Malzeme Biliminin Temelleri

Bu kitap, malzeme biliminin temelini oluşturan atom yapısı, atomların dizilişleri, kristal yapılar, kristal yapı hataları, atomların yayılması ve faz diyagramları konularını içermektedir. Malzeme bilimi dersine yönelik hazırlanan bu kitapta, konuya ilgi toplamak için bölümün amaçları ifade edilmiş ve konuyu kısaca özetleyen bir bölüm özeti hazırlanmıştır. Konu ile ilgili terimler bölüm sonunda açıklanarak, bölümün daha iyi kavranabilmesine çalışılmıştır. Her bölüm içerisinde mümkün olduğunca çok örnekler çözülerek konunun anlaşılma özelliği arttırılmaya çalışılmıştır. Ayrıca daha detaylı bilgi edinmek isteyenler her bir konu sonuna yararlanılabilecek kaynaklar ilave edilmiştir. Kitabın birinci basımında gözden kaçan bazı hatalar ikinci basımında düzeltilmiştir. Malzemelerin korozyon özellikleri ilave olarak ikinci basıma konmuştur. Kitap, malzeme bilimi ile ilgili temel konuları içeren birinci cilt niteliğindedir. Malzemelerin şekil değiştirmesi, demir esaslı ve demir dışı malzemeler hakkındaki detaylı bilgiler, malzemelerin tahribatlı ve tahribatsız deneyleri ve malzemelerin optik, magnetik, elektriksel ve ısıl özellikleri ikinci cilt kapsamında ele alıncak konular olarak düşünülmektedir. Malzeme biliminin temellerinin anlatıldığı ve pratik çözümlü problemlerin bulunduğu bu kitabın, malzeme bilimi dersi okuyan tüm mühendislik ve teknik branşlardaki öğrencilerimize faydalı olacağı kanaatindeyiz. İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 ATOM YAPISI VE ÖZELLİKLERİ Bölümün Amaçları 1.1 Giriş 1.2 Atom Yapısı 1.2.1 Atom Numarası 1.2.2 Atom Kütlesi 1.3 Atomun Elektronik Yapısı 1.3.1 Atomların Elektron Dağılımları 1.3.2 Atomun Dış Ana Kabuğundaki Elektron Sayısı 1.3.3 Elektronegatiflik ve Elektropozitiflik 1.4 Periyodik Tablo ve Kullanılışı Bölüm Özeti Yararlanılacak Kaynaklar Terimler Tekrarlama Soruları BÖLÜM 2 ATOMLAR ARASI BAĞLAR VE MESAFELER Bölümün Amaçları 2.1 Giriş 2.2 Atomlar Arası Bağlar 2.2.1 İyonik Bağ 2.2.2 Kovalent Bağ 2.2.3 Metalik Bağlar 2.2.4 Van der Waals Bağı (Zayıf Bağ) 2.2.5 Karışık Bağlar 2.3 Atomlar Arası Denge Mesafesi 2.4 Atomlar Arası Denge Mesafesini Etkileyen Faktörler 2.5 Malzeme Özellikleri ile Atomlar Arası Mesafe ve Bağ Enerjisinin İlişkisi 2.5.1 Ergime Sıcaklığı 2.5.2 Isıl Genleşme 2.5.3 Elastisite Modülü Bölüm Özeti Yararlanılacak Kaynaklar Terimler Tekrarlama Soruları BÖLÜM 3 ATOMLARIN DİZİLİŞLERİ Bölümün Amaçları 3.1 Giriş 3.2 Kristal Yapısı ve Birim Hücreler 3.3 Kristal Kafes Yapıları 3.3.1 Kübik Kristal Sistemi 3.3.1.1 Basit Kübik (BK) Kafes ve Atomlarının Sayısı 3.3.1.2 Hacim Merkezli Kübik (HMK) Kafes ve Atomlarının Sayısı 3.3.1.3 Yüzey Merkezli Kübik (YMK) Kafes ve Atomlarının Sayısı 3.3.2 Hegzagonal Kristal Sistemi ve Atomlarının Sayısı 3.4 Koordinasyon Sayısı 3.5 Atom Paketleme Faktörü 3.6 Metallerde Teorik Yoğunluğun Hesaplanması 3.7 Kristal Doğrultuları ve Düzlemleri 3.7.1 Kristal Doğrultuları 3.7.2 Kristal Düzlemleri 3.8 Doğrusal Atom Yoğunluğu 3.9 Düzlemsel (Planar) Atom Yoğunluğu 3.10 Sıkı Paket Kristal Yapıları 3.11 Metallerde İzotropik ve Anizotropik (Yöne Bağlı) Davranış 3.12 X Işınları Analizi Bölüm Özeti Yararlanılacak Kaynaklar Terimler Tekrarlama Soruları BÖLÜM 4 KRİSTAL YAPI HATALARI Bölümün Amaçları 4.1 Giriş 4.2 Noktasal Hatalar 4.2.1 Atom boşlukları 4.2.2 Yer Alan ve Ara Yer Atom Hataları 4.2.3 Schottky ve Frenkel Hataları 4.3 Çizgisel Hatalar (Dislokasyonlar) 4.3.1 Dislokasyonların Malzemelere Kazandırdığı Faydalar 4.4 Düzlemsel (Yüzeysel) Hatalar 4.4.1 Dış Yüzeyler 4.4.2 Tane Sınırları 4.4.3 İstiflenme Hataları 4.4.4 İkiz Sınırları Bölüm Özeti Yararlanılacak Kaynaklar Terimler Tekrarlama Soruları BÖLÜM 5 ATOMSAL YAYINIM (DİFÜZYON) Bölümün Amaçları 5.1 Giriş 5.2 Difüzyon Mekanizmaları 5.2.1 Boşluk Difüzyon Mekanizması 5.2.2 Ara Yer Difüzyon Mekanizması 5.2.3 Halka Difüzyon Mekanizması 5.3 Difüzyon İçin Gerekli Aktivasyon Enerjisi 5.4 Kararlı Hal Difizyonu (Birinci Fıck Kanunu) 5.5 Kararsız Hal Difizyonu (İkinci Fıck Kanunu) 5.6 Difüzyon İşleminin Endüstriyel Uygulamaları 5.6.1 Metallerin kaplanması 5.6.2 Karbürizasyon İşlemi 5.6.3 Sinterleme 5.6.4 Difüzyon Kaynağı 5.6.5 Yumuşak ve Sert Lehimleme Bölüm Özeti Yararlanılacak Kaynaklar Terimler Tekrarlama Soruları BÖLÜM 6 FAZ DİYAGRAMLARI Bölümün Amaçları 6.1 Giriş 6.2 Temel Kavramlar 6.3 Faz Diyagramları 6.3.1 Saf Metallerin Tekli Faz Diyagramları 6.3.1.1 Gibbs Faz Kuralı 6.3.2 Sınırsız Katı Eriyebilirlik İkili Faz Diyagramları 6.3.2.1 Mevcut Fazların Belirlenmesi 6.3.2.2 Faz Bileşimlerinin Belirlenmesi (Bağ Kuralı) 6.3.2.3 Faz Miktarlarının Belirlenmesi (Kaldıraç Kuralı) 6.3.2.4 Yavaş Soğuma Esnasında Oluşan Mikroyapılar 6.3.3 Üç Faz Reaksiyonuna Sahip Faz Diyagramları 6.3.3.1 İkili Ötektik Faz Diyagramları 6.3.3.1.1 Ötektik Alaşımların Yavaş Soğuma Eğrileri 6.3.3.1.2 Ötektik Faz Diyagramlarında Mikroyapı Oluşumu 6.3.3.1.3 Ötektik Faz Diyagramlarında Faz Bileşimi ve Miktarının Belirlenmesi 6.3.3.2 İkili Peritektik Faz Diyagramları 6.3.3.3 Ötektoid Reaksiyon Gösteren Faz Diyagramları 6.3.3.4 İkili Monotektik Faz Diyagramları 6.3.4 Ara Faz ve Metaller Arası Bileşiklere Sahip Faz Diyagramları 6.3.5 Üçlü Faz Diyagramları 6.3.6 Demir-Karbon Sistemi 6.3.6.1 Saf Demirin Soğuma Eğrisi ve Kristal Yapıları 6.3.6.2 Fe-C Faz diyagramları 6.3.6.3 Fe-Fe3C Faz Diyagramında Oluşan Fazlar 6.3.6.4 Fe-Fe3C Faz Diyagramında Meydana Gelen Dönüşüm Olayları 6.3.6.5 Fe-Fe3C Faz Diyagramında Mikroyapı Oluşumu Bölüm Özeti Yararlanılacak Kaynaklar Terimler Tekrarlama Soruları BÖLÜM 7 KOROZYON Bölümün Amaçları 7.1 Korozyonun Tanımı ve Önemi 7.2 Korozyon Türleri 7.2.1 Genel Korozyon 7.2.2 Bölgesel Korozyon