Close Menu
  • ANA SAYFA
    • Künye ve İletişim
    • Gizlilik Sözleşmesi
    • Hakkımızda
  • GENEL
    • Güncel
    • Tüm Haberler
    • Son Dakika
  • BİLİM
    • Fizik
    • Kimya
    • Biyoloji
    • Matematik
    • Astronomi
    • Çevre ve İklim
    • Tıp
  • TEKNOLOJİ
    • Bilişim
    • Savunma Sanayi
  • YAŞAM
    • Eğitim
    • Sağlık
  • Bizde Yer Alın

Güncel Kalın

Fizik dünyasındaki en son gelişmeleri, bilimsel analizleri ve teknoloji haberlerini kaçırmamak için e-bültenimize abone olun.

Facebook X (Twitter) Instagram
Gündem
  • Kirli Havayı Elektriğe Dönüştüren Gaz Bataryası GCEG
  • Süperiletkenlik Teorisi Soğuk Atom Mikroskobunda Sınanıyor
  • Kuark-Gluon Plazması Sadece Ağır Çekirdeklerle Sınırlı Değil
  • ICARUS Deneyi: Nötrino Bilmecesinde İlk Fizik Sonuçları Paylaşıldı
  • Kuantumun Gizli Hafızası: Sistemler Geçmişi Nasıl Saklıyor?
  • Kuantum Bellek Nedir ve Girişimölçer Tekniği
  • Hem Dayanıklı Hem Yeniden Şekillenebilir Yeni Malzemeler
  • Küçük Kuantum Sistemleri Büyük Klasik Ağları Geride Bırakıyor
Facebook X (Twitter) Instagram
FizikHaberFizikHaber
  • ANA SAYFA
    • Künye ve İletişim
    • Gizlilik Sözleşmesi
    • Hakkımızda
  • GENEL
    • Güncel
    • Tüm Haberler
    • Son Dakika
  • BİLİM
    • Fizik
    • Kimya
    • Biyoloji
    • Matematik
    • Astronomi
    • Çevre ve İklim
    • Tıp
  • TEKNOLOJİ
    • Bilişim
    • Savunma Sanayi
  • YAŞAM
    • Eğitim
    • Sağlık
  • Bizde Yer Alın
FizikHaberFizikHaber
» Anasayfa » FizikHaber Güncel Haberler » BİLİM » Kimya » Bazı Alaşımlar Isıtıldıklarında Neden Boyutları Değişmez

Bazı Alaşımlar Isıtıldıklarında Neden Boyutları Değişmez

Hasan OnganHasan Ongan28/07/2023 Fizik
Facebook Twitter Pinterest LinkedIn WhatsApp Reddit Tumblr Email
Bazı Alaşımlar Isıtıldıklarında Neden Boyutları Değişmez
Bazı Alaşımlar Isıtıldıklarında Neden Boyutları Değişmez
Paylaş
Facebook Twitter LinkedIn Pinterest Email

İster katı, ister sıvı ya da gaz olsun, neredeyse tüm malzemeler sıcaklıktaki değişikliklere tepki olarak genleşir ve büzülür. Bir sıcak hava balonunun yüzmesine neden olan termal genleşme olarak bilinen olgu, bir ev fırınını otomatik olarak açıp kapatan termostatların geliştirilmesinde kullanılmıştır. Demiryolları, köprüler ve binalar tasarlanırken bu özellik göz önünde bulundurulur ve sıcak bir günde burkulmadan veya kırılmadan büyümeleri için alan sağlanır.

Bir malzemenin atomları sıcaklık arttıkça daha fazla titreşir ve bu da termal genleşmeye neden olur. Atomlar daha fazla titreştikçe birbirlerinden uzaklaşırlar. Maddenin yoğunluğu azalır ve atomları arasındaki mesafe genişledikçe malzemenin genel boyutu büyür.

Birkaç istisna vardır, ancak çoğunlukla malzemeler bu kurala harfiyen uyar. Öte yandan, Invars (“değişmez” olarak düşünün) olarak bilinen ve geniş bir sıcaklık aralığında boyutlarını ve yoğunluklarını değiştirmeyi inatla reddeden bir grup metal alaşım vardır.

İnvar Malzemelerin Keşfi ve Davranış Özellikleri

Malzeme bilimi alanında doktora öğrencisi ve makalenin başyazarı Stefan Lohaus’a göre, “genleşmeyen metaller bulmak neredeyse duyulmamış bir şey.” Ancak 1895 yılında bir fizikçi tesadüfen, her ikisi de pozitif termal genleşmeye sahip olan demir ve nikeli belirli bir oranda birleştirerek son derece tuhaf davranışlara sahip bir madde elde etti.

Bu alaşımlar, tuhaf davranışları nedeniyle saat, teleskop ve diğer hassas alet parçalarının üretimi gibi aşırı hassasiyet gerektiren uygulamalarda değerlidir.

Yakın zamana kadar kimse İnvar’ların hareketlerinin nedenini bilmiyordu. Barbara ve Stanley R. Rawn, Jr. Malzeme Bilimi ve Uygulamalı Fizik Profesörü Brent Fultz’un laboratuvarından araştırmacılar, Nature Physics’te yayınlanan “İnvar etkisinin termodinamik açıklaması” başlıklı yeni bir makalede en az bir İnvar’ın kararlılığının anahtarını keşfettiklerini iddia ediyorlar.

Araştırmacılar 150 yılı aşkın bir süredir termodinamikte kilit bir fikir olan termal genleşme ve entropi arasındaki bağlantıyı anlamışlardır. Entropi, atomların konumları gibi bir sistemdeki düzensizliğin bir ölçümüdür. Bir sistemin entropisi sıcaklık arttıkça yükselir. Bu tüm İnvar’lar için geçerli olduğundan, bir İnvar’ın kendine özgü davranışı genişlemeyi kısıtlayan bir şeyle açıklanmalıdır.

Sadece ferromanyetik (manyetize olabilen) belirli alaşımların invar davranışı sergilemesi nedeniyle Lohaus, bu davranışın bir şekilde manyetizma ile bağlantılı olduğundan uzun zamandır şüphelenildiğini iddia ediyor.

Bunu araştırmayı seçtik çünkü Lohaus’a göre, “hem manyetizmayı hem de atomik titreşimleri ölçebilen gerçekten harika bir deney düzeneğimiz var.” Bu iş için ideal bir sistemdi.

Bir malzemenin beklendiği gibi genişlemesini engelleyen herhangi bir manyetik etki, elektronlarının aktivitesinden kaynaklanmalıdır çünkü bir malzemenin manyetik özellikleri, “yukarı” veya “aşağı” olabilen açısal momentumun kuantum ölçüsü olan elektronlarının spin durumu tarafından belirlenir.

Caltech araştırmacıları, entropi, termal genleşme ve basınç arasında bir bağlantı olan ve bazen bir ders kitabı merakı olarak sunulan “Maxwell ilişkilerini”, manyetizma ve atom titreşimlerinin neden olduğu termal genleşmeyi bağımsız olarak değerlendirmek için kullanmak üzere bir teknik keşfetti. Testler, Illinois’deki Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndaki bir senkrotron X-ışını kaynağı olan Gelişmiş Foton Kaynağı’ndaki bir elmas örs hücresi içindeki basınçlarda küçük invar örneklerinin titreşim spektrumlarının ve manyetizmasının analiz edilmesini içeriyordu.

Ölçümlere göre, manyetik ve atom titreşimlerinin neden olduğu termal genleşme hassas bir şekilde iptal edildi. Her ikisi de sıcaklık ve basınç değişikliklerine uğradı, ancak dengelerini koruyacak şekilde.

Bu projedeki çalışma arkadaşları, atom titreşimlerinin frekansının manyetizmadan etkilenmesi gibi titreşimler ve manyetizma arasındaki etkileşimlerin bu dengeyi korumaya nasıl hizmet ettiğini gösterdi. Titreşimler ve manyetizma arasındaki ilişkinin anlaşılması, manyetik soğutma malzemelerinin yanı sıra diğer manyetik malzemelerin termal genleşmesinin geliştirilmesine yardımcı olabilir.

Aralarında malzeme örneklerinin kuvvetle ezilebildiği iki ince öğütülmüş elmas uçtan oluşan bir elmas örs hücresi, deney düzeneğinin ana bileşeni olarak görev yaptı. Bu örnekte, küçük bir invar alaşımı parçası 200.000 atmosfer basınçta sıkıştırılmıştır.

Alaşım, araştırmacılar tarafından kullanılan güçlü bir X-ışını ışınına maruz bırakıldı ve bu işlem sırasında X-ışınları atomların titreşimleriyle (fononlar) reaksiyona girdi. Bu temas nedeniyle, X-ışınlarının enerjisi değişti ve araştırmacıların atomların ne kadar titreştiğini ölçmelerini sağladı.

Ayrıca, numunenin atomlarına ait elektronların spin durumlarının neden olduğu girişim desenlerini tespit edebilen sensörler, elmas örs hücresinin her yerine yerleştirildi.

Bir İnvar numunesinin sıcaklığı yükseltildikçe, bilim insanları deney düzeneklerini numunenin atomik titreşimlerini ve elektronlarının spin durumunu izlemek için kullandılar. İnvar’ın elektronları birbirinden uzaklaştı ve daha düşük sıcaklıklarda ana atomlarını birbirinden itti çünkü İnvar’ın elektronlarının daha fazlası aynı spin durumuna sahipti.

İnvar’ın sıcaklığı arttıkça bu elektronlardan bazılarının spin durumları giderek daha fazla değişmeye başladı. Sonuç olarak, elektronlar yakınlarındaki benzerlerine daha rahat sarılıyorlardı. Normalde, ısındıkça bu durum İnvar’ın küçülmesine neden olurdu. Ancak, İnvar’ın atomları da daha fazla titreşiyor ve burada daha fazla yer kaplıyordu. Ne atomik titreşim genişlemesi ne de değişen spin durumlarının getirdiği daralma nedeniyle invar aynı boyutta kaldı.

“Lohaus şöyle diyor: “Bu heyecan verici çünkü bu, bilimde yüz yılı aşkın bir süredir bir sorun teşkil ediyor. Manyetizmanın büzülmeyi nasıl tetiklediğini göstermeye çalışan binlerce yayın var, ancak invar etkisi hiçbir zaman yeterince açıklanamadı.

Kaynak: phys.org/news/2023-07-alloys-dont-size.html

Paylaş. Facebook Twitter Pinterest LinkedIn Tumblr Telegram Email
Hasan Ongan
Hasan Ongan
  • Website

1968 İstanbul doğumlu olan Hasan ONGAN ilk, orta ve lise eğitimini İzmir-Karşıyaka’da tamamladı. 1993 yılında ODTÜ Fizik Bölümü ve 2013 yılında Anadolu Üniversitesi İktisat Fakültesi İktisat bölümünden mezun oldu. Uzun yıllar özel sektörde Planlama ve Arge Departmanlarında çalıştı. Özel sektördeki en son görevi Planlama Baş Mühendisliği olan Hasan Ongan aynı zamanda Fizik ve Matematik dersleri vermeye devam etti. Özel sektörden 2009 yılında ayrıldıktan sonra çeşitli okul ve dershanelerde görev yaptı. 2012 Kasım ayından itibaren kendisine ait eğitim amaçlı web sitesini kurdu. Bu site aracılığıyla, konu anlatımlarını, soruları ve çözümlerini, öğrencilerle paylaşmaktadır. Özel ilgi alanları Üniversiteden beri devam etmekte olan Astronomi ve Astrofizik’tir. Üniversitede Amatör Astronomi Topluluğu Yönetim Kurulu Başkanlığı görevini de yürütmüştür. 2023'ün Kasım ayında OPS Journal adında hakemli ve akademik bir dergi de kurmuş, OPSCON konferansları düzenlemeye başlamıştır.

Bunlar da İlginizi Çekebilir

Kirli Havayı Elektriğe Dönüştüren Gaz Bataryası GCEG

25/04/2026Yazar: Hasan Ongan

Süperiletkenlik Teorisi Soğuk Atom Mikroskobunda Sınanıyor

24/04/2026Yazar: Hasan Ongan

Kuark-Gluon Plazması Sadece Ağır Çekirdeklerle Sınırlı Değil

22/04/2026Yazar: Hasan Ongan
Yazarlar
  • 1 Ahmet Berkay UZ
    • Dört Ayaklı Robot Merdivene Tırmanıyor
  • 1 Asiye Sevinç
    • Etki-Tepki Dengesi Sarsılıyor mu?
  • 1 Atalay Bozdoğan
    • Malzeme Keşfinde Yapay Zeka: Foundation Modellerin Devrimi
  • Berril Kara Berril Kara
    • Evrenin İlk Yıldızları: Yeni Bulgular Kozmik Tarihi Yeniden Yazıyor
  • 1 Çağan Arda Başak
    • Yapay Zeka Plazmanın Sırrını Çözdü: Maddenin Dördüncü Halinde Neler Oluyor?
  • Çağrı Ceylan Çağrı Ceylan
    • Ortam Basıncında Yüksek Sıcaklık Süperiletkenlik Rekoru Kırıldı
  • 1 canozen
    • Bir Akıllı Saati Akıllı Telefona Bağlamaya Gerek Olmadan Kullanmak Mümkün Mü?
  • 1 Çınar Güleryüz
    • Pervitin Nedir?
  • Dilara Sipahi Dilara Sipahi
    • ICARUS Deneyi: Nötrino Bilmecesinde İlk Fizik Sonuçları Paylaşıldı
  • 1 Ejder Aysun
    • 3 Cisim Problemi Sandığımız Kadar Kaotik Değil mi?
  • Elif Gül Türkmen Elif Gül Türkmen
    • Genel Görelilik Penceresinden ‘Tatooine’ Çıkmazı
  • 1 Emir Kantar
    • Küçük Kuantum Sistemleri Büyük Klasik Ağları Geride Bırakıyor
  • Emrecan Doğu Emrecan Doğu
    • Dr. Burcu Ayşen Ürgen ile Bilişsel Hesaplamalı Nörobilim
  • 1 Ennur SAYGI
    • Nükleer Reaktörlerin Gizemi Antinötrinolar ile Çözülüyor
  • Erdem Gözay Erdem Gözay
    • 2025 Nobel Fizik Ödülünü Kazanan İsim
  • 1 Mithat Erdem Doğan
    • Fizikçiler Termodinamiği Kuantum Çağı İçin Yeniden Yazdı: Isı ve İş Sınırı Netleşti
  • 1 Fatma Nida Ocak
    • Daha akıllı, daha çevreci optik kablosuz iletişim için kuantum ilkelerinden yararlanma
  • Hasan Ongan Hasan Ongan
    • Kirli Havayı Elektriğe Dönüştüren Gaz Bataryası GCEG
  • Yusuf Havvat Yusuf Havvat
    • Nötrinosuz Çift Beta Bozunması Ölçümlerinde Gürültü Azaltma Yaklaşımları
  • 1 incicakir
    • Binalarda 3 Boyutlu Cam Tuğlalar
  • 1 muhammedkagany
    • Türbin Motorlarında Enerji Verimliliği ve Performans
  • 1 Selin Karavul
    • Kurşun Kalemle Elektron Kaynağı
  • 1 Semih Sümer
    • Yapay Zekaya Yaratıcılığı Öğretmek Mümkün mü?
  • 1 Yaren Doruk
    • Erken Evren’de Kuark-Gluon Plazması
Bizi Takip Edin
  • Facebook
  • Twitter
  • Instagram
  • YouTube
  • Pinterest
  • LinkedIn
  • WhatsApp
Çok Okunanlar

Türkiye’de Etkili Rüzgarlar

25/07/2021Yazar: Hasan Ongan

Tanışma soruları: Karşınızdaki kişiyi tanımak için sorulacak sorular

21/02/2024Yazar: Hasan Ongan

2025 Nobel Fizik Ödülünü Kazanan İsim

07/10/2025Yazar: Erdem Gözay

Monofaze ve Trifaze Nedir? Aralarında Ne Fark Vardır?

13/04/2022Yazar: Hasan Ongan
Fizik Haber

HASON Yayıncılık
Adres: Adalet Mah Anadolu Cad.
Megapol Tower 41/81
Bayraklı / İzmir – Turkiye
UETS:   15623-26967-42627
Whatsapp:   +90 533 335 46 58
E-mail: fizikhaber@gmail.com

Facebook X (Twitter) Instagram Pinterest YouTube WhatsApp
Editörün Seçtikleri

‘Harry Potter’ Işık Sensörü %200 Verimliliğe Ulaştı

18/02/2023

Işık Kontrollü Yapay Akçaağaç Tohumları

28/06/2024

Fizik Bölümünden Mezun Olan Çocuk

08/07/2021
Bu Ay Öne Çıkanlar

Türkiye’de Etkili Rüzgarlar

25/07/2021Yazar: Hasan Ongan

Kirli Havayı Elektriğe Dönüştüren Gaz Bataryası GCEG

25/04/2026Yazar: Hasan Ongan

Kuantum Bellek Nedir ve Girişimölçer Tekniği

18/04/2026Yazar: Hasan Ongan
© 2026 Fizik Haber. Tüm Hakları Saklıdır.
  • Home
  • Buy Now

Type above and press Enter to search. Press Esc to cancel.