Einführung, Werkstoffklassen und -anwendungen Flashcards
Was versteht man unter einem Werkstoff?
Ein Material wird zum Werkstoff, wenn es technisch verwertbare Eigenschaften besitzt und technologisch und wirtschaftlich herstellbar ist.
Nenne die Werkstoff Hauptklassen.
Metallische Werkstoffe (Metalle)
Anorganische-nichtmetallische Werkstoffe (Keramiken/Gläser)
Organische Werkstoffe (Polymere)
Verbundwerkstoffe
Gib zwei Beispiele für Werkstoff Untergruppen nach Funktion.
Biomaterialien
Isolatoren
Halbleiter
Worin unterscheidet man bei Metallen und Legierungen?
Eisenlegierungen
Nichteisenlegierungen
Um welche Art der Bindung handelt es sich bei Metallen und Legierungen?
Metallische Bindung
Was sind die typischen Eigenschaften von Metallen und Legierungen?
Hohe Festigkeit Duktilität Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit Undurchsichtigkeit Reflektion
Was sind die Anwendungseinschränkungen von Metallen und Legierungen?
Oxidation Korrosion Schmelzpunkt Verlust der Festigkeit bei steigenden Temperaturen (--> Anwendung meist bei T < 1000°C) Hohe Dichte
Was versteht man unter anorganisch-nichtmetallischen Werkstoffen?
Eine Kombination von metallischen und nichtmetallischen Elementen zu einem Festkörper.
Um welche Art der Bindung handelt es sich bei anorganisch-nichtmetallischen Werkstoffen?
Ionisch / kovalente Bindungen
Nenne die typischen Eigenschaften von anorganisch-nichtmetallischen Werkstoffen.
Sprödheit Glasartigkeit Härte Isolatoren Hoher Schmelzpunkt (--> ermöglicht Einsatz bei hohen Temperaturen) Gute Korrosionsbeständigkeit
Nenne die Anwendungseinschränkungen von anorganisch-nichtmetallischen Werkstoffen.
Sprödbruch
Was versteht man unter Polymeren?
Organische Verbindungen der Elemente C, H, O, N, F, Si
Um welche Art der Bindung handelt es sich bei Polymeren?
Kovalente Bindungen (primär) und Wasserstoffbrücken- und/oder van-der Waals-Bindungen (sekundär).
Nenne die typischen Eigenschaften von Polymeren.
Geringe Festigkeit
Niedrige Dichte
Thermische und elektrische Isolatoren
Nenne die Anwendungseigenschaften von Polymeren.
Geringer Widerstand gegen hohe Temperaturen
Schmelz- und Entfestigungsvorgänge
Verbrennung (Oxidation) / Zersetzung
(–> max. Nutzung bei T < 300°C)
Worin unterscheidet man bei Verbundwerkstoffen?
Matrix
- MMCs (Metallmatrix-Verbundwerkstoffe)
- CMCs (Keramische Faserverbundwerkstoffe)
- PMCs (Polymere Matrix Composition)
verstärkt
- Faser
- -> Kurzfaser
- -> Langfaser
- –> Gleichgerichtet
- –> Flächig
- –> Zufällig
- Partikel
vgl. VL 01 Folie 31
Wie unterscheidet man sich für einen bestimmten Werkstoff je nach Anwendung?
Anwendung –> Eigenschaften festlegen
Eigenschaften –> mögliche Werkstoffe identifizieren
Werkstoff –> nötige Herstellung identifizieren
Zeichne das Tetraeder der Werkstoff - und Ingenieurwissenschaften.
Leistung
Struktur
Eigenschaften
Herstellung
vgl. VL 01, Folie 38
Wovon hängen die Eigenschaften eines Werkstoffes ab und wie kann man darauf Einfluss nehmen?
Von der Mikrostruktur und durch Behandlungen
Welche Eigenschaften kennzeichnen einen Werkstoff?
Mechanische Eigenschaften Elektrische Eigenschaften Magnetische Eigenschaften Thermische Eigenschaften Optische Eigenschaften Chemische Eigenschaften
Nenne die Mechanischen Eigenschaften.
Elastizität und Steifigkeit Plastizität (Duktilität) Bruchverhalten Festigkeit Sprödigkeit oder Zähigkeit Ermüdung
Was versteht man unter Nanowerkstoffen?
Werkstoffe aus konstruierten Komponenten, die mindestens eine Größenordnung unter 100nm liegen.
Alle herkömmlichen Werkstoffe können im Prinzip im Nanometerbereich verändert werden.
Nanowerkstoffe zeigen andere Eigenschaften als die “großen Brüder” auf der Makroebene.
Wie nennt man Werkstoffe, die ihre Eigenschaften je nach äußerer Belastung oder Einflüssen ändern?
Intelligente Werkstoffe
Wie nennt man Werkstoffe, die oberhalb einer spezifischen Temperatur in ihre Ausgangsform zurück gehen?
Formgedächnislegierungen
Wie nennt man Werkstoffe, die ein elektrisches Feld aufgrund einer Materialverformung umgibt bzw. die sich aufgrund eines elektrischen Feldes verformen?
Piezoelektrische Werkstoffe
Wie nennt man Werkstoffe, die durch elektronische oder photonische Aktivierung ihre Transparenz verändern?
Chromogene Materialien
Welche nach Werkstoffen benannten Perioden der Menschheitsgeschichte kennen Sie?
Steinzeit
Kupferzeit
Bronzezeit
Eisenzeit
Moderne Werkstoffe
