Kompozit Malzemelere Giriş Mukavemet – Hafiflik – Özgül Modül / Dayanım Prof. Dr. Yusuf Şahin  - Kitap

Kompozit Malzemelere Giriş

Mukavemet – Hafiflik – Özgül Modül / Dayanım

4. Baskı, 
Ocak 2022
Kitabın Detayları
Dili:
Türkçe
Ebat:
16x24
Sayfa:
544
Barkod:
9789750273186
Kapak Türü:
Karton Kapaklı
Fiyatı:
470,00
24 saat içerisinde temin edilir.
Kitabın Açıklaması
Tamamıyla gözden geçirilmiş ve güncellenmiş 4. baskısını yapan kitap, farklı üniversitelerin Malzeme ve Makine/Endüstri mühendisliği bölümlerinde lisans seviyesinde okutulmakta olan "Kompozit Malzemeler" ya da "İleri Malzemeler" dersine uygun olarak, temel seviyede bilgiler, metotlar, bazı örnek problemler ve analizler yer almaktadır.
Bu kitap; 13 Bölümden oluşmakta olup ilk kategoride; "Kompoziti oluşturan bileşenlerin özellikleri, üretim metotları, elyaf/matris/ara yüzeyi ve uygulama alanları", ikinci kategoride; İzotropik ve ortotropik katmanlı kompozitlerde "Makro-mekanik ve Mikro-mekanik analizler ve mekanik özellikler", üçüncü kategoride; "Nano-teknoloji ve uygulamalar, Kompozitlerin işlenme güçlükleri " açıklanmışken dördüncü grupta ise "Deneysel tasarım ve modelleme/analiz tekniklerinin esasları" yanında "Deneysel Tasarımla ilgili İstatiksel uygulamalı Problemler ve Çözümleri / Analizleri " üzerinde durulmuştur.
Ayrıca kitapta; "temel aşınma ve sürtünme kanunları "yanına "kompozit malzemelerin aşınma davranışları ile ilgili bazı deneysel sonuçlar da takdim edilmiştir.
Kitabın Konu Başlıkları
.
Kompozit Malzemeler ve Uygulama Alanları
.
Seramik Elyaflar ve Özellikleri
.
Kompozit Malzemelerde Matriks Malzemeleri
.
Kompozit Malzemelerin Fabrikasyon Teknikleri
.
Elyaf – Matriks Ara Yüzeyi
.
İzotropik ve Ortotropik Tabakalarda Makro – Mekanik Analiz I
.
Mikro – Mekanik Analiz
.
Kompozitlerin Mekanik Özellikleri
.
Aşınma, Sürtünme ve Kompozitlerin Aşınma Davranışları
.
Kompozitlerin İşlenebilirliği
.
Nano Teknolojinin Önemi ve Uygulama Alanları
.
Deneysel Tasarım ve Modelleme Teknikleri
.
Deneysel Tasarımla İlgili İstatiksel Problemler ve Uygulamalar
Yorumlar
Kitabın İçindekileri
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