Dokuz Eylül Üniversitesi Đnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESĐ I DERSĐ KATI ÇĐSĐMLERĐN ĐÇ YAPISI YRD.DOÇ.DR. KAMĐLE TOSUN 2010-2011-GÜZ YY.
KATI ÇĐSĐMLERĐN ĐÇ YAPISI Đnşaat Mühendisliğinde, cisimlerin yükler altındaki davranışını saptayabilmek çok önemlidir. Yapının tasarımı, boyutlandırma ve kesin hesapları açısından malzemenin "mekanik özelliklerini" bilmek gereklidir.
KATI ÇĐSĐMLERĐN ĐÇ YAPISI 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. Elektronun kütlesi nispeten küçüktür (1/1836 proton) 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 çapı 10-12 -10-11 mm aralığı ığında, atom çapı ise yaklaşı şık k 10-7 mm civarındad ndadır. Hidrojenin atom çapı 0,46 10-7 mm, toryumun atom çapı 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, genel olarak, metaller, ametaller ve yarı metaller olmak üzere üçe e ayrılabilir.
Periyodik tablo
İZOTOP ELEMENTLER VE ATOM YAPISI Aynı atom numarasına yani aynı sayıda proton ve elektrona sahip olmalarına karşılık nötron sayıları farklı olan atomlar "izotop" olarak adlandırılır 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
HĐDROJEN VE KARBONUN ĐZOTOPLARI
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.
ELEMENTLER VE ATOM YAPISI İZOBAR Atom numaraları birbirlerine yakın elementlerin bazı izotoplarının n kütle k sayılar ları birbirlerine eşit e olabilir. Atom numarası farklı, kütle numarası aynı olan atomlara izobar atom denir. Bunlar farklı elementlere ait olduklarından, Đzobar atomların fiziksel ve kimyasal özellikleri farklıdır. Na-24 ve Mg-24 birbirinin izobarıdır.
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
Modern atom modeli, dalga mekaniğindeki gelişmelerin elektronun hareketine uygulanmasına dayanmaktadır. Modern atom modeli, atom yapısı ve davranışlarını diğer atom modellerine göre, daha iyi açıklamaktadır. Bu model, atom çekirdeği etrafındaki elektronların bulunma olasılığını kuantum sayıları ve orbitaller ile açıklar, kuantum sayıları, bir atomdaki elektronların enerji düzeylerini belirten tam sayılardır. Orbitaller ise elektronun çekirdek etrafında bulunabilecekleri bölgelerdir Atomun yapısını açıklayan ve bugün için kabul edilen son teori Kuantum Atom Teorisi'dir. Orbitallerin bulunduğu katmanların enerji seviyelerinin başkuantum sayısı belirler. n = 1,2,3,...gibi tam sayılarla ifade edilir. Orbitallerinşeklini ise l yan kuantum sayıları belirler. l = 0(s), 1(p), 2(d),..(n-1) e kadar değerler alır. Orbitallerin doğrultularını (açılarını) veren ml yan kuantum sayısı ml=-l...0..+l değerlerini alır. Elektronların spini gösteren ms kuantum sayısı da +1/2 veya -1/2 değerlerini alabilir.
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 üçşekilde 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 İyonik bağ metaller ile ametaller arasında oluşur. ur. Bir atomdan diğerine elektron taşınmasıyla, büyük atomlararası bağ kuvvetleri oluşur ve meydana gelen iyonlar artı ve eksi yüklü iyonların birbirini çekmeleriyle birbirine bağlanır. Đyonik bağ nispeten kuvvetli ve yönden bağımsızdır. Bağlanma sonrası iyonların potansiyel enerjilerinde net bir azalma olur
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 KOVALENT BAĞ Ametaller ile Ametaller arasında olur. Valans elektronlarının n ortak kullanımı söz z konusudur. Atomlar soygaz kurulumunu alırlar. Paylaşı şılan elektron ile pozitif çekirdek arasında çekim kuvveti oluşur. ur. Elektronların n paylaşı şılması sonucu Kovalent bağ yapan iki atomun enerjileri azalır. Bölgesel olarak yönlenmiy nlenmiş, nispeten büyük b k bağ kuvvetleri.
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 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 Artı iyon çekirdekleri 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. Elektron yükü bulutu halindeki değerlik elektronları
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 Đyonlar birbirine yaklaştıkça birbirlerini çekecektir. Yani bir iyonun çekirdeği diğer iyonun yük bulutunu (veya aksi) çekecektir. Fakat iyonlar birbirine yaklaşırken bir noktadan sonra her ikisinin elektron yükü bulutları birbirini etkileyecek, bu defa itici kuvvetler meydana gelecektir. Çekme kuvvetleri itme kuvvetlerine eşit olduğunda iyonlar arasında net bir kuvvet olmayacak, iyonlar bu uzaklıkta dengede kalacaklardır.
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 stekiometrik 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 stekiometrik oranlarda birleşmesiyle oluşurlar. urlar.
ATOMSAL YAPI TÜRLERT RLERĐ Kristal (Metalik) Yapı Amorf Yapı
Düzlemlerin Miller İndisleri
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