Seramik mühendisliği

Seramik mühendisliği inorganik, metalik olmayan malzemelerden nesneleri oluşturma bilim ve teknolojisidir. Bu, ya ısıl hareketle ya da yüksek saflıktaki kimyasal çözeltilerinden çökelme reaksiyonları kullanılarak düşük sıcaklıklarda sağlanır. Bu tanım, hammaddelerin saflaştırılması, söz konusu kimyasal bileşiklerin üretimi, ürüne dönüştürülmesi, yapı kompozisyon ve özelliklerinin incelenmesi çalışmalarını içerir.

Seramik malzemeler atomik ölçekte uzun mesafeli düzenlenmiş, kısmen ya da tamamen kristal bir yapıya sahip olabilirler. Cam seramikler sınırlı ya da kısa mesafeli düzende amorf ya da camsı yapıda olabilirler. Bunlar ya soğutma ile katılaşan ergiyik bir kütleden şekil alırlar ya da hidrotermal ve sol-jel sentezleme metotları ile düşük sıcaklarda sentezlenirler.

Seramik malzemelerin kendilerine has davranışları, onların malzeme, elektrik, kimya ve makine mühendislik uygulamalarında kullanımına neden olmaktadır. Bir ısı direnci olarak seramikler, metal ve polimer gibi malzemelerin uygun olmadığı pek çok görevlerde kullanılabilirler. Seramik malzemeler, maden, havacılık, tıp, rafineri, gıda ve kimya endüstrileri, paketleme teknolojisi, elektronikler, elektrik ve ışığın dalga boyu iletiminde yaygın olarak kullanılmaktadırlar.Kingery, W.D., Bowen, H.K., and Uhlmann, D.R., Introduction to Ceramics, p. 690 (Wiley-Interscience, 2nd Edition, 2006)

Seramik mühendisliği, malzeme mühendisliği ve biliminin inorganik, metalik olmayan malzemeleri kapsayan branşını oluşturur (diğer iki branş metalurji mühendisliği ve polimer mühendisliğidir). Seramik mühendisleri tasarlanan malzemeleri diğer mühendislik disiplinlerinin kullanımına uygun hale getirebilir. Bunlara telekominasyon ağı için optik cihaz ve cam fiberler, cep telefonları için kullanılan elektronik seramikler, jet motorlarının çok daha etkili sıcaklıklarda çalışmasını sağlayan yüksek sıcaklık malzemeleri, hastalıklı dokuların tedavisinde kullanılan biyo uyumlu seramikler vd. örnek olarak verilebilir. Seramik mühendisleri fizik ve kimyanın temel prensiplerini kullanarak atomik seviyedeki yeni malzemelerin nasıl modelleneceğini anlamaya çalışırlar ve daha sonra da mühendislik tasarımlarını yararlı formlara dönüştürme sürecini işleme koyarlar.Missouri University of Science and Technology, Materials Science & Engineering (Ceramic Engineering, Metallurgical Engineering, BS)

 Tarihçe 

upright=1.08|küçükresim|Ohio State Üniversitesi Seramik mühendisliği 1895-96 dönem öğrencileri

Dünyada ilk Seramik Mühendisliği programı günümüzde adı, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği olan Ohio StateÜniversitesinde Edward Orton, Jr. tarafından 1894 yılında kurulmuştur. Orton, bugünkü Amerikan Seramik Derneği'nin de kurucuları arasında yer almaktadır. Orton'dan sonra ABD'de birçok program kurulmuş ve mezun vermiştir. Örneğin Washington Üniversitesi Seramik Mühendisliği bölümünden 1971 yılında mezun olan İrlanda kökenli Amerikalı astronot Bonnie J. Dunbar bu simalardan birisidir. Günümüzde ise malzeme programı, mühendislik fakültelerindeki program sıralamalarında MIT'de 1 numaralı rank değerine sahip bölümlerdendir. Türkiye'de ise lisans düzeyinde program faaliyetlerine 1993 yılında başlamıştır.

 Eğitim 
Dört yıllık eğitim öğretim süresince fizik, mühendislik matematiği, kimya, termodinamik, malzeme termokimyası, ölçme bilgisi, fizikokimya, kalite kontrol, elektrik bilgisi, statik ve dinamik, yönetim ve organizasyon, mukavemet, mühendislik etiği, malzeme bilimi, istatistik, mühendislik ekonomisi ve iktisat gibi temel mühendislik disiplini derslerinin yanı sıra malzemelerin fiziksel özellikleri, mekaniksel davranışlar, hammaddeler ve temel işlemler, malzeme karakterizasyonu, ısıl süreçler, diferansiyel denklemler, kristal olmayan malzemeler, metalik malzemeler, ilgili laboratuvar dersleri, seramik süreçler, sinterleme, enerji denklemleri, ileri malzemeler ve kompozitler, faz diyagramları, cam seramikler, ileri teknoloji seramikleri, polimer malzemeler, cam üretim teknolojisi, ekstraktif metalurji, yarı iletkenler, katı hal fiziği, elektronik malzeme ve seramikler, alaşımlar, aletli analiz, kauçuk teknolojisi, ince film teknolojisi, elektrik, manyetik ve optik özellikler, uzay ve havacılık malzemeleri, döküm teknolojisi, yapısal seramikler, biyoseramik malzemeler, polimer matris kompozitler, teknik camlar, toz metalurjisi, inşaat malzemeleri, dünya seramik endüstrisi, nano malzemeler, çimento ve beton, refrakterler, Kaynak mühendisliği, polimer kimyası, tekstil malzemeleri, terracotta, ürün geliştirme, X-Işınları, endüstri makinaları ve fırınları, akışkanlar mekaniği, ekonomik metalurji, sensörler, slikatların fizikokimyası, elektroteknik, fotovoltaik malzemeler, manyetik sistemler, disiplinler arası uygulamalar, dental ve medikal malzemeler, seramik zırh malzemeler, nükleer seramikler ve seçmeli dersler okutulmaktadır. Türkiye'de 1993 ile 2013 yılları arasında mezun olan tüm seramik mühendisleri, ilgili üniversitelerin mühendislik fakültelerini tamamlayarak bu unvanı almışlardır. Yüksek lisansını aynı ana bilim dalında tamamlayan mezunlar mühendislik - mimarlık hakkındaki kanuna esasen yüksek mühendis unvanına da haizdirler.

 Çalışma alanları 
Kullandığımız cep telefonlarının, her türlü bilgisayarların, projeksiyonların, tomografi cihazlarının, uçak motor gövdelerinin, mekiklerin, uyduların, zırhların, nükleer depolayıcıların, rüzgâr türbin komponentlerinin, enerji endüstrisinin, ultra yüksek sıcaklık uygulamalarının, süperiletkenlerin  kısacası yüksek teknolojinin  oluşumunda hep ileri malzemelerin sunduğu avantajlar vardır. Özellikle 1987 yılında İsviçreli Karl Alexander Müller ve Alman Johannes George Bednorz'un Nobel Ödülü almalarına da vesile olan seramik süper iletkenler üzerine yaptıkları çalışmalar soncunda bilgisayar ve elektronik teknolojisi inanılmaz bir gelişim göstermiştir. İleri seramikler (advanced ceramics, oksit, karbür, nitrür ve kompozitleri) özellikle ABD, Japonya, İngiltere ve Almanya'da milyar dolarlık bir sektöre hitap etmektedir. Market 2018 tahminine göre yıllık 408 milyar dolarlık bir pazara ulaşacaktır.Ceramics: Market Shares, Strategies, and Forecasts, Worldwide, 2012 to 2018, Wintergreen Resarch Bunların başında elektronik, askeri, uzay ve havacılık endüstrileri gelmektedir. Otomobil bujilerinden nükleer malzemelere (enerji üretimi ve nötron absorblayıcı sızdırmazlık), aşındırıcılardan roket parçalarına, seramik transistör, kapasitor ve entegre devrelerden fiber optiklere, yüksek sıcaklık türbin motorlarından uzay mekiklerine, uzay teleskoplarının lenslerinden tokluğu artırılmış kırılmaz malzemelere, gelişmiş tıbbi cihazlardan, biyoendüstriye, süper iletken ve lazerlerden ultra hızlı bigisayar sistemlerine kadar geniş bir kullanım alanı mevcuttur.

Dünyada önemli bazı firmalar; ACM Tucson, Coorstek, Ceradyne, Reynards, Saint Gobain Advanced, Kyocera, Huper, Morgan Tech, Ceram, Orion Ind, International Ceramic Engineering, Ceramtec AG North America, Fraunhofer, Superior Tech Ceramics, Alcoa, Astro, Cemanco, Ceralink, Crystal Systems, Crytex Composites, Dai Ceramics, Gaiser, Materion, Ortech, Monofrax, Oasis Materials Corp, Pacific Rundum USA, Protech Materials, Quantum Glass, Scientific Materials Co, Semicontek LLC, Silicon Carbide Products, Zircoa, CPS Technologies Corporation, COI Ceramics Inc, Cookson Group PLC, Covalent Materials Corporation, General Electric Company, Momentive Performance Materials, KEMET Corporation, AVX Corp, American Technical Ceramics Corp., Murata Manufacturing Co. Ltd., NGK Insulators Ltd., Samsung Electro-Mechanics Company Ltd., Taiyo Yuden Co., Ltd., TDK Corporation, Vishay Intertechnology, Inc., and Yageo Corp. Dynacer, Hitom Ceramics, Certec Advanced Cer., Asahi Glass Company Limited, Bayer AG, Brush Wellman Incorporated, Carpenter Technology Corporation, Honeywell, Noritake, Toshiba Ceramics Company Limited, Yageo Corporation vd.

 İlgili Üniversiteler 

upright=1.08|küçükresim|Connecticut Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği

 Sıralama  Okul Adı  Ülke 1  Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT)  ABD 2  California Üniversitesi, Berkeley (UCB)  ABD 3  Stanford Üniversitesi  ABD 4  Cambridge Üniversitesi  İngiltere 5  Imperial College London  İngiltere 6  Singapore National Üniversitesi (NUS)  Singapur 7  Northwestern Üniversitesi  ABD 8  ETH Zurich (Swiss Federal Teknoloji Enstitüsü)  İsviçre 9  Harvard Üniversitesi  ABD 10  Tsinghua Üniversitesi  Çin 11  Oxford Üniversitesi  İngiltere 12=  Pennsylvania State Üniversitesi  ABD 12=  California Üniversitesi, Los Angeles (UCLA)  ABD 14  Nanyang Technological Üniversitesi (NTU)  Singapur 15  Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne  İsviçre 16  Tokyo Üniversitesi  Japonya 17=  Georgia Teknoloji Enstitüsü  ABD 17=  Tohoku Üniversitesi  Japonya 17=  Illinois Üniversitesi, Urbana-Champaign  ABD 20  Peking Üniversitesi  Çin

Seramik Mühendisliği, dünyanın en önemli mühendislik akredite kuruluşu ABET'in tanıdığı 21 mühendislik disiplini arasında yer almaktadır.

Türkiye'de bu alanda ABET tarafından tanınan mühendislik eğitimi yalnızca İTÜ metalurji ve ODTÜ malzeme programlarıdır.

 Ayrıca bakınız 

upright=1.08|küçükresim|İTÜ-Partikül ve seramik malzemeler faz analizleri (X - ışınları) laboratuvarı

 Metalurji ve malzeme mühendisliği
 Malzeme bilimi ve mühendisliği
 Metalurji mühendisliği
 Makine mühendisliği
 Biyomalzeme mühendisliği
 Maden mühendisliği
 Kimya mühendisliği

 Kaynakça 

 Dış bağlantılar 
The American Ceramic Society 
European Ceramic Society 
The Ceramic Society of Japan 
International Ceramic Federation 
National Institute of Ceramic Engineers
The Minerals, Metals and Materials Society 
Materials Research Society 
NASA Glenn Ceramics Branch 
Advanced Materials, Manufacturing and Testing Information Analysis Center
Critical Materials Institute 
Ceramics in Nuclear and Alternative Energy Application 
Materials, Ceramic and Metallurgical Engineering, Missouri S&T 
Materials, Best Undergraduate Engineering Programs
Careers in Ceramic Science and Engineering


Kategori:Mühendislik dalları
Kategori:Malzeme bilimi
Mühendislik
Kategori:Endüstriyel işlemler