Malzeme Karakterizasyonu I

Malzeme Karakterizasyonu Mikroyapı Karakterizasyon Özellik Performans Proses

Bilgi toplama ve işleme Görüntü yorumlama/ değerlendirme Malzeme Karakterizasyonu Işık, X-Işını, elektron... Kaynak Metal, polimer, seramik... Parlatılmış, ince film... Numune Elastik ya da inelastik saçılma ile oluşan ışınım İkincil sinyaller Görüntü sinyali Optik ya da elektro-optik görüntüleme Tarama & dijital sistemler Bilgi toplama ve işleme Malzeme mühendisliği Görüntü yorumlama/ değerlendirme

Malzeme Karakterizasyonu Neyi belirlemek istiyoruz? Kalitatif olarak: Yapıda yer alan fazları Bu fazların boyut, şekil gibi morfolojik özelliklerini Bu fazları oluşturan elementleri Çelikte yer alan ferrit ve sementit fazları ve morfolojileri

Malzeme Karakterizasyonu Neyi belirlemek istiyoruz? Kantitatif olarak: Atomik dizilimleri (kristalografi): ferrit hmk, sementit orthorhombik gibi Mikroyapısal özellikler arasındaki yönelim ilişkilerini Her bir fazın kimyasal bileşimini

Malzeme Karakterizasyonu Neyi belirlemek istiyoruz?

Malzeme Karakterizasyonu Neyi belirlemek istiyoruz?

Malzeme Karakterizasyonu

Malzeme Karakterizasyonu

Malzeme Karakterizasyonu

Malzeme Karakterizasyonu

Kristal Yapılar Bravais Latisleri 4 Latis Tipi hsp hmk ymk 7 Kristal Sınıfı Bravais Latisleri 4 Latis Tipi Auguste Bravais (1811-1863) 7 Kristal Sınıfı hmk ymk hsp

Hacim Merkezli Kübik Örnekler: Baryum (Ba), Krom (Cr), Sezyum (Cs), α-Demir (Fe), Potasyum (K), Lityum (Li), Molibden (Mo), Sodyum (Na), Niyobyum (Nb), Tantal (Ta), Vanadyum (V), Tungsten (W)... 4r

Yüzey Merkezli Kübik Örnekler: Gümüş (Ag), Alüminyum (Al), Altın (Au), Kalsiyum (Ca), Bakır (Cu), İridyum (Ir), Nikel (Ni), Kurşun (Pb), Paladyum (Pd), Platin (Pt), Stronsiyum (Sr)... 4r

Hekzagonal Sıkı Paket Örnekler: Berilyum (Be), Kadmiyum (Cd), Kobalt (Co), Hafniyum (Hf), Magnezyum (Mg), Osmiyum (Os), Rodyum (Rh), Titanyum (Ti), Çinko (Zn), Zirkonyum (Zr)...

Miller İndisleri – Yönler Miller İndisleri latis içerisindeki düzlemlerin yönelimlerini birim hücre baz alınarak tanımlamaya yarayan bir yöntemdir. Tek kristalli yapıların şekilleri Bazı malzemelerin mikroyapısal formları X-Işınları paternlerinin yorumlanması Dislokasyon hareketlerinin incelenmesi William Hallowes Miller (1801-1880) Orjinden geçip herhangi bir latis noktasına giden r vektörü: Burada a, b, c bazal vektörlerdir ve yalnızca r vektörünün yönünü belirlerler.

Miller İndisleri – Yönler 1- Bitiş noktasını başlangıç noktasından çıkar. 2- Köşeli parantez içinde göster. Miller indisi → [53]

Miller İndisleri – Yönler Miller indisi → [42] → 2[21] → [21] _

Miller İndisleri – Yönler [001] Z [101] Y [010] [100] [110] _ Hacim diagonali X [110] [111]

Kübik Latis İçin Yön Ailesi Üyeleri Miller İndisleri – Yönler İndeks Kübik Latis İçin Yön Ailesi Üyeleri Sayı <100> 3 x 2 = 6 <110> 6 x 2 = 12 <111> 4 x 2 = 8 Sembol Alternatif sembol [ ] → Belirli bir yön < > [[ ]] Yön ailesi

Miller İndisleri – Düzlemler 1- Eksenler boyunca kestiği noktaları bul → 2 3 1 2- Tersini al → 1/2 1/3 1 3- En küçük tamsayıya göre çarp → 3 2 6 4- Paranteze al → (326)

Miller İndisleri – Düzlemler X Y Z Kesişim → 1   Düzlem → (100) Kesişim → 1 1  Düzlem → (110) Kesişim → 1 1 1 Düzlem → (111)

Miller İndisleri – Düzlemler Düzlem ve yönler ile ilgili bazı önemli noktalar: Bilinmeyen yön → [uvw] Bilinmeyen düzlem → (hkl) 2 basamaklı indisler virgül ile ayrılabilir → (12,22,3) ya da (12 22 3) Kübik latis/kristallerde [hkl]  (hkl)

Miller indislerinde sonsuz ifadelerinden kaçınıyoruz! Miller İndisleri – Düzlemler X düzlemi orijin noktasından geçiyor! Orijin noktasından geçen düzlem Kesişim →  0  Düzlem → (0  0) Bu düzlemleri kullan! Kesişim → 0 0  Düzlem → (  0) Miller indislerinde sonsuz ifadelerinden kaçınıyoruz! Bu gibi durumlarda, ilgili düzlemi 0 olmayan eksenleri boyunca bir birim uzaklığa taşıyoruz ve Miller indisini hesaplıyoruz.

(020), (010) düzleminin yarısi kadar mesafeye sahiptir. Miller İndisleri – Düzlemler (020), (010) düzleminin yarısi kadar mesafeye sahiptir. Kesişim→  ½  Düzlem → (0 2 0)

Miller İndisleri – Düzlemler h, k, l, arttıkça d azalır.

Miller İndisleri – Düzlemler İndeks Kübik latisdeki üye sayısı dhkl {100} 6 {110} 12 (110) yüzey diagonalini ikiye keser. {111} 8 (111) Hacim diagonalini üçe keser. {210} 24 {211} {221} {310} {311} {320} {321} 48

Miller İndisleri – Düzlemler Sembol Alternatif Sembol Yön [ ] [uvw] → Belirli bir yön < > <uvw> [[ ]] Yön ailesi Düzlem ( ) (hkl) Belirli bir düzlem { } {hkl} (( )) Düzlem ailesi Nokta . . .xyz. Belirli bir nokta : : :xyz: Nokta ailesi

Miller-Bravais İndisleri – Düzlemler Hekzagonal latisler ve kristaller Miller-Bravais İndisleri olarak adlandırılan dörtlü indeksleme ile gösterilir. (h,k,i,l) Bu dört indeksten; - İlk üçü taban düzlemine ait simetrik indekslerdir. - Üçüncü indeks gereksiz olabilir çünkü ilk iki indeksten çıkarılabilir. h + k = -i (Yalnızca yön ve düzlemlerin aynı sayıda indekse sahip olması için verilmektedir.) - Dördüncü indeks ‘c’ eksenini temsil eder. ‘l’ indeksi ‘k’ indeksi ‘i’ indeksi ‘h’ indeksi

Miller-Bravais İndisleri – Düzlemler Kesişim→ 1 1 - ½  Düzlem→ (1 12 0) (h k i l) i = (h + k)

Miller-Bravais İndisleri – Düzlemler Kesişim → 1 -1   Miller → (1 1 0 ) Miller-Bravais → (1 1 0 0 ) Kesişim →  1 -1  Miller → (0 1 0) Miller-Bravais → (0 11 0)

Miller-Bravais İndisleri – Düzlemler Kesişim → 1 -2 -2  Düzlem → (2 11 0 ) a1 Kesişim → 1 1 - ½  Düzlem → (1 12 0)

Miller-Bravais İndisleri – Düzlemler Kesişim → 1 1 - ½ 1 Düzlem → (1 12 1) Kesişim → 1   1 1 Düzlem → (1 01 1)

Kafes Parametresine Göre Normalizasyon Miller-Bravais İndisleri – Yönler [1120] Yönü _ a1 a2 a3 Projeksiyon a/2 −a Kafes Parametresine Göre Normalizasyon 1/2 −1 Çarpan 2 −2 İndeks [1 1 2 0]

Miller-Bravais İndisleri – Yönler _ [1010]

Miller-Bravais İndisleri – Yönler Miller-Bravais dönüşümü [UVW] [uvtw]

Kaynaklar 1- Mark L. Weaver Ders Notları, Alabama Üniversitesi, http://bama.ua.edu/~mweaver/mte481.htm 2- Y. Leng, Materials Characterization: Introduction to Microscopic and Spectroscopic Methods, Wiley, 2008. 3- David Brandon & Wayne D. Kaplan, Microstructural Characterization of Materials, Wiley, 2008.