TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ Öğr. Gör. Fatih KURTULUŞ

2.BÖLÜM: MALZEME ÖZELLİKLERİ MALZEMENİN ÖZELLİKLERİ

MALZEMENİN ÖZELLİKLERİ MALZEMENİN TANIMI İnsanların ihtiyaçlarını karşılayan her şeye malzeme denir. Teknik anlamda malzemenin tanımı ise “Üretim yapmak için kullanılan taşınabilir her türlü araç gereçtir.

MALZEMENİN ÖZELLİKLERİ MALZEMELERİN SINIFLANDIRILMASI Malzemeler genel anlamda iki çeşide ayrılırlar. Şekil değiştirmeyen (katı) malzeler Metal malzemeler Demir esaslı metaller İçerisinde ağırlıklı olarak demir(Fe) bulunan malzemelere denir. Atom numarası 26, atom ağırlığı 56, ergime sıcaklığı 1538 0 C dir. Özkütlesi 7,86 g/cm3 tür. Rengi gridir. Doğada bulunan malzemelerin % 70 i demir esaslıdır. 768 0 C nin altında manyetik özellik gösterir. Demir dışı metaller Altın, gümüş, bronz, prinç, alüminyum vb. Metal olmayan malzemeler Seramikler Plastikler Kompozitler Şekil değiştirmeyen (sıvı-gaz)

MALZEMENİN ÖZELLİKLERİ MALZEMELERİN SINIFLANDIRILMASI Malzeme (Metal) seçiminde dikkat edilecek kriterler Yoğunluk Ergime sıcaklığı Atom numarası Atom ağırlığı Rengi Çekme gerilmesi Elastiklik modülü Sertliği

BİR GAZ KARIŞIMI OLAN HAVA

BİR GAZ KARIŞIMI OLAN HAVA Hava, yer yüzünü saran atmosfer tabakasını oluşturan renksiz, kokusuz ve tatsız homojen bir gaz karışımıdır. Yer yüzüne yakın yerlerde hava; O2, N2, CO2, Ar ve az miktarda diğer gazların karışımıdır. Sabit bir bileşeni olup, 1 litre kuru hava normal şartlarda 29 gramdır. Yer yüzüne yakın yerlerde havanın öz kütlesi artarken yer yüzünden uzaklaştıkça azalır. Havada bulunan oksijenin önemini nefes alan canlılar için belirtmeye gerek bile yoktur. Oksijen aynı zamanda yanma olayı için gerekli bir gazdır. Oksijenin bulunma oranı ve mevcut miktarı son derece ayarlı ve kararlı bir değerdir. Güneş sistemindeki gezegenlerde oksijenin hayat için gerekli olan miktarı yalnız dünyamızda mevcuttur. Diğer gezegenlerde oksijen hemen hemen yok denecek kadar azdır. Bunun yerine kalın koyu bir karbondioksit ile zehirli bir gaz olan metan bulunur.

BİR GAZ KARIŞIMI OLAN HAVA Havadaki karbondioksiti bitkiler alır, kendileri için kullanışlı hâle getirdikten sonra havaya oksijen olarak iade eder. Duman ve diğer gazların havaya devamlı karışması sonucu, karbon monoksit, hidrojen sülfür, kükürt dioksit, ve amonyak gibi gazlar havada eser miktarda bulunur. Fabrika bacalarından ve kükürtlü yakacakların yakılmasından açığa çıkan bu gazlar hava kirliliğine sebep olurlar. Havada değişen oranlarda su buharı daima bulunur. Toz parçacıkları, bakteriler ve bitkilerden uçuşan sporlar her zaman havada mevcuttur. Ozon ise az miktarda şimşek çakmaları sırasında oluşur. Atmosferin üst kısımlarında güneş ışınları ile havadaki oksijen arasında gerçekleşen tepkime ile oksijen ozona dönüşür. Bu tepkimeler 25 - 30 kilometre yukarılarda olur. Bu bölgede bir ozon tabakası vardır. Ozon tabakası yaşam için zararlı olan mor ötesi ışınları soğurur ve bize kadar gelmelerini büyük ölçüde önler. Atmosferin daha alt taraflarında ise su buharı ile karbondioksit güneşin kızıl ötesi ışınlarını absorbe eder. Böylece güneşten gelen mor ötesi ve kızıl ötesi ışınlar tutulmuş olur. Atmosferi geçerek gelen ışınlar da canlı için uygun olan ışınlardır.

BİR GAZ KARIŞIMI OLAN HAVA Yer yüzüne yakın yerlerde nemsiz havada bulunan gazların yüzdeleri. (Tüm atmosfer yaklaşık 8 km kalınlıkta ve sabit öz kütlede düşünülmüştür.) Madde Hacimce Yüzde Ağırlıkça Yüzde Nisbî Kalınlık Azot 78,09 75,5 6,25 km Oksijen 20,95 23,15 1,68 km Argon 0,93 1,29 74 m Karbondioksit 0,03 0,046 2,6 m Diğer gazlar Çok çok az

YANMA OLAYI

YANMA OLAYI Yanmanın gerçekleşebilmesi için üç ana unsur vardır Yakıt Oksijen Isı

YANMA OLAYI Kimyasal olay, maddenin molekül yapısında meydana gelen değişmelerdir. Bu değişiklik olurken moleküller arası ve moleküllerdeki atomları bir arada tutan bağlar kopar ve yeni düzenleme ile yeni bir takım bağlar oluşur. Bu farklı özellikte yeni maddelerin oluşması demektir. Örnek olarak, Hidrojen ve oksijen moleküllerinin reaksiyonundan su oluşur. Bu bir kimyasal olaydır. Havai fişeklerin patlaması bir kimyasal olaydır. Fosforun yanması bir kimyasal olaydır Bazı element ve bileşiklerin oksitlenmesinden daha büyük moleküllü bileşikler oluşur. Bu olay bir yanma olayıdır. Bu reaksiyonlar da sentez reaksiyonlarıdır. Metallerin oksijenle reaksiyona (oksidasyon) girerek oksit bileşikleri meydana getirmeleri de bir sentez reaksiyonudur.

YANMA OLAYI Metal ve ametallerin O2 ile reaksiyonundan oksit bileşikleri meydana gelir. Çoğu zaman reaksiyonda bir miktar enerji açığa çıkar. Örnek olarak; C(k) + O2(g) CO2(g) P4(k) + 5O2(g) 2P2O5(k) 2Na(k)+ ½ O2(g) Na2O(g) 2Al(k) + 3/2 O2(g) Al2O3(k) Fe(k) + ½ O2(g) FeO(k) 2Cu(k) + ½ O2(g) Cu2O(k) Burada (k):Katı ( g):Gaz anlamına gelmektedir.

YANMA OLAYI Burada, reaksiyon şartlarının gerçekleşmesi durumunda, bakır atomları ile oksijen atomları reaksiyona girer. Neticesinde ise kuprit adı verilen bakır oksit oluşur. Başlangıçta 2 mol-gram bakır atomları (2x64 gram-mol=128 gram Cu) var iken reaksiyon sonrası bir mol-gram kuprit (2x64+16 gram-mol=144 gram Cu2O) oluşmuş olur. Yani belirli bir miktar saf metali ısıtarak oksidasyona uğrattığımızda elde edilen metal oksitin kütlesi, saf metalin kütlesinden her zaman için daha fazladır. Kuprit de bakır gibi kübik sistemde kristalleşir. Oksijen atomları kübik kafes yapısı içerisinde bakır atomlarının yerini alarak homojen bir dağılım sergiler ve böylece kuprit oluşmuş olur. Yanma olayı ile ilgili animasyona için tıklayınız.

KOROZYON

KOROZYON İçinde bulundukları ortamın etkisi ile metalik malzemelerin fiziksel, kimyasal, elektriksel ve diğer özelliklerinde istenmeyen değişikliğe uğramasına korozyon denir. Korozyon, metal ile ortamın arasında meydana gelir. Metallerin ortam ile temas etmedikleri yerlerde korozyonda yoktur. Oksitlenme de bir korozyon çeşididir. Metal yüzeyindeki atomların; Şeklinde etkileşimi ile meydana gelir.

KOROZYON Anotta; Fe Fe2+ + 2 e- Katotta; O2- + 2 H2O + 4 e- 4 (OH)-                                                Pas Oluşumu (Korozyon) Demirin su ile etkileşimi sonucu korozyona uğraması

KOROZYON Paslanmayı Önleme Yöntemleri Korozyon sebebi ile metalik malzemelerin zarara uğramasını kaldırmak ve azaltmak için çeşitli tedbirler alınabilir. Bunlar metallerin yüzey özelliklerinin değiştirildiği çok çeşitli işlemlerdir. Bu işlemlerle metallerin yüzey özellikleri aşılama, alaşımlama, kaplama, boyama, katodik koruma gibi yöntemlerle korozyondan korunmaya çalışılır. Metal yüzeyini korozyondan korumak için; Metal kaplamalar ( Çinko, Kalay, Nikel, Krom, Antimon, Alüminyum vb. metallerle kaplama) Seramik kaplamalar (Emayeleme, oksitli, karbürlü, vb. seramiklerle yüzeyi kaplama) Plastik kaplamalar ( Polimerlerle metallerin yüzeyinin kaplanması) Yüzey değiştirme (Difüzyon, katodik Koruma vb.) Boyama ( metal yüzeylerinin havanın oksijeni ile temasını kesmek amacıyla) gibi çeşitli yöntemler uygulanabilir.

Elektro kimyasal kaplama yöntemleri KOROZYON Metal kaplama yöntemleri; Fiziksel Metotlar Mekanik metotlar Kimyasal metotlar Elektro kimyasal kaplama yöntemleri Sıcak daldırma Yayınma (=Difüzyon) ile kaplama Vakumla Katodik koruma İyon kaplama Metal giydirme Sıcak püskürtme (plazma veya Fleme Sprey = Alevle püskürtme ) Yüksek sıcaklıkta uygulanan yöntemler Isı ayrışımı Kimyasal indirgeme Düşük sıcaklıkta uygulanan yöntemler Sementasyon Akımsız kaplama Anodik çözünme ile kaplama

ÖDEV

ÖDEV