Malzeme Mühendisliği

Kaynak: Faisal Alamgir, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Okulu, Georgia Teknoloji Enstitüsü, Atlanta, GA Katı malzemelerin mikroskobik yapılarının görüntülenmesi ve görüntülenen yapısal bileşenlerin analizi, materyalografi olarak bilinir. Örneğin, malzemede gözeneklilik olup olmadığı, tanelerin boyut ve şekil dağılımının nasıl göründüğü veya mikro yapıda anizotropi olup olmadığı gibi kalitatif bilgiler doğrudan gözlemlenebilir. Bununla birlikte, Materyalografi serisinin 2. Bölümünde,...

Kaynak: Faisal Alamgir, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Okulu, Georgia Teknoloji Enstitüsü, Atlanta, GA Katı malzemelerin mikroskobik yapılarının görüntülenmesi ve görüntülenen yapısal bileşenlerin analizi, materyalografi olarak bilinir. Genellikle, bir malzemenin iç üç boyutlu mikro yapısını, yalnızca açıkta kalan iki boyutlu bir yüzey tarafından kanıtlanan yapısal özellikleri kullanarak ölçmek isteriz. X-ışını tabanlı tomografi yöntemleri gömülü mikro yapıyı (örneğin tıbbi bağlamda aşina...

Kaynak: Faisal Alamgir, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Okulu, Georgia Teknoloji Enstitüsü, Atlanta, GA X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), bir malzeme içinde bulunan elementlerin element bileşimini, ampirik formülünü, kimyasal durumunu ve elektronik durumunu ölçen bir tekniktir. XPS spektrumları, bir malzemenin bir X-ışını demeti ile ışınlanmasıyla elde edilirken, aynı anda analiz edilen malzemenin en üst birkaç nanometresinden kaçan kinetik enerjiyi ve elektron sayısını ölçerek elde...

Kaynak: Faisal Alamgir, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Okulu, Georgia Teknoloji Enstitüsü, Atlanta, GA X-ışını kırınımı (XRD), malzeme biliminde bir malzemenin atomik ve moleküler yapısını belirlemek için kullanılan bir tekniktir. Bu, malzemenin bir örneğinin gelen X-ışınları ile ışınlanması ve ardından malzeme tarafından saçılan X-ışınlarının yoğunluklarının ve saçılma açılarının ölçülmesiyle yapılır. Saçılan X-ışınlarının yoğunluğu, saçılma açısının bir fonksiyonu olarak çizilir ve malzemenin...

Kaynak: Sina Shahbazmohamadi ve Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, Mühendislik Fakültesi, Connecticut Üniversitesi, Storrs, CT Elektron mikroskopları daha karmaşık hale geldikçe ve araştırma laboratuvarlarında yaygın olarak kullanıldıkça, yeteneklerini tanıtmak daha fazla gereklilik haline geliyor. Odaklanmış iyon demeti (FIB), nano-elektronikten tıbba kadar çok çeşitli alanlarda mikro ve nano ölçekte malzemeleri üretmek, kırpmak, analiz etmek ve karakterize etmek için kullanılabilen bir...

Kaynak: Sina Shahbazmohamadi ve Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, Mühendislik Fakültesi, Connecticut Üniversitesi, Storrs, CT Yönlü katılaşma bölgesi erimesi, bir kristalin dar bir bölgesinin (genellikle çubuk şeklinde) eritildiği metalurjik bir işlemdir. Fırın, çubuk şeklindeki numune boyunca hareket eder, yani erimiş bölge kristal boyunca hareket ettirilir ve erimiş bölge çubuğun bir ucundan diğer ucuna hareket ettirilir. Bu mekanizma alaşımlarda yaygın olarak kullanılır, ancak çözünen...

Kaynak: Danielle N. Beatty ve Taylor D. Sparks, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü, Utah Üniversitesi, Salt Lake City, UT Diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC), malzemelerin termal özelliklerini karakterize etmek için önemli bir ölçümdür. DSC, esas olarak, bir malzeme ısınırken depolanan ısı miktarını (ısı kapasitesi) ve ayrıca kimyasal reaksiyonlar veya faz değişiklikleri sırasında emilen veya salınan ısıyı hesaplamak için kullanılır. Bununla birlikte, bu ısının ölçülmesi, camsı geçiş...

Kaynak: Elise S.D. Buki, Danielle N. Beatty ve Taylor D. Sparks, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü, Utah Üniversitesi, Salt Lake City, UT Lazer flaş yöntemi (LFA), malzemeye özgü bir özellik olan termal yayılımı ölçmek için kullanılan bir tekniktir. Termal yayılım (α), bir malzemede ne kadar ısı depolandığına göre ne kadar ısının iletildiğinin oranıdır. Aşağıdaki ilişki ile termal iletkenlik (), bir sıcaklık gradyanı nedeniyle bir malzemeden ne kadar ısı aktarıldığı ile ilgilidir: (Denklem...

Kaynak: Logan G. Kiefer, Andrew R. Falkowski ve Taylor D. Sparks, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü, Utah Üniversitesi, Salt Lake City, UT Elektrokaplama, çözünmüş metal katyonlarını bir elektrot üzerinde ince bir kaplama oluşturacak şekilde azaltmak için elektrik akımı kullanan bir işlemdir. Diğer ince film biriktirme teknikleri arasında kimyasal buhar biriktirme (CVD), spin kaplama, daldırma kaplama ve püskürtme biriktirme bulunur. CVD, biriktirilecek elementin bir gaz fazı öncüsünü...

Kaynak: J. Jacob Chavez, Ryan T. Davis ve Taylor D. Sparks, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü, Utah Üniversitesi, Salt Lake City, UT Sıcaklık dalgalanmaları yaşayan sistemlerde hangi malzemelerin kullanılacağı düşünüldüğünde termal genleşme son derece önemlidir. Bir malzemede yüksek veya düşük termal genleşme, uygulamaya bağlı olarak arzu edilebilir veya edilmeyebilir. Örneğin, yaygın bir sıvı termometrede, sıcaklık değişimlerine duyarlılığı nedeniyle yüksek termal genleşmeye sahip bir...

Kaynak: Kara Ingraham, Jared McCutchen ve Taylor D. Sparks, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü, Utah Üniversitesi, Salt Lake City, UT Elektrik direnci, bir elektrik devresi elemanının elektrik akışına direnme yeteneğidir. Direnç, Ohm Yasası ile tanımlanır: (Denklem 1) Burada voltaj ve akımdır. Ohm yasası, ideal dirençlerin direncini belirlemek için kullanışlıdır. Bununla birlikte, birçok devre elemanı daha karmaşıktır ve yalnızca dirençle tanımlanamaz. Örneğin, bir alternatif akım (AC)...

Kaynak: Sina Shahbazmohamadi ve Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, Mühendislik Fakültesi, Connecticut Üniversitesi, Storrs, CT Kemikler, seramik bir matris ve polimer elyaf takviyelerinden yapılmış kompozitlerdir. Seramik, basınç dayanımına katkıda bulunur ve polimer, çekme ve eğilme dayanımı sağlar. Seramik ve polimer malzemeleri farklı miktarlarda birleştirerek, gövde belirli bir uygulama için özel olarak tasarlanmış benzersiz malzemeler oluşturabilir. Biyomedikal mühendisleri olarak,...

Kaynak: Sina Shahbazmohamadi ve Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, Mühendislik Fakültesi, Connecticut Üniversitesi, Storrs, CT Tane boyutu 100 nm'den küçük olan alaşımlar nanokristal alaşımlar olarak bilinir. Gelişmiş fiziksel ve mekanik özellikleri nedeniyle, onları yarı iletken, biyosensörler ve havacılık gibi çeşitli endüstrilerde kullanmak için giderek artan bir talep var. Nanokristal alaşımların işlenmesini ve uygulanmasını iyileştirmek için, yüksek sıcaklık ve basıncın sinerjik bir...

Kaynak: Amber N. Barron, Ashlea Patterson ve Taylor D. Sparks, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü, Utah Üniversitesi, Salt Lake City, UT Hidrojeller, nispeten basit prosedürlerle ve genellikle ucuz malzemelerle üretilen çok yönlü bir çapraz bağlı polimer sınıfıdır. Çözeltiden oluşturulabilirler ve monomer reaktiflerinden oluşan bir polimer omurgası, polimeri reaktif hale getiren bir başlatıcı ve polimer zincirlerini birbirine bağlayan bir çapraz bağlama türü içerirler. Bu malzemelerin önemli...