MİKROSKOBİK İNCELEME (MUAYENE)

MİKROSKOBİK İNCELEME (MUAYENE) Mikroskobik inceleme, malzemelerin incelenmesi ve karakterizasyonu için son derece faydalı bir araçtır. Mikroskobik incelemelerin; özellikler ve yapı (ve kusurları) arasındaki ilişkilerin doğru bir şekilde anlaşıldığından emin olunması, bu ilişkilerin ortaya konulması durumunda malzeme özelliklerinin tahmin edilmesi, yeni özellik kombinasyonlarına sahip alaşımlarım tasarlanması, bir malzemenin doğru bir şekilde ısıl işlem görüp görmediğinin belirlenmesi ve malzemelerin mekanik kırılma türünün (modunun) tespit edilmesi gibi önemli uygulamaları vardır.

MİKROSKOBİK İNCELEME (MUAYENE) Optik Mikroskoplar Elektron Mikroskopları Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) (Scanning Electron Microscope) Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) (Transmission Electron Microscope) Taramalı Uç (probe) Mikroskobu (SPM) (Scanning Probe Microscope)

Numune yüzeyine gönderilen ışınlar, yüzeyden yansır. Daha sonra bunlar mercek sisteminde toplanır ve bu sayede büyütülmüş bir görüntü elde edilir X 2000 büyütme elde etmek mümkündür, çözünürlük 0.5 m kadar olur Mikrometre boyutunda taneler, yüzey topografyası, fazlar vs tespit edilebilir OPTİK MİKROSKOPLAR

NUMUNE HAZIRLAMA

OPTİK MİKROSKOPLAR

OPTİK MİKROSKOPLAR

Microstructure of palladium (x 100). (From ASM Handbook, Vol. 9, Metallography and Microstructure (1985), ASM International, Materials Park, OH 44073.)

ELEKTRON MİKROSKOPLARI Bu mikroskoplar, elektronların parçacık ve dalga etkileşiminden yararlanır. Hızlandırılmış elektronlar çok kısa dalga boyuna sahip olup kısa dalga boyları ile daha fazla büyütme oranları ve daha iyi ayırma gücü elde edilir Ayırma gücü (standart elektron mikroskobunda) birkaç nanometre seviyesindedir. Elektron mikroskobunda ışının geçtiği bölge yüksek vakum altındadır

SEM: TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU: Numune yüzeyine elektron demeti düşürülür ve bu demet yüzeyi sürekli tarar. Numunenin inceltilmesine gerek yoktur Yüzeyden yansıyan elektron ışınları cihaz tarafından toplanır ve işlenir. Görüntüye dönüştürülerek ekrana verilir Bu sayede x100.000 e kadar büyütmeler mümkündür Bazı modelleri kimyasal analiz yapabilir (elektron ışını ile uyarılan atomların yaydığı dalga boyu karakteristiktir. Saçılan dalga boyları belirlenerek elementler bulunabilir)

Apollo 11 in getirdiği aya ait toprak Paslanmaz çelik kırık yüzeyi (304 tip X180)

Pb-Sn lehimi: (a) normal fotoğraf, (b) Pb elemental dağılım (açık renk) haritası (c) Sn elemental dağılım (açık renk) haritası

TEM: GEÇİRİMLİ ELEKTRON MİKROSKOBU: Elektron demetinin geçmesini (transmisyon) mümkün kılacak incelikte numuneler kullanılır (10-20 nm- 100 atom kalınlığı) Numuneden geçen elektronlar, florasan bir ekrana düşürülür ve bu sayede görüntü alınmış olur Bu sayede x1.000.000 den daha büyük büyütmeler mümkün hale gelir. Dislokasyonları görebilir (Taneleri kolaylıkla görür)

TEM resimleri (a) dislokasyon etrafında gerilme alanı, (b) dislokasyon ormanı (forest), (c) tane sınırları ve D-dislokasyon.

SPM: TARAMALI UÇ MİKROSKOBU:

SPM: TARAMALI UÇ MİKROSKOBU: Diğer mikroskobik yöntemlere göre çok daha iyi çözünürlüklere ulaşılabilir, X 10^9 kadar yüksek büyütmelerin mümkün olduğu nanometre ölçeğinde incelemeler yapılabilir İlgilenen özellikler hakkında topoğrafik bilgi edinilmesini sağlayan büyütülmüş üç boyutlu görüntüler oluşturulabilir Bazı TUM'ler vakum, hava, sıvı gibi çeşitli ortamlarda çalışabilir. Bu sayede belirli bir numune, kendisi için en uygun ortamda incelenebilir

4. DERSİN SONU