CAMIN MEKANİK

(1)

CAMIN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

• Kavram ve Tanımlar

• Hooke Yasası

• Elastik Modülü

• Poisson Oranı

• Camın Dayanıklılığı ve Sertliği

• Ölçüm Yöntemleri

• Camlarda Yorulma

• Kırılma ve Kırılganlık

• Camın Kimyasal Dayanıklılığı

(2)

Mekanik Davranış

Bir cismin dış kuvvetlere karşı gösterdiği tepkiye mekanik davranış denir. Bu deformasyona ve hatta kopmalara neden olabilmektedir. Mekanik Davranışı ölçmek için uygulanabilen deneyler:

• Çekme Deneyi

• Basma Deneyi

• Sertlik Deneyi

Bunun sonucunda belirlenen özellikler: elastik modül, akma gerilmesi, çekme gerilmesi, kopma gerilmesi, sertlik değeri, kırılganlık vs.

(3)

Yük Altında Şekil Değişimleri

• Elastik Şekil Değişimi

• Plastik Şekil Değişimi

• Anelastik Şekil Değişimi

Mukavemet Ölçümü → σ = F / A ,

Şekil Değişimi → Ɛ = ∆l / l₀ = (l-l₀) / l₀

(4)

Hooke Yasası

Malzemeye uygulanan gerilim şekil değişimi ile doğru orantılı ise bu malzeme elastik davranış sergilemektedir.

Orantı sabiti elastisite modülünü verir. Buna Hooke Yasası denilmektedir.

Genel Adı: Elastik modül E=σ/Ɛ, birim: kg/mm

²

Çekme Kuvveti : Elastik Modül, Basma Kuvveti : Kütle Modülü,

Kayma Kuvveti : Kayma Modülü, G=τ/ɣ

ν = Poisson Oranı

B=σ/Ɛ

E=2G(1+ν) E=3B(1-ν)

(5)

Poisson Oranı

ν = -Ɛ_x/Ɛ_z= -Ɛ_y/Ɛ_z

***Camlarda Poisson Oranı 0.16 ile 0.30 arasında değişmektedir.

(6)

Camın Dayanıklılığı ve Sertliği

DAYANIM

• Gerilme düşük ise atomlar arası veya moleküller arasında emilir,

• Gerilme büyük ise plastik deformasyon oluşur,

• Cam ise kırılgan olmasından ötürü plastik deformasyona uğramadan kırılır,

• Cam diğer seramik malzemeler gibi çekme kuvvetlerine dayanımsız, basma kuvvetlerine ise dirençlidir,

• Düz camın teorik mukavemeti 21000N/mm2 iken gerçekte 100N/mm2 den küçük gerilmelerle kırılır.

SERTLİK

• İzafi bir ölçüdür,

• Çizmeye, kesmeye, sürtünmeye ve plastik şekil değiştirmeye karşı direnç olarak bilinir,

• Sertlik ölçüm yöntemleri: Rockwell, Vickers, Brinell, Knoop

• Camda Mikro Sertlik Ölçümü: Vickers ve Knoop

(7)

Eğme Deneyi

(8)

Camlarda Yorulma

Yorulma Sebepleri: havadaki nem miktarı, gerilme miktarı, sıcaklık, cam bileşimi, yüzey işlemleri

Camın dayanabileceği en büyük gerilme = σ_maks

Kırılma gerilmesi = σf, σ_maks/ σ_f= 0-1 arasında

***σ_maks/ σ_f=0.5 değerine karşılık gelen zamana kırılma zamanı denir.

(9)

Kırılma ve Kırılganlık

• Gevrek Kırılma (Öncesinde Plastik Deformasyona Uğramaz.)

• Sünek Kırılma (Öncesinde Plastik Deformasyona Uğrar.) Kırılma Sebepleri

• Kullanım koşulları,

• Dış kuvvetler,

• İşleme koşulları,

• Depolama Koşulları,

***Gevrek bir malzemede çatlak başlangıcı sonrası kırılma gerçekleşene kadar taşınabilecek gerilme değeri;

σ_f= (2ɣE/∏a)^0.5

σ_f=kırılma gerilmesi, ɣ=yüzey enerjisi,

E=elastik modül,

a=çatlak boyunun yarısı

(10)

Camın Kimyasal Dayanıklılığı

1) Kimyasal Etkileşme

• Sızma (liç)

• Tercihli Çözünme

• Çöktürme

• Homojen Çözünme 2) Alkali Etkileri

3) Su ve Asit Etkileri 4) Bileşim Etkileri