Malzeme mühendisliği eğitiminde genellikle dikkatimizi sadece mühendislik uygulamalarına verip, malzemeleri yalnızca teknik performansları üzerinden değerlendirme eğiliminde oluyoruz. Halbuki, malzeme mühendisliğinin pek sık dile getirmediğimiz başka çalışma alanları da var. Tasarım ürünlerinde ya da sanatsal çalışmalarda kullanılan malzemeler ve bu malzemelerin üretilebilmesi için geliştirilmesi gereken süreçler de malzeme mühendislerinin ilgi alanına giriyor.
Malzemelerin bu “renkli” dünyası her ne kadar eğitim müfredatının dışında bırakılıyor olsa da, biz Mühendishane’de malzemeleri sadece teknik özellikleriyle değil, bu renkli taraflarıyla da ele almak istiyoruz. İlerleyen blog yazılarında bu tür uygulamalara birçok örnek vereceğiz. İlk olarak, teknik özelliklerle tasarımın kesiştiği bir örnek ile başlayalım: sihirli altın.
Sihirli altının (Magic Gold) sihirle uzaktan yakından bir ilgisi yok elbette. İşin sihir kısmı, ürün pazarlaması için kullanılan bir ticari isim. İsviçre’li saat üreticisi Hublot için İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’nde (EPFL) geliştirilen bu altın bazlı kompozit malzemeye “sihirli” denilmesi, altının aksine bu malzemenin çizilmeye karşı çok yüksek bir direnç gösteriyor olmasından kaynaklanıyor.
İşin hikayesi şöyle: İsviçre’nin en pahalı saat üreticilerinden biri olan Hublot, müşterilerinden gelen şikayetleri dikkate alarak, saatlerinde kullandığı altın parçaların çizilmeye karşı direncini arttırmak istiyor. Bu talep doğrultusunda kolları sıvayan araştırmacılar, altını, oldukça yüksek sertlik değerine sahip bor karbür ile destekleme fikri üzerine yoğunlaşıyorlar. Bor karbür parçacıklarını sıvı altın içine toz şeker atar gibi karıştırıp, sonra katılaştırmak yerine, altın içindeki bor karbür miktarını yüksek tutabilmek için farklı bir yola başvuruyorlar.
İnfiltrasyon adını verdiğimiz bu yöntemde, ilk olarak bor karbür parçacıklarını yüksek basınç altında sıkıştırıp, bir tür önkalıp yapısı elde ediyorlar (yukarıda soldaki resim). Daha sonra, tıpkı küp şekeri bardaktaki çaya birazcık batırdığınızda çayın şekerin içine sızması gibi, sıvı altını, önceden şekillendirdikleri bor karbür yapı içine sızdırıyorlar. Ardından, yapı içine sızan sıvı altını katılaştırdıklarında, çok yüksek oranda bor karbür içeren, dolayısıyla da çok yüksek sertliğe sahip (~1000 Vickers), altın bazlı bir kompozit elde etmiş oluyorlar.
Bu malzemenin geliştirilmesinde kullanılan yöntem her ne kadar farklı metal ve alaşımlar için uzun yıllardır kullanılıyor olsa da, lüks saat marketi için oldukça yeni bir fikir.