Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı



Malzemelerin fiziksel, mekanik ve elektriksel özelliklerinin bilgisayar programları aracılığıyla hesaplanması ve modelleme tekniklerinden örnekler - Monte-Carlo hesaplamaları ve uygumla alan örnekleri - Enerji band diyagramı hesaplamaları - Sınırlı element modelleme (FEM) ve uygumla alanlarından örnekler, FEM ta ağ tasarımı, çözümlerin hataların tespiti, FEM uygulamadaki zorluklar - Termodinamiksel olarak yeni faz diyagramı hesaplamaları ve karşılaşılan problemler - Mikroelektromekanik (MEMS) aygıt modelle ve karşılaşılan problemler
Biyokimyaya giriş, Vücut moleküllerinin morfolojisi, Vücut moleküllerinin fonksiyonları, Su biyofonksiyonları ve su metabolizması, Vücutta asit-baz dengesi, Karbonhidrat metabolizması, Lipidler, Biyofonksiyonları ve lipid metabolizması, Proteinler,  Biyofonksiyonları ve protein metabolizması, Anorganik biyoelementler fonksiyonları ve metabolizmaları, Vitaminler ve biyofonksiyonları, Hormonlar ve biyofonksiyonları, Organizmanın dış etkenlere karşı savunma fonksiyonları, Organizmanın zehirli bileşiklere karşı savunma fonksiyonları.
Katıların yapısı, Malzemelerin karakterizasyonu, Metalik implantlar (Paslanmaz çelikler, CoCr alaşımları, Ti alaşımları, TiNi alaşımları, Diğer metaller, Metalik implantların korozyonu, Üretim yöntemleri), Seramik implantlar (Genel bilgi, Biyoseramik malzemelerin özellikleri, Üretim yöntemleri), Polimerik biyomalzemeler (Genel bilgi, Tıpta kullanılan polimerler ve hidrojeller, Üretim yöntemleri), Biyomalzeme olarak kompozitler, Biyolojik malzemelerin yapı-özellik ilişkileri, Sert ve yumuşak dokuların özellikleri, Malzemelere hücresel ve doku yanıtları, Yeni gelişmelerle ilgili seçilmiş makaleler
Demir: Allotropik modifikasyon - Yabancı atom çözünürlüğü ve difuzyonu - Fe-C sistemi: Temel sistem ve metastabil Fe-Fe3C sisteminde evreler - Perlit/ön ötektoid çökeltiler - Martenzit: Kristalografi - Oluşum kinetiği - Martenzit tipleri - Martenzitin menevişlenmesi - Bainit:-Çelik evrelerinin ısıl işlem karakteristiği -: Sürekli ve eşısıl zaman/sıcaklık dönüşümleri - Standart ısıl işlemleri ve mikroyapısal değişimler -Çeliklerin alaşım elementleri: Evre dönüşümüne etki, Sertleşebilirlik -Temel evrelerin mekanik özellikleri ve sertleşme mekanizmaları - Perlit, Martenzit, menevişlenmiş Martenzit, Bainit, küresel ve lamelli Perlit - Çeliklerde karışık evrelerin mekanik özellikleri - Deformasyon süresince evrelerin tutumu.
Elektrokimya, Elektrokimyasal Termodinamik ve Kinetik, İletkenlerin Sınıflandırılması, Faraday Elektroliz Kanunları, Elektroanaliz, Elektrolitlerde Denge, Elektromotor Kuvveti, Pillerin Sitematik İncelenmesi, Elektrokimyasal Korozyon ve Korozyon Kinetiği, Metal ve Alaşımların Korozyona Karşı Korunması, Elektrolitik Kaplama, Katodik Koruma ve Katodik Korumanın Teorisi; Dış Akım Kaynaklı, Galvanik Anotlu Katodik Koruma, Katodik Koruma Sistemlerinin İşletme ve Bakımı, Deniz Suyu içinde Korozyon ve Katodik Koruma.
Elektron-madde ara ilişkisi - Malzeme içi elektron saçılması - Geri saçılmış ve ikincil elektron emisyonu - Elektron optiği - Tarama elektron mikroskobu yapısı ve çalışma sistemi - Kontrast (enstrümental, yapısal ve fotografik kontrast) - İkincil eleltron ve geri saçılmış elektronlarla görüntüleme - Enerji/dispersiv X ışını malzeme analizi - Mikroskop dizaynı ve enstrümental kontrast ile ilgili çalışmalar - Topografik kontrast ve uygulaması: Hasar analizi - Metaryal kontrast ve uygulaması: Kantitatif metallografik analiz (İkincil ve geri saçılmış elektronlarla) - Potansiyel kontrast ve yarı iletken malzemelerde uygulaması - Fotografik kontrast ve örnekleri – Enerji-dispersiv X ışını analizi ve malzeme içi faz kompozisyonlarının kalitatif ve kantitatif belirlenmesi.
Statik ve dinamik yük altında kırılmanın gerçekleşmesi, kırılma modlarının belirlenmesi : sünek, gevrek, yorulma, dekohesif ve sürünme kopmasının detaylandırılması, ani kırılma mekanizmalarının belirlenmesi : sünek ve gevrek kırılmada çatlak ilerleme mekanizmaları, metal ve alaşımların davranışı, yüklenme altında kırılma : tek ve çok eksenli yüklenme koşulları, darbe ile kırılma, sünek-gevrek geçişi, sünek ve gevrek kırılma nedenleri, kırılmaya ortamın etkisi : hidrojen, korosif ortam, düşük ergimeli metal, gerilme, gerinme oranı, sıcaklık etkisi, çeliklerin kırılganlığı, elektron mikroskobik fraktografi, Fraktografik uygulama örnekleri.
Geçirimli Elektron Mikroskopunun (GEM) çalışma prensipleri ve türleri – GEM in oluşturan parçaların çalışma ilkeleri, elektron kaynağı, yoğunlaştırıcı lensler, lenslerdeki hatalar ve düzeltilmeleri, kamera sistemleri, vakum sistemleri - GEM de kontrast ve görüntü oluşturma mekanizmaları - Mikroskopun ayarlanması ve kullanım koşullarının belirlenmesi, hızlandırıcı voltaj, apartür ayarları, fotoğraf çekimi - GEM de elektron difraksiyonu, parlak alan ve karanlık alan görüntüleme, numune çevirme, enerji dağılım ve elektron enerji kayıp analizleri – Yüksek çözünürlüklü ve taramalı geçirimli elektron mimkroskopisi - GEM numune hazırlama teknikleri – Numuneler üzerinde GEM den kaynaklanan radyasyon etkileri
Hasar analizinin mühendislikteki önemi- Hasar analizi ile ilgili esaslar- Hasarlı parçadan numune seçimi, korunması ve kırık yüzeylerin incelenmesi- Distorsiyon hasarları- Kırılma- Yorulma hasarları- Malzemeden kaynaklanan hasarlar, Konstrüksiyon hatasından kaynaklanan hasarlar, İmalat hatasından kaynaklanan hasarlar, Isıl işlem nedenli hasarlar, Korozyon hasarları- Gerilme korozyon çatlaması- Korozyonlu yorulma- Hidrojen gevrekleşmesi hasarları- Yüksek sıcaklık hasarları- Sürtünme ve aşınma.
Elastomer - Metal Kompozitler ve Kullanım Yerleri, Malzeme Özellikleri (Elastomer), Malzeme Özellikleri (Metal), Kompozitte kullanılan Kord ve Karışımların İmalatı, Kalenderleme Prosesi, Pişirme (Kür) Prosesi, Elastomer - Metal Yapışma Mekanizması, Elastomer - Metal Ara Yüzeyinin Analizi , Elastomer Özelliklerinin Yapışmaya Etkisi, Metal Özelliklerinin Yapışmaya Etkisi, Elastomer - Metal Kompozitlerin Yaşlanma Özellikleri .
Katılaşmanın genel kullanım alanı, Katı-sıvı arayüzeyinde atom transferi, Katı-sıvı arayüzeyinin morfolojik kararsızlığı, Kinetik aşırı soğuma ve yapısal aşırı soğuma, Katılaşma mikroyapısı: Hücresel yapı, dendritik yapı, ötektik yapı, peritektic yapı, Hızlı katılaşma, Döküm yapıları, Döküm yapısında hatalar: Mikrosegregasyon, Makrosegregasyon, Mikroboşluk ve Makroboşluk (Lunker) oluşumu, Döküm bloğunda kristalizasyon ve kristalizasyon modifikasyonları
Metal kesme işlemi, Talaş- kuvvetler- sıcaklık- ısı, Kesme işleminin pratikte uygulanması- ekonomi, Kesme gücü kriterleri (performans), güç-mikroyapı ilişkisi. Aşınma, Kesme Sıvıları, HSS, Sert metaller (Co + karbür [WC, TiC], Oksitseramikler (Al2O3, Al2O3 + ZrO2), Borazon (CBN), Elmas kesici takımlar, Cermet'ler, Elmas katmanlı takımlar, ince film kaplamalı kesici takımlar (TiN, TiCN, TiAlN, CrN) takım malzemelerinde son gelişmeler,
Lastik Hammaddeleri, Lastik Takviye Malzemeleri, Lastik Karışımlarının Tasarımı, Lastik Karışımlarının Hazırlanması, Fiziksel Özellikler, Fiziksel Özellikler (devam), Dinamik – Mekanik Özellikler, Dinamik – Mekanik Özellikler (devam), Şekillendirme, Pişirme (Vulkanizasyon), Kullanım Yerlerine göre Karışım Özelliklerinin Optimizasyonu, Analitik Yöntemler, Lastik Teknolojisi ve Çevre, Lastik Teknolojisinde Yeni Gelişmeler.
Metalografiye Giriş (Numune Alma, Hazırlama ve Dağlama Yöntemleri), Optik Mikroskop (Işık Fotonları ile Kontrast Oluşumu ve Kontrastlama Teknikleri), Makro ve Mikroyapı İncelemeleri (Çelikler, Dökme Demirler, Demir Dışı Metal ve Alaşımlar), Kantitatif Metalografi (Görüntü Analizi), Elektron Mikroskobisi (Elektronlar ile Görüntüleme), SEM (Görüntü, Kontrast Oluşumu ve Kontrastlama Teknikleri) ve EDX, TEM (Görüntü, Kontrast Oluşumu ve Kontrastlama Teknikleri), ve STEM, PEEM (Görüntü, Kontrast Oluşumu ve Kontrastlama Teknikleri), FIM (Görüntü, Kontrast Oluşumu ve Kontrastlama Teknikleri) ve AP, X-Işınlarına Giriş (Görüntüleme ve Analitik), X-Işını Floresan Analizi, X-Işını Difraksiyon Analizi (Faz Belirlenmesi, Latis Parametrelerinin Tayini, Kristalit Boyutlarının Tayini, Kantitatif Analiz), Termal Analiz (Soğuma eğrisi, Dilatometre, DTA).
Genel olarak ileri teknoloji seramik malzemelerin sınıflandırılması. Seramik malzemelerin atomsal bağ yapıları, kristal yapıları ve mikroyapısal özellikleri ve bu özelliklerin seramik malzemelerin fiziksel, ısısal ve mekanik özelliklerin üzerine olan etkileri. Seramiklerin Mekanik Özellikleri: Elastik modül, mukavemet, sertlik, kırılma tokluğu, sürünme, ısısal şok direnci. Mekanik özelliklerin saptanmasında kullanılan yöntemler. Mukavemet istatistiği ve Weibull dağılımı. Toklaştırma mekanizmaları. Fraktografi. Seramik matris kompozitler. İleri teknoloji seramik malzemelerin üretim yöntemleri ve bu üretim yöntemlerini etkileyen mekanizmalar.
Metalsel tozların üretimi: Alışılagelmiş yöntemler ve ileri teknikler (atomizasyon, PREP vb.) - Metal tozlarının hazırlanması - Toz karakterizasyonu - Yoğunlaştırma - Sinterleme ve son işlemler - Toz metalurjisinde seri üretilen malzemeler - Yatak malzemeleri - -Tribolojik malzemeler - Filtreler - Kontak malzemeleri - Sinter magnetler - Sert ve süpersert malzemeler - Karbon malzemeler - Fiber sertleştirilmiş kompozitler.
Yüzey işlemlerinin amacı, Yüzey modifikasyon performansının belirlenmesi, Test teknikleri ile ilgili standartlar, Laser üretim teknikleri, Laser yüzey sertleştirme, Plazma özellikleri, Plazma nitrasyon ile yüzey sertleştirme, Puls plazma nitrasyon ile yüzey sertleştirme, Borlama, Buharlaştırma yöntemleri ile yüzeylerin ince film kaplanması, CVD, PVD, (Normal evaparasyon, Ark-PVD, Magnetron sputtering v.s), Termal püskürtme yöntemleri, Kalın film kaplanması, Alev püskürtme, Patlamalı alev püskürtme, Yüksek hız oksi-yakıt püskürtme, Elektrik ark püskürtme, Plazma püskürtme.
Kaynakta ark fiziği- Kaynakta ısı akışı- Kaynak edilecek malzeme özellikleri- Eritme kaynaklı bağlantılarda oluşan kaynak metali- Katılaşma sırasında oluşan olaylar ve oluşan mikroyapılar- Eritme kaynaklı bağlantılarda oluşan süreksizlik- Kaynak ve ısıl işlem şartlarına bağlı olarak bölgede oluşan mikroyapılar- Direnç ve katı hal kaynak yöntemlerinde oluşan süreksizlikler- çeşitli yöntemlerle üretilmiş kaynaklı bağlantıların tokluğu, etki eden faktörler ve tokluk deneyleri
Malzemelerin genel elektriksel özellikleri ve iletkenlik mekanizmaları - İletkenler, yarı iletkenler, yalıtkanlar, süperiletken, dielektrik, ferroelektrik, piezo ve pyro elektrik malzemeler - Enerji band diyagramları, metal kontaklar - Silisyumun yarıiletken özellikleri, enerji band diyagramı, Silisyumun elektriksel özelliklerinin değişimi için alaşımlama - Silikon aygıtların üretim teknikleri - Fotolithografi, Oksit tabakası oluşturma, Asitle dağlama, Plazma ve kuru dağlama teknikleri, Fotovoltaikler, Malzemelerin manyetik özellikleri, manyetizma mekanizmaları, ferromagnetler - Malzemelerin optik özellikleri, refraksiyon, transmisyon ve absorbsiyon - Kompleks dielektrik sabiti.
Kompozit malzemelere giriş, Matriks ve takviye elemanlarının tanıtılması; polimer, metal, seramik vb. matriksler ve cam, karbon, aramid, seramik vb. fiberler, metal Kompozitlerin üretim yöntemleri, metal matriksli kompozitlerin üretim süreçleri, metal matriksli kompozitlerin metalografik olarak hazırlanması ve mikroyapısal karakterizasyonu, genel kompozitler ve metalik matriksli kompozitler üzerine uygulanan mekanik testler ve performanslarının belirlenmesi, kompozitlerin hasar analizi, metal matriksli kompozitlerin geri kazanımı, metal matriksli kompozitlerin kullanım alanları ve örneklemeler.
Nanomalzemelere giriş – Nanomalzemelerden örnekler, uygulama alanları, üretim teknikleri - Karbon nanotüpler – Tek ve çok duvarlı karbon nanotüplerin uygulama alanları, üretim teknikleri ve mekanik ve yüzey tutunma özellikleri – Nanotozlar ve nanotellerin üretimleri ve uygulama alanları – Nanoyapılı metallerin üretilmesi, ve özellikleri - Mikro-nanoboyutlu üretim teknikleri, Lithografi, incefilm kaplama, ıslak ve kuru dağlama metodları, elektron demeti, nano baskı teknikleri - Nanoboyutlu malzemelerin üretiminde karşılaşılan problemler, topaklanma ve çözümü - Karakterizasyon teknikleri – Atomik alan mikroskopisi, taramalı tünel mikroskopu, taramalalı ve geçirimli elektron mikroskopu uygulamaları, lazer difraksiyon ve gaz absorpsiyon teknikleri - Nanomalzemelerin potansiyel tehlikeleri ve korunma yöntemleri.
Konvensiyonel ısıl işlem teknikleri, sıcak deformasyon, ısıl işlemlerin mikroyapıya etkisi: yeniden toparlanma, rekristalizasyon ve dinamik çökelme mekanizmaları katkısı, ısıl işlemlerin mekanik özelliklere etkisi, enerji tasarrufu yöntemleri, mekanik özelliklerin endüstride termomekanik işlemler ile değerlendirilmesi. Termomekanik işlem için proses dizaynı: örnek mikroalaşımlı çeliklerde yüksek mukavemet ve yüksek tokluk özellikleri için üretim proses zincirinin tasarımı.
X-ışınlarının doğası, Kristal geometrisi, Bragg kanunu, X-ışınlarının üretilmesi, X-ışını spektroskopisi, X-ışını difraksiyon yöntemleri, Dedektörler, Monokromatörler, X-ışınları ile kristal yapının belirlenmesi, X-ışınları ile faz diyagramlarının belirlenmesi, Difraksiyon ile nitel ve nicel kimyasal analiz, Absorpsiyon ile kimyasal analiz, Kalıntı gerilim ölçümleri, Yeni gelişmelerle ilgili seçilmiş makaleler.
Nano Seramik Tozların Üretimi ve Karakterizasyonu
Ultra yüksek mukavemetli çeliklerin tanımlanması, Çok fazlı çeliklerin karakteristikleri, Mikroyapı-özellikler ilişkisi, Çok fazlı çeliklerin üretimi, Yüksek mukavemetli ve ultra yüksek mukavemetli çeliklerin özellikleri, Yüksek manganlı TRIP/TWIP çelikleri, Otomotiv endüstrisi uygulamaları, Bake hardening çelikleri, Mikroalaşımlı çelikler, Dual fazlı çelikler, Isıya dayanıklı çelikler, Mikroalaşımlı sementasyon çelikleri, Yüksek azotlu çelikler
Simulasyon ve modellemenin tanımlanması, Sayısal simulasyon teknikleri, Faz diyagramlarının simulasyonu CALPHAD, Temel termodinamik, Fazların ve bileşiklerin termodinamik modellenmesi, Fazların kararlılığı, Kafes modelleme ve manyetik Gibbs enerjisi, Bilgisayar ile simulasyon ve modelleme, Termodinamik modelleme uygulama örnekleri ThermoCalc, Kinetik modelleme uygulama örnekleri DICTRA, Termodinamik ve kinetiğin birlikte uygulamaları
Karbon elementi ve allotropları, Karbon atomunun yapısı, izotopları ve bağ karakteristikleri, Grafit yapısı ve özellikleri, Sentetik karbon ve grafit, Kalıplanmış grafit: Prosesleme, Özellikler ve Uygulamalar, Camsı karbon, Pirolitik grafit, Karbon fiberler, Karbon fiberlerin uygulamaları, Doğal grafit, grafit tozları, partikülleri ve bileşenleri, Elmas ve elmas türlerinin yapısı ve özellikleri, Doğal ve yüksek-basınç sentetik elması, CVD elması, Elmas benzeri karbon yapılar (DLC) ve Fulleren Molekülleri
Balistik yaklaşımlar (balistiğin tanımı, türleri ve yeterlilikler, uluslararası askeri standartlar ve gereksinimler, performans testleri); Hasar mekanizmaları ve karakterizasyonu (kırılma, parçalanma, fraktografi); Delinme modlarının etüdü; Zırh malzemeleri (metal, seramik, polimer, kompozit, sıvı zırh malzemeleri); Demir ve demir dışı metal sistemleri, fiziksel metalurjisi, mekanik ve balistik özellikleri; Seramikler, prosesleme, mekanik ve balistik özellikleri; Polimerler, prosesleme, mekanik ve balistik özellikleri; Kompozitler, takviye elemanları, prosesleme, mekanik ve balistik özellikleri.