Ders Adı Kodu Yarıyıl T+U Saat Kredi AKTS
Seramik Matriksli Komp.Mikroyapısı ve Isıl Özellikleri IMM 506 0 3 + 0 3 6
Ön Koşul Dersleri
Önerilen Seçmeli Dersler
Dersin Dili Türkçe
Dersin Seviyesi YUKSEK_LISANS
Dersin Türü Seçmeli
Dersin Koordinatörü Prof.Dr. ŞENOL YILMAZ
Dersi Verenler
Dersin Yardımcıları
Dersin Kategorisi Alanına Uygun Öğretim
Dersin Amacı

Seramikler ve seramik matrisli kompozitler gelişen teknolojinin en önemli malzemelerinden birisi haline gelmiştir. Bu tür malzemeler sahip olduğu üstün mekanik ve ısıl özellikleri ile daha tercih edilmektedir. Bahsedilen özelliklerin belirlenmesi için ısıl özelliklere etki eden mikroyapını iyi bilinmesi gerekli olup oldukça önemlidir. İlgili konuda tez hazırlayacak veya konuya ilgi duyan öğrencilerin Seramik Matris Kompozitler mikroyapıları ile ısıl özellikleri hakkında detaylı bilgi sahibi olmalarına yardımcı olacaktır. Özellikle bu konuda çalışan veya çalışacak öğrencilere konu ile ilgili alt yapı oluşturularak yapacakları çalışmalarda çok önemli katkılar sağlamaktır.

Dersin İçeriği

Seramik ve kompozitlerin tanımı, seramik matrisli kompozitler (CMCs), CMCslerin genel kullanım alanları, Seramiklerin ve CMCslerin üretim porecesleri, Seramiklerin ve CMKlerin tasarımı, Seramik ve CMClerin mikroyapıları ve mikroyapının bu tür malzemelere etkileri, CMClerde mikroyapı incelemeleri, CMClerde yüzeyler arası (Interface), Isıl özellikler ve ölçüm yöntemleri (Isıl iletim, ısıl yayınım, ısıl genleşme). CMClerde örnek mikroyapı ve ısıl özellikler üzerine örnek çalışmalar

# Ders Öğrenme Çıktıları Öğretim Yöntemleri Ölçme Yöntemleri
1 Seramiklerin ve seramik matriksli kompozit malzemelerin endüstriyel önemini açıklar ve değerlendirir. Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Sınav, Ödev,
2 Seramik matrisli kompozitlerin üretim yöntemlerini analiz ederek avantaj ve dezavantajlarını sıralar ve açıklar. Herhangi bir seramik matris kompozit malzeme örnek alınarak üretim yöntemleri irdeler. Optimum üretim yönteminin seçimini önerir. Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Problem Çözme, Sınav, Ödev,
3 Seramik matrisli kompozit malzemeler tasarlar. Tasarım kriterlerini yorumlar, irdeler ve geliştirir. Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Problem Çözme, Sınav, Ödev,
4 Seramik matrisli kompozit malzemelerin mikroyapılarını inceleme metotları analiz eder ve yorumlar. Mikroyapı geliştirmek için hangi karakterizasyon yönteminin uygun olduğunu analiz eder. Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Problem Çözme, Sınav, Ödev,
5 Seramik matrisli kompozit malzemelerin ısıl genleşme ve ısıl iletim özelliklerini ölçüm tekniklerini açıklar ve karşılaştırır. İlgili hesaplamaları yaparak ısıl özellik açısından optimum özelliklere sahip kompozit önerir. Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Problem Çözme, Sınav, Ödev,
6 Seramik ve seramik matrisli kompozitlerin mikroyapı ve mekanik özelliklerini birbiri ile ilişkilendirir ve yorumlar. Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Sınav, Ödev,
7 Oksit ve oksit olmayan seramik matrisli kompozitlerin mikroyapı ve mekanik özelliklerini karşılaştırır. Mikroyapıya ve diğer bazı özelliklere bakarak mekanik ve ısıl özellikleri hakkında tahminde bulunur ve ve yorumlar. Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Problem Çözme, Sınav, Ödev, Performans Görevi,
8 Ders konuları ile literatürü takip eder, değerlendirir ve ilgili konularda yorum yapabilir ve sunum hazırlar. Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Bireysel Çalışma, Sınav, Ödev, Performans Görevi,
Hafta Ders Konuları Ön Hazırlık
1 Dersin genel tanıtılması, kompozitlerin tanımı, seramikler ve seramik matrisli kompozitler, kullanım alanları [1, 3, 4, 5, 15, 16, 17]
2 Seramiklerin ve CMClerin üretim yöntemleri [1, 15, 17]
3 Seramiklerin ve CMClerin tasarımı [4, 15, 17 ]
4 Seramik ve CMClerde mikroyapı [15, 17 ]
5 Mikroyapının seramiklerin özelliklerine etkileri [1, 15, 16, 17]
6 Seramik ve CMClerin mikroyapı inceleme yöntemleri 6. hafta Sunusu
7 CMClerde yüzeyler arası (interface) ve özelliklere etkileri [1, 2, 4, 6, 8, 11, 13, 19]
8 CMClerin ısıl özellikleri [1, 3, 4]
9 VİZE SINAVI
10 Isıl genleşme, kompozitlerde ısıl genleşme ölçüm teknikleri ve diğer ısıl özellikler ve ölçüm teknikleri [1]
11 CMClerde örnek mikroyapı ve ısıl özellikler üzerine örnek çalışmalar [1,3, 4, 20, 21]
12 Cam seramikler ve cam seramik matrisli kompozitlerin mikroyapıları ve ısıl özellikleri Ders ile ilgili konuda makale inceleme ve sunumu [1, 3, 4, 15, 16, 17]
13 Oksit seramikler ve bu tür matrisli kompozitlerin mikroyapıları ve ısıl özellikleri. Ders ile ilgili konuda makale inceleme ve sunumu [1, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27]
14 Oksit olmayan seramikler ve oksit olmayan seramik matrisli kompozitlerin mikroyapıları ve ısıl özellikleri [1, 3, 21, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27]
Kaynaklar
Ders Notu

[1] Yılmaz, R., Thermal and Microstructural stability of the glass ceramic matrix composites PhD thesis, UMIST, University of Manchester Institute of Science and Technology, 1998

2. Ramazan YILMAZ Ders Notları(Sunum Dosyaları) 2015

Ders Kaynakları

[1] Springer, G.W and Tsai S.W(1967) Thermal conductivities of unidirectional mateerials J.Comp mat1 167-173
[2] McMillan, P.W.(1979)Glass-ceramics, second edition, Academic Press, London
[3] Kingery, W.C., Bowen, H.K., and Uhlman, D.R., (1976) Introduction to ceramics 2nd ed., John Wiley&Sons, New York, USA
[4] Hull, H., An introduction to ceramic materials(1981) Cambridge University Press London
[5] Hasselman, D.P.T.(1988) Compositional and structural effects on the thermal diffusivity of fibre reinforced glass-ceramic and matrix composites. Thermal conductivity 19, 383-402
[6] Taylor R.E. (1988) Thermal diffusivity of heterogeneous materials Thermal conductivity 19403-412.
[7] Brennan, J.J (1986) Interfacial characterisation of glass and glass ceramic matrix Nicalon SiC fibre composites. Materials science research, 20, 549-60
[8] Brennan, J.J (1986) Interfacial Chemistry and bonding in Fibre reinforced Glass and Glass ceramic composites. Ceramic microstructures 86 Role of interfaces Plenum, London(1987) 387-399 ed. Pask J.A and Evans,
[9] Lloyd., F.J., Hasselman D.P.H and Chung, K. J. (1987)Effect of silicon fibre or whisker reinforcement on the thermal diffusivity, conductivity of an osumilite glass ceramics. Am. Ceram. Soc. 70 C135-C138.
[10] Marshal D.B., and Oliver W.C., (1987) Measurement of interfacial mechanical properties in fibre reinforced ceramic composites. J. Am. Ceram. Soc. 70 542-548
[11] Wilson, M.C., Dover, R.J (1988): Ceramic matrix composites, 14 (12) 752-756, Metal and materials.
[12] Lewis, M.H., and Murthy V.S.R., (1991). Microstructural characterization of interfaces in Fibre reinforced ceramics. Comp. Sci. Tech. 42, 221-249
[13] Mothram, J.T., and Taylor R (1991) Thermal transport properties Int. Enc. Comp. S.M. Lee ed. 476-496.
[14] Warren, K.(1993) Ceramic matrix composites, Blackie, Landon
[15] Chawla , K.,(1993) Ceramic matrix composites. Chapman & hall London.
[16] Lee, W.E and Rainforth, W.M (1994) Ceramic microstructures, London, Chapman&Hall.
[17] Reich, C.; Bruckner, R.; (1995): Thermal expansion behaviour of unidirectionally SiC fibre reinforced MAS and BMAS glass ceramics. Glastech. Ber. Glass Sci. Technol. 68 [12] 404-409
[18] Kumar, A., and Knowles, K.M. (1996) Microstructure property relationships of the fibre reinforced magnesium alumina silicates. I mechanical properties and failure characteristic Acta Metar. 44. 2923-2934.
[19] Yılmaz, R. Thermal Diffusivity Measurement of SiC Fibre Reinforced BMAS Glass Ceramic Composites Exposed Mechanical Damage, Journal of European Ceramic Society, 27, 1223-1228, (2007).
[20] Yılmaz, R., Taylor, R., Effects of Heat Treatment in Air on the Thermal properties of SiC Fibre Reinforced Composite Part 1 A Barium Osumilite (BMAS) Matrix Glass Ceramic Composite Journal of Materials Science, 42, 3, 763771, (2007).
[21] Yılmaz, R., Taylor, R., Effects of Heat Treatment in Air on the Thermal properties of SiC Fibre Reinforced Composite Part 2 A Magnesium Aluminium Silicate (MAS) Matrix Glass Ceramic Composite, Journal of Materials Science, 42, 11, 41154119 (2007).
[22] Yılmaz, R., Taylor, R., Thermal Expansion Measurement Of SiC Fibre Reinforced MAS Glass Ceramic Matrix Composites 3. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu, cilt 3. 3442, Gazi Üniversitesi-Ankara, 1820 Ağustos 2003.
[23] Yılmaz, R., Taylor, R., Microstructural Characterisation Of SiC Fibre Reinforced MAS Glass Ceramic Composites 3. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu, cilt 3. 717, Gazi Üniversitesi-Ankara, 1820 Ağustos 2003
[24] Yılmaz R., SiC Fibre Reinforced BMAS Glass Ceramic Glass Ceramic Matrix Composites 3. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu, cilt 3., 17-27, Gazi Üniversitesi-Ankara, 18-20 Ağustos 2003.
[25] Yılmaz R., SiC Fiber Takviyeli Cam Seramik Matrisli Kompozit Malzemelerde Arayüzey Ve Arayüzey Mikroyapısının Özelliklere Etkisi, 467472, VI. Uluslarası Katılımlı Seramik Kongresi, Sakarya, 30 Ekim1 Kasım 2006.
[26] Yılmaz R., SiC Fiber Takviyeli Cam Seramik Matrisli Kompozit Malzemelerde Mekaniksel Hasarın Isıl Yayınımına Etkisi, 344349, VI. Uluslarası Katılımlı Seramik Kongresi, Sakarya, 30 Ekim1 Kasım 2006.
[27] R. Yılmaz SiC Fiber Takviyeli Magnezyum Alimüna Silikat Cam Seramik Matrisli Kompozitler, 757-766, III. Uluslararası Katılımlı Seramik, Cam, Emaye, Sır ve Boya Semineri, Ser-es 2005, Eskişehir, 17-19 Ekim 2005.

Sıra Program Çıktıları Katkı Düzeyi
1 2 3 4 5
1 İmalat Mühendisliği alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşabilme, bilgiyi değerlendirme, yorumlama ve uygulama becerisi X
2 İmalat Mühendisliği problemlerini kurgulayabilme, çözmek için yöntem geliştirme ve çözümlerde yenilikçi yöntemler uygulama becerisi
3 İmalat Mühendisliğinde uygulanan modern teknik ve yöntemler ile bunların sınırları hakkında kapsamlı bilgi
4 Yeni ve orijinal fikir ve yöntemler geliştirme becerisi; sistem, parça veya süreç tasarımlarında yenilikçi çözümler geliştirebilme becerisi
5 Analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlama ve uygulama becerisi; bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları analiz etme ve yorumlama becerisi
6 Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamaları hakkında farkındalık; gerektiğinde bunları inceleme ve öğrenebilme becerisi X
7 Kuramsal, deneysel ve modelleme esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular; bu süreçte karşılasılan karmaşık problemleri irdeler ve çözümler.
8 Yeni ve/veya özgün fikir ve yöntemler geliştirir; karmaşık sistem veya süreçleri tasarlar ve tasarımlarında yenilikçi/alternatif çözümler geliştirir
9 Çalışmalarının süreç ve sonuçlarını, o alandaki veya dışındaki ulusal ve uluslararası ortamlarda sistematik ve açık bir şekilde yazılı ya da sözlü olarak aktarabilme becerisi
10 Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir.
11 İmalat mühendisliği ile ilgili konularda strateji, politika ve uygulama planları geliştirebilmek ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilmek
12 İmalat Mühendisliği uygulamalarının sosyal, çevresel, sağlık, güvenlik, hukuk boyutları ile proje yönetimi ve is hayatı uygulamalarını bilir ve bunların mühendislik uygulamalarına getirdiği kısıtların farkındadır.
Değerlendirme Sistemi
Yarıyıl Çalışmaları Katkı Oranı
1. Ara Sınav 30
1. Kısa Sınav 10
2. Kısa Sınav 10
1. Ödev 30
1. Performans Görevi (Seminer) 20
Toplam 100
1. Yıl İçinin Başarıya 60
1. Final 40
Toplam 100
AKTS - İş Yükü Etkinlik Sayı Süre (Saat) Toplam İş Yükü (Saat)
Ders Süresi (Sınav haftası dahildir: 16x toplam ders saati) 16 3 48
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi(Ön çalışma, pekiştirme) 16 3 48
Ara Sınav 1 10 10
Kısa Sınav 2 10 20
Ödev 1 10 10
Performans Görevi (Seminer) 1 10 10
Final 1 10 10
Toplam İş Yükü 156
Toplam İş Yükü / 25 (Saat) 6,24
Dersin AKTS Kredisi 6