Yoğunlukların Karşılaştırılması
Şekil 1.1’de katı malzemelerin yoğunlukları verilmiştir. Tablo genel olarak yorumlandığında metaller en yoğun malzemelerdir. Sonrasında seramikler, polimerler ve kompozitler gelmektedir. Ancak magnezyum ve alüminyum gibi metallerin yoğunluğu, zirkonya (ZrO2) seramik çeşidinden düşüktür. Genelleme olarak sıralamayı yapıyoruz ancak tüm metaller tüm seramiklerden yoğundur gibi kesin bir cümle kullanamayız.
Mukavemetlerinin Karşılaştırılması
Mukavemet, malzemelerin dış etkilerine karşı göstermiş oldukları iç kuvvetler karışında gösterdikleri davranış biçimini inceler.
Şekil 2.1’de görüldüğü gibi malzeme içinde ki alaşım ne kadar artarsa mukavemet değeri de o kadar artmaktadır. Grafik üzerinde kesik çizgi olan değerler o malzemenin kesin bir mukavemet değeri olduğunu göstermektedir. Diğer alaşım olan malzemelerin mukavemet değerleri logaritmik olarak değişmektedir. Yani Şekil 2.1’de metaller de altının, seramiklerde camın, polimerlerde naylonun kesin bir mukavemet değeri vardır. Seramikler gözenekli yapıdadır. Kovalent ve iyonik bağlarla bağlandıkları için gevrek malzemelerdir. Seramikler çekme kuvvetine dayanıksızdır bu yüzden çekme deneyi yapılmaz ancak basma kuvvetine karşı dayanıklıdır.
Polimerler mukavemetleri en düşük malzemelerdir. Polimerler doğrusal çapraz bağlara sahiptirler, yapılarındaki çapraz bağ sayısı ne kadar artarsa mukavemetleri o kadar artar. Bu polimerlerin içerisinde ki mukavemet durumudur. Polimerler farklı bir yerde kullanılırken daha güçlü bir mukavemet istenirse kompozit malzeme olarak kullanılırlar.
Kompozitlerde karbon fiber takviyeli kompozit malzeme en yüksek mukavemet değerine sahip sonrasında elyaf takviyeli kompozit malzemeler gelmektedir.
Kırılma Tokluğu Karşılaştırılması
Tokluk, bir malzemenin kopana kadar absorbe ettiği toplam enerjiye denir. Kırılma tokluğu ise malzemenin kırılmaya karşı gösterdikleri dirençtir. Metallerde en iyi kırılma tokluğu çelik alaşımlardadır, sonrasında titanyum alaşımlar ve alüminyum alaşımlar gelmektedir. Kırılma tokluğu sıralamasında ikinci olarak kopozitler gelmektedir ancak bazı kompozitlerin, polimer ve seramiklere göre kırılma tokluğu düşüktür. Karbon fiber kompozitler ve fiberglass kompozit malzemeler en güçlü kırılma tokluğu gösteren malzemelerdir. Seramikler ise yapılarında ki iyonik ve kovalent bağlarından dolayı gevrek malzemelerdir. Bu yüzden yapılarında şekil değişimi olmaz ve direk kırılma eğilimi gösterirler. Polimerlerde de aynı şekilde seramikler gibidir. Kırılmaya eğilimlilerdir. Bu yüzden seramik ve polimer malzemeleri kompozit olarak kullanılır.
Kaynakça
Malzeme Bilgisi, Malzeme Deneyleri, Volkan Hızal
William D. Callister David G. Rethwisch metarials science and engineering an introduction
){kind=link}