Kristal; organik yapılar haricinde, bir seri ve simetri oluşturacak şekilde sıralanan madde yığınıdır. Taş, metal, cam ve plastik gibi maddelerin atom ve molekül dizilimi kristal yapıdadır. Bu araştırma alanında ve özelleşmiş yan dallar olan kristal ve yoğun madde fiziğinde, fizikçi ve mühendisler geliştirdikleri malzemeleri insanlığın hizmetine sunmaktadır.

Son 20 yılda malzeme bilimi, teknoloji alanında çığır açmıştır. Endüstride farklı maden, mineral ve alaşımlardan istifade edilmektedir. Ayrıca ısı, ışık, nem ve pH gibi şartların değiştirilmesiyle istenilen şekli alan hafızalı metal alaşımlar, yaygın olarak kullanılmaktadır. Söz konusu metal alaşımlar, fizikî şartlara göre şekil değiştirebilmekte, kıvrılıp katlanabilmektedir. Metal alaşımı, homojenleştirme sırasında, hangi şekle gelmesi arzu edilirse o şekli alabilmektedir. Buna ek olarak elektrik akımı, manyetik alan veya kimyevî bir uyaran tarafından tetiklenen metal alaşım, istenilen şekline geri dönmektedir.[i]

Bilindiği gibi, madde katıdan sıvıya, sıvıdan da gaz formuna geçebilecek şekilde yaratılır. Bu dönüşüm tersine çevrilebilir olduğundan buhar hâlindeki madde, sıvı ve katı hâline dönebilir. Şekil hafızalı metal alaşımlarda bu değişim; katı, sıvı ve gaz hâline dönüşmeden gerçekleşir. Bu hadise, kristallerin dizilim düzeninin değiştirilmesiyle gerçekleşir.

Şekil hafızası olan en meşhur alaşım titanyum nikeldir. Bu ürünün pahalı olması sebebiyle demir, alüminyum ve bakır bazlı alaşımlar üzerinde, farklı ülkelerde çok sayıda akademik araştırma yapılmaktadır. Bir bakıma teknolojinin geleceği, bu malzemelerin geliştirilmesine bağlıdır. Dijitalleşmede ve robotik teknolojide sensörler önemli bir rol oynar. Bu alıcıların geliştirilmesinde şekil hafızalı alaşımlardan istifade edilir.

Şekil hafızası, belli kanun ve kıstaslarda gerçekleşir. Bu tür alaşımlardaki temel yapı, “östenit” olarak adlandırılır. Östenit yapıyı, yani metal atomlarının hangi sıcaklık ve baskı altında nasıl bir kristal şekil alacağını mühendisler belirler. Alaşımın sıcaklığı değiştiğinde ya da malzemeye kuvvet uygulandığında şekli değişir. Bu değişim, “martensitik dönüşüm” veya “ikizlenme” olarak adlandırılır. Bu durum geçicidir; baskı veya sıcaklığın ortadan kalkmasıyla metal atomları eski yerlerini alır. Buna da “faz dönüşümü” denir.[ii]

[i] Çelik, A., “Şekil Hafızalı Alaşımlar ve Tekstil Malzemelerindeki Uygulamaları” Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir.

[ii] Erdoğan, O. “NiTi Şekil Bellek Alaşımların Süperelastik Özelliklerinin Termo-Mekanik İşlemler” Y. Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi, Ankara 2015.

Paylaş
Önceki İçerikMurâkabe
Sonraki İçerikEsir Maddesi