DENEY NO TOZ METALURJİSİ 8 Fatih ÜSTEL, Ali Osman KURT, Nil TOPLAN Deney aşamaları Tahmini süre (dak) 1) Ön bilgi kısa sınavı 20 2) Toz Metalurjisi ve Parçacıklı Malzeme Teknolojileri hakkında teorik bilgi 30 3) Kullanılacak tozların elek analizi 40 4) Gruplandırılan tozların boyut akıcılık yoğunluk ilişkisinin belirlenmesi 75 5) Tozların tek yönlü kalıpta basınç yoğunluk ilişkisinin belirlenmesi 75 TOPLAM 240 1. TEORİK BİLGİLER 1.1. Giriş Toz Metalurjisi (TM) yirminci yüzyılın ilk çeyreğinde teknolojik olarak önem kazanmış ve yüzyılın son çeyreğinde ise içerisine seramik, sermet (seramik-metal kompozit sistemleri) ve polimerleri de alarak Parçacıklı Malzeme Teknolojileri (PMT) çatısı altında birçok uygulama alanına hitap eder etkin bir üretim metodu haline gelmiştir. Bugün ise bu teknoloji, tıp, enerji, sağlık, savunma, uzay, havacılık, elektronik ve iletişim gibi ileri teknoloji uygulamalarına ilaveten, tekstil, tarımhayvancılık ve gıda gibi çok değişik endüstri alanına yönelik parça imalatı gerçekleştiren bir imal yöntemi olmuştur. Elde edilen ürünlerin (parçaların) kalite dağılımının homojen olması, içeriğinin kontrol edilebilmesi, ergime sıcaklığı ve özgül kütle farkları çok yüksek olan malzemelerin kompozit yapıda ve bir arada üretilebilmeleri, birim maliyetin düşük kalması gibi faktörler nedeni ile Toz Metalurjisi ve Parçacıklı Malzeme Teknolojileri (TMvPMT) ile parça imali son yıllarda imalat sektöründe müstakil bir üretim metodu olarak tercih edilmektedir. Bu kapsamda, örneğin; teknoloji seramikleri ve sermetler gibi yüksek performanslı kesme takım uçları sadece TMvPMT ile üretilebilmektedir. Bu laboratuvar çalışması ile TMvPMT alanında özel öneme sahip toz nitelikleri ve bunların toz davranışlarına olan etkilerinin belirlenmesi amaçlı uygulamalar (deneyler) yapılacak ve ayrıca bu teknoloji hakkında genel bilgi sunulacaktır. Deneysel çalışmada endüstriyel uygulamalarda sıklıkla kullanılan bazı tozların fiziksel özelliklerinin (örn. toz boyutu gibi) tozların akışkanlığı, görünür ve titreşimli yoğunlukları ile sabit ve değişken basınç altında sıkıştırılabilirliklerine olan etkileri incelenecektir. Çalışma hakkında gerekli bilgi ve özet literatür bu laboratuvar bilgi notunda (föyünde) verilmiştir. Öğrencilerin laboratuvar çalışmasına katılmadan önce gerekli bilgileri içeren bu belgeyi önceden temin edip incelemeleri gerekmektedir. Deneysel çalışmanın nasıl yapılacağı konusunda başkaca yazılı bir materyal verilmeyecektir. Çalışmanın uygulama bölümü laboratuvar yöneticinizin gözetiminde gerçekleştirilecektir. Öğrencilerimizin bu çalışmalar sonrasında TMvPMT hakkında genel anlamda bilgi sahibi olması beklenmektedir. Ayrıca, öğrencilerimiz TMvPMT ile ilgili yapılacak uygulamalı deneylerden elde 1
edecekleri ham verileri ve gözlemlerini anlamlı sonuçlara dönüştürmek suretiyle analiz etme ve rapor yazma yeteneklerini geliştirmeleri beklenmektedir. 1.2. Toz Metalurjisi ve Parçacıklı Malzeme Teknolojileri Toz Metalurjisi (TM) işlemi ilk olarak geleneksel yöntemlerden döküm, sıcak ve soğuk presleme ile talaşlı imalat parça üretim yöntemlerine alternatif olarak geliştirilmiş ve birçok uygulama için üstün özelliklerde ürünler sunan metal ve alaşımlarının başlangıçta toz formunda kullanarak ürüne dönüştüren nispeten imal yöntemidir. Bu yöntem daha sonraları seramik ve polimerler ile bunların metallerde dâhil birbirleri ile yaptıkları kompozit yapılarında dâhil edilmesi ile daha geniş anlamda Parçacıklı Malzeme Teknolojileri (PMT) adını almaktadır. TMvPMT tozların üretilmesi, niteliklerinin belirlenmesi (karakterize edilmesi), şekillendirilmesi ve mukavemet kazandırılması (sinterlenmesi * ) çalışmalarını içermektedir. Birim parça maliyetlerinin düşük kalması kaydıyla burada istenilen şey elde edilecek ürünlerin arzu edilen performansları sağlayabilmesine imkân oluşturacak başlangıç toz özelliklerine (örn. fiziksel ve kimyasal özellikleri gibi) sahip olunmasıdır. Bu imalat teknolojisinde parça üretim süresi ve oranı (birim zamanda elde edilen ürün miktarı) önemli bir faktördür. Tozların şekillendirilmesinde birçok yöntem kullanılmakla birlikte seri imalata uygun olan tek eksenli kalıpta presleme (sıkıştırma) işlemi en yaygın kullanılan tozlara şekil verme metodudur. Kalıpta presleme ile yapılan bu seri imalat üretim süreçlerinde tozların preslenecekleri kalıp içerisine hızlı ve sorunsuz bir şekilde akması gerekmektedir. Bu nedenle tozların akış davranışlarının (akış hızlarının) önceden belirlenmesi etkin üretim sistemi tasarımı açısından önemlidir. Toz akış davranışları dışında kalıp boşluğuna akan tozların presleme öncesi kalıp içerisindeki yoğunluğu (görünür yoğunluğu), titreşim uygulanması sonrası elde edilen yoğunluğu ile presleme sonrası kalıptan çıkarılan ham parçanın yoğunluğu da sinterleme öncesi önemli faktörlerdir. Bu özellikler (toz ve ham parça yoğunlukları) tozların nitelikleri (örn. tane boyutu ve boyut dağılımı) ile doğrudan ilgilidir. Kalıp içerisindeki tozun başlangıç yüksekliği (ki bu tozun görünür yoğunluğu ile ilgilidir) tozun sıkıştırılabilirliliğinde * belirleyici rol oynar. Toz boyutu ve şekli tozun kalıba akış hızına etki etmektedir. Örneğin, toz tanelerinin çok ince oluşu toz akış hızını olumsuz etkilemektedir. Toz dağılımı ise kalıpta preslenen tozun yoğunluk dağılımının homojen olup olmamasına etki etmektedir. Bununla birlikte ortalama tane boyutu küçük olan toz malzemelerin sıkıştırılabilirliği de yüksek olmaktadır. 1.3. Toz Akış Hızı, Görünür ve Titreşim Yoğunluk Presleme öncesinde tozların kalıbı hızlı bir şekilde ve mümkün olan en yüksek yoğunluk değerinde doldurmaları tercih edilir. Presleme öncesinde kalıba serbest akışla düşen tozların yoğunluğu (görünür yoğunluk), kalıbın titreştirilmesiyle büyük oranda arttırılmış olur. Titreşimle kazanılan yoğunluk artışı tozun şekli ve toz dağılımı ile ilişkilidir. Örneğin düzensiz şekilli tozlarda küresel ve düzgün yüzeyli tozlara göre bu artış çok daha fazladır. Bunun nedeni küresel şekilli tozların bağıl yoğunluklarının yüksek, düzensiz şekilli ve dar toz boyut dağılımına sahip tozların ise bağıl yoğunluklarının düşük olmasından kaynaklanmaktadır. Bağıl yoğunluk, görünür yoğunluk * Yüksek sıkıştırılabilirlik, presleme (yoğunluk kazandırma) ve sinterleme (mukavemet kazandırma) ile yapılan parça imalatında birincil öneme sahip faktördür. Sinterleme aşaması TM üretim süreçlerinde en fazla enerjinin kullanıldığı işlem basamağıdır. Sinterleme de esas olan istenilen yoğunluğun (çoğu zaman %100 teorik yoğunluk) ve dolayısıyla fiziksel dayanımın elde edilmesidir. İdeal yoğunluk %100 teorik yoğunluğa erişmektir. TM üretim yöntemi ile elde edilen malzemenin dayanımı yoğunluğu ile doğrudan ilgilidir. 2
değerinin teorik yoğunluk değerine oranı olarak tanımlanabilir. Tozların akış hızı, görünür ve titreşim sonrası yoğunluk faktörleri imalat süreci açısından büyük öneme sahiptir. Tüm bu faktörler ise tozların fiziksel özellikleri ile doğrudan ilişkilidir. Örneğin; tozların yüzey şekli akıcılık davranışlarını etkilemektedir. Şekil 1`de değişik tozların yüzey şekilleri verilmiştir. Tozların yüzey şekilleri üretim yöntemlerine bağlı olarak genelde düzensiz olmakla birlikte küreselde olabilir. Küresel veya küresele yakın yüzey yapısındaki tozların kalıp içerisine akış davranışları ile kalıp içerisinde paketlenme özellikleri daha iyi olmaktadır. Diğer bir ifade ile küresel tozlar düzensiz şekilli tozlara kıyasla kalıp içerisini daha hızlı doldururlar ve presleme öncesinde de daha yüksek görünür ve titreşim yoğunlukları verirler. Yine benzer şekilde tane boyutu ve boyut dağılımı da tozların kalıp içerisini doldurma davranışlarını doğrudan etkiler. Ortalama tane boyutu belirli bir değerin altında kalan tozlar düzenli akış davranışı sergilemez. Bu nedenle tane boyutu çok küçük tozların kontrollü olarak granülleme işlemleri uygulanması zorunlu olabilir. Özellikle bu durum seramik tozlarla yapılan üretimlerde geçerlidir. Şekil 1: Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile görüntülenmiş değişik dozların yüzey genel görüntüleri. a) alüminyum, b) bakır (sıvı atomizasyonu), c) magnezyum, d) titanyum, e) demir, f) bakır (gaz atomizasyonu). Ölçü çizgileri 100 μm`u göstermektedir. TM temel süreçleri Çizelge 1`de orta sütunda yer almakta ve bu süreçlere etki eden faktörler ise yan sütunlarda verilmektedir. Çizelge 2`de ise toz özelliklerinin tozların davranışları üzerine etkileri özetlenmiştir. Çizelge 1: Toz Metalurjisi`nin ana işlem aşamaları ve etki eden faktörler. Mikro yapı Kompozisyon Akış davranışı Kalıp presleme Ekstrüzyon haddeleme Kalıplama, CIP Yoğunluk Elektriksel ve Manyetik Özellikler Toz İşleme Değerlendirme (Karakterizasyon) Tozun ölçüsü Tozun biçimi Fiziksel yapısı Sinterleme Dövme ekstrüzyon Sıcak presleme (HP, HIP) Yoğunluk Dayanım, Yorulma Mikro yapı 3
Çizelge 2: Tozun önemli özellikleri ve etki ettiği faktörler. Önemli Özellikler Tozun boyutu (parçacık boyutu) Boyut dağılımı Toz şekli (parçacık şekli) Kimyasal kompozisyon Yüzey özellikleri Mikro yapı 1.4. Basınç Yoğunluk (Gözenek) İlişkisi Etkisi Görünür yoğunluk Akış davranışı Ham dayanım Sıkıştırılabilirlik Sinterleme Şekillendirilebilirlik, tokluk Mekanik gerilmelere maruz (yük altında çalışmak zorunda kalan) TMvPMT ile üretilen parçalarda yüksek mukavemet istenmektedir. Bu nedenle bu tür malzemelerin sinter sonrası çok yüksek yoğunluklara (ideal olarak %100 teorik yoğunluğa) ulaşılması arzu edilir. Kalıpta tek yönlü preslemelerde (sıkıştırmalarda) presleme basıncı arttıkça ham parça yoğunluğu da artmaktadır. Sıkıştırma bir yük altında serbest yapıdaki toz parçacıklarının (partiküllerinin) istenilen şekle ve forma dönüştürülmesi için yoğunluk kazandırma işlemi olarak tanımlanabilir. Sinter öncesi tozların sıkıştırmak suretiyle yüksek ham yoğunluğa sahip olması sinterleme süresini olumlu yönde etkilemektedir. Ancak tozların şekillendirilmesinde çok yüksek basınçların kullanılması çok pahalı olan kalıpların hızlı bir şekilde aşınmaları gibi bir takım olumsuzluklara neden olmaktadır. Bu nedenle yüksek presleme yoğunluğu elde edilebilmesi için en uygun basınç değerinin belirlenmesi gerekmektedir. Tozların preslenmesinde basınç (P) arttıkça yoğunlukta (D) artar. Ancak bu artış Şekil 2`de verildiği üzere P ile D arasında doğrusal değildir. Mühendislik uygulamalarında bir değişkene bağlı olarak diğer değişkenin alacağı değerlerin öngörülebilir olması tercih edilmektedir. Bu nedenle basınç - yoğunluk arasındaki ilişkinin doğrusal olarak ifade edilmesini yönelik olarak geçen 80 yıl içerisinde birçok araştırma yapılmıştır. Teorik ve uygulamalı çalışmalar sonucu kalıp içerisindeki tozların dış basınç etkisi altındaki davranışlarını açıklamaya yönelik olarak sınırlı kullanım alanları bulan çeşitli matematiksel eşitlikler ileri sürülmüştür. Bu matematiksel eşitliklerin birçoğu basınç ve buna bağlı toz yoğunluğu arasındaki ilişkiyi açıklamaktadır. Bunlardan kabul gören ve yaygın olarak kullanılanları Heckel (1961) ve Kawakita (1970) eşitlikleridir. Şekil 3 ve Şekil 4 sırasıyla Heckel ve Kawakita eşitliklerinin atomize demir tozu üzerinde uygulanabilirliğini göstermektedir. Heckel Eşitliği [Heckel, R.W., (1961), Trans. AIME, (221), 671 675, 1001 1008.] Şekil 2: 106 150 μm boyutunda küresel bakır tozuna ait basınç yoğunluk ilişkisi A = Ln(1/1 D o ) D o = Tozun görünür yoğunluğu D = Presleme yoğunluğu P = Uygulanan basınç 4
k, A = Sabit sayılar Ln(1/1 D) nin P ile ilişkisi grafik olarak gösterilir (Şekil 3) k eğrinin lineer bölgesinden elde edilir ( lineer bölgenin eğimi bu malzemenin σ değeri ile ilişkilidir. Genellikle k α 1/3 σ y olup σ y, malzemenin akma dayanımıdır. Kawakita Eşitliği [Kawakita, K. & Lüdde, K.H., (1970/71), Powder Technology, (4), 61 68.] C = V o V / V o hacimsel küçülmedir, V o = başlangıç hacmi görünür yoğunluk için kullanılan hacim değeridir, V = basınç (P) altındaki tozun hacmidir, a ve b kullanılan toza bağlı sabit değerdir. Bu eşitlik birçok toz için basınç yoğunluk ilişkisinin göstermesi amaçlı sıklıkla kullanılmaktadır. Özellikle ilaç sanayisinde kullanılan tozların preslenmesinde bu eşitlik sağlıklı bir lineer çizgi üretir. Yukarıdaki eşitliğin tekrardan düzenlenmesi ile; elde edilir. Sabitler grafikten P/C ile P lineer ilişkisi (Şekil 4) üzerinden elde edilir. Değişik sıkıştırma teknikleri olmakla beraber seri imalata uygunluğu ve uygulama kolaylığı açısından en yaygın kullanılanı tek eksenli bir kalıp ile presleme işlemidir. Tek eksenli kalıp presleme tekniği kesintisiz üretim, otomasyon sistemleri, yüksek miktarlarda metal ve seramik parçalar ile ilaç ve patlayıcı endüstrisinde yaygın kullanım alanına sahiptir. Bu nedenlerden dolayı çoğu TM parçaları bu teknik kullanılarak üretilirler. Sıkıştırma üç aşamada ele alınabilir: 1. Aşama: Sıkıştırma basıncının ilk uygulanmasına müteakip parçacıkların yer değiştirmesi ve yeniden pozisyon belirlemesi gerçekleşir. Bu aşamada plastik şekil değiştirme yoktur. Kısmi olarak bazı parçacıklarda mekaniksel kırılmalar olabilir. Bu aşamada parçacık boyutu, toz boyut dağılımı, parçacık şekli ve yüzey özellikleri ile parçacıklar arası sürtünme önemli rol oynar. 2. 3. Aşama: Toz sıkıştırmanın ikinci aşamasında elastik ve plastik deformasyon faktörleri baskındır. Bu aşamada parçacıklar arası soğuk şekillendirmeye bağlı olarak bağlanmalar oluşabilir. Ayrıca parçacıkların mekaniksel kilitlenmeleri ile parçacık-parçacık etkileşimleri bu aşamada önem kazanan durumlardır. Aşama. Presleme basıncının arttığı sıkıştırmanın son aşamasında toz parçacıklarının kırılması ve plastik deformasyon ile boşlukların doldurulması sağlanmış olur. Bu aşamada toz parçacıkları arasında soğuk kaynak olabilir. Sıkıştırılabilirlik veya preslenebilirlik ASTM B 243-94 standartlarına göre metal tozun kapalı bir kalıp içerisinde tek yönlü olarak yoğun luk kazandırılabilme kapasitesi şeklinde 5
tanımlanmaktadır. Sayısal olarak istenilen yoğunluğu elde etmek için gerekli basınç değeri veya verilen basınç değeri için elde edilen yoğunluk olarak belirtilir. Tozların sıkıştırılmasındaki ana amaç bir sonraki işlem (çoğu zaman sinterleme) için ham yoğunluk ve dayanımının elde edilmesidir. Küresel şekilli tozlar yaprak levha şekilli tozlara kıyasla preslemede basıncı daha etkili ilettikleri söylenebilir. Burada belirtilenlerin dışında tozların fiziksel ve mekaniksel özelliklerinin de presleme yolu ile sıkıştırılabilirliliğine (yoğunlaştırılabilmelerine) etkileri vardır. Şekil 3: Heckel Eşitliğinin Şekil 1e`deki demir tozu kullanılarak elde edilmiş veri ile grafiksel gösterimi. (45 106 μm toz boyutu kullanılmıştır.) Şekil 4: Kawakita Eşitliğinin Şekil 1e`deki demir tozu kullanılarak elde edilmiş veri il e grafik gösterimi. (45 106 μm toz boyutu kullanılmıştır.). 6
1.5. Demir Tozu Hakkında Kısa Bilgi Demir tozu TM uygulamalarında en sık kullanılan malzemedir. İkinci Dünya Savaşı sonrası TM endüstrisinde demir tozu imali ve kullanımı en yüksek düzeylerde olmuştur. 1965`e kadar demir tozlarının büyük bir miktarı demir oksidin indirgenmesi ile elde edilmiştir. Atomizasyon tekniğinin gelişmesi ile (1950-1960`lı yıllarda) düşük üretim maliyeti, yüksek saflık ve yüksek sıkıştırılabilirlik gibi özelliklerinden dolayı atomize demir tozu metal tozları üretiminde ilk sıraya yerleşmiştir. Atomizasyon, bir sıvının ince taneciklere (-150µm`den daha küçük parçacıklara) ayrışması olarak tanımlanabilir. Teorik olarak sıvı halde bulunabilen tüm malzemeler atomize edilebilir (Şekil 1`de a, b, e ve f). Su ile atomize edilmiş tozlar düzensiz şekilli ve nispeten yüksek oksijen içeriğine sahiptirler (Şekil 1`de b ve e). Gaz kullanılarak atomize edilmiş tozlar ise daha çok küresel veya dairesel şekilli olup daha az oksijen içerir (Şekil 1`de f). Toz üretim yöntemleri ile ilgili detaylı bilgi 7.yy. seçimlik derslerinden Toz Malzeme Teknolojileri içerisinde verilmektedir. 2. LABORATUVAR UYGULAMASI (YÖNTEM) 2.1. Toz Boyut Dağılımı, Toz Akış Hızı, Görünür ve Titreşim Yoğunluğu Bu uygulamalı çalışmada, farklı tür tozlar kullanılarak toz boyut dağılımını belirlemeye yönelik çalışma, değişik boyut aralıklarında farklı toz malzemeler kullanılarak bunların akış davranışı, ile görünür ve titreşimli yoğunluk hesapları için gerekli sayısal değerler (ham veriler) elde edilecektir. Toz akış hızı ölçümü, tozların akma yeteneklerinin belirlenmesinde kullanılan bir yöntemdir. Prensip olarak sabit ağırlıkta (50g) alınan tozların yer çekimi etkisinde bir huni içerisinden ne kadar sürede geçtiği tespit edilerek hesaplanır. Akış süresi, toz parçacıklarının şekli ve yoğunluğu, huninin geometrisi gibi faktörlere bağlıdır. Bu nedenle bu test sadece mukayeseli karşılaştırma amacıyla serbest akabilir (yapışkan olmayan) tozlar için uygulanabilir. Toz akış hızı ölçümlerinde ISO 4490 standartlarından yararlanılabilir. Burada 50g tozun huniden geçiş süreleri tablosal (veya grafiksel) olarak verilmekle birlikte birim zamanda geçen toz miktarının da verilmesi mümkündür. Burada tablo veya grafikte verilen değerlerin birimleri mutlaka belirtilmelidir (örneğin g.s -1 veya s/50g). Görünür yoğunluk (g.cm -3 ), toz kütlesinin serbest düşüş sonrası tozun kapladığı hacme bölünmesi ile elde edilir. Diğer bir değişle hacmi sabit (~25cm 3 ) silindirik bir kabı serbest düşüş ile dolduran tozların kütlesi tespit edilir. Elde edilen kütle değeri toz hacmine bölünerek görünür yoğunluk hesaplanır. Serbest düşüş sonrası toz hacmi, doldurma modu, kap ölçüsü ve titreşim gibi parametrelerden etkilenen parçacıkların paketlenmeleri ile doğrudan ilgilidir. Bu nedenle deneyde bu parametreler sabit tutulmaya çalışılmalıdır. Tozların görünür yoğunluk ölçümlerinde ISO 3923 standartlarından yararlanılabilir. Titreşim yoğunluğu (g.cm -3 ), görünür yoğunlukla paketlenmiş tozların düşey yönde titreşime tabi tutulduktan sonra tekrardan ölçülmesi ile elde edilen bir değerdir. Titreşim sonrası toz hacmini hassas bir şekilde ölçmek için bölüntülü ölçü silindirleri kullanılmaktadır. Tozların titreşim esnasında paketlenme yeteneğini parçacıkların karakteristikleri (boyut dağılımı, şekli, kütlesi, esneklik, doldurulan kap, yığılma parametreleri, vb) kontrol eder. Örneğin mükemmel tek tip küresel parçacıkların maksimum erişebilecekleri paketleme yoğunluğu teorik olarak %74`tür (koordinasyon numarası 12). Aynı tozların rastgele dizilişleri ile %63`lük bir paketleme yoğunluğu elde edilirken gelişigüzel gevşek dizilişte maksimum %60 paketleme yoğunluğuna ulaşılabilir. Paketleme yoğunluğu küçük küresel parçacıkların büyük küresel parçacıklar arasında kalan arayer boşluklarını doldurmaları suretiyle %74`ün üzerine de çıkarılabilir. Tozların paketlenebilme 7
(yoğunluk kazandırma) yeteneği küresel şekilden sapma ve toz ortalama boyutundaki azalma ile birlikte düşmektedir. 2.1.1. Verilerin Analizi Öğrencilerimizin deneylerde elde edecekleri ham verileri kullanarak hazırlayacakları raporlarda aşağıdaki soruların cevapları detaylı bir şekilde verilmiş olmalıdır. Toz üretim yönteminin toz boyutu ve boyut dağılımına bir etkisi var mıdır? Toz cinsi ve toz boyutu değişiminin toz akış hızına etkisi var mıdır? Toz cinsi ve toz boyutu değişiminin görünür yoğunluk ve titreşim yoğunluğu üzerine nasıl bir etkisi olmuştur? Titreşim sonrası yoğunluk artışı ile toz boyutu arasında bir bağlantı var mıdır? 2.2. Basınç Yoğunluk Deneyi Fiziksel özellikleri farklı toz malzemeler bir kalıp içerisinde sabit veya farklı yük değerleri kullanılarak sıkıştırılacaktır. Kalıba doldurulacak olan tozların hacimleri sabittir. Sabit hacimde tozla doldurulan kalıba hidrolik bir pres yardımı ile istenen basınç değerini verecek şekilde yük uygulanacaktır. İstenen basıncı verecek maksimum yük değerine ulaşıldığında kısa bir bekleme süresi (yaklaşık 5 saniye) sonrası sıkıştırılan tozlar kalıptan çıkartılarak yoğunluk hesaplaması için gerekli boyut ve ağırlık ölçümleri hassas bir şekilde yapılacaktır. Öğrencilerimizin basınç yoğunluk ilişkisini inceleyecekleri deneylerde elde edecekleri ham verileri hazırlayacakları raporlarda aşağıdaki soruların cevapları detaylı bir şekilde vermeleri beklenmektedir. Sabit bir basınç değeri için toz boyutu değişiminin tozların basma yoğunluğuna etkisi olmuş mudur? Belirli bir toz boyutu için basınç artışının tozların yoğunlukları üzerine etkisi ne şekilde olmuştur? Farklı metal veya seramik tozları kullanılması durumunda kullanılan malzeme türüne bağlı olarak yukarıdaki ilişkilerde ne tür farklılıklar görülmektedir? 3. ÇALIŞMANIN RAPORLANMASI 3.1. Verilerin Analizi Her bir öğrencinin laboratuvar uygulamasını bilimsel içerikli kısa bir rapor haline getirerek deney sorumlusu araştırma görevlisine şahsen teslim etmesi gerekmektedir. Öğrenci deney raporunun şekilsel, format ve içerik olarak ön incelemesini deney sorumlusuna yaptırmak zorundadır. Her bir test için en az üç farklı ölçüm yapılması ve bunların aritmetik ortalamasının alınması sağlıklı veri elde etmek açısında faydalı olacaktır. Not: Hacim hesaplaması için gerekli "pi" sayısı, π = 3,141592654 olarak alınmalıdır. Deneysel çalışma sonrasında hazırlanarak sunulacak olan raporlarda asıl amaç öğrencinin uygulamalı bir çalışmayı doğru gözlemleme, elde edeceği ham verileri analiz etme ve doğru yorumlama ile sunma yeteneğine ne derecede sahip olup olmadığını görmektir. 3.2. Sonuçların Raporlanmasında Dikkat Edilecek Hususlar 8
Hazırlanacak raporda; 1. Raporu hazırlayan kişiye kuruma bölüme derse ait bilgiler, raporun konusu, laboratuvar sorumlusu ve öğretim elemanının ismi, grup numarası, tarih ve benzeri bilgileri içeren küçük bir bölüm, 2. laboratuvar çalışmasının amacını belirtir bir bölüm, 3. deneyin nasıl yapıldığını ve kullanılan makine, toz, alet, araç ve gereçlerin neler olduğunu açıklayan bir bölüm, 4. elde edilen ham verilerin analiz edildiği ve tartışıldığı bir bölüm, ve son olarak ta 5. genel bir değerlendirmenin yapıldığı sonuç bölümü olmalıdır. Raporlarınıza kapak sayfası hazırlanması tavsiye edilmez. Bunun yerine ilk sayfanın üzerine uygun formatta gerekli tüm bilgiler yazılabilir. (Deney raporlarının hazırlanmasında kullanılan formatlar hakkında daha fazla bilgi için http://www.aokurt1.sakarya.edu.tr/dersler/dersler.htm adresinde yer alan "Araştırma ve Rapor Yazma Teknikleri" ders başlığına bakabilirsiniz.) Raporlarınızın hazırlanması öncesinde hangi kriter ve esaslar dikkate alınarak değerlendirmenin yapılacağını bilmeniz yararınıza olacaktır. Bunun için yukarıdaki internet adresinden önceki rapor değerlendirme sonuçları ve genel hatalarına göz atmanız tavsiye olunur. Raporunuzun bilgisayar çıktısı olması zorunluluk olmamakla birlikte değerlendirmede artı puan olacaktır. Burada dikkat edilecek husus her bir bilgisayar çıktısı alınmış rapor bireysel çalışma ürünü olmalı ve diğer raporlardan alınmış kopya bilgi içermemelidir. Bu deney kapsamında iyi bir rapor 4 ila 8 sayfa arasında hazırlanabilir. Sayfalara ilk sayfadan başlamak üzere sayfa numarası verilmelidir. Bilgisayarda hazırlayacağınız raporların arkalı - önlü çıktısının alınması önerilir. Raporunuzda yukarıda dördüncü maddede belirtilen bölümü hazırlanırken şu hususa özen göstermelisiniz; Laboratuvardan elde edilen ham veriler (deneyde elde edilen işlem görmemiş değerler), istenen sonuçlar ve test edilen parametrelerin (örneğin sabit basınç için toz boyutunun basma yoğunluğuna etkisi gibi) mukayesesini en kolay yapabilmek ve sonuçları anlamlı kılmak için analiz edilerek tablo, grafik, akış şeması, vb. formatlarda sun ulmalıdır. Uygulamalı çalışma sonuçlarının anlaşılabilirliğini kolaylaştıran bu tür görsel sunumlar metinsel ifadelerle de ayrıca desteklenmelidir. Diğer bir değişle örneğin çizilecek bir grafik veya tablonun hangi ilişkiyi gösterdiği, neyi ifade ettiği, nasıl yorumlanması gerektiği, hangi sonuçlara ulaşılabileceği ve benzeri hususları açıklayan metinsel anlatımlara ve açıklamalara raporunuzda yer verilmiş olmalıdır. Aksi durumda sadece laboratuvardan elde edilecek olan değerleri (ham verileri) düzgün bir şekilde kâğıt üzerine dökmek suretiyle rapor hazırlamak veya grafik ya da tablo oluşturmak değerlendirilme açısından yeterli görülmeyecektir. Ayrıca öğrencinin disiplin kuruluna sevk ile mağduriyetine neden olan kopya unsuru yazı ve grafiksel alıntılardan, ortak raporlardan veya kısmen ya da tamamen kopya unsuru içeren raporlardan mutlaka kaçınılmalıdır. Rapor hazırlanması ve geçmiş dönemlerde sıkça yapılan hatalar ile ilgili bilgileri http://www.aokurt1.sakarya.edu.tr/ İnternet adresindeki "Dersler" menüsü altında geçmiş dönemlerdeki laboratuvar derslerinin verildiği bölüm içerisinde bulabilirsiniz. 9