|
İÇİNDEKİLER
İçindekiler
Önsöz 5
Şekiller ve Çizelgeler 17
Simgeler ve Kısaltmalar 29
BÖLÜM 1
KOMPOZİT MALZEMELER VE UYGULAMA ALANLARI
1.0. GİRİŞ 37
1.1. KOMPOZİTİN TANIMI 37
1.2. NİÇİN KOMPOZİT MALZEMELER? 39
1.3. MODERN KOMPOZİT MALZEMELER VE SINIFLANDIRILMASI 42
1.3.1. Elyaf Takviyeli Kompozit Malzemeler 43
1.3.2. Kısa Elyaf Takviyeli Kompozitler 44
1.3.3. Rastgele Düzlemsel Yönlendirilmiş Kompozitler 45
1.3.4. Parçacıklarla Takviyeli Kompozit Malzemeler 45
1.3.4.1. Sert Metal Kesici Uçlar 47
1.3.5. Dağınımla (Dispersiyon) Mukavemetlendirilmiş Kompozit Malzemeler 49
1.3.6. Yapısal Kompozitler 49
1.3.6.1. Tabakalı (Katmanlı) Kompozitler 49
1.3.6.2. Sandviç Kompozitler 52
1.4. KOMPOZİT MALZEMELERİN GELENEKSEL MALZEMELERLE KARŞILAŞTIRILMASI 53
1.5. TARİHSEL GELİŞİMİ 57
1.6. PLASTİK ESASLI KOMPOZİTLER 59
1.7. METAL ESASLI KOMPOZİTLER 65
1.8. SERAMİK MATRİS KOMPOZİTLER 68
1.9. KARBON–KARBON KOMPOZİTLER (K–K) 69
SORULAR VE PROBLEMLER 71
BÖLÜM 2
KOMPOZİTLERDE TAKVİYE ELEMANLARI VE ÖZELLİKLERİ
2.0. GİRİŞ 75
2.1. TAKVİYE ELEMANLARI 75
2.1.1. Cam 77
2.1.2. Karbon 81
2.1.3. Boron 86
2.1.4. Aluminyum Oksit 88
2.1.5. Silisyum Karbür 90
2.1.6. Organik Moleküller 94
2.1.7. Metalik Camlar 96
2.2. NATURAL (DOĞAL) TAKVİYE ELEMANLARI 99
2.2.1. FLAX 100
2.2.2. HEMP 101
2.2.3. JUTE 101
2.2.4. KENAF 102
2.2.5. RAMIE 103
2.2.6. SISAL 104
2.2.7. Coir Fibre (Hindistan Cevizi Elyafı) 104
2.3. DOĞAL FİBERLERİN UYGULAMA ALANLARI 104
SORULAR VE PROBLEMLER 108
BÖLÜM 3
KOMPOZİTLER İÇİN MATRİKS MALZEMELERİ
3.0. GİRİŞ 113
3.1. MATRİKSİN FONKSİYONU 113
3.2. METAL MATRİKSLER 114
3.2.1. Aluminyum ve Aluminyum Alaşımları 114
3.2.1.1. Aluminyum ve Alaşımlarının Sınıflandırılması 115
3.2.1.2. Döküm Alaşımları 121
3.2.2. Magnezyum Alaşımları 123
3.2.3. Çinko Alaşımları 124
3.2.4. Titanyum Alaşımları 125
3.3. PLASTİK MATRİKSLER 126
3.3.1. Termoplastikler 128
3.3.2. Termosetler 131
3.3.3. Elastomerler 135
3.4. SERAMİKLER 135
SORULAR VE PROBLEMLER 137
BÖLÜM 4
KOMPOZİT MALZEMELERİN ÜRETİM METODLARI
4.0. GİRİŞ 141
4.1. ÜRETİM TEKNİKLERİ 141
4.1.1. Sıvı Metal Emdirmesi (İnfiltrasyon) 142
4.1.2. Sıkıştırmalı veya Sıvı Dövme Döküm Tekniği 144
4.1.3. Basınçlı İnfiltrasyon 145
4.1.4. Sıvı Metal Karıştırması 147
4.1.5. Yarı Katı Karıştırma 150
4.1.6. Plazma Püskürtme 151
4.1.7. Toz Metalurjisi Tekniği 152
4.1.8. Mekanik Alaşımlama (MA) (High energy ball milling) 155
4.1.9. Spark (kıvılcım) Plazma Sinterleme (SPS) 156
4.1.10. Toz Enjeksiyon Kalıplama (TEK) (Powder Injection Molding–PIM) 157
4.1.11. Difüzyon Bağlama ve Vakumda Presleme 157
4.1.12. Sıcak Presleme ve Sıcak İzostatik Presleme 160
4.2. ELYAF TAKVİYELİ KOMPOZİTLERİN DAYANIMINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER 161
4.3. MMK'LERİN ÜRETİM TEKNİKLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI 163
4.4. PLASTİK MATRİKSLİ KOMPOZİTLERİN ÜRETİMİ 164
4.4.1. Elyaf Yatırma Metodu 165
4.4.2. Püskürtme Metodu 166
4.4.3. Basma ve Transfer Kalıplama 167
4.4.4. Reçine Transfer Yöntemi (RTM)–Resin Transfer Molding 167
4.4.5. İnfüzyon Yöntemi 169
4.4.6. Vakum Destekli Reçine Transfer Kalıplama (VARTM) 170
4.4.7. Tabakalı Birleştirme 172
4.4.8. Helisel Sarma Yöntemi 173
4.4.9. Enjeksiyon Kalıplama 175
4.4.10. Profil Çekme Metodu 176
4.5. TERMOPLASTİK REÇİNELİ KOMPOZİTLERİN ÜRETİM TEKNİKLERİ 176
4.5.1. Enjeksiyon Kalıplama 177
4.5.2. Termo Şekillendirme 180
4.6. KOMPOZİTLERİ SEÇİM KRİTERİ VE ÇALIŞMA SICAKLIĞI 180
SORULAR VE PROBLEMLER 183
BÖLÜM 5
TAKVİYE ELEMANI VE MATRİKS ARAYÜZEYİ
5.0. GİRİŞ 187
5.1. KOMPOZİTTE ARAYÜZEYİN ÖNEMİ 187
5.2. TAKVİYE ELEMANI VE MATRİKS SEÇİMİ 189
5.3. ARAYÜZEY REAKSİYONLARI VE DENKLEMLERİ 190
5.4. ADHEZYON VEYA YAPIŞMA TEORİSİ 191
5.4.1. Islatma ve Çözünme Bağı 191
5.4.2. Difüzyon Bağı 194
5.4.3. Mekanik Bağı 195
5.5. ARAYÜZEY BAĞ MUKAVEMETİNİN ÖLÇÜLMESİ 195
5.5.1. Adhesive ve Kohesiv Kırılma 197
5.5.2. Deneysel Ölçüm Teknikleri 197
5.5.2.1. Kırılma Yüzeyi İncelemeleri 200
SORULAR VE PROBLEMLER 204
BÖLÜM 6
KOMPOZİT MALZEMELERİN
TASARIMI/MAKRO – MEKANİK ANALİZ – I
6.0. GİRİŞ 209
6.1. METAL VE POLİMERLERDE GERİLME/UZAMA DAVRANIŞLARI 209
6.2. ELASTİK VE VİSKO–ELASTİK MALZEMELER 210
6.3. KOMPOZİTLERDE TAKVİYE ELEMANI/MATRİKS VE ARAYÜZEY MEKANİZMASI 212
6.4. KOMPOZİTLERDE ELYAF DÜZENLENMESİ 212
6.5. KOMPOZİT TABAKALARIN MAKROMEKANİK ANALİZİ 213
6.5.1. İzotropik Tabaka 214
6.5.2. Ortotropik Tabaka 215
6.5.2.1. Ortotropik Tabakada Keyfi Doğrultu 217
6.5.2.2. Gerilim Bağıntıları 217
6.5.2.3. Uzama Bağıntıları 218
6.5.2.4. Gerilme–Uzama Bağıntıları 220
6.5.2.5. Mühendislik Sabitleri Bağıntısı 223
6.6. KOMPOZİT TABAKALARDA DAYANIM KARAKTERİSTİKLERİ 224
6.6.1. İzotropik Malzemelerde Dayanım Teorileri 224
6.6.1.1. Maksimum Gerilme Teorisi 224
6.6.1.2. Maksimum Uzama Teorisi 225
6.6.1.3. Maksimum Kayma Gerilmesi Teorisi 226
6.6.1.4. Toplam Gerilme Enerji Teorisi 226
6.6.1.5. Gerilme Enerjisi Teoreminden Sapma 227
6.6.2. Ortotropik Tabakanın Dayanımı 230
6.6.2.1. Maksimum Kayma Teoremi 230
6.6.2.2. Maksimum Uzama Teorisi 231
6.6.2.3. Tsai–Hill Enerji Teorisi 232
SORULAR VE PROBLEMLER 235
BÖLÜM 7
KOMPOZİTLERİN MAKRO – MEKANİK ANALİZ – II
7.0. GİRİŞ 239
7.1. GENEL GERİLME–UZAMA İLİŞKİSİ 239
7.2. TEK YÖNLÜ TAKVİYELİ KATMANLI KOMPOZİT İÇİN 2B HOOK KANUNU 241
7.3. TABAKALI KOMPOZİTİN ELASTİK SABİTLERİ İÇİN RİJİTLİK VE UYUM MATRİSİ ARASINDAKİ İLİŞKİ 242
7.4. 2B AÇISAL TABAKA İÇİN HOOK KANUNU 245
ÖRNEK PROBLEMLER 248
PROBLEMLER VE TEST SORULARI 259
BÖLÜM 8
KOMPOZİTLERİN MİKRO – MEKANİK ANALİZİ
8.0. GİRİŞ 265
8.1. KOMPOZİTİN MİKRO–MEKANİĞİ 265
7.2. KOMPOZİTLERDE GERİLME–UZAMA EĞRİSİ 267
8.3. TAKVİYE EKSENİNE PARALEL YÖNDEKİ ELASTİK MODÜLÜ 269
8.4. TAKVİYE EKSENİNE DİK YÖNDE ELASTİK MODÜLÜ 270
8.5. POİSSON ORANI 273
8.6. KAYMA MODÜLÜ 274
8.7. ELYAF TAKVİYELİ KOMPOZİTLERİN DAYANIMI 276
8.8. KISA ELYAF TAKVİYELİ KOMPOZİTLERİN DAYANIMI 281
8.9. KISA ELYAFLARLA TAKVİYELİ KOMPOZİTLERİN ELASTİK MODÜLÜNÜN TAHMİNİ ANALİZİ (PREDICTION OF MODULUS OF SHORT FIBERS) 284
8.10. HACİM İÇERİKLERİ (VOLUME FRACTIONS,%) 287
8.11. AĞIRLIK İÇERİKLERİ (WEIGHT FRACTIONS, WT.%) 287
8.12. YOĞUNLUK (DENSITY) 288
8.13. BOŞLUK İÇERİĞİ (VOID CONTENT) 289
8.14. ELEKTRİK İLETKENLİĞİ 289
8.15. ELYAF HACİM İÇERİĞİNİN HESAPLANMASI 290
8.16. KOMPOZİTLERİN TOKLUĞU 291
8.16.1. Metal Matriksli Kompozitlerde Tokluk ve Özellikleri 294
ÖRNEK PROBLEMLER 298
ÇÖZÜLECEK PROBLEMLER 303
SORULAR VE PROBLEMLER 305
BÖLÜM 9
KOMPOZİTLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ
9.0. GİRİŞ 309
9.1. KOMPOZİTLERİN ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE ETKİ EDEN DEĞİŞKENLER 309
9.1.1. Takviye Elemanı Boyutu ve Özellikleri 310
9.1.2. Elyaf Hacim Oranı 311
9.1.3. Elyaf Şekli ve Doğrultusu 313
9.1.4. Elyaf Çapı ve Boy/Çap Oranı 316
9.1.5. Matriks Özellikleri 317
9.1.6. Elyaf Geometrisinin Etkisi 319
9.1.7. Üretim Metodu ve Parametrelerin Etkisi 321
9.1.8. Mikro Yapının Etkisi ve Porozite 321
9.1.9. Metal ve Plastik Esaslı Kompozitlerin Bazı Mekanik Özellikleri 327
9.2. ELYAF TAKVİYELİ KOMPOZİTLERİN YORULMA DAVRANIŞLARI 331
9.3. MALZEMELERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ 332
9.3.1. Yoğunluk 332
9.3.2. Termal Uzama Miktarı 332
9.3.3. Özgül Isı ve Termal İletkenlik 333
9.3.4. Ergime Sıcaklığı 334
9.4. KARBON–BASALT ELYAF TAKVİYELİ EPOKSİ KOMPOZİTLERİN
ÜRETİMİ VE BAZI MEKANİK ÖZELLİKLERİ 335
9.4.1. Malzemelerin Hazırlanması 335
9.4.2. Kompozitlerin Mikroyapısı 337
9.4.3. Eğilme Testi 337
9.4.4. Darbe Testi 338
9.5. SONUÇLAR VE TARTIŞMA 338
9.5.1. Kompozitlerin Yapıları 338
9.5.2. Yoğunluk ve Sertlik Sonuçları 339
9.5.3. Eğilme Dayanımı 340
9.5.4. Kırılma Yüzeyi (Fracture Surface) 342
9.5.6. Darbe Dayanımı 342
9.6. SONUÇLAR 343
9.7. BASALT TAKVİYELİ EPOKSİ BAZLI KOMPOZİTLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ 344
9.7.1. Numunenin Hazırlanması 344
9.7.2. Mekanik Testler 345
9.7.3. Sertlik/Basma Testi 345
9.7.4. Üç Noktalı Eğilme Testi 345
9.7.5. Darbe Testi 346
9.8. SONUÇLAR VE TARTIŞMA 346
9.8.1. Yoğunluk ve Sertlik Ölçüm 346
9.8.2. Üç Noktalı Eğilme Dayanımı 346
9.8.3. Darbe Testi Darbe Dayanımı 347
9.9. SONUÇ VE ÖNERİLER 348
SORULAR VE PROBLEMLER 349
BÖLÜM 10
AŞINMA, SÜRTÜNME VE
KOMPOZİTLERİN AŞINMA DAVRANIŞLARI
10.0. GİRİŞ 353
10.1. TRİBOLOJİ 353
10.2. SÜRTÜNME 354
10.2.1. Statik&Kinetik Sürtünme Katsayısı 355
10.2.2. Kuru Sürtünme 356
10.2.3. Yapışma Sürtünmesi Teorisi 357
10.2.4. Deformasyon nedeniyle sürtünme 357
10.2.5. Küre Şeklinde Bir Parçacık Tarafından Oluşan Deformasyon 358
10.3. DEFORMASYON TEORİLERİ 360
10.4. KAYNAK BÜYÜMESİ (JUNCTION GROWTH) 360
10.5. KURU SÜRTÜNME KANUNLARI 363
10.6. YAĞLAMA (LUBRICATION) 363
10.7. TRİBOLOJİK SİSTEM 364
10.8. GERÇEK TEMAS ALANI 365
10.9. AŞINMA VE TÜRLERİ 369
10.10. AŞINMA MEKANİZMLARI 370
10.10.1. Abrasif Aşınması 370
10.10.2. Yapışma Aşınması (Adhesive Wear) 373
10.10.2.1. Adhesive Aşınma Kanunları 374
10.10.3. Korozyon Aşınması 378
10.10.4. Erozyon Aşınması (Erosive Wear) 379
10.10.5. Yorulma Aşınması 379
10.10.6. Fretting Aşınması 380
10.11. KOMPOZİTLERİN AŞINMA DAVRANIŞI 381
10.12. KOMPOZİTLERİN AŞINMA YÜZEYLERİ 384
SORULAR VE PROBLEMLER 391
BÖLÜM 11
KOMPOZİT MALZEMELERİN İŞLENEBİLİRLİĞİ
11.0. GİRİŞ 395
11.1. KOMPOZİT MALZEMELERİN İŞLENMESİ 395
11.1.1. Geleneksel İşleme Metodu 396
11.1.2. Geleneksel Olmayan İşleme Metodu 397
11.1.3. Bazı MMK’lerin İşlenebilirliği 398
11.1.3.1. SiC–Al Kompozitler 398
11.1.3.2. Oksitli Takviyeli Kompozitler 399
11.2. TAKIM AŞINMASI 403
11.3. YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ 405
11.4. TAKIM ÖMRÜ–KESME HIZI İLİŞKİSİ 413
SORULAR VE PROBLEMLER 417
BÖLÜM 12
NANOTEKNOLOJİ
12.0. GİRİŞ 421
12.1. YENİ GELİŞEN TEKNOLOJİLER 421
12.2. NANOTEKNOLOJİNİN TANIMI VE ÖNEMİ 422
10.3. NANOTEKNOLOJİNİN AMAÇLARI VE YARARLARI 423
12.4. NANOTEKNOLOJİNİN YARARLARI NELERDİR? KİMYA İLE İLİŞKİSİ NEDİR? 423
12.5. NANOMALZEMELER 424
12.5.1. Karbon Tüp 426
12.5.2. Yakıt Hücresi 428
12.6. NANOTEKNOLOJİDE ARAYIŞLAR 428
12.7. NANOTEKNOLOJİNİN UYGULAMA ALANLARI 429
12.7.1. Malzeme ve İmalat 429
12.7.2. Otomotive ve Havacılık Sanayi 430
12.7.3. Elektronik ve Bilgisayar Teknoloji 430
12.7.4. Mikroelektronik (Biyoçipler) 431
12.7.5. Tıp ve Sağlık Bilimi 431
12.7.6. Tarım ve Gıda Sanayi 432
12.7.7. Biyoloji 432
12.7.8. Çevre ve Enerji 432
12.7.9. Savunma Sektörü ve Tekstil Sanayi 432
12.7.10. Kimya Sanayi 433
12.7.11. Diş Hekimliği (Estetik dolgu maddeleri) 433
12.8. NANOTEKNOLOJİ İLE İLGİLİ ARAŞTIRMA ALANLARI 433
12.8.1. Nanoteknolojinin Günümüzde Tipik Uygulama Örnekleri 434
12.8.2. Nanokarakterizasyon–Nanoteknolojiden Yapılan Aletler 435
12.8.3. Nanofabrikasyon ve Nanorobotlar 436
12.8.4. Nanoteknolojinin Dünyadaki Durumu 437
12.9. NANOKOMPOZİTLER 439
12.10. KOMPOZİT VE NANOKOMPOZİTLERİN ÜRETİM METODLARI 440
12.10.1. Ergimiş Metal Karıştırması 440
12.10.2. Toz Metalurji Metodu 441
12.10.3. Mekanik Alaşımlama 441
12.10.3.1. Alüminyum Matriks Esaslı Kompozitlerin Üretimi 443
12.10.3.2. Ti/TiN Tozlarla Nanokompozitlerin Üretimi 446
12.10.3.3. Al2O3 Parçacıkla Takviyeli Magnezyum Kompozitin Üretimi 447
12.10.3.4. SiC Nanoparçacık Takviyeli Mg Esaslı Kompozitin Üretimi 448
SORULAR VE PROBLEMLER 453
BÖLÜM 13
DENEYSEL TASARIM VE MODELLEME TEKNİKLERİ
13.0. GİRİŞ 457
13.1. DENEYSEL TASARIM VE MODELLEME 457
13.2. MODELLENMEDE KULLANILAN TEKNİKLER 460
13.3. YANIT YÜZEYİ TEKNİĞİ (YYT)–RESPONSE SURFACE METHODOLGY (RSM) 460
13.4. MERKEZİ KOMPOZİT TASARIM (MKT)–CENTRAL COMPOSITE DESIGN 462
13.5. YANIT YÜZEY TEKNİĞİ İLE ELDE VERİLERİN ANALİZİ 463
13.6. TAGUCHİ TEKNİĞİ (TT) 468
13.6.1. Sistem Tasarımı 469
13.6.2. Parametre Tasarımı 469
13.6.2.1. Ortogonal Diziler 470
13.6.2.2. Taguchide Varyans Katsayısı 474
13.6.2.3. Taguchinin Optimizasyonu 474
13.6.3. Tolerans Tasarımı 476
UYGULAMALI ÇÖZÜMLÜ PROBLEMLER 477
SORULAR VE PROBLEMLER 500
TESTLER 503
Sözlük 525
Ekler 529
EK–A.1. SI BİRİM ÖNEKLERİ 529
EK–A.2. BİRİM KISALTMALAR 529
EK–A.3. BİRİMLER ARASINDA UYGULANABİLEN DÖNÜŞÜM KATSAYISI 530
EK–A.4. SERTLİK ÇEVRİMİ VE ÇEKME DAYANIMINA GÖRE DEĞİŞİMİ 532
EK–A.5. YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ İLİŞKİLERİ VE BİRBİRLERİNİN KARŞILIKLARI 533
Kaynakça 535
Kavram Dizini 541
Özgeçmiş 544 |
Bilgisayar, Teknoloji Kitapları 
