Katalog

MADDE YAPILARI Metallerin belleği var f Üzerine bir kova su dökerek, çarpıjmış oto tamponunuzun hemen eski haline dönmesini istemez misinlz? Slhirll değnek dokunmuş gibi yeTiiden eski biçimlerine dönebilen hatırlayan metaller" hemen her alanda kullanıma giriyor. özet çeviri: Ismail Murat eknisyen 'olamaz' diye bağırdı. Korku ve şaşkınhktan neredeyse elindeki kaynak aracını yere düşürüyordu. Bükülmüş metal levha parçalarını birbirlne kaynak yaparken yüksek ısı nedeniyle şekillerinin bozulması normaldi. Oysa levhalar yalnızca eğilip bükülmekle kalmamış, yeni silindirden çekilmiş gibi düm düz olmuşlardı. Levha "düz"ün anlamını nereden biliyordu? Olay bir sihirbazhk gösterisi değildi. 1953 yılında bir Amerikan denizaltısının kaynak çalışmaları sırasında teknisyenlsr, metallerin önceki biçimlerini anımsaması anlamına gelen "MemoryEffect" ('Bellek Etklsi') olayını keşfetmişlerdi. Denizaltı yapımında kullanılan metal levhalar özellikle "belleği kuvvetli" nlkeltltanyum alaşımından üretilmişti. Sözkonusu alaşım korozyona (aşınmaya) karşı çok dayanıklı olması nedeniyle denizaltıların gövde kaplamalarında kullanılıyordu. Biçim belleği etkisinin ilk keşfi aslında 1932 yılına rastlıyordu. Bu tarihte Amerlka'da çalışan Çinli araştırmacılar altınkadmlyum alaşımlarının "olağanüstü ve plastlğe benzer davranıelanm" gözlemlemişti. Ancak sözkonusu etki 1953'te yeniden keşfedildikten sonra bilimsel ilgi gördü. Belirli alaşımların ısınmayla birlikte yeniden eski formlarma dönme özelliği bu metallerin kristal örgüsünde belirli bir sıcaklığın aşılmasıyla meydana gelen me T Mekaniktermik değişim kanlk ve termlk değlşimlere dayanır. Bu kritik sıcaklığın üstünde yapı serttir ve Austenlt adını alır. Kritik sıcaklığın altında ise yapı yumuşak durumdadır, Marten»rt adıyla bilinir. Her iki yapının kristal örgüsünde atomların sıralanışı farklıdır. Isınmayla belirli ve istenen biçimi alan metaller, tekniğin gereksinim duyduğu bir malzeme çeşidi. Ayrıca biçim değişikliğiyle büyük güçlerin ortaya çıktığını belirtmek gerek. Günümüzde bellekli metallerin en eski kullanım alanı, iki boru ucunun bellekli alaşımla (çoğunlukla nikeltitanyum) birleştirilmesi. Bellekli alaşımdan yapılma bilezik parçası (bağlayıcı eleman) boruların normal sıcaklığının çok altında bulunan bir sıcaklıkta (sıvı azot gazı, eksi 196 °C) soğutuluyor. Alaşımın değişim (kritik) sıcaklığı olan bu düzeyde bilezik yumuşakmartensitdurum alıyor ve genişliyor. Soğuk banyodan çıkanlan bilezik parçası birkaç dakika içinde bağlanacak olan boru uçlarının ek yerine takılıyor. Değişim sıcaklığının üstünde ısınan bilezik eski biçimini "anımsayarak" daralıyor ve boylece boruların ek yerlerini çok sıkı bir şekilde sarıyor Bugün uçakların hidrolik sistemleri gibi eklentilerde kullanılan "kriyoJen bellek" tekniği çok güvenli bir yöntem. Kaynak yapmanın güç ve zahmetli olduğu denizaltı çalışmalannda yine belleklimetallerden yararlanılıyor. Kuzey Denizi'n Açılmış metal halka ısıtıldığında eski biçimini alıyor. Metalin iç yapısı, eskiden sahlp olduğu halka biçimini anımsatıyor. Ortopedldiş hekimliğinde de gaz boruları bu teknikle onarılmakta. Metal belleğinin diğer bir başarılı kullanım alanı ortopedlde kırık kemik parçalarının bellekll kllpslerle tutturulması. Dlş hekimliğinde ise belleklimetallerin "aüperelastlstte" adı verilen bir özelliğinden yararlanılıyor. Süperelastisite, biçimbellekli alaşımlarda değişim noktasının (kritik sıcaklığın) oda sıcaklığının çok az altında bulunması. Böylece süperalastik alaşımlar "normal koşullarda", yani mekanikolarak yüklenmediklerinde austenit durumdalar (sertlikleriru koruyorlar). Ancak bu tür bir alaşım mekanik olarak yüklendiğinde martensit durumuna dönüşüyor, yani yumuşuyor. Üstelik ne kadar çok yüklenirse yumuşaklığı o ölçüde artıyor. Yüklenme kalktığında ise malzeme eski durumuna dönüyor. Süperelastik nikeltitanyum alaşımları Bellekli alaşımla borular ek yerlerinden kelepçeleniyor. çelik malzemeye göre 10 kat esneme gücüne sahip. Gerilmede ise lastlk gibi yüzde 8 oranında gerilebiliyorlar. Disleıin düzeltllmesinde bugüne kadar yararlanılan kromnikel alaşımından yapılma ortodontik yayların iyileşme eyrelerinde yeni baştan ayarianması gerekiyordu. Oysa bellekli tellerden yapılan diş yayları dişler üzerine daima sabit kuvvet uyguluyorlar, böylece tedavi süresi çok kısalıyor. Isıya göre uzayan veya kısalan bellekli metaller otomatik devrelerde "termik eleman" işlevi gördüklerinden sensör ve çalıştırıcı görevini bir arada yapıyorlar. Böylece sozgelimi camların belirli bir ısıda açılıp kapanması gereken hayvan ahırlannda ilave bir ısı sensörü gerekmiyor. Klima, ısıtma, yangın uyarı, çay ve kahve otomatları gibi termik elemanların kullanıldığı sayısız aygıtta bellekli metaller çok başarılı. Otomobil endüstrisinde kritik ısı ve basınçla ilgili her türlü teknik aygıtta belleklimetaller görev alabiliyor. MercedesBenz, otomatik şanzımanlarda bellekli metaller kullanmakta. Bellekli metal tekniği yirmi yıldır iyi bilinmesine karşın, son üç yılda bu alanda gerçek bir gellşme görüldü ve bellekli alaşım pazarında her yıl yüzde 30'luk artış kaydedildi. Uzmanlararası bilgi alışverişinde artış ve sözkonusu alaşım tekniğinde sağlanan basıtleşme, bu gelişmenin nedenlerinden. Bellekli metallerin günlük yaşamda kullanılmasının yakın gelecekteki sonuçlarını kestırmek kolay değil: Diyelim ki otonuzun tamponu bellekll alasımdan yapılma. Acemi bir şoför park ederken otonuzun tamponuna çarptı. Kızmanıza hiç gerek yok. Çarpılmış tamponu düzeltmek için kaportacıya gitmek yerine üzerine bir kova sıcak su dökmeniz yeterli. Mükemmel değil mi? (blld der wis*enchaft 2/1990) 10