Üretim Teknolojileri #02 | Malzemelerin Yapısı I: Atomlar, Bağlar ve Kristaller

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

İki direk arasına gerilmiş ince bir demir teli ısıtıyoruz: tel uzuyor, ortasındaki ağırlık iniyor. Ama sıcaklık 912 dereceyi geçince ağırlık birden yukarı kalkıyor; tel ısınmaya devam ettiği hâlde kısalıyor. Açılıştaki 3D deney bu soruyu soruyor; cevabı demir atomlarının dizilişinde. Bu derste malzemenin içine iniyoruz: atomlar, bağlar ve kristaller. Her hesap adım adım, hiçbir işlem atlanmadan. Bu derste: - Atom ve elektron kabukları: kabuk kapasitesi 2n²; 2 · 1² = 2, 2 · 2² = 8, 2 · 3² = 18; değerlik elektronları; neon 2 + 8, sodyum 2 + 8 + 1, flor 2 + 7 - Birincil bağlar: iyonik (sodyum elektronunu flora verir, 7 + 1 = 8; sofra tuzu), kovalent (elmasta her karbonun 4 komşusu), metalik (elektron bulutu; iletkenlik ve süneklik) - İkincil bağlar: dipol, London (van der Waals) ve hidrojen bağı; polimer zincirleri - Kristal yapı ve birim hücre: hacim merkezli kübik (HMK), yüzey merkezli kübik (YMK), sıkı paket hekzagonal (SPH) ve metal örnekleri - Bir hücredeki atom sayısı: köşe 1/8, yüz 1/2, iç 1; HMK 8 · 1/8 + 1 = 2, YMK 8 · 1/8 + 6 · 1/2 = 4, SPH 12 · 1/6 + 2 · 1/2 + 3 = 6 - Demirin allotropisi ve telin kısalması: 912 °C'de atom başına hacim 0.2906³ / 2 = 0.01227 nm³ (HMK) ve 0.3647³ / 4 = 0.01213 nm³ (YMK); oran 0.989, yani yaklaşık yüzde 1 daha sıkı - Yanlış içgüdü: "ısınan her şey uzar" — kristal yapı değişirse malzeme ısınırken bile kısalabilir Bölümler: 0:00 Geçen dersten bugüne 0:17 Isınan demir tel neden kısaldı? 0:49 Atom ve elektron kabukları 1:49 Birincil bağlar: iyonik, kovalent, metalik 3:01 İkincil bağlar 3:48 Kristal yapı ve birim hücre 4:31 Bir hücrede kaç atom var? 5:16 Demirin allotropisi: telin cevabı 6:54 Özet ve sıradaki ders Serinin devamında: kristal kusurları, dislokasyonlar ve metallerin şekil alması. Kaynak kitap: Mikell P. Groover, Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems, 4. baskı — Bölüm 2, §2.1–2.3.1 (konu sırası ve kavramlar). Örnekler özgündür. Makine, İmalat, Endüstri, Mekatronik ve Metalurji mühendisliği öğrencileri için Üretim Teknolojileri serisinin ikinci dersi.