ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ
Lisans	TYYÇ: 6. Düzey	QF-EHEA: 1. Düzey	EQF-LLL: 6. Düzey

Ders Tanıtım Bilgileri

Ders Kodu	Ders Adı	Yarıyıl	Teorik	Pratik	Kredi	AKTS
MCH2002	Mühendislik Malzemeleri	Bahar Güz	3	0	3	6

Bu katalog bilgi amaçlıdır, dersin açılma durumu, ilgili bölüm tarafından yarıyıl başında belirlenir.

Temel Bilgiler

Öğretim Dili:	English
Dersin Türü:	Departmental Elective
Dersin Seviyesi:	LİSANS
Dersin Veriliş Şekli:	Yüz yüze
Dersin Koordinatörü:	Dr. Öğr. Üyesi ÖMER LÜTFİ UYANIK
Dersi Veren(ler):	Dr. Öğr. Üyesi ÖMER LÜTFİ UYANIK Prof. Dr. NAFİZ ARICA
Opsiyonel Program Bileşenleri:	yok
Dersin Amacı:	Bu dersin temel amacı mühendislik malzemelerine ilişkin teori ve uygulamalara giriş yapmaktır. Ağırlıklı olarak klasik malzemeler ele alınmakla birlikte, gelişmekte olan malzeme teknolojileri de tanıtılmaktadır. Dersin konuları, metallerin, seramiklerin, polimerlerin ve kompozitlerin yapılarını, mekanik özelliklerini ve diğer fiziksel özelliklerini incelemektedir. Bu malzemelerin faydalı uygulamaları, uygulamadaki kısıtları ele alınmakta ve malzeme özelliklerini geliştirmenin yolları tartışılmaktadır.

Öğrenme Kazanımları

Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
Bu derste başarılı olan öğrenci
1) Malzeme özelliklerini ve malzeme türlerini sınıflandırır ve her bir tür malzemenin yapısında bulunan bağları bilir.
2) Farklı kristal yapılarda atomların yerleşimlerini bilir ve kristal yapıdan hareketle malzemenin bazı fiziksel özelliklerini hesaplar.
3) Metallerdeki yapısal kusurları (noktasal, çizgisel, yüzeysel, hacimsel) ve bu kusurların malzeme özelliklerine etkisini bilir.
4) Metallerde çekme gerilmesi altında gerçekleşen elastik ve plastik şekil değiştirmeyi tanımlar ve belirli bir çekme gerilmesi sonucu malzemedeki uzamayı hesaplar.
5) Metallerde çeşitli mekanik özellikleri (elastiklik modülü, akma gerilmesi, çekme gerilmesi, süneklik, rezilyans, tokluk, sertlik) tanımlar ve her bir özelliğin malzeme kullanımını nasıl etkilediğini bilir.
6) Metallerde dislokasyon hareketinin malzeme dayanımını nasıl etkilediğini bilir ve malzemelerin güçlendirilmesi için kullanılan mekanizmaları (tane büyüklüğünü azaltma, katı çözelti güçlendirmesi, deformasyon sertleşmesi) açıklar.
7) Malzemelerde görülen çeşitli hasar türlerini (kırılma, yorulma ve sünme) tanımlar ve her birine etki eden etkenleri bilir.
8) İkili izomorf bir alaşım sistemine ilişkin faz diyagramını kullanarak verilen bir sıcaklık ve bileşimde hangi fazların bulunduğunu, faz bileşimlerini, fazların miktarlarını belirler ve mikroyapıyı şematik olarak gösterir.
9) İkili ötektik bir alaşım sistemine ilişkin faz diyagramını kullanarak verilen bir sıcaklık ve bileşimde hangi fazların bulunduğunu, faz bileşimlerini, fazların miktarlarını belirler ve mikroyapıyı şematik olarak gösterir.
10) Demir esaslı alaşımlara temel oluşturan demir-karbon faz diyagramını kullanarak verilen bir sıcaklık ve bileşimde hangi fazların bulunduğunu, faz bileşimlerini, fazların miktarlarını belirler ve mikroyapıyı şematik olarak gösterir.
11) Demir esaslı alaşımları (çelikleri ve dökme demirleri) karbon yüzdelerine göre sınıflandırır ve bu alaşımların önemli özelliklerini ve kullanım alanlarını bilir.
12) Bazı demir dışı alaşımların (bakır, alüminyum, titanyum alaşımlarının) ve refrakter metallerin önemli özelliklerini ve kullanım alanlarını bilir.
13) Seramik malzemelerdeki önemli kristal yapı türlerini, kristal yapıdaki noktasal kusurları ve seramik malzemelerin karakteristik mekanik özelliklerini bilir.
14) Önemli seramik malzeme türlerini, bunların özelliklerini ve kullanım alanlarını bilir.
15) Polimerleri molekül zincirlerindeki yapısal farklılıklara göre ve ısıtma-soğutma süreçlerindeki davranışa göre sınıflandırır ve polimerlerde çeşitli molekül ağırlığı kavramlarını ve polimerleşme derecesini tanımlar.
16) Polimer yapılarında kristallik yüzdesine etki eden etkenleri, bu etkenlerin kristallik yüzdesini nasıl etkilediğini ve kristallik yüzdesinin polimer özelliklerine etkisini bilir.
17) Polimerlerde karşılaşılan üç farklı mekanik davranışı, bu davranışları temsil eden polimer türleri (fiberler, plastikler ve elastomerler) için elde edilen gerilme-şekil değiştirme grafikleri üzerinden açıklar.
18) Polimerlerde erime ve camsı geçiş olaylarını ve bu olayların gerçekleştiği sıcaklıkları tanımlar ve bu sıcaklıkların polimerin etkin olarak kullanılabildiği koşullara olan etkisini açıklar.
19) Önemli polimer türlerini, bunların özelliklerini ve kullanım alanlarını bilir.
20) Kompozitleri sınıflandırır ve her bir tür kompozit için matrisin ve dağılmış fazın özelliklerini ve uygulamadaki önemli örnekleri verir.
21) İletkenlerde özdirenç ve iletkenlik kavramlarını tanımlar, iletkenliğin mekanizmasını ve bu kavramlara etki eden etkenleri bilir ve çeşitli metallerin enerji bant diyagramlarını çizer.
22) Yarı iletkenleri sınıflandırır (has ve katkılı yarı iletkenler), her biri için iletkenlik mekanizmasını açıklar ve enerji bant diyagramını çizer.
23) Dielektrik malzemeler için polarizasyon, dielektrik ötelenme ve dielektrik dayanım kavramlarını açıklar, enerji bant diyagramını çizer ve hangi malzemelerin dielektrik özellikte olduğunu bilir.
24) Malzemelerdeki ısıl özellikleri (ısı kapasitesi, ısıl genleşme katsayısı ve ısıl iletkenlik), ısıl gerilmeleri ve ısıl şoku tanımlar ve bu özellikleri malzeme seçiminde kullanır.
25) Malzemelerdeki çeşitli manyetizma türlerini (diyamanyetizma, paramanyetizma, ferromanyetizma, antiferromanyetizma, ferrimanyetizma) açıklar ve manyetik malzemeleri sınıflandırır.

Dersin İçeriği

Giriş. Kristal katıların yapısı. Metalik kristallerde yapı kusurları. Metallerin mekanik özellikleri. Dislokasyonlar ve güçlendirme mekanizmaları. Hasar. Faz diyagramları. Metal alaşımlarının türleri ve uygulamaları. Seramiklerin yapısı, özellikleri ve uygulamaları. Polimerlerin yapısı, özellikleri ve uygulamaları. Kompozitler. Elektriksel özellikler. Isıl özellikler. Manyetik özellikler.

Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği

Hafta	Konu	Ön Hazırlık
1)
1)	GİRİŞ. Malzeme bilimi ve malzeme mühendisliği. Malzeme biliminin ve malzeme mühendisliğinin bileşenleri ve aralarındaki ilişkiler. Malzemelerin sınıflandırılması. Katılarda atomik bağlanma: atomlar arası birincil bağlar ve ikincil bağlar. KRİSTAL KATILARIN YAPISI. Temel kavramlar. Birim hücreler. Metallerin kristal yapıları.
1)
2)	Polimorfizm ve allotropi. Tek kristalli ve çok kristalli malzemeler. Anizotropi. METALİK KRİSTALLERDEKİ KUSURLAR. Noktasal kusurlar. Çizgisel kusurlar (dislokasyonlar).	Konu tekrarı.
3)	Yüzeysel kusurlar. Hacimsel kusurlar. METALLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ. Gerilme ve birim uzama kavramları. Çekme ve basma testleri. Elastik deformasyon. Elastisite modülü. Elastik özellikler.	Konu tekrarı.
4)	Plastik deformasyon. Çekme özellikleri (akma gerilmesi, çekme gerilmesi, süneklik, rezilyans, tokluk). Plastik deformasyondan sonra elastik geri kazanım. Serlik ve sertlik ölçüm yöntemleri.	Konu tekrarı.
5)	DİSLOKASYONLAR VE GÜÇLENDİRME MEKANİZMALARI. Dislokasyonlar ve plastik deformasyon. Metallerin, tane büyüklüğünü azaltarak güçlendirilmesi. Katı çözelti güçlendirmesi. Deformasyon sertleşmesi. HASAR. Kırılmaya ilişkin temel kavramlar. Sünek kırılma. Gevrek kırılma.	Konu tekrarı.
6)	Darbe testleri yardımıyla kırılma tokluğunun ölçümü. Yorulmanın temel kavramları. Sünmenin temel kavramları. FAZ DİYAGRAMLARI. Bileşen, faz, sistem, mikroyapı kavramları. İkili izomorf sistemlerin faz diyagramları.	Konu tekrarı.
7)	İkili ötektik sistemlerin faz diyagramları. Demir-demir karbür faz diyagramı. 1nci Ara Sınav	Sınav öncesi, geçmiş konuların tekrarı.
8)	METAL ALAŞIMLARININ TÜRLERİ VE UYGULAMALARI. Demir esaslı alaşımlar: çelikler ve dökme demirler. Demir dışı alaşımlar: bakır ve alaşımları, alüminyum ve alaşımları, magnezyum ve alaşımları, titanyum ve alaşımları, refrakter metaller. SERAMİKLERİN YAPILARI, ÖZELLİKLERİ VE UYGULAMALARI. Seramiklerin kristal yapıları. Seramik yapılarındaki kusurlar.	Konu tekrarı.
9)	Seramiklerin mekanik özellikleri. Önemli seramik malzemeler ve uygulamaları: camlar, cam-seramikleri, kil ürünleri, refrakter seramikler, aşındırıcı seramikler, çimentolar, karbonlar. POLİMERLERİN YAPILARI, ÖZELLİKLERİ VE UYGULAMALARI. Polimer moleküllerinin kimyası. Polimerlerde molekül ağırlığı. Polimerlerde molekül şekli, moleküler yapı ve moleküler konfigürasyon.	Konu tekrarı.
10)	Termoplastik ve termoset polimerler. Kopolimerler. Polimerlerde kristallik. Polimerlerin mekanik özellikleri. Polimerlerde erime ve camsı geçiş olayları. Polimer türleri ve çeşitli uygulamaları. KOMPOZİTLER. Kompozitlere ilişkin genel bilgiler ve kompozitlerin sınıflandırılması. Tanecikle güçlendirilmiş kompozitler.	Konu tekrarı.
11)	Elyafla güçlendirilmiş kompozitler. Yapısal kompozitler. ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER Elektrik iletimine ilişkin temel kavramlar. Katılarda enerji bant yapıları. Metallerde ve alaşımlarda elektrik iletkenliği. Yarı iletkenlik. Has yarı iletkenler.	Konu tekrarı.
12)	Katkılı yarı iletkenler. Dielektrik özellikler ve dielektrik malzemeler. ISIL ÖZELLİKLER. Isı kapasitesi. Isıl genleşme. 2nci Ara Sınav	Sınav öncesi geçmiş konuların tekrarı.
13)	Isı iletkenliği. Isıl gerilmeler ve termal şok. MANYETİK ÖZELLİKLER. Manyetizmaya ilişkin temel kavramlar. Manyetik dipoller ve manyetik momentler. Diyamanyetizma ve paramanyetizma. Ferromanyetizma.	Konu tekrarı.
14)	Antiferromanyetizma ve ferrimanyetizma. Sıcaklığın manyetik davranış üzerine etkisi. Manyetik malzemelerde domain kavramı ve histerezis olayı. Manyetik malzemelerin sınıflandırılması ve uygulamaları.	Konu tekrarı.

Kaynaklar

Ders Notları / Kitaplar:	Materials Science and Engineering, Eighth Edition, Callister W.D., Rethwisch D.G. Wiley, 2011 ISBN: 978-0-470-50586-1
Diğer Kaynaklar:	The Science and Engineering of Materials, Askeland D.R., Phule P.P., Thomson, 2006 ISBN: 0-495-24442-2.

Değerlendirme Sistemi

Yarıyıl İçi Çalışmaları	Aktivite Sayısı	Katkı Payı
Devam	14	% 0
Ara Sınavlar	2	% 50
Final	1	% 50
Toplam		% 100
YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTU KATKISI		% 50
YARIYIL SONU ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTUNA KATKISI		% 50
Toplam		% 100

AKTS / İş Yükü Tablosu

Aktiviteler	Aktivite Sayısı	Süre (Saat)	İş Yükü
Ders Saati	14	3	42
Sınıf Dışı Ders Çalışması	16	6	96
Ara Sınavlar	2	2	4
Final	1	2	2
Toplam İş Yükü			144

Program ve Öğrenme Kazanımları İlişkisi

Etkisi Yok	1 En Düşük	2 Düşük	3 Orta	4 Yüksek	5 En Yüksek

	Dersin Program Kazanımlarına Etkisi	Katkı Payı
1)	Matematik, fen bilimleri ve Enerji Sistemleri Mühendisliği disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi.	3
2)	Karmaşık Enerji Sistemleri Mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi.	3
3)	Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi.	3
4)	Enerji Sistemleri Mühendisliği uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.	3
5)	Karmaşık Enerji Sistemleri Mühendisliği problemlerinin veya disipline özgü araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi.	3
6)	Enerji Sistemleri Mühendisliğini ilgilendiren problemlerde disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi.	3
7)	Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi.	3
8)	Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi.	3
9)	Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk bilinci; Enerji Sistemleri Mühendisliği uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi sahibi olma.	3
10)	Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi sahibi olma.	3
11)	Enerji Sistemleri Mühendisliği uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalığa sahip olma.	3