| ENDÜSTRİ 4.0 (İNGİLİZCE, TEZSİZ) | |||||
| Yüksek Lisans | TYYÇ: 7. Düzey | QF-EHEA: 2. Düzey | EQF-LLL: 7. Düzey | ||
| Ders Kodu | Ders Adı | Yarıyıl | Teorik | Pratik | Kredi | AKTS |
| MCH2002 | Mühendislik Malzemeleri | Güz | 3 | 0 | 3 | 6 |
| Bu dersin açılması ilgili bölüm tarafından yarıyıl başında belirlenir |
| Öğretim Dili: | En |
| Dersin Türü: | Departmental Elective |
| Dersin Seviyesi: | LİSANSÜSTÜ |
| 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 |
| 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. |
|
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. |
| 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. |
| 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. | |
| Ders Notları: | 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. |
| Yarıyıl İçi Çalışmaları | Aktivite Sayısı | Katkı Payı |
| Devam | 14 | % 0 |
| Laboratuar | % 0 | |
| Uygulama | % 0 | |
| Arazi Çalışması | % 0 | |
| Derse Özgü Staj | % 0 | |
| Küçük Sınavlar | % 0 | |
| Ödev | % 0 | |
| Sunum | % 0 | |
| Projeler | % 0 | |
| Seminer | % 0 | |
| Ara Sınavlar | 2 | % 50 |
| Ara Juri | % 0 | |
| Final | 1 | % 50 |
| Rapor Teslimi | % 0 | |
| Juri | % 0 | |
| Bütünleme | % 0 | |
| Toplam | % 100 | |
| YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTU KATKISI | % 50 | |
| YARIYIL SONU ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTUNA KATKISI | % 50 | |
| Toplam | % 100 | |
| Aktiviteler | Aktivite Sayısı | Süre (Saat) | İş Yükü |
| Ders Saati | 14 | 3 | 42 |
| Laboratuvar | 0 | 0 | 0 |
| Uygulama | 0 | 0 | 0 |
| Derse Özgü Staj | 0 | 0 | 0 |
| Arazi Çalışması | 0 | 0 | 0 |
| Sınıf Dışı Ders Çalışması | 16 | 6 | 96 |
| Sunum / Seminer | 0 | 0 | 0 |
| Proje | 0 | 0 | 0 |
| Ödevler | 0 | 0 | 0 |
| Küçük Sınavlar | 0 | 0 | 0 |
| Ara Juri | 0 | ||
| Ara Sınavlar | 2 | 2 | 4 |
| Rapor Teslimi | 0 | ||
| Juri | 0 | ||
| Final | 1 | 2 | 2 |
| Toplam İş Yükü | 144 | ||
| Etkisi Yok | 1 En Düşük | 2 Düşük | 3 Orta | 4 Yüksek | 5 En Yüksek |
| Dersin Program Kazanımlarına Etkisi | Katkı Payı |