Malzeme Bilgisi

Prof. Dr. Akgün ALSARAN

giriş

Malzeme Bilimi

2

İçerik

Genel prensipler

Haftalık planlama

Malzeme bilimi nedir?

Malzeme bilimi hangi konularla ilgilenir?

Malzeme çeşitleri nelerdir?

Uygulama örnekleri

3

Genel prensiplerI9I9I8J6

Öğretim üyesi Prof. Dr. Akgün ALSARAN

Görüşme saatleri Normal Öğretim: Salı 15-16 ve İkinci öğretim Salı 16-17

Ders notları http://muhendis.kafkas.edu.tr http://www.akgunalsaran.com

Değerlendirme Vize, final, ön test sonuçları ve ödev

Devam durumu %80 katılım

Kaynaklar • Ders slaytları • Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, William D. Calllister-David G.

Rethwisch, Çeviri Editörü Kenan Genel, Nobel, 2013 • Malzeme Bilimi ve Muayenesi, Temel Savaşkan, 2009

Genel Bilgiler

4

Ders içeriği

Hafta Konu başlıkları

1 Malzeme bilimine giriş , malzemelerin atom yapısı, atomlar arası bağlar

2-3 Kristal yapılar, kristal sistemler, kristal düzlem ve yönleri

4 Amorf yapılar, Kristal yapı hataları, amorf yapılar ve katı eriyikler

5 Difüzyon

7 Malzemelerin mekanik özellikleri ve muayene

8 Yeniden kristalleşme, yaşlanma ve hasar

9 Faz diyagramları

10 Fe-C denge diyagramı

11 Çelikler ve standardizasyon

12 Çeliklere uygulanan ısıl işlemler ve yüzey sertleştirme

13 Mühendislik malzemelerinin kullanım alanları, demir dışı malzemeler, polimerler, seramikler, karma malzemeler (kompozitler)

14 Korozyon, elektriksel, ısıl, manyet,k ve optik özellikler

5

Malzeme nedir?

Genel manada malzeme;

İhtiyaç duyulan madde

Teknik manada malzeme;

Bir teknik fikri gerçekleştirmede kullanılan katı cisim

Somut olarak;

Hem metaldir, plastiktir, lastiktir, ağaçtır, taştır ve hem

de yün, pamuktur.

6

Malzeme nedir?

Malzeme Bilimi ve Mühendisliği

Malzeme Bilimi

Yapı

Makroskobik Mikroskobik

Atomik yapı

Atom altı yapı

Özellik

Elektrik

Mekanik

Isıl

Hasar

Manyetik

Optik

Malzeme Mühendisliği

İşlenebilirlik

Performans

7

Malzeme nedir?

Atom altı seviye:

Bağ oluşumu

Atomik seviye:

Malzeme içerisinde

atomların yerleşim

düzeni. Örneğin C hem

grafit hem de elmas

halindedir.

Mikroskobik

seviye: Malzeme

içerisinde taneler

mikroskop ile

tespit edilebilir.

Makroskobik seviye:

Gözle görülebilecek

yapılar.

8

Malzeme nedir?

9

Malzeme nedir?

Angstrom = 1Å = 1/10,000,000,000 metre = 10-10 m Nanometre = 10 nm = 1/1,000,000,000 metre = 10-9 m Micrometre = 1μm = 1/1,000,000 metre = 10-6 m Millimetre = 1mm = 1/1,000 metre = 10-3 m

Üretim aşamasında kullanılan her bir malzemeyi atom altı seviyeden ele alarak doğru seçim yapabilme

kabiliyeti kazanılmalı.

10

Malzeme nedir?

İşlem Yapı Özellik Performans

11

Malzeme bilimi ve önemi

Bir malzeme problemi mevcut binlerce malzeme içerisinden doğru

olarak seçmektir.

Maliyet

Hasar oluşma olasılığı

Çalışma koşulları

12

Malzeme bilimi ve önemi

• Uygun malzeme seçimi

• Özel uygulamalar için malzeme dizaynı

• Malzemelerin dizayna uygun bir şekilde verimli ve güvenli kullanımı

• Kullanım ömrü tamamlanan malzemelerin geri dönüşümü

Bir boru hattında bakır boru

kullanılmaktadır. Bakır borunun tercih

edilme sebebi, bu boruya şekil

verebilme zorluğu, verim , maliyet ve

ekonomiklik açısından bakır borunun

değerlendirmesi ve bakırın geri

dönüşümü sizce nasıl olur?

13

Malzeme Mühendisliği

Tüm metallerin ve metal olmayan malzemelerin, sentetik ve doğal

malzemelerin ham maddelerden üretilmesinden ta eskiyene ve hatta

ilaveten hurdadan tekrar kullanılmasına kadar geçen değerlendirmeleri

yapan mühendislik dalıdır.

14

Malzemelerin Sınıflandırılması

Mühendislik Malzemeleri

Metaller

Demir esaslı metaller

Dökme demirler

Lamelli Temper

Küresel Beynitik

Çelikler

Yapıl Takım

…………

Demir olmayan metaller

Hafif metaller

Al, Mg, Ti

Ağır metaller

Cu, Ni, Zn, Pb

Metal olmayan malzemeler

Inorganik malzemeler

Mermerler

Betonlar

Yarı iletken Camlar

Seramikler

Organik malzemeler

Plastikler Deriler

Ağaçlar

15

Malzemelerin Sınıflandırılması

Kompozit

Plastikler

Organik doğal

malzemeler

Camlar

Metaller

Yarı iletkenler

Demir esaslı malzemelerden dökme demirlerin dışında olan çeliklerin 2000 çeşidi olduğu ve bunlarında kendi

içlerinde çeşitli yönlerden sınıflandırıldığı düşünülürse konunun o kadar basit olmadığı anlaşılabilir.

16

Metal Malzemeler

Lama Çelik

Altı köşe çelik Kare Çelik Kare Çelik

Oluklu Çelik

Çelik Rulman

Dairesel çelik

Bakır

Malzemelerin Sınıflandırılması

17

Metal Malzemeler

Nikel,çinko,pirinç karışımı metalik paralar

Alüminyum cephe giydirmeleri ve panjurlar

Alüminyum raflar

Malzemelerin Sınıflandırılması

18

Seramik Malzemeler

Cam Tuğlalar

Malzemelerin Sınıflandırılması

19

Kompozit Malzemeler

Çelik Gövdeli Lastik

Betonarme

Malzemelerin Sınıflandırılması

20

Malzemelerin Sınıflandırılması

Elmas Grafit

Celestite

Sülfür Pyrite(Sülfürdioksit)

21

Malzeme Seçimi

Kalça protezlerine ihtiyaç duyulan durumlar; Kırıklar

Osteoarterit (Kıkırdak iltihabı veya kaybı)

Romatoid arterit (Sinoviyal sıvının yetersizliği)

22

Malzeme Seçimi

Gereksinimler

Mekanik mukavemet (bir çok çevrim)

Düşük sürtünme

Biyouyumluluk

23

Malzeme Seçimi

24

Malzeme Seçimi

Kalça Protezleri

Kullanılan malzemeler

Metaller

Kobalt- Krom alaşımları

Titanyum ve alaşımları

Paslanma çelik

Polimerler

Polymethyl methacrylate (PMMA)

çimento

Ultrahigh molecular weight

polyethylene (UHMWPE) çukurcuk

(cup) veya astar (liner).

Seramikler

25

Malzeme Seçimi

Çözüm için anahtar

Acetabular cup ı tutmak için

sabitleştirici

Cup sürtünmesini azaltmak için

yağlayıcı

Kalça kemiğine ait tutucu

Cup ta herhangi bir aşınma

ürününden sakınmak gerekir