6. Hochtemperatureigenschaften Flashcards

1
Q

Die für eine hohe Thermoschockbeständigkeit geforderten Eigenschaften zielen nicht immer in die gleiche Richtung. Zeigen Sie anhand der erforderlichen Korngröße, welche Eigenschaften sich verbessern und welche sich verschlechtern.

A
  • Wärmeleitfähigkeit verbessert sich mit steigender Korngröße (freie Weglänge der Phononen)
  • Eigenspannungen erhöhen sich (ist schlecht für Thermoschock)
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2
Q

Warum besitzen feuerfeste Werkstoffe üblicherweise eine Porosität von 15-17 Vol.%?

A
  • Elastizitätsmodul sinkt mit steigender Porosität

- Dehnungen steigen

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3
Q

Wieso kann die Wärmeleitfähigkeit durch reine Korngrenzen große Körner verbessert werden?

A
  • Größere freie Weglänge für Phononen bis zur nächsten Impedanz (Hindernis): Korngrenze.
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4
Q

Welche Wärmetransportmechanismen treten bei Faserdämmstoffen auf?

A
  • Strahlung und Konvektion
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5
Q

Warum ist es werkstofftechnisch schwierig, Space-Shuttle-Kacheln unter Weltraumbedingungen zu reparieren?

A

1) Man muss adhäsive Bindungen bei –150°C herbeiführen!

2) Unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten von Aluminiumkonstruktion, Fasermatte und Kunststoffkleber.

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6
Q

Welche Keramiken kommen als Wärmetauschermaterialien in Betracht?

A
  • AlN
  • Si3N4
  • SiC
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7
Q

Warum nimmt die Wärmeleitfähigkeit keramischer Stoffe mit zunehmender Temperatur zunächst ab, dann aber wieder zu?

A
  • Gerichtete Phononenbewegung wird durch thermische Schwingungen zunehmend behindert, dann übernehmen Strahlung und Konvektion den Wärmetransport.
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8
Q

Welche thermisch bedingten Schwierigkeiten hat man beim Löten von Keramik mit Metallen zu berücksichtigen?

A
  • Wärmedehnungsunterschiede zwischen Metall und Keramik
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9
Q

Welche Hochtemperaturanwendungen keramischer Werkstoffe kennen Sie in der Energietechnik?

A
  • Wärmetauscher
  • Brennerdüsen
  • Kacheln für Müllverbrennungsanlage
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10
Q

Welche Eigenschaften der Keramik nutzt man bei der Beschichtung von Turbinenschaufeln?

A
  • Geringe Wärmeleitfähigkeit
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11
Q

Wie äußert sich das Kriechen in einem Spannungs-Dehnungsdiagramm?

A
  • Nach linear-elastischer Dehnung Fließen bei konstanter Last.
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12
Q

Gibt es bei Keramiken eine „Verfestigung“ wie bei Metallen?

A
  • Nein, es gibt nur dann einen Spannungsanstieg, wenn sich grobe Körner verhaken und das Korngrenzengleiten behindern.
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13
Q

Welchen Verstärkungsmechanismus zur Steigerung des Bruchwiderstandes schlagen Sie für hohe Temperaturen vor?

A
  • Faserverstärkung (alle anderen sind nicht mehr wirksam)
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14
Q

Welchen Verstärkungsmechanismus zur Verbesserung der Kriechbeständigkeit schlagen Sie für hohe Temperaturen vor?

A
  • grobe Gefüge
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