Pil Teknolojisine Türk Akademisyen İmzası

Malzeme Bilimi, , ,

Gediz Üniversitesi’nden Dr. Mehtap Özdemir Köklü, pillerin ömrünü ve verimliliğini artıran, şarj olma süresini kısaltan teknoloji geliştirdi.

TÜBİTAK’ın desteklediği projeyle cep telefonlarından elektrikli otomobillere birçok alanda kullanılan şarj edilebilir pillerde yeni bir dönem başlayacak. Pil Teknolojisine Türk Akademisyen İmzası yazısına devam et →

Pamuk Pil

Malzeme Bilimi,

Japonya’da oldukça prestijli firmalardan birisi olan Japan Power Plus firması çoğunlukla pamuktan organik pil üretmeyi başardı. Tabi bu pilin tek ilgi çekici yanı pamuktan üretilmiş olması değil.

Üretilen bataryalar, günümüzün baskın pil türü olan Li-ion pillere göre 20 kat hızlı şarj olabiliyor. Üstelik binlerce kez sorunsuz şarj döngüsünün sağlandığı kesin olarak kanıtlandı Pil ayrıca döngüsünü tamamlarken ısıl enerji yayımı çok düşük olduğu için harici bir soğutmaya da gerek kalmıyor. Üzerinde 6 yıllık bir çalışma sürecinin olduğu bataryalar, gerektiğinde çevreye hiç bir kirlilik yaratmadan geri dönüştürülebiliyor.

Şu an için maliyetler nedeni ile tıbbi aletlerde ve uzay projelerinde kullanılacak olan pil teknolojisinin ilerde fiyatların makul seviyelere çekilmesi halinde elektrikli araçların bataryalarında kullanılması bekleniyor.

Sadece Metalurji Ve Malzeme Mühendislerinin Bildiği 15 Şey

Genel

1. Çevrelerindeki insanlar her zaman Meteoroloji ile karıştırırlar.

Meteorolojist değillerdir! Hava durumuyla korozif ortamlar bazında ilgilenirler. Bi’ de gezeceklerse hava durumuna bakarlar.  İşte metalurji ve malzeme mühendisliği.
 

2. Pas, asla, sadece pas değildir. En sevmedikleri ortam korozif ortamdır.

Korozif ortamla, korozyonla başlayalım! Herkesin bildiği en basit korozyon “pas”tır. Pas denilen şey, demiroksit için verilmiş isimdir. Bir korozyon ürünüdür, korozyon şeklidir. Yani korozyon malzemenin çeşitli yollarla bozunarak “kütle kaybetmesi” olayıdır. Ayrıca korozyon ürünlerinin rengi (artık pas demiyoruz!) sadece kahverengi olmaz! Bakır korozyonu yeşildir. Amerikalıların Özgürlük Anıtı da bakırdan yapılmıştır ve korozyon sonucunda şimdi rengine bürünmüştür. Küçük bir gerçek daha, paslanmaz çelik de paslanır!
 

3. Bir Sevdiklerinin Adını Bir De Demirin Atom Numarasını Unutmazlar!

Metalurji ve malzeme mühendisliği, inşaat demiriyle(?) sınırlı değildir! İnşaat demiri diye bir şey yoktur! Demir dediğin saf bir elementtir ve sen onu inşaatta veya başka yerde kullanamazsın. Çünkü yeterli mukavemeti yoktur.İşte bu sebepten dolayı inşaat demiri denmez! Yapı çeliği veya donatı çeliğidir adı! Resimdeki yapı çeliğinin adı da nervürlü yapı çeliğidir! O nervürlerin eğim açıları, nervür aralıkları, nervür şekilleri vs. hepsinin bir standardı vardır. (Hadi standart bonusu: TS 708 / 2010)
 

4. Zihinlerinde Mikroyapı Fotoğrafı Çekmeye Bayılırlar.

Metalurji ve malzeme mühendisi malzemeye bakınca, bakışları metalin içine işler. Gördüğü ürünün mikroyapı fotoğrafı zihninde canlanmayana metalurjist denmez!  Bir metal sadece metal değildir! Mikroyapı fotoğrafının dili vardır, çok şey anlatır. (Resimdeki tipik bir ferrit mikroyapısıdır. Ferrit ne ola ki? Dur, sabır, anlatılacak.)
 

5. Kristal deyince akıllarına direkt yapı gelir.

Malzemelerde kristal yapı denen bir olay vardır. Bu geometrik yapı birçok etmenden etkilenir. Ayrıca bu yapı hem seramiklerde hem de metaller de mevcuttur. Atomları düzenli dizilmeyen malzemelere de amorf denir. Bunları bilmeyene de metalurji ve malzeme mühendisi denmez. Saf malzemelerin kristal yapısında atomların dizildiği noktalarda sadece o elementin atomları bulunur. Başka atomlar bu yerleri işgal ederse işte ona katı çözelti denir. Metallerde buna alaşım denir. Bazı elementler birbiri içinde %100’e kadar çözülebilir, bazıları belirli miktarlar kadar çözülebilir.
 

6. Çelik diyince aklına bu grafik (demir-sementit denge diyagramı) gelmeyene metalurjist denmez.

Çelik diyince aklına bu grafik (demir-sementit denge diyagramı) gelmeyene metalurjist denmez.. 3500’den fazla çelik türü vardır ve her geçen gün sayısı artmaktadır! (Her alaşımın kendine has bir denge diyagramı mevcuttur.) Çelik; demirin en fazla kütlece %2 karbonla alaşımlanmış halidir. Ferrit dediğimiz Fe’nin en fazla %0.025 Karbon(C) çözebildiği fazdır ve her fazın kendine has kristal yapısı, sertliği, mukavemeti gibi mekanik özellikleri bulunur. Bir malzemede birden çok faz bir arada bulunur!
 

7. Seramik malzemelerin sadece çamur olmadığını çok iyi bilirler.

Seramik malzemeler de sadece çamur değildir! Örneğin killer hidratlı alüminasilikatlardır [ (Al)2(Si)2(OH)4 ]. Yahut şişesini gördüğünüz beyaz pudra veya talk pudrası olarak bilinen ürün de aslında bir seramiktir! Talk = [ 3(MgO).4(Si(O)2).(H)2O ] Seramiklerin çok özellikleri vardır. Yani sadece pişik için kullanılmaz! Uzaysanayisinden elektronik sanayisine kadar birçok alanda karşımıza çıkar. Fırınlarda bile var!
 

8. Onlar için Plastik yoktur, Polimer malzeme vardır.

1.bp.blogspot.com

Daha polimerlerden bahsedemedik bile! Plastik olarak bilinirler. Aslında plastik denilen şey, malzemede bir şekil değiştirme türüdür. Kalıcı olarak şekil değişimini ifade eder. Polimer malzemelerin(artık plastik demiyoruz) bazıları büyük miktarlarda plastik şekil değiştirme kabiliyetine sahip oldukları için plastik denmeye başlanmış. “Termoset”i vardır, “termoplastik”i vardır, “elastomer”i vardır.  Termoset polimerler sıcaklık arttıkça sıvılaşmaya yaklaşmazlar. Bozunurlar. Termoplastikler sıcaklıkla artışıyla sıvılaşmaya doğru giderler. Elastomerler (lastik gibi) büyük elastik şekil değişimi gösterirler. Yani kuvvet kalkınca ilk hallerine dönerler. Teflon’un aslında polimer olduğunu bilirler. Teflon, DuPont firmasının patentli ürünün adıdır. Teflon politetrafloroetilen(PTFE) bir polimerdir. .Artık tabi ki plastik demiyoruz, polimer malzeme diyoruz.
 

9. Ortalığı Çok Fazla Kırıp Dökerler.

Polimerler ile plastik şekil vermeyi de anlattık. Şimdi gelelim bir sonraki safhaya. Her malzemenin mekanik özelliklerini anlatan grafikler mevcuttur. Bu grafikleri de çeşitli tahribatlı testlerle yaparlar. Örneğimiz çekme çekme testi üzerinden gerilme-şekil değiştirme (gerinim,gerinme) grafiğidir. Plastik şekil değişimine başlama noktasına akma sınırı denir, o sınırın ifade ettiği kuvvete de akma mukavemeti denir. Çekme mukavemeti de malzemenin kaldırabileceği en çok güç anlamındadır.
 

10. Her malzemeye farklı davranılacağını çok iyi bilirler.

Bir malzeme beklenen davranışı sergilemeyebilir. Bunun bir çok sebebi olabilir. Mesela malzeme göstermesi beklenen akışkanlıkta değildir. Yahut, beklenen mukavemette değildir. Bıkmazlar, usanmazlar, o sebebi bulurlar. İşte üretim de başka bir macera… Malzeme üretimi ayrıdır, ürün üretimi ayrıdır. İstenen malzemeyle istenen ürün aynı anda dahi üretilebilir. Malzeme üretiminde, hammadeden üretimden tut, geridönüşümden bırak. Ergiyikten tut, yakarak üretmekten bırak… Ürün üretimi de ayrıdır. Kaynak olur (içinde bir sürü alt tür var), talaşlı olur, plastik şekil verme olur. Olur da olur… Enjeksiyonundan, dökümüne… Çeşit çeşit, tür tür, bol bol! Var da var. Çok var… Herbiri mikroyapıyı etkiler, üründen istediğin özellikleri etkiler. Küçük bir not daha, her sıvı metal sıcak renkte görünmez. Örneğin sıvı alüminyum metalik gri renktedir. Soğuk zannedip elinizi sokarsanız, bilin ki yaklaşık 600 santigrad ile oynuyorsunuz!
 

11. Terzilikten Pek Bi’ Anlarlar.

Kompozit malzemeler temel türlerin, çeşitli yöntemlerle birlikte kullanılmasıyla ortaya çıkan malzeme grubudur. Fiberi (ip işte, ip) var, elyafı var! Birbirleriyle etkileşimleri, kendi içinde etkileşimleri, düğümleri birlikteliği bir çok şeyi incelerler. Bir zamanlar bunlar modaydı, şimdi nanomalzemeler ünlü oldu.
 

12. Ver Abime Bir Nano!

Ne meşhur oldu bu sıralar… Küçük bir not daha nano boyutta robot daha yapılamadı. Nano:  1 mm, 1 000 000 nanometredir. Yani, milimetrenin milyonda biri! Her hidrofobik(sudan korkan, su tutmayan, yani ıslanmayan) ürüne nanoteknoloji diyenlere de inanmayın arkadaş.
 

13. Malzeme Muayenesini doktor edasıyla yaparlar.

Malzeme Muayenesin’nin çeşit çeşit yöntemi vardır. Ama temelde tahribatlı ve tahribatsız olarak ayrılırlar. Sonra gelsin seviye seviye sertifikalar! Ürünü ürettik bitti, yok. Malzeme, o istenen malzeme mi? İçi dışı bir mi? Hepsine bakılır. Radyografik Muayene yapanı gördüyseniz  dozimetresiz dolaşmayın. Koşarak radyasyondan kaçılmaz!
 

14. Ne İş Yaparlar?

He he, hava durumu sunuyoruz… (!) (‘Meteoroloji’yi de “hava durumu sunuyor”a getirenlere esefle bakıyoruz!) Ülkemizde bu konu üzerine çeşitli bölümler mevcuttur. Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Malzeme Mühendisliği, Seramik Mühendisliği gibi bölümler, adı üzerinde mühendislik dallarıdır.
 

15. Titanik’in batmasının sebebi, metalurjik sebeplerdir!

Titanik’in batmasının sebebi, metalurjik sebeplerdir! Geminin su altındaki kısmında, malumunuz, su geçirmez perdelerle birbirinden ayrılmış bölümler mevcuttur. Titanik, su alırsa bu perdeler ve bölümler sayesinde geminin batması engellenir. Ancak Titanik üretilirken metalurjik etmenler tamamen gözardı edilmişti. Titanik perçinleri, içyapısı birbirinin aynısı olmayan perçinlerdi. Bazı perçinler çok daha fazla karbonluydu, bazıları az karbonluydu. Diğer bir husus da perçinlerin karbonsuzlaşmasıydı. Bu da perçinlerin farklı mekanik özellikler göstermesi demekti. Yani farklı kuvvet taşıma özellikleri vardı. Malzemeyle ilgili bilinmeyen bir etmen de aynı malzemenin farklı sıcaklıklarda farklı özellikler göstermesiydi. Titanik buz denizinde ilerken, geminin metal parçaları, sıcaklığın çok düşmesi nedeniyle gevrekleşmişti. Yani taşıyabileceğinin daha altıdaki kuvvetlerde ani kırılma gösterecekti. Çarpışma sonucu açılan delik bu sebeplerden dolayı büyümüştür. Böylece Batmayan Gemi, batmıştır…
 

Kaynak: Onedio

Pillerin Ölümüne Çözüm

Malzeme Bilimi, ,

Akıllı telefonların pil ömürleri, şüphesiz günümüzdeki en büyük problemlerden birisi. Kullanılan lityum-iyon piller, her şarj edildiğinde bir önceki sefere göre daha az dayanıyor. Belli bir kullanımdan sonra ise ömürleri, artık işe yaramayacak kadar kısalıyor. Bu sebepten dolayı herhangi bir akıllı telefonun ilk gün sunduğu pil ömrü ile bir yıl sonraki arası gözle görülür fark bulunuyor. Pillerin Ölümüne Çözüm yazısına devam et →

Kompozit Fren Pabucu Üretildi

Kompozitler, ,

Türkiye’de üretimi yapılmadığından 1988’den bu yana yurt dışından yüksek maliyetle ithal edilen kompozit fren pabucu TUBİTAK desteğiyle yerli olarak üretildi.

Buharlı lokomotiflerin icadıyla 1860’lardan itibaren demir yollarında trenlerin fren yapmasını sağlayan dökme demir (pik) fren pabuçları kullanılmaya başlandı. 20. yüzyılın ortalarından itibaren dökme demir fren pabuçlarının yerini kompozit fren pabuçları almaya başladı. Kompozit frenlerin hafifliği, gürültüyü azaltması, kıvılcım oluşturmaması, düşük aşınma oranları ve uzun ömürlü olmaları kullanımını yaygınlaştırdı. Türkiye’de üretimi yapılmadığı için yurt dışından ithal edilen fren sistemi, TÜBİTAK MAM Malzeme Enstitüsü, TCDD, TÜLOMSAŞ ve özel sektör işbirliğiyle tamamen yerli üretimle hayata geçirildi. Sistem hakkında bilgi veren proje yürütücüsü Dr. Mehmet Güneş, dünyada birkaç ülke tarafın- dan üretilebilen bu papuçları yerli olarak üretmenin gururunu yaşadıklarını belirtti. Kompozit Fren Pabucu Üretildi yazısına devam et →

Ekstraktif Metalurjiye Genel Bakış

Genel, , , , ,

Metalurji temelde iki ana dala ayrılır.

  1. Ekstraktif Metalurji
  2. Fiziksel Metalurji

Bu yazıda Ekstraktif Metalurji’yi inceleyeceğiz.

Ekstraktif Metalurji

Cevherden metal kazanımı demektir. Metaller tabiatta diğer elementler ile oksitli veya sülfürlü bileşikler halinde mineraller içerisinde bulunurlar. Bu mineral karışımından ekonomik olarak metal veya metaller üretilmesi mümkün olduğu durumda bu mineral karışımı cevher adını almaktadır. Soy metaller tabiatta nadiren serbest halde bulunabilirler.

Ekstraktif Metalurjiye Genel Bakış yazısına devam et →

Güneş Enerjisi’nin Diğer Enerji Türlerine Göre Avantaj ve Dezavantajları

Genel,

Fosil yakıtların azalmaya başlamasıyla, yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi günümüzde oldukça arttı. Yenilenebilir enerji kaynaklarından en popüler olanlarından biri şüphesiz ki güneş enerjisidir.

Güneş enerjisinin en önemli avantajı bitmeyen bir kaynak olmasıdır. Dezavantajı ise güneş enerjisini elektrik enerjisine çevirme olayının bir hayli maliyetli olmasıdır. Örneğin 2013 yılında Denizli’nin Serinhisar ilçesine  10.000 m2’lik güneş enerji santrali için 1 milyon Euro yatırım yapılmıştır.

Bu teknolojiyi avantaj ve dez avantajlarına göre inceleyelim.

Güneş Enerjisi’nin Diğer Enerji Türlerine Göre Avantaj ve Dezavantajları yazısına devam et →

Havuç Yemek ve Görme Gücü

Genel,
havuc

Pek çoğumuz küçükken aile büyüklerimizden havuç yersek daha iyi görebileceğimizi duymuşuzdur. Havuç tüketmemizi teşvik eden bu sözler çoğumuzun gereğinden fazla havuç tüketmesine bile neden olmuş olabilir.

Havuç, zengin bir beta-karoten kaynağı olarak bilinir. Beta-karoten, vücutta A vitamine dönüşen bir bileşiktir. Birçok kişi havucun iyi bir görme için gerekli olduğunu ve özellikle gece görüşünü geliştirebileceğini duymuştur. Peki bu gerçekten doğru mudur? Havuç yemenin görme üzerindeki etkileri nelerdir? Bu makalede, havuç tüketiminin görme gücü üzerindeki etkilerini inceleyeceğiz.

1. A Vitaminin Rolü

A vitamini, gözün retinasında ışığın algılanmasını ve görüntünün beyne iletilmesini sağlayan proteinlerin üretiminde kritik bir rol oynar. Bu vitaminin eksikliği, gece körlüğü gibi bazı görsel problemlere yol açabilir. Bu nedenle, yeterli A vitamini almak, sağlıklı bir görme için önemlidir.

Havuç, beta-karotenin yanı sıra A vitamini sağlamak için gerekli diğer karotenoidleri de içerir. Bu nedenle, düzenli olarak havuç tüketmek, A vitamini alımını destekleyebilir.

2. Mitler ve Gerçekler

Havucun daha iyi görmemizi sağlayacağı inancı 2. Dünya Savaşı’na dayanıyor. Donemin güçlü ordusu olan Alman ordusunun uçaklarını tespit edebilen radar istasyonları ağı oluşturan ve bu şekilde pek çok Alman saldırı uçağını hem gündüz hem de gece düşüren İngiliz ordusu sahip olduğu teknolojiyi gizlemek istedi.

Bu amaçla gazetelerde İngiliz Kraliyet Hava Kuvvetleri pilotlarının gece görüş yeteneğinin havuç yemeleriyle ilişkilendirildiği uydurma haberler yayımlattı. Bu öykü havuç ticaretinin artmasını ve tüccarların daha çok kazanmasını sağlamış olabilir, ancak çok havuç tükettiği için başkalarının göremediği şeyleri görebilen biri olmadı. Vücudumuz tarafından A vitaminine çevrilen beta karaten A’nın eksikliği ciddi görme bozukluklarına sebep olabiliyor. Yani sahip olduğunuz görme bozukluğu A vitamini eksikliğinden kaynaklanmıyorsa havuç yemenizin daha iyi görmenizi sağladığını söylemek mümkün değil. Ayrıca A vitamininin kaynağı olan ve havuca rengini veren beta karaten A sadece havuçta değil pek çok meyve, sebze ve hayvansal üründe de bulunur.

II. Dünya Savaşı sırasında, İngiliz Hava Kuvvetleri’nin gece operasyonlarında başarılı olmasının sebebinin pilotlarının çok miktarda havuç yediği şeklinde bir propaganda yayılmıştı. Bu, düşmanı yanıltmak için yayılan bilgilerden biriydi. Ancak bu bilgi, havucun gece görüşünü geliştirdiği mitinin yayılmasına yol açtı.

Gerçekte, zaten yeterli A vitamini alan bir bireyin ekstra havuç tüketmesi, görme yeteneklerini aniden artırmaz. Ancak, A vitamini eksikliği olan bireylerde havuç tüketimi, bu eksikliğin neden olduğu görme sorunlarını iyileştirebilir.

3. Sonuç

Havuç tüketmek, vücudun A vitamini ihtiyacını karşılamada yardımcı olabilir ve bu da sağlıklı bir görme için önemlidir. Ancak, havucun anında daha iyi bir görme sağladığına dair popüler inançlar doğru değildir. Sağlıklı bir görme için dengeli bir beslenme, düzenli göz kontrolleri ve göz sağlığınızı korumak için gereken diğer önlemleri almak önemlidir.

Havuç herhangi bir görme kusurunuz yoksa maalesef daha iyi görmemizi sağlamıyor, ancak içeriğinde bulunan bazı maddeler, örneğin beta karoten- sayesinde göz sağlımızı korumamıza yardım ediyor.