05_Mechanische und thermomechanische Eigenschaften Flashcards
Welche Faktoren haben einen Einfluss auf die Festigkeit eines Glases und welcher ist davon der wichtigste?
-Stärke der atomaren Bindung
-Polymerisationsgrad
-atomare Packungsdichte (WICHTIGSTE!)
-Symmetrische Verknüpfung der Baugruppen
Warum ist in Silicat-Gläsen die Packungsdichte dominierend?
Ein höherer Polymerisierungsgrad bedeutet hier eine leichtere „Faltbarkeit“ der Struktur und somit niedrigere elastische Eigenschaften. Das (sofern vorhanden) ausgleichende Kation im Ladungsdefizit Tetraeder (z.B. in den Feldspat-Gläsern, Q4) ist anders in die Struktur eingebaut, als ein Netzwerkwandler-Kation. Letzteres erschwert dann in niedriger vernetzten Silikatgläsern (z.B. Diopsid, Q2) das
„Zusammenfalten“, woraus bessere mechanische Eigenschaften entstehen.
Was ist die Wärmeleitfähigkeit?
Wodurch wird sie beim Glas vollzogen?
Die Wärmemenge, die in einer Sekunde durch eine 1m dicke
Stoffschicht einer 1m2
Fläche fließt, wenn der
Temperaturunterschied 1K beträgt.
Wärmeleitung durch Phononenschwingungen der Gitterbausteine
Wieso gibt bei isochemie lambda amorph < lambda krist
Wegen der fehlenden Fernordnung
Welchen Einfluss hat de Porosität auf die Wärmeleitfähigkeit?
was stellen Poren in einem Material dar?
Wärmeleitfähigkeit nimmt linear mit der Porengröße ab.
Sie stellen eine zweite Phase dar, die es ermöglicht das Material zu optimieren.
Wodurch wird der thermische Ausdehnungskoef beschrieben?
Er wird physikalisch durch die nicht harmonischen Schwingungen (Änderung des interatomaren Potenzial) der Atome beschrieben
Wodurch lassen sich positive thermische Ausdehnungen (alpha) beim Glas erklären?
Sie lassen sich durch die Veränderung der Gitterschwingung bei steigenden Temperaturen erklären, auch bekannt als Lenard-Jones Potential.
Wodurch wird die thermische Ausdehnung (alpha) gemessenß
Durch ein Dilatometer
Wie verhält sich der thermische Ausdehnungskoef bei amorphen werkstoffen?
Je niedriger die Polymerisation, desto höher die Bildungsasymetrie und desto höher der thermische Ausdehungskoef
Was ist die eiserne Regel beim thermischen Ausdehnungskoef?
Je höher Tm oder Tg, desto kleiner ist alpha
Wie reagieren Netzwerke mit hohem freien Volumen auf thermische Energie?
Sie können durch Rotation und Biegung thermische Energie gut aufnehmen und können der Ausdehnung entgegenwirken => kleines alpha
Welche drei Thermoschock-Parameter gibt es?
Erster:
Unendlich große Wärmeübertragung => Körper nimmt instantan T1 an der Oberfläche an (Schlimmster Fall)
Zweiter:
Konstanter Wärmeübergang, kein sofortiges Versagen (Zyklus Fall)
Dritter:
Wärmeeintrag erfolgt mit konstanter Temperaturrate (entspannter Fall)
Was erzeugt ein hohes alpha?
Ein hohes α erzeugt hohe Zugspannungen, die an den entsprechenden Stellen bei Überschreiten der
intrinsischen Materialfestigkeit zum Bruch führen.
Wie kann man ein Glas vorspannen?
Thermisches Vorspannen:
Aufbau durch Kühlung der Oberflächen führen zu permanenten Druckspannungen im Glas, die zu einer erhöhten Festigkeit des Glases führen.
Chemisches Vorspannen:
Austausch von Na+-Ionen zu K+-Ionen führt zu Inneren Druckspannugen, da das größere Ionen nicht in die Lücke passt
Wie wird chemisch vorgespannt und welches Problem gibt es dabei?
Chemisches Vorspannen durch ein Salzbad unterhalb Tg
Problem: Dauer und Oberflächenanmutung
