ELASTİK DAVRANIŞ Aytekin Hitit

ELASTİK ÖZELLİKLER A:Elastik limit B:Akma dayanımı B s (Gerilme) A e (Gerinim) s (Gerilme) A:Elastik limit B:Akma dayanımı smax B A skırılma C (0.002)

ELASTİK MODÜL (YOUNG MODULÜ) Elmas, sahip olduğu bağ yapısı (kovalent bağ) sayesinde oldukça yüksek bir elastik modüle sahiptir. Diğer kovalent+iyonik bağ kombinasyonuna sahip malzelemelerin de (WC,SiC, Al2O3 vs.) elastik modülleri oldukça yüksektir. İyonik katıların elastik modülleri daha düşüktür. Metalik malzemelerin elastik modülleri oldukça geniş bir yelpazededir. Polimer malzemeleri elastik modülleri en düşük olan guruptur. Polimer malzemelerde moleküllerin içindeki bağlar kovalent olmakla beraber, moleküller arasındaki bağlar oldukça zayıf olan van der Waals bağıdır.

ELASTİK ÖZELLİKLER 1 yönünde uygulan gerilmeden dolayı ;1 yönünde uzama olurken 2 ve 3 yönlerinde kısalma meydana gelir. Bunlar arasındaki ilişki: Poisson oranı Çoğu metal için Poisson oranı 1/3 civarındadır.

ELASTİK ÖZELLİKLER Tek eksenli elastik gerilmeler yüzünden meydana gelen hacimsel değişim: Örneğin; kullanılırsa ve için olur bulunur.

ELASTİK ÖZELLİKLER Malzeme Türü Malzeme u Metallik kristal katılar Ag 0.38 Kovalent cam Silika cam 0.20 Al 0.34 Polimerlerler Bakalit???? Au 0.42 van der Waals katıları Argon (0o K) 0.25 Cu a-Fe 0.29 Ir 0.26 Ni 0.31 W Kovalent kristal katılar Ge 0.28 Si 0.27 Al2O3 0.23 TiC 0.19 Kovalent iyonik katı MgO

ELASTİK ÖZELLİKLER 1,2 ve 3 yönlerinde uygulanan gerilmeler yüzünden 1 yönünde meydana gelen elastik deformasyon; s1yüzünden s2yüzünden s3yüzünden 1 yönünde meydana gelen toplam elastik deformasyon: olur (hidrostatik gerilme/basma) durumunda olur

ELASTİK ÖZELLİKLER Daha önce hacim değişimi için şu bağıntı bulunmuştu: kullanılırsa (hidrostatik durum) Metaller için: olduğundan olur olarak bulunur. Bulk modülü olarak tanımlanır. Böylece olur

ELASTİK ÖZELLİKLER r=ro için: Fçekme+Fitme=0 Fext uygulandığında; r=r+Dro için: Fçekme ve Fitme kuvvetleri değişecek. Böylece: Fçekme+Fitme+Fext=0 olacaktır.

ELASTİK ÖZELLİKLER Hidrostatik çekme gerilmesi uygulandığında atomik hacim Wo dan Wo+DW olur. Ayrıca potansiyel enerjide artar. Potansiyel enerjinin atomik hacim ile değişimi: olur

ELASTİK ÖZELLİKLER Modül değerleri (Elastik modül, Bulk modülü…) bahsedildiği gibi bağ enerjisine bağlı olarak değişir. Genel olarak iki atom,iyon veya molekül arasındaki potansiyel enerji şu şekilde ifade edilebilir: A,B,n ve m malzeme ile ilgili sabitler, r: atomlar arası mesafe Minimum toplam potansiyel enerji uij minimum olduğunda elde edilir. Elde edilen r değeri bir üstteki bağıntıda kullanılırsa: elde edilir. Atomlar arası mesafeler ve etkileşim kuvvetleri kristallografik yönlere bağlı olarak değiştiği için, malzemenin mekanik özellikleri de kristallografik yönlere bağlı olarak değişir. Buda kristallerin modül değerlerinin ANİZOTROPİK olmasına neden olur.

ELASTİK ÖZELLİKLER Elastik modülün sıcaklık ile değişimi şu şekilde ifade edilir: E:T sıcaklığındaki elastik modül Eo:0oK sıcaklığındaki elastik modül Tm: Ergime sıcaklığı a:malzeme sabiti (çoğu kristal katı için a≈0.5)

POLİKRİSTAL ÖRNEK KOY