teknolojik seramikler-10

122 Pages·2016·3.54 MB·Turkish

MEKANİK ÖZELLİKLER
• Mekanik özellikler, uygulamada zorlamaya maruz kalacak
malzemelerin en önemli özelliğini oluştururlar.
• Bir katı cismin uygulanan kuvvetlere karşı gösterdiği tepki
mekanik davranış olarak tanımlanır. Bu davranışın biçimi
mekanik özellikleri belirler.
• Mekanik özellikler değişik tür zorlamalar altında oluşan gerilme
ve şekil değiştirmeleri ölçerek ve gözleyerek saptanır.
• Cisimler artan dış zorlamalar altında önce şekil değiştirir, sonra
dayanımını yitirerek kırılır.
2
Mekanik özellikler denince akla;
• Elastisite modülü,
• Süneklik,
• Sertlik,
• Çekme mukavemeti,
• Basma mukavemeti,
• Eğme mukavemeti,
• Kırılma mukavemeti,
• Kırılma tokluğu,
• Sürünme ve
• Aşınma direnci gelir.
Elastisite Modülü
• Elastik modül, kuvvet altında atomlararası bağların esnemesiyle
alakalı bir kavramdır.
• Gerilme-genleme eğrisinde lineer kısmın eğimi elastisite
modülünü verir.
• Elastik şekil değiştirmeye karşı direnç veya rijitlik malzemenin
elastisite modülü ile belirlenir.
• Elastisite modülü ne kadar yüksekse malzeme o kadar rijit (zor
şekil değiştiren), elastisite modülü ne kadar küçükse o kadar
fleksibl (kolay şekil alan, esnek) demektir.
• Seramik malzemelerin elastisite modülleri çok yüksektir.
• Basit oksitik yapıdaki iyonik bağın yüksek dirençliliği ve
• Silikatlardaki kovalent bağ yüzünden bütün metallerden
daha yüksektir.
Bu malzemeler geniş ölçüde O, C, Si ve Al gibi
elementlerden oluştuğu için yapıları genellikle sıkı paket
olmayıp, yoğunlukları da düşüktür.
Bu nedenle spesifik modül (E/ρ) son derece yüksektir .
• Malzemeler düşük gerilmeler altında elastik olarak şekil
değiştirir ve elastik şekil değiştirme tersinirdir.
• Gerilme belirli bir sınırı aşarsa kalıcı yani plastik şekil
değiştirme oluşur ve seramik malzemeler ya hiç ya da çok çok
az plastik şekil değiştirme gösterirler.
• Bir malzemenin plastik şekil değiştirme yeteneğine süneklik
denir.
smaller toughness (ceramics)
Engineering Daha küçük tokluk (seramikler)
tensile
larger toughness
Daha büyük tokluk (metaller)
stress, 
(metals, PMCs)
smaller toughness-
Daha küçük tokluk
(taukvniyerseizi pnofliomrercleer)d
polymers
Engineering tensile strain, 
Tokluk
•
Malzemelerin plastik olarak absorblayabildikleri enerji
miktarıdır. Başka bir değişle birim hacimdeki cismi kırmak
için gerekli enerji olarak tanımlanır.
•
Tokluk değeri sertlikle ilişkilidir.
•
Genellikle sertlik arttıkça tokluk azalmaktadır.
•
Bu açıdan seramikler çok düşük tokluk değerlerine
sahiptirler.
•
Gerilme-genleme eğrisinin altındaki alan tokluk değerini
vermektedir.
Gevreklik
• Seramik malzemeler kuvvetli iyonik ve kovalent bağlarla bağlı
oldukları için yüklü iyonlar birbirine çok yakındır. Bu nedenle
dislokasyon hareketi için büyük bir enerji bariyeri oluştururlar.
Dislokasyonların hareket kabiliyetinin azalması nedeniyle
kayma meydana gelemeyeceği için uygulanan gerilmenin
etkisini azaltan plastik deformasyon oluşmaz. Bu nedenle
seramik malzemeler gevrektir.
• Çok az enerji absorbe edebildikleri için seramiklerde ani ve hızlı
bir şekilde kırılma meydana gelir.
Sertlik
• Malzemenin plastik deformasyona veya dislokasyon
hareketlerine karşı gösterdikleri dirence sertlik denir.
• Malzemenin çizilmeye karşı gösterdiği veya malzeme
yüzeyinin batmaya karşı gösterdiği direnç gibi
tanımlar da yapılabilir.
• Sıcaklık arttırıldığında esneklik katsayısında oluşan
küçük bir azalma veya tane büyümesi nedeniyle
sertlik genellikle düşer.
• Gözeneklilik sertliği ve esneklik katsayısını (elastik
modül) önemli ölçüde düşürür.
9
 Bir cismin sertliğinin bilinmesi:
a) Malzemenin kökeni hakkında bilgi verir.
b) Malzemenin sertliğinin bilinmesi ile mekanik
mukavemetlerinin değeri bulunabilir.
c) Malzemenin sertliğinin büyük olması, işlenme kabiliyetinin
küçük olduğunu gösterir.
d) Sertlik deneyleri basit ve az tahribatlı olduğundan,
malzemenin diğer özellikleri hakkında, malzemeyi elden
çıkarmadan bir fikir edinilebilir. Daha sonra örnek üzerinde
diğer deneyler yapılabilir.
10