İçeriğe atla

Kriyojenik

Sıvı azot (nitrojen)

Kriyojeni, fizikte çok düşük sıcaklıklarda yapılan üretim ve işlemler için kullanılan terimdir.Kriyojenist ise bu düşük sıcaklıklarda bu işlemleri yapan kişiye denir. Kriyojenist Celcius ve Fahrenheit'ın yerine mutlak değerler içeren Kelvin ve rankin skalalarını baz alır. Kriyojeni terimi çoğu zaman kurgu veya popüler kültürde yanlış olarak kullanılır. Bu bilim dalı birkaç terim içerir. Örneğin kriyobiyoloji, düşük sıcaklıkların organizmalara etkisini inceleyen bir biyoloji dalıdır. Kriyoameliyat, -196 santigrat dereceye kadar düşük sıcaklıklarda yapılan kanser hücreleri yok etme ameliyatlarına denir. Kriyoni, insan ve hayvan parçalarını gelecekte tekrar canlandırabilecek olan kriyomuhafazanın gelişmekte olan tıbbi teknoloji dalıdır. Sahadaki araştırmacılar kriyobiyoloji, kriyojeni, akışbilimi'nin de içinde bulunduğu birçok bilimin sonuçlarını uygulamaya koymaya çalışıyorlar. Kriyoelektronik, düşük sıcaklıklardaki süperiletkenliği inceleyen bilim dalıdır. Kriyotronik, kriyoelektroniğin pratik uygulamasıdır. Kriyoetik, kriyoniklerin etiksel içeriklerini inceleyen daldır. Kimin vücudunu dondurup öldürücü koşullardan kurtulmak ve gelecekte tedavi edilebilip önlenebilecek şeyler için vücudunu dondurmak istediğine odaklanır.

Etimoloji

Kriyojeni kelimesinin kökü yunancadan gelir ve anlamı "dondurucu soğuğun üretimi"dir. Ancak bu terim günümüzde düşük sıcaklık halinin sinonimidir. Hangi sıcaklıkta soğutma biter ve kriyojeni başlar tam tanımlanmamıştır ama çoğu bilim insanı -150 santigrat derecenin altını kriyojeni kabul ederler. ABD'deki Ulusal Standartlar ve Teknolojiler Enstitüsü -180 santigrat derece altını kriyojeni kabul etmektedir. Kalıcı denilen gazların normal kaynama noktaları -180 santigrat derecenin altında olduğundan dolayı bu sınır mantıklı bir yerde çizilmiştir.

Endüstriyel Uygulamalar

Kriyojenik musluk

Sıvı helyum ve sıvı nitrojen gibi sıvılaştırılmış gazlar birçok kriyojenik uygulamada kullanılırlar. Sıvı nitrojen kriyojeni'de en çok kullanılan elementtir ve elde etmek dünya genelinde yasaldır. Sıvı helyum'un da en düşük sıcaklıkları elde etmeye yaradığı için kullanımı yaygındır. Bu sıvılar Dewar şişelerinde saklanabilirler. Bu şişeler 2 duvarlı, duvarları arasında yüksek vakum bulunan ve sıvıya ısı transferini engelleyen şişelerdir. Tipik labarotuar Dewar şişeleri küreseldir, camdan yapılmadır ve dıştan metal bir dış konteyner ile korunur. Sıvı helyum gibi aşırı soğuk sıvıları içeren Dewar şişeleri iki duvar arasında sıvı nitrojen bulunur. Dewar şişeleri mucidi James Dewar'ın adını almıştır, Dewar aynı zamanda ilk kez hidrojeni sıvılaştıran adamdır.

Kriyojenik İşleme

Kriyojenik bilim dalı 2. Dünya Savaşı sırasında bilimadamlarının donmuş metallerin yıpranmaya daha dayanıklı olduğunu fark etmeleriyle gelişti. Bu kriyojenik teoriye dayanarak ticari kriyojenik işlem endüstrisi 1966'da Ed Busch tarafından açıldı. Isıl işlem endüstrisiyle birlikte Bursch 1966'da Detroit'te CryoTech adında bir şirket kurdu. Bu şirket 1999'da dünyanın en büyük ve en eski ticari kriyojenik işleme şirketi oldu. Busch orijinal olarak metal aletlerin yaşam süresini %200-%400 uzatma olasılığı deneyleri yaptı. Bu deneyler sırasında ısıl işlem yerine kriyojenik işlem kullandı. Sıvı nitrojen gibi kriyojenler daha sonra soğutma ve dondurma uygulamalarında kullanıldı. Statin ilaçlarının aktif içeriklerini üreten bazı kimyasal reaksiyonlar -100 santigrat derece gibi düşük sıcaklıklarda gerçekleşmelidir. Özel kriyojenik kimyasal reaktörler, reaksiyon ısısını çıkarmak ve reaksiyon için düşük sıcaklık oluşturur. Yemeklerin ve aşılar gibi biyoteknolojik ürünlerin dondurulması tutulma veya patlamalı dondurucu sistemler gerektirir. Bazı yumuşak ya da elastik materyaller çok soğuk sıcaklıklarda katı ve kırılgan hale gelirler. Bu da kriyojenik değirmen'i yüksek sıcaklıklarda döndürülemeyen bazı materyaller için bir seçenek olarak gösteriyor.

Kriyojenik işleme, ısıl işleme için bir vekil değildir. Daha çok ısıtma-söndürme-artış döngüsüne ektir. Normalde bir eşya söndürülürse son sıcaklığı ortamla aynıdır. Bunun tek sebebi ise çoğu ısıl işleyiciler soğutucu içeriğe sahip değildirler. Ortam sıcaklığıyla ilgili önemli metalurjisel hiçbir şey yoktur. Kriyojenik işlem ortam sıcaklığından -320 fahrenheit'a kadar devam eder. Çoğu örnekte kriyojenik döngü ısıl artış prosedürüyle devam eder. Tüm alaşımlar aynı kimyasal bileşenlere sahip olmadığı gibi, artış prosedürü materyalin kimyasal bileşenlerine veya ısı geçmişine göre değişkenlik gösterir. Toplam işlem 3-4 gün sürer.

İlgili yayınlar

  • Haselden, G. G. (1971) Cryogenic fundamentals Academic Press, New York, ISBN 0-12-330550-0

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Astronomi</span> kökenleri, evrimleri, fiziksel ve kimyasal özellikleri ile gök cisimlerini açıklamaya çalışmak üzere gözleyen bilim dalı

Astronomi, gök bilimi ya da gökbilim gök cisimlerinin kökenlerini, evrimlerini, fiziksel ve kimyasal özelliklerini açıklamaya çalışan doğa bilimi dalıdır. Astronominin sınırlı ve özel bir alanı olan gök mekaniği ile karıştırılmaması gerekir. Astronomi daha açık bir deyişle, yörüngesel cisimleri ve Dünya atmosferinin dışında gerçekleşen, yıldızlar, gezegenler, kuyrukluyıldızlar, kutup ışıkları, gökadalar ve kozmik mikrodalga arkaalan ışınımı gibi gözlemlenebilir tüm olay ve olguları inceleyen bilim dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Soy gaz</span> Kimyasal element grubu

Soy gaz veya asal gaz, standart şartlar altında her biri, diğer elementlere kıyasla daha düşük kimyasal reaktifliğe sahip, kokusuz, renksiz, tek atomlu gaz olan kimyasal element grubudur. Helyum (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe) ve radon (Rn) doğal olarak bulunan altı soy gazdır ve tamamı ametaldir. Her biri periyodik tablonun sırasıyla ilk altı periyodunda, 18. grubunda (8A) yer alır. Grupta yer alan oganesson (Og) için ise önceleri soy gaz olabileceği ihtimali üzerinde durulsa da günümüzde metalik görünümlü reaktif bir katı olduğu öngörülmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Cam</span>

Cam ya da sırça, saydam veya yarı saydam, genellikle sert, kırılgan olan ve sıvıların muhafazasına imkân veren, inorganik amorf yapıda katı bir malzeme. Antik çağlardan beri gerek inşaat malzemesi, gerekse süs eşyası olarak camdan faydalanılmaktadır. Günümüzde hâlen basit araç gereçlerden iletişime ve uzay teknolojilerine kadar çok yaygın bir kullanım alanı vardır. Örneğin pencere camları, cam ambalaj, ayna, lamba, sofra takımı ve optiklerde yaygın pratik, teknolojik ve dekoratif kullanıma sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Malzeme bilimi</span> yeni malzemelerin keşfi ve tasarımı ile ilgilenen disiplinlerarası alan; öncelikli olarak katıların fiziksel ve kimyasal özellikleriyle ilgilidir

Malzeme bilimi, malzemelerin yapı ve özelliklerini inceleyen, yeni malzemelerin üretilmesini veya sentezlenmesini de içine alan disiplinlerarası bir bilim dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Polietilen tereftalat</span>

Polietilen tereftalat [bazen poli(etilen tereftalat) olarak da yazılır.] Eskiden PETP veya PET-P olarak veya genellikle en yaygın PET veya PETE olarak kısaltılan polyester ailesi reçinelerinden bir termoplastik polimer reçinedir. Genelde giysiler için elyaflarda, sıvılar ve gıdalar için kaplarda, üretim için termoformda ve mühendislik reçineleri için cam elyafla birlikte kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Termografi</span> kızılötesi görüntülemenin bir çeşidi

Termografi, termal görüntüleme veya termal video, kızılötesi görüntülemenin bir çeşididir. Termografik kameralar elektromanyetik spektrumun kızılötesi bölümündeki elektromanyetik ışınımı tespit ederler ve bu ışınımdan resimler oluştururlar. Kızılötesi ışınım sıcaklıklarına göre tüm cisimlerden salınır, Kara cisim ışıması kanununa göre, termografi görünür aydınlatma olmadan cisimlerin görünebilmesini sağlar. Bir cisim tarafından salınan ışınımın miktarı sıcaklık arttıkça artar, bu yüzden termografi sıcaklıktaki farkları görmemizi sağlar. Termografik bir kamera tarafından görüntülendiklerinde, sıcak cisimler daha soğuk arka planların yanında oldukça göze çarpar; insanlar ve diğer sıcak kanlı hayvanlar, gündüz veya gece, çevrede rahatlıkla görülebilir hale gelir. Sonuç olarak termografinin geniş kullanımı tarihi olarak askeri ve gizli servislere bağlanmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Nükleer fizik</span> atom çekirdeğinin yapısı ve davranışı ile uğraşan fizik alanı

Nükleer fizik veya çekirdek fiziği, atom çekirdeklerinin etkileşimlerini ve parçalarını inceleyen bir fizik alanıdır. Nükleer enerji üretimi ve nükleer silah teknolojisi nükleer fiziğin en çok bilinen uygulamalarıdır fakat nükleer tıp, manyetik rezonans görüntüleme, malzeme mühendisliğinde iyon implantasyonu, jeoloji ve arkeolojide radyo karbon tarihleme gibi birçok araştırma da nükleer fiziğin uygulama alanıdır.

Yoğun madde fiziği, maddenin yoğun hallerinin fiziksel özellikleriyle ilgilenen bir fizik dalıdır. Yoğun madde fizikçileri bu hallerin davranışını fizik kurallarını kullanarak anlamaya çalışır. Bunlar özellikle kuantum mekaniği kuralları, elektromanyetizma ve istatistiksel mekaniği içerir. En bilinen yoğun fazlar katı ve sıvılardır, harici yoğun fazlar ise düşük sıcaklıktaki bazı materyaller tarafından gösterilen üstünileten faz, atom kafeslerindeki dönüşlerin ferromanyetik ve antiferromanyetik fazları ve soğuk atom sistemlerinde bulunan Bose-Einstein yoğunlaşması. Araştırma için uygun sistemlerin ve fenomenlerin çeşitliliği yoğun madde fiziğini modern fiziğinin en aktif alanı yapıyor. Her 3 Amerikan fizikçiden biri kendini yoğun madde fizikçisi olarak tanımlıyor ve Yoğun Madde Fiziği Bölümü Amerikan Fizik Topluluğu’ndaki en geniş bölümdür. Bu alan kimya, malzeme bilimi ve nano teknoloji ile örtüşür ve atom fiziği ve biyofizikle de yakından ilgilidir. Teorik yoğun madde fiziği teorik parçacık ve nükleer fizikle önemli kavramlar paylaşır.

Pirometalurji ekstraktif metalurji dallarından biridir. Temel amacı; kıymetli metalleri kazanmak için, cevhere bir dizi ısıl işlem uygulamak ve malzemenin bu işlemler sonucu fiziksel ve kimyasal olarak değişime uğramasını sağlamaktır. Bu şekilde kıymetli metallerin kazanılması hedeflenir.

<span class="mw-page-title-main">Termodinamiğin üçüncü kanunu</span>

Termodinamik'in üçüncü yasası bazen ‘mutlak sıfır sıcaklığında dengede olan sistemlerin özelliklerine ilişkin’ olarak şu şekilde tanımlanır:

<span class="mw-page-title-main">Ölçü aleti</span>

Ölçü aleti, fiziksel nicelik ölçmeye yarayan bir cihazdır. Fiziksel bilimler, kalite güvencesi ve mühendislikte kullanılan ölçme; gerçek şeylerin ve olayların, fiziksel niceliklerini elde etme ve kıyaslama etkinliğidir. Yerleşik standart nesneler ve olaylar ölçü birimleri olarak kullanılır ve ölçme işlemi; üzerinde çalışılan unsur ve bununla ilişkili ölçü birimi hakkında bir sayı verir. Ölçü aracının kullanımını tanımlayan araçlar ve formel test yöntemleri, elde edilen sayıların arasındaki ilişkilerin vasıtalarıdır.

<span class="mw-page-title-main">Ayrışma (biyoloji)</span> Biyokimyasal bir süreç

Ayrışma veya çürüme, organik maddelerin, maddenin daha basit formlarına ayrıldığı süreçtir. Bu süreç biyomda yer kaplayan sonlu maddelerin geri dönüşümü için gereklidir. Canlı organizmaların organları ölümünden kısa bir süre sonra ayrıştırmaya başlar. Bütün organizmalar aynı yolla ayrışmamalarına rağmen, ölümden sonra aynı aşamalardan geçerler. Ayrışmayı inceleyen bilim olan taponomi, Yunanca’da (τάφος, taphos) (mezar) kelimesinden gelir.

Süperiletkenlik bazı maddelerin elektrik direncinin belli bir sıcaklığın altında sıfır olması ve manyetik akıyı dışarı itmeleri olgusudur. Süperiletkenliğin tarihi Hollandalı fizikçi Heike Kamerlingh Onnes’in 1911’de cıvada süperiletkenliği keşfetmesiyle başlamıştır. O zamandan günümüze diğer birçok süperiletken madde keşfedilerek süperiletkenlik teorisi geliştirilmiştir. Bu konular yoğun madde fiziği alanında aktif çalışma alanları olmaya devam etmektedirler.

Tek-yakıtlı roket, itici yakıt olarak tek bir kimyasal madde kullanan roket türüdür.

Matris izolasyonu genellikle reaktif olmayan matriste hapsolmuş materyalleri barındıran fizik ve kimyada kullanılan deneysel bir teknik. Host matris ziyaretçi parçacıkların içinde gömülü olduğu bir devamlı katı fazdır. Ziyaretçi host matriste izoledir. Önceleri matris izolasyonu terimi bir kimyasal türü herhangi bir reaktif olmayan materyal, genellikle polimerler veya reçineler, içine yerleştirmek olarak tanımlanırken yakın zamanda bu terim sadece düşük sıcaklıktaki katılarda konumlanmış gazlar ile sınırlandırıldı. Tipik bir matrik izolasyonu deneyi host materyali -soy gaz veya nitrojen- ile izole edilmiş gaz fazdaki seyreltilmiş ziyaretçi numunesini içerir. Daha sonra bu karışım gazın erime noktasına kadar soğutulmuş bir pencere üzerine birikmeye bırakılır. Ardından ise çeşitli spektroskopik prosedürler kullanılarak numune üzerine çalışmalar yapılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Dondurulmuş gıda</span> Daha uzun süre saklanması amacıyla mekanik veya kriyojenik olarak dondurulmuş yiyeceklerin tümü

Dondurulmuş gıda deniz ürünleri, et, süt ürünleri, balık, meyve, sebze, püre, meyve suyu konsantresi gibi ürünlerin dondurulma ve daha uzun süre saklama yöntemidir. Donma işlemi, kalan nemi buza çevirerek, çoğu bakteri türünün çoğalmasını engelleyerek ayrışmayı yavaşlatır. Gıda endüstrisinde iki süreç vardır: mekanik ve kriyojenik. Donma kinetiği, gıda kalitesini ve dokusunu korumak için önemlidir. Daha hızlı dondurma, daha küçük buz kristalleri üretir ve hücresel yapıyı korur. Kriyojenik dondurma, 196 °C (−320 °F) düşük nitrojen sıcaklığı nedeniyle mevcut en hızlı dondurma teknolojisidir. Ev tipi mutfaklarda modern zamanlarda yemeklerin muhafaza edilmesi, ev tipi buzdolabı dondurucular kullanılarak sağlanır.

Kriyojenik yakıtlar, sıvı halde saklanabilmeleri için aşırı derecede düşük sıcaklıklarda tutulması gereken yakıt çeşitleridir. Bu yakıtlar uzayda çalışması gereken makinelerde kullanılırlar çünkü sıradan yakıtlar, yanmayı destekleyen ortamın yokluğu ve uzayın boşluk olması sebebiyle, kullanılamazlar. Kriyojenik yakıtlar çok sıklıkla, sıvı hidrojen gibi sıvılaştırılmış gazlardan oluşur.

Katı hâl kimyası, bazen malzeme kimyası olarak da adlandırılır, katı faz malzemelerinin, özellikle, ancak sadece moleküler olmayan katıların sentezi, yapısı ve özelliklerinin incelenmesidir. Bu nedenle, katı hal fiziği, mineraloji, kristalografi, seramik, metalurji, termodinamik, malzeme bilimi ve elektronik ile yeni malzemelerin sentezine ve karakterizasyonuna odaklanan güçlü bir örtüşmeye sahiptir. Katılar, ana partiküllerinin düzenlenmesinde mevcut olan düzenin doğasına göre kristal veya amorf olarak sınıflandırmak mümkündür.

Metalurji biliminde faz terimi, fazın belirli bir kimyasal bileşime, farklı bir atomik bağ ve element düzenine sahip olduğu fiziksel olarak homojen bir madde durumunu belirtmek için kullanılmaktadır. Bir alaşım içinde aynı anda iki veya daha fazla farklı faz mevcut olabilmektedir. Bir alaşım içindeki her fazın kendine özgü fiziksel, mekanik, elektriksel ve elektrokimyasal özellikleri vardır. Bir alaşımda bulunan fazlar, alaşım bileşimine ve alaşımın maruz kaldığı ısıl işleme bağlıdır. Faz diyagramları, belirli bir sıcaklıkta tutulan belirli bir alaşımda bulunan fazların grafiksel temsilleridir. Faz diyagramları, belirli bir ısıl işleme tabi tutulmuş bir alaşımda meydana gelen faz değişikliklerini tahmin etmek için kullanılabilmektedir. Bu önemlidir çünkü bir metal bileşenin özellikleri metalde bulunan fazlara bağlıdır. Faz diyagramları, belirli bir bileşime sahip alaşımların seçimi ve belirli özellikler üretecek ısıl işlem prosedürlerinin tasarımı ve kontrolü için metalurji uzmanları tarafından kullanılmaktadır. Ayrıca kalite sorunlarını gidermek için kullanılırlar.

<span class="mw-page-title-main">Paslanmaz Çelikler</span>

Paslanmaz çelik, öncelikle korozyon ve ısıya dayanıklı özellikleri için seçilen çok yönlü bir mühendislik malzemeleri ailesini tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Tüm paslanmaz çelikler temel olarak demir ve minimum %10,5 krom içermektedir. Bu seviyede krom, ortamdaki oksijen ve nem ile reaksiyona girerek malzemenin tüm yüzeyini kaplayan koruyucu, yapışkan ve uyumlu bir oksit filmi oluşturmaktadır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.