Su Taşı Nasıl Aşındırabiliyor?

Genel

Rice Üniversitesi ve Bremen Üniversitesi’nden araştırmacılar suyun doğal taşlarda ve betonda bulunan kristal yapıları nasıl aşındırdığını anlayabilmek için yeni bir bilgisayar modellemesi geliştirdi.

su-asinma

Journal of Physical Chemistry C’de yayımlanan çalışma, farklı alanlardaki araştırmalara (örneğin beton yapılarda, korozyon direncinin belirlenmesi gereken durumlarda, su kalitesi ve kontrolünde) önemli katkılarda bulunabilir.

Kristal yapıdaki minerallerin suda nasıl çözündüğünü anlamak isteyen araştırmacılar sıvı ile mineral arasındaki bölgeye yoğunlaştı. Yer kabuğunda en çok bulunan minerallerden biri olan kuvars ile yaptıkları araştırmada kuvars ile su arasındaki bölgede (sınır tabakasında) birden fazla tepkimenin meydana geldiği anlaşıldı.

Bu tepkimelerin bir kısmı eş zamanlı olarak gerçekleşirken bir kısmı art arda gerçekleşiyor. İleri görüntüle meyöntemleri kullanılan araştırmada kristal yapıların yüzeyi nanometre ölçeğinde taranarak topografik haritaları çıkarıldı. Geliştirilen bilgisayar modellemesi sayesinde su ile kristal yapı arasındaki bölgede gerçekleşen tepkimelerin yani çözünme sürecinin hızının daha doğru bir şekilde öngörülmesi sağlandı. Böylece yapı malzemelerinin kararlılığı, radyoaktif atıkların depolanmasında kullanılan malzemelerin ömrü ile ilgili daha doğru hesaplamalar yapılması mümkün olabilir.

Kendini Onaran Beton

Malzeme Bilimi,

Derinleşen çatlaklarla birlikte hem betonun yapısal bütünlüğünün bozulması hem de çatlaktan içeri sızan suyun ve oksijenin etkisiyle yapıların metal iskeletlerinin paslanması, yapıların kullanım ömürlerini yarı yarıya azaltabiliyor.

kendini-onaran-beton

Öte yandan oluşan çatlakları kapamak hiç kolay değil. Onlarca metre yüksekliğindeki köprüleri, viyadükleri, yüksek binaları veya yerin metrelerce altındaki tünelleri sürekli kontrol ve tamir etmek için uzmanlaşmış ekipler gerekiyor. Sonuç olarak her yıl yeni inşa edilen yapıların maliyetinin yarısı kadar para eski yapıların onarımı için harcanıyor.

Kendini Onaran Beton yazısına devam et →

Üstün Verimli Güneş Enerjisi Paneli

Malzeme Bilimi, ,

Caltech California Institute of Technology’ te Malzeme bilimi ve Uygulamalı fizik profesörü Harry Atwater Güneş enerjisinden yararlanma verimini katlayarak artırabilecek bir tasarım öne sürdü. Şu an piyasada var olan güneş panelleri tek bir yarıiletken malzemeden, genellikle silikondan yapılan güneş hücrelerinden oluşuyor. Bu malzeme de Güneş’ten gelen ışınım yelpazesinin sadece dar bir dalga boyu aralığındaki kısmını soğurabiliyor, güneş ışığındaki enerjinin büyük bir kısmı ısı olarak kayboluyor, paneller tipik olarak enerjinin %20’den az bir kısmını elektriğe çevirebiliyor.

Ancak Atwater ve arkadaşlarının tasarladığı sistem en az %50 verime sahip olabilir. Bu tasarımda güneş ışığını bir prizmanın yaptığı gibi -her biri farklı bir renk üretecekolan- 6 ila 8 farklı dalga boyundaki bileşenlerine etkin biçimde ayrıştırabilen bir sistem yer alacak. Her renk onu soğurabilecek bir yarıiletkenden yapılmış olan hücrelere dağıtılacak.

Sistemin nihai tasarımı kesinleşmemiş, ancak Atwater piyasadaki pek çok sistemden daha basit olacağını öngörüyor ve bu yüzden de bir prototip üretildikten sonra kolayca ticarileşebileceğini düşünüyor.

Mars Yüzeyinde Granit Bulundu

Haberler,

Curiosity’nin Mars’ta yaptığı ölçümler kızıl gezegenin yüzeyinde granit olduğunu gösteriyor. Dr. J. J. Wray ve çalışma arkadaşlarının Nature Geoscience’ta yayımladığı sonuçlar, granit türü kayaların Mars’ta nasıl oluşmuş
olabileceğine dair bir açıklama da öne sürüyor.

Daha önceleri Mars yüzeyinin hemen hemen tamamının bazalt adı verilen koyu renkli volkanik kayalardan oluştuğu düşünülüyordu. Fakat Curiosity’nin sönmüş bir volkanın etrafında yaptığı ölçümlerde yüksek miktarda feldspata (granit türü kayaların içinde bulunan bir mineral türü) rastlandı. Kızılötesi spektroskopi yöntemi kullanılarak yapılan ölçümlerde feldspata rastlanması, bölgedeki feldspat miktarının bazalt türü kayalarda bulunan minerallerin miktarından çok daha fazla olduğunu gösteriyor. Çünkü bazalt türü kayalarda bulunan normal miktar bu teknikle
belirlenemeyecek kadar küçük.

mars-granit

Feldspatın bulunduğu bölge, Mars’ta granitin nasıl oluşmuş olabileceğine dair bir ipucu veriyor. Etkin bir yanardağın içindeki lavlar soğurken volkanik damıtma adı verilen bir süreçle, düşük yoğunluklu eriyik yüksek yoğunluklu kristallerden ayrılıyor. Yıllar içinde tekrar tekrar meydana gelen bu süreç granit oluşumuyla sonuçlanıyor. Bu düşünceyi sınamak için bilgisayar kullanılarak yapılan simülasyonlar da hipotezi destekliyor.

Cotrell Atmosferi Nedir?

Malzeme Bilimi,

Cotrell Atmosferi : C, H, N, O gibi küçük çaplı atomların dislokasyon çevrelerine yerleşerek olası dislokasyon hareketini engellemesi sonucu dislokasyonların kilitlemesidir. Böylece dislokasyon hareketleri engellenir. Bunun sonucunda akma dayanımı normalden bir miktar artar. Üst akma ve alt akma meydana gelir.

Genellikle çelik ve alaşımlarında, bazı alüminyum alaşımlarında görülür.

gerilme-uzama-grafik

Çekme Dayanımı ve Çekme Deneyi

Malzeme Bilimi, , ,

Çekme Dayanımı:

Bir malzeme her iki ucundan çekme gerilmeleri ile çekildiğinde, kalıcı şekil değişiminin başladığı noktadaki çekme gerilmesi o malzemenin çekme dayanımıdır. Çekme deneyi ile tespit edilir. Bazı çelikler çekme dayanımları ile bilinirler. Örneğin St 37 (çekme dayanımı 37 kg/mm²), St 52 (çekme dayanımı) 52 kg/mm²).

DEVAMINI OKU

Çekme Dayanımı ve Çekme Deneyi yazısına devam et →

Silisyum Karbür Kullanım Alanları

Seramikler, , ,

Silisyum karbür, ileri teknoloji malzemelerine ihtiyaç duyulan çok yerlerde kullanılmakla birlikte, genel olarak saflık seviyelerine göre; metalürjik, abrazif ve sinter amaçlı olmak üzere, üç ana gurupta sınıflandırılmaktadırlar .

seramik-disk
Karbon elyaf takviyeli SiC matrislik fren diskleri

Yüksek saflıktaki (yeşil renk) silisyum karbür, mühendislik seramiklerde sinter amaçlı kullanılırken, saflığın % 97.5 veya daha düşük olması durumunda, söz konusu malzeme abrasif ve refrakter amaçlı olarak kullanılırlar. Saflığın % 90’ın altına düşmesi durumunda ise, metalürjik uygulamalarda kullanılırlar. Örneğin; Aşındırma Zımparaları

Yüksek performans seramiklerinde, en çok kullanılan reaksiyon sinterlenmis ve sinterlenmis silisyum karbürdür. Bu tür ticari uygulamalarda sertlik, kimyasal saflık ve aşınma dirençli karakteristiklerinden dolayı kullanılır.

Bu uygulamalardan birçogu, kimyasal islem endüstrisi için kaplamalar ve valfler, kum boruları için memeler, hidrosiklonlar, lens kalıpları, roket memeleri, sprey kurutma için aşınma plakalarıdır.

Aşınma, erozyon dirençli silisyum karbür uygulamaları ise havacılık endüstrisinde pompa, tasıma, yag, yakıt deposu, pompa malzemeleri ve kalıplarda kullanılır. Isı dayanımından dolayı uzay teknolojisinde de yüksek sıcaklık roket meme bağlantılarında, ısı değişim tüplerinde, difüzyon fırını parçalarında kullanılır. Ayrıca seramik motorlarda ve turbosarj kısımlarda silisyum karbür uygulamaları deneme asamasındadır. Türbin motorlarında uygulamaları Silisyum karbür bilgisayar çiplerinde de kullanılır.

Yüksek termal iletkenliklerinden dolayı uzay teknolojisinde lazer aynaları olarak kullanılmakta ve savunma sanayinde çalışmalar yapılmaktadır. Silisyum karbürün balistik etki dayanımı düşük olmasına rağmen, seramik zırh malzemesi olarak da uygulamaları mevcuttur.

Son zamanlarda karbon elyaf takviyeli seramik fren disklerinde SiC kullanıldığı da bilinmektedir. Böylece SiC’ün yüksek sıcaklık ve aşınma dayanımından yararlanılır.

İlgili Yazı : Silisyum Karbür (SiC) ve Özellikleri

Silisyum Karbür (SiC) ve Özellikleri

Seramikler, ,

Silisyum karbür en çok kullanılan yapısal seramiklerden bir tanesidir. 1970’li yıllardan beri birçok yeni uygulamaları bulunmuştur. Sahip olduğu birçok özellikle, karmaşık mühendislik şekillerinde, silisyum karbür (SiC) tungsten karbür yerine çekici bir aşınma direnci uygulayıcısı olarak kullanılmaya başlanmıştır. Silisyum nitrürle kıyaslandığı zaman, silisyum karbürü elde etmek için kullanılan hammaddeler daha ucuzdur ve sonuç olarak elde edilen ürünlerdeki maliyetler tungsten karbürden düşük olduğu için rekabet koşulları yüksektir.

si-c-sem
SiC tozunun SEM görüntüsü (X3500)
Silisyum Karbür (SiC) ve Özellikleri yazısına devam et →

Paslanmaz Çelik

Çelikler, , ,

Paslanmaz çelik, esas olarak paslanmayan çeliklerin genel adıdır. Özellikle nikel ve molibden çeliğin paslanmazlık özelliğini iyileştirmek için alaşım yapımında kullanılsa da paslanmazlığı sağlayan ana element kromdur. Paslanmazlık için gerekli en az krom miktarı, kütle olarak, yüzde 10.5’tir. Dünyada üretilen çeliğin çoğu karbon ve alaşımlı çeliktir. Karbon ve alaşımlı çeliğe göre paslanmaz çeliğin, daha küçük, fakat cazip ve gelişen bir pazarı vardır. Doğada yalnızca altın ve platin gibi metaller saf halde bulunur, normal metallerse diğer elementlerle bileşmiştir. Paslanmaz Çelik yazısına devam et →