Dersi Veren Fakülte \ Bölüm
Mühendislik Fakültesi \ Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği
Kredi
AKTS
Ders Türü
Öğretim Dili
Fakülte seçmeli ders olarak diğer mühendislik fakülteleri alabilir
Malzeme kimyasına giriş, Kimyanın malzeme bilimi ve nanoteknolojideli önemi, Malzeme Biliminde temel kimyasal tepkimeler, Malzemelerin sınıflandırılması, Seramikler, Camlar ve cam seramikler, Polimerler, Yarıiletkenler, Korozyon ve korozyon kontrolü, Yüzey kimyası, Nanokimya ve bazı nanomalzemlerin sentez yöntemleri
Ders Kitapları ve/veya Kaynaklar
Introduction to Materials Chemistry, Harry R. Allock, John Wiley & Sons, 2008.
Suplemantary Books:
1- Materials Chemistry, Fahlman, Bradley D. , Springer, 2011.
2- Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterials Geoffrey Ozin and André Arsenault, RSC Publishing (2005)
Nanoyapılı malzemelerin sentez ve kendiliğinden sıralanma proseslerinde temel olan kimyasal kuramların öğrencilere tanıtılması ve nano malzemelerin ve cihazların performanslarını etkileyen kimyasal kuramlar; kimyasal etkileşimler, küçük parçacık sistemlerin termodinamiği, difüzyon, karbon-tabanlı malzemeler, supramoleküler kimya, koloid ve polimer kimyası, yüzey modifikasyonları, yüzey işlemleri, katalisler.
1. Bu ders öğrencilere malzeme kimyasının temel prensipleri ve farklı alanlardaki uygulamaları hakkında genel bir bilgi verir.
2. Yeni malzeme keşiflerinin altında yatan motivasyon, toplumsal ihtiyaçların ülkelerin bilim politikalarını oluşturmadaki etkisi açıklanacaktır.
3. Yapı, bağlanma ve özellik arasındaki bağlantıların yanı sıra teknolojik olarak önemli bazı malzeme sistemleri (inorganik, organik, karbon ve kompozit malzemeler) için durum uygulama alanlarını tanımlanacaktır.
4. Aynı elementten oluşmuş fakat fiziksel, mekanik ve termal olarak birbirinden çok farklı özellikler gösteren malzemelerde yapı-özellik ilişkisi irdelenecektir.
5. Malzemelerin sentezi, karakterizasyonu ve kimyası ile ilgili temel kavramları bağımsız olarak entegre etme becerisi kazandırılacaktır.
6. Doğal kaynaklara ve işlenmiş malzemelere erişim, işleme yöntemleri ve malzemelerin kullanımdan sonraki akıbeti ile ilgili etik bakış açılarının karşılaştırılması sağlanır.
7. Kimyasallar ve tehlikeli maddelerle çalışmanın içerdiği güvenlik sorumlulukları konusunda farkındalık gösterilecektir.
1. Hafta: Malzeme kimyasına giriş
2. Hafta: Kuantum Kimyası
3. Hafta: Malzeme özelliklerinin moleküler kökenleri - Malzemeler neden birbirinden farklıdır? - Elementlerin önemi - Kimyasal bağların önemi - Atomlararası ve moleküllerarası etkileşimlerin önemi.
4. Hafta: Teknolojik olarak önemli olan malzemelerin elementlerinin izolasyonu ve saflaştırılması: - Karbon kimyası - Silisyum kimyası - Bor kimyası - Fosfor kimyası
5. Hafta: Malzeme bilimi ve teknolojisinde temel operasyonlar - metallerin saflaştırılması, - sanayide yaygın olarak kullanılan bazı metallerin kimyası: aluminyum, mağnezyum, titanyum, bakır, gümüş, altın - metallerde korozyon - alaşımlar - manyetizma ve manyetizmanın kuantum kökeni
6. Hafta: Seramiklerin kimyasal özellikleri - oksit bazlı seramikler (i. e. kalsiyum hidroksi apatit) - okside olmayan seramikler: karbon fiber, silikon karbür, silikon nitrür, bor nitrür ve boronik seramikler, aluminyum nitrür
7. Hafta: Camların kimyasal yapısı ve camlaştırıcı prosesler - okside camlar: silika, silikatlar, amino silikatlar - zeolitler
8. Hafta: Polimerlerin sınıflandırılması, polimer sentezi ve polimer kimyasında yapı-özellik ilişkisi
9. Hafta: Yarıiletkenlerin teorisi, Si ve III-V grubu yarıiletkenler (doplama, aşındırma ve desenleme), organik yarıiletkenler: (poliasetilen, polivinilen, poli-p-fenilen, polipirol, politiyofen, polianiline) ve ışık yayan diodlar (LODs)
10. Hafta: Elektrokimya: Nernst denklemi, elektrokimyasal hücre çeşitleri, yakıt pilleri, elektroliz, elektrokaplama, korozyon kontrol
11. Hafta: Moleküler adsorplama tekniklerinin yüzey özellikleri: Langmuir-Blodgett, kendiliğinden kurulumlu tekli tabakalar (SAMs), fizisopsiyon ve kemisorpsiyon.
12. Hafta: Bazı nanoyapılı malzemelerin (nanofiber, nanopçucuk, nanoküre, nano mebran v. b. Sentez yöntemleri; (a) “yukarıdan-aşağıya” yaklaşım, (b) “aşağıdan-yukarıya” yaklaşım
Referans Değerlendime Ölçütleri
Ödev: % 20
Ara sınav: % 50
Final: % 30
|
Program Çıktısı
*
|
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
Ders Çıktısı
|
|---|
| 1 |
B, C
|
|
|
|
|
A, B
|
|
|
A, B
|
|
|
| 2 |
C
|
|
|
|
|
|
A, B
|
|
|
|
|
| 3 |
B, C
|
C
|
A, B
|
|
|
B
|
B
|
|
|
|
|
| 4 |
B, C
|
B, C
|
B, C
|
|
|
A, B
|
|
|
|
|
|
| 5 |
B, C
|
A, B, C
|
B, C
|
|
|
A, B
|
|
|
|
|
|
| 6 |
C
|
B, C
|
A, B
|
|
|
A, B
|
|
|
B
|
C
|
A
|
| 7 |
B
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A
|