1 Einführung

Question 1

Werkstoffe sind grundsätzlich…

Answer 1

synthetisch hergestellte Materialien mit Ausnahmen wie Holz oder Naturkautschuk.

Question 2

Einteilung der Werkstoffe

Answer 2

Question 3

Halbleiter

Answer 3

temperaturabhängige Leiteigenschaft

Question 4

Verbundwerkstoffe…

Answer 4

bestehen aus zwei unterschiedlichen Materialien mit dem Ziel, die vorteilhaften Eigenschaften beider Materialien zu vereinen.

Beispiel: kohlenstoffverstärkte Kunststoffe

Question 5

Metalle - Eigenschaften

Answer 5

Eigenschaften:

• plastisch verformbar (duktil)
• hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit
• geringe chemische Resistenz in vielen Medien (z.B. Rostbildung bei Eisenwerkstoffen)
• lichtundurchlässig (Licht wird reflektiert)

Question 6

Metalle - Beispiele

Answer 6

• Eisen + Legierungen: Stahl, Gusseisen
• Aluminium-, Titan-, Magnesium-, Zink- und Kupferlegierungen (da insb. Messing und Bronzen)
• Gasturbine: hochtemperaturbeständige Ni-Basislegierungen

Question 7

Organische Werkstoffe - aus folgenden Elementen aufgebaut

Answer 7

• Kohlenstoff
• Wasserstoff
• Sauerstoff
• Fluor
• Silizium

Question 8

Organische Werkstoffe - Beispiele

Answer 8

• Holz
• polymere Werkstoffe (Kunststoffe)

Question 9

Polymere Werkstoffe (Kunststoffe) - Allgemeines

Answer 9

• relativ geringe Kosten
• Wiederverwerten (Recycling) schwer, i.d.R. werden Kunststoffe verbrannt
• Rohstoff zur Herstellung: Erdöl
• Degradation (=Veringerung, Verlust, Zerlegung) der Eigenschaften durch Alterung

Question 10

Polymere Werkstoffe - Eigenschaften

Answer 10

• geringe elektrische und thermische Leitfähigkeit -> gute Isolatoren
• geringe Dichte
• gute chemische Resistenz
• gute Verformbarkeit wie Metalle, aber deutlich geringere Festigkeiten und Steifigkeiten als diese

Question 11

Polymere Werkstoffe - Eigenschaften - materialabhängig

Answer 11

• Eigenschaften differieren von Material zu Material
• struktureller Aufbau als Grund
• Duroplaste, Thermoplaste, Elastomere

Question 12

Duroplast

Answer 12

Kunststoff, der nach Aushärtung nicht mehr verformbar ist

Question 13

Thermoplast / Plastomer

Answer 13

• Kunststoff, der in best. Temperaturbereich verformbar ist.
• Reversibel, d.h. beliebig oft wiederholbar durch Abkühlung und Wiedererwärmung, solange
• thermische Zersetzung durch Überhitzung beachtet wird

Question 14

Elastomer

Answer 14

• Kunststoff
• elastisch verformbar durch Belastung
• danach in ursprüngliche, unverformte Gestalt zurück

Question 15

Anorganisch-nichtmetallische Werkstoffe - Aufbau

Answer 15

aufgebaut aus:

• einem positiv geladenen Metall-Kation (Aluminium, Silizium, Kalzium oder Natrium) und
• einem negativ geladenem Nichtmetall-Ion (Stickstoff, Kohlenstoff oder Sauerstoff)

Question 16

Kation

Answer 16

positiv geladenes Ion, da es bei Elektrolyse zur Kathode (- Pol) wandert

Question 17

Anion

Answer 17

negativ geladenes Ion, da es bei Elektrolyse zur Anode (+ Pol) wandert

Question 18

Anorganisch-nichtmetallische Werkstoffe - Beispiele

Answer 18

• Gläser
• Silikatkeramiken für Fliesen und Geschirr und
• Hochleistungskeramiken (Aluminiumokid oder Zirkoniumoxid)

Question 19

Anorganisch-nichtmetallische Werkstoffe - Benennung

Answer 19

• Sauerstoff -> Oxide
• Stickstoff -> Nitride
• Kohlenstoff -> Karbide

Question 20

Anorganisch-nichtmetallische Werkstoffe - Eigenschaften

Answer 20

• chemisch und thermisch sehr resistent (Schmelztemperatur von Al2O3: 2050°C)
• plastisch nicht verformbar (spröde)
• in der Regel geringe elektrische und thermische Leitfähigkeit

Question 21

makroskopische Eigenschaft

Answer 21

• ist das Gefüge bzw. die Mikrostruktur des eigesetzten Materials maßgeblich
• Anordnug der Atome (kristalin=regelmäßig oder amorph=ungeordnet)
• Art der Bindung (Atom- oder Ionenbindung)
• Gefüge im Mikrometerbereich (z.B. Größe der Kristallkörner)

Question 22

Struktur in versch. Bereichen

Answer 22

Question 23

Dimensionen in der Materialwissenschaft

Answer 23