Ders AdıKodu Yerel KrediAKTS Ders (saat/hafta)Uygulama (saat/hafta)Laboratuar (saat/hafta)
İLERİ TEKNOLOJİ MALZEMELERİMAK630137.5300
ÖnkoşullarYok
YarıyılGüz, Bahar
Dersin DiliTürkçe
Dersin SeviyesiYüksek Lisans
Dersin TürüSeçmeli @ Makine Mühendisliği ABD İmal Usulleri Yüksek Lisans Programı
Ders KategorisiUzmanlık/Alan Dersleri
Dersin Veriliş ŞekliYüz yüze
Dersi Sunan Akademik BirimMakine Mühendisliği Bölümü
Dersin KoordinatörüBedri Onur KÜÇÜKYILDIRIM
Dersi Veren(ler)Ayşegül AKDOĞAN EKER, Bedri Onur KÜÇÜKYILDIRIM
Asistan(lar)ı
Dersin AmacıBu ders kapsamında ileri teknoloji malzemelerinin tanıtılması, konvansiyonel malzemelere kıyasla avantajlarının vurgulanması ve özellikle mühendislik tasarımlarında teknolojik gereksinimleri karşılamak amacı ile seçim kriterlerinin belirlenme tekniklerinin öğrencilere kazandırılması amaçlanmaktadır. Hafifliklerinin yanısıra yüksek mukavemetleri nedeni ile (spesifik dayanç ve spesifik modül) de günümüzde bir çok alanda kullanımı yaygınlaşan kompozit malzemelerin, özellikle mühendislik tasarımlarında teknolojik gereksinimleri karşılamak amacı ile seçim kriterlerinin belirlenme tekniklerinin öğrencilere kazandırılması amaçlanmaktadır.
Dersin İçeriğiİleri Teknoloji Malzemelerine Giriş (gruplana ve inovasyonu), konvansiyonel malzemelerle karşılaştırılması, İleri Kompozitler; Karışınlar kuralının (rule of mixture) Halpin-Tsai eşitlikleri ile çözümü, Fiber geometrisinin analizi, Laminasyon teorileri, çok katlı tabaka yapılar ve balpeteği havacılık uygulamaları (uçak ve helikopter kanatları uygulamaları, Hibrit kompozitler, hibrit dokumalar, Cominglated yapılar ve dupleks sistemler ve uygulamaları Akıllı malzemeler (Smart Materials); Şekil Hafıza etkisi (SME ) ve martenzitik dönüşüm analizleri, ortodontik uygulamaları, nörosirurijik uygulamaları, mühendislik uygulamaları (sensörler vb.), tek ve çift yönlü hafıza kazandırma yöntemleri, piezoelektrik, dielektrik, monyetostriktif, pH duyarlı, sıcaklık duyarlı Halokromik vb. akıllı malzemeler ve kullanım alanları Mühendislik Plastikleri; hibrit (melez) termoplastikler, poliolefin cominglated türleri, üretimi ve iç basınca maruz yerlerde (internal pressure vessels), örneğin hidrojen depolama tanklarında kullanımı, Biyo uyuşumlu dental plastikler, PMMA, PEEK vb. türleri, Zirkonya destekli tiplerin pH özellikleri değişen ortamlardaki davranışları, aromatik hidrokarbonlu fiberler, Kırık S-Camı (S-Glass) içeren PA matrisli balistik panel uygulaması, hızlı darbe analizleri, Negatif poissons oranlı (Auxetenic materials ) yeni malzemeler, İleri Seramikler; fonksiyonel ve yapısal sınıfandırma, elektronik seramikler (manyetik, dielektrik vb.), piezoelektrik seramikler, süper iletken seramikler, bioseramikler (protezler, kemikler, diş hekimliği seramikleri vb) vb. Nano Malzemeler; nano buyut matematiği ve modelleri, karbon nanotüpler ve tüp geometrisi analizi, nano tüp uygulamaları (Clean room toz tutucu nano filtreler vb.),nano partiküller ve uygulamaları (antibakteriyel, antiviral vb.) Nanokompozitler; genel özellikleri, kullanım alanları, dental dolgular, iletken plastikler vb. İleri metalik malzemeler; Titanyum Alaşımları (Grade1 – 5 türleri, alfa-beta alaşımları, ısıl işlemleri, doku analizleri), Yüksek sıcaklık alaşımları (Heat Resistant Alloys; Yüksek nikelli alaşımlar, Rene95, Nimonic90 ve türbin kanadı gibi aşırı creep yüklemeli uygulamaları), Co-Cr-Mo alaşımları kemik içi implant uygulamaları, Alüminyum- lityun alaşımları ve havacılık uygulamaları, Mikroalaşımlı çelikler, Çift fazlı paslanmaz çelikler, Maraging çelikleri vb.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
  • Prof. Dr. Ayşegül AKDOĞAN EKER, Ders Sunumları.
  • Yuqing, W., Han, D., Yong, G. (Eds.), "Advanced Steels", Metallurgical Industry Press., Springer, 2011, ISBN: 978-3-642-17664-7.
  • Strong, A., B., "Fundamentals of Composites Manufacturing, Materials, Methods and Applications", SME, 2010, Second Edition, ISBN: 0-87263-854-5, Society of Manufacturing Engineers, Michigan.
  • Agarwal, B., D., Broutman, J., L., Chandrashekhara, K., "Analysis and Performance of Fiber Composites", John Wiley, 2010.
  • Bronzino, J., D., "The Biomedical Engineering Handbook" Second Edition, CRC Pres, IEE Pres, 2010, Vol 1, ISBN: 0-8493-0461-8, Vol 2, ISBN: 0-8493-0462-8.
  • Grellman, W., "Polymer Testing", Carl HanserVerlag, 2010, ISBN: 1-56990-410-3, München, Germany.
  • Addington, D., M., Daniel, L., S., "Smart materials and new technologies : for the architecture and design professions", Architectural Press, Boston, 2005, ISBN-ISSN: 0750662255.
  • Crawford. R., J., "Plastics Engineering", Butterworth Heinemann, 2008, Oxford, ISBN:0-7506-3764-1.
  • Vinson, J., R., Sierakowski, R., L., "The Behaviour of Structures composed of Composite materiala", Kluwer Academic Publishers, 2008, London, ISBN:1-4020-0904-6.
  • Harper, Charles A., Handbook of plastics technologies: the complete guide to properties and performance, McGraw-Hill, New York, 2006, ISBN-ISSN: 9780071460682.
  • James K., W., "Handbook of advanced materials: Enabling new designs", Wiley-Interscience, Hoboken, NJ, 2004, ISBN-ISSN: 0471454753.
  • Chu, Y., Y., Zhao, L., C., "Shape memory materials and its applications", Trans Tech Publications, USA, 2002, ISBN-ISSN: 0878498966.
  • Donald, L., W., "Biomaterials and bioengineering handbook", Marcel Dekker, 2000, ISBN-ISSN: 824703189.
  • Timothy, G. G., "Advanced composites manufacturing", Wiley, New York, 1997, ISBN-ISSN: 047115301X (alk. paper).
  • Robert, B., H., "Classic and Advanced Ceramics; From Fundamentals to Applications", John Wiley.
  • Lee, W., L., Derby, B., "Engineering with ceramics", IOM Communications Ltd., London, 1999, ISBN-ISSN: 1861250878.
  • Ciach, R., "Advanced light alloys and composites", Kluwer Academic Publishers, Dordrech, Boston, 1998, ISBN-ISSN: 9780792352228.
  • Chawla, K., K., "Composite materials : science and engineering", Springer Verlag, 2nd ed., New York, 1998, ISBN-ISSN: 387984097.
  • Jef A. H., Jürgen, H., B., "Metals as biomaterials", Wiley, Chichester, New York, 1998, ISBN-ISSN: 0471969354.
  • Polmear, I., J., "Light alloys : metallurgy of the light metals", Chapman And Hall, 2nd ed., New York, 1993.
  • A. Tiwari, S. T. (2015). Advance Catalytic Materials. (A. T. and S. Titinchi, Ed.). Beverly: Scrivener Publishing. Hallal, A., Elmarakbi, A., Shaito, A., & El-Hage, H. (2013).
  • Inagaki, M., Kang, F., Toyoda, M., & Konno, H. (2013). Advanced Materials Science and Engineering of Carbon. Advanced Materials Science and Engineering of Carbon
  • Pezzotti, G. (2013). Advanced Materials For Joint Implants. Pan Standford.
  • Rana, S., & Fangueiro, R. (2016). Advanced Composite Materials for Aerospace Engineering: Processing, Properties and Applications. (S. R. and R. Fangueiro, Ed.). Duxford, UK: Woodhead Publishing.
  • Symposium, I., Hotel, R., & Optics, P. (2014). Advanced Ceramics and Novel Processing The Ceramic Society of Japan. (Z. F. and L. Z. Takashi Goto, Ed.) (Vol. 25). Wuhan, China.
  • Uddin, M. A., & Chan, H. P. (2011). Advanced Adhesives in Electronics. Advanced Adhesives in Electronics.
  • Wu, C., Chang, J., & Xiao, Y. (2013). Advanced Bioactive Inorganic Materials for Bone Regeneration and Drug Delivery
  • Zhou, C. C. (2014). Advanced Energy Technology, 1–20.
  • Ashuntosh Tiwari, H. K. P. and A. P. F. T. (Ed.). (2015). Advanced Bioelectronic Materials. Beverly: Scrivener
  • Valyukh, A. T. and S. (Ed.). (2014). Advanced Energy Materilas. Beverly: Scrivener Publishing.
  • Dongming Zhu, H. T. L. and Y. Z. (Ed.). (2011). Advanced Ceramic Coatings and Materials for Extreme Environments Advanced Ceramic Coatings and Materials for Extreme Environments. Florida: Wiley
  • Shukla, A. T. and S. K. (Ed.). (2014). Advanced Carbon Materials and Technology. Beverly: Scrivener Publishing. Retrieved from martin@scrivenerpublishing.com
Opsiyonel Program BileşenleriYok

Ders Öğrenim Çıktıları

  1. Öğrenciler ileri teknoloji malzemelerinin gruplanması, inovasyonu konularında bilgi sahibi olurlar ve konvansiyonel malzemelerle karşılaştırırlar.
  2. Öğrenciler ileri malzemelerin kullanıldığı alanları öğrenirler
  3. Öğrenciler bir sistemde geleneksel malzemelerin karşılayamadığı özelliğe sahip malzemelerin de bulunduğunu düşünme becerisi kazanırlar.
  4. Öğrenciler fonksiyonel sistem tasarımına konusunda bilgi sahibi olurlar.
  5. Öğrenciler ileri teknoloji malzemelerinin farklı mühendislik alanları ve meslek gruplarındaki uygulamalarını kavrarlar.

Ders Öğrenim Çıktısı & Program Çıktısı Matrisi

DÖÇ-1DÖÇ-2DÖÇ-3DÖÇ-4DÖÇ-5
PÇ-1-----
PÇ-2-----
PÇ-3-----
PÇ-4-----
PÇ-5-----
PÇ-6-----
PÇ-7-----
PÇ-8-----
PÇ-9-----
PÇ-10-----
PÇ-11-----

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1İleri Teknoloji Malzemelerine Giriş (gruplanması ve inovasyonu), konvansiyonel malzemelerle karşılaştırılması,Ders Sunumları – Blm. 1
2İleri Kompozitler; Karışımlar kuralının (rule of mixture) Halpin-Tsai eşitlikleri ile çözümü, Fiber geometrisinin analizi,Ders Sunumları – Blm. 2
3İleri Kompozitler; çok katlı tabaka yapılar ve balpeteği havacılık uygulamaları (uçak ve helikopter kanatları uygulamaları), Hibrit kompozitler, hibrit dokumalar, Cominglated yapılar ve dupleks sistemler ve uygulamaları, karbon fiber,aramid fiber ve bor fiber takviyeli kompozitler, fiber üretimi,Ders Sunumları – Blm. 2
4Akıllı malzemeler (Smart Materials); Şekil Hafıza Etkisi (SME) ve martenzitik dönüşüm analizleri, ortodontik uygulamaları,implantlar, nörosirurijik uygulamaları, mühendislik uygulamaları (sensörler vb.),Ders Sunumları – Blm. 3
5Akıllı malzemeler (Smart Materials); tek ve çift yönlü hafıza kazandırma yöntemleri, piezoelektrik, dielektrik, monyetostriktif, pH duyarlı, sıcaklık duyarlı Halokromik vb.akıllı malzemeler ve kullanım alanları + Ödev Konularının DağıtımıDers Sunumları – Blm. 3
6Mühendislik Plastikleri; hibrit (melez) termoplastikler, poliolefin cominglated türleri, üretimi ve iç basınca maruz yerlerde (internal pressure vessels), örneğin hidrojen depolama tanklarında kullanımı,Ders Sunumları – Blm. 4
7Mühendislik Plastikleri; Biyo uyuşumlu plastikler örn.kontakt lens, inplant,dental plastikler, PMMA, PEEK vb. türleri, Zirkonya destekli tiplerin pH özlellikleri değişen ortamlardaki davranışları, yüksek sıcaklık plastikleri,Ders Sunumları – Blm. 4
8Ara Sınav 1 / Uygulama veya Konu Tekrarı
9Mühendislik Plastikleri; aromatik hidrokarbonlu fiberler, Kırık S-camı (S-Glass içeren) PA matrisli balistik panel uygulaması, hızlı darbe analizleri, Negatif poissons oranlı (Auxetenic materials) yeni malzemelerDers Sunumları – Blm. 4
10İleri Seramikler; fonksiyonel ve yapısal sınıfandırma, elektronik seramikler (manyetik, dielektrik vb.), piezoelektrik seramikler, süper iletken seramikler, bioseramikler (protezler, kemikler, diş hekimliği seramikleri vb) vb.,Ders Sunumları – Blm. 5
11Nano Malzemeler; nano buyut matematiği ve modelleri, karbon nanotüpler ve tüp geometrisi analizi, nano tüp uygulamaları (temiz oda (Clean room) toz tutucu nano filtreler vb.), nano partiküller ve uygulamaları (antibakteriyel, antiviral vb.),Ders Sunumları – Blm. 6
12Nanokompozitler; genel özellikleri, kullanım alanları, dental dolgular, iletken plastikler yarı iletken plastikler vb. + Ödev SunumlarıDers Sunumları - Blm. 6
13İleri metalik malzemeler; Titanyum Alaşımları (Grade1 – 5 türleri, alfa-beta alaşımları, ısıl işlemleri, doku analizleri), Yüksek sıcaklık alaşımları (Heat Resistant Alloys;Yüksek nikelli alaşımlar, Rene95, Nimonic90 ve türbin kanadı gibi aşırı creep yüklemeli uygulamaları) + Ödev SunumlarıDers Sunumları – Blm. 6
14İleri metalik malzemeler; Co-Cr-Mo alaşımları kemik içi implant uygulamaları, Alüminyum lityun alaşımları ve havacılık uygulamaları, Mikroalaşımlı çelikler, Çift fazlı paslanmaz çelikler, Maraging çelikleri vb. + Ödev SunumlarıDers Sunumları – Blm. 7
15Final

Değerlendirme Sistemi

EtkinliklerSayıKatkı Payı
Devam/Katılım
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Derse Özgü Staj
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Ödev420
Sunum/Jüri
Projeler
Seminer/Workshop
Ara Sınavlar140
Final140
Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı
Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı
TOPLAM100

AKTS İşyükü Tablosu

EtkinliklerSayıSüresi (Saat)Toplam İşyükü
Ders Saati143
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışması147
Derse Özgü Staj
Ödev410
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Projeler
Sunum / Seminer
Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)125
Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)125
Toplam İşyükü :
Toplam İşyükü / 30(s) :
AKTS Kredisi :
Diğer NotlarYok