Gockelfolien Flashcards
Wie lautet die Definition der Keramik ?
Keramische Werkstoffe sind
- anorganische Nichtmetalle
- in Wasser schwer löslich
- zu wenigstens 30% kristallin
Sie werden bei Raumtemperatur geformt und erhalten ihre typischen Werkstoffeigenschaften durch eine Temperatur Behandlung (800C°)
Inwiefern grenzt sich Keramik von Salzen, Glas und mineralischen Baustoffen ab ?
- von Salzen durch die Wasserlöslichkeit
- von Glas durch die Kristallinität
- von Mineralischen Stoffen (Zement, Kalk, Gips) durch die Prozesstechnik
Was bewirkt die Zerkleinerung während der Aufarbeitung ?
Die Zerkleinerung bewirkt eine Erhöhung der Oberfläche.
Oberflächenenergie = Triebkraft zum Sintern
homogene feine Korngröße = höhere Packungsdichte
Welche 3 Arten der Aufarbeitung werden entsprechend des Feuchtegehalts unterschieden ? In welchen Verarbeitungsverfahren werden sie meist eingesetzt ?
1: Nassaufbearbeitung:
- Pulversuspensionen in meist alkoholischen Mitteln
- >25% Flüssigkeit
- Schlickerguss, Folienguss
2: Feuchte Aufbereitung:
- knetbare Massen meist mit Additiven
- 5-25% Flüssigkeit
- Stangpressen
3: Trockenaufbereitung:
- rieselfähige Pulver-Granulate
- <5% Flüssigkeit
- axiales uns isostatisches Pressen
Was wird durch Foliengießen hergestellt und wie läuft der Prozess ab ?
Herstellung großflächiger dünner keramischer Substrate (dicke von 25 Mikrometer bis 1,5mm)
Mögliche Bauteile:
- Kondensatoren
- piezoeletrische Bauteile
- Halbleiter
- Wärmetauscher
Keramisches Pulver wird in organischen/wässrigen Lösungen mit Bindern, Verflüssigen und Plastifizierern dissertiert.
Auf ein Stahlband gegossen und getrocknet.
Welche Elemente hat eine typische Foliengießanlage ? (G)
1: Schlickeraufgabe
2: Warmluft
3: Warmluft mit verdampften Lösungsmittel
4: Folienabnahme
Skizze
Welche Elemente hat eine typische Strangpresse (G)
1: Massenaufgabe
2: Homogenisierungsschnecke
3: Schleuse
4: Vakuumkammer
5: Folienschnecke
6: Mundstück
7: Masseaustritt
Skizze
Was sind die 4 elementaren Sinterphänomene?
- Sinterhalsbildung (an Korn-Korn-Kontakten)
- Kornwachstum (Grenzflächenenergie vernichtet)
- Porenschwund (Verringerung der Oberflächenenergie)
- Porenwachstum (Verringerung der Oberflächenenergien ???)
Skizze
Ordne die 4 wichtigsten atomaren Transportmechnismen nach zunehmender Aktivierungsenergie :
1: Verdampung und Kondensation
2: Oberflächendiffusion
3: Korngrenzdiffusion
4: Volumendiffusion (Gitterdiffusion)
Skizze
Welchen Einfluss hat die Temperatur auf das Keramik gefüge ? (G)
hohe Temperaturen > Keramik gefüge vergröbert.
Auch √l- Gesetz genannt.
Skizze
Was besagt die Spannungssingularität ? (G)
An scharfen Kerben mit Rissspitzenradius 0 müssen unendlich hohe Spannungen auftreten.
In das umliegende Gefüge klingt diese mit r ^(-1/2) ab
Wie lautet die Griffith- Gleichung (Irwin-Beziehung) (G)
𝛔= K/(Y√(𝛑a)
K= Bruchwiderstand a= Defektgröße Y= Geometriefaktor
Welche 3 Bruchmodi gibt es ?
Mode 1: Zug
Mode 2: Schub
Mode 3: Scherung
Wie wirken die Rissspitzenradien auf die Spannung ?
Es kann zur Spannungserhöhung kommen, umso schärfer die Spitze ist.
Formel
Wie lassen sich Kerbspannungen vermeiden ?
- Nie scharfe Konturübergänge schaffen
- Kerbwirkungen vermeiden
Über welche Formel erlaubt die Weibull-Statistik Extrapolationen auf Bauteile mit anderen Volumina ? Was ist die Aussage dahinter ? (G)
𝛔1= 𝛔2* (V2/V1) ^ (1/m)
> größere Bauteile haben geringere Festigkeiten: Wahrscheinlichkeit für kritischen Fehler größer.
Skizze
Durch welche Methode kann man das Risiko für das Versagen eines ausgelieferten Teils minimieren ? (G)
- Proof-Test: Spannung anlegen und versagende aussortieren
- Werkstoffoptimierung: Materialverhalten enger gestalten
- Zerstörungsfreie Prüfungen wie z.B. : Ultraschallmikroskopie
Skizze
Zu welcher Veränderung führt eine Beherrschung der Gefüge Fehler?
Große Defekte treten nicht mehr aus. Wahrscheinlichkeit für sehr kleine Defekte steigt.
Skizze
Wie kann man beispielsweise die Zugspannung in einem Gefüge minimieren ?
Indem man mehr Poren einbaut.
Ausgehend von einem atomar scharfen Riss wird die Spannung um einige Zehnerpotenzen erniedrigt wenn er auf eine Pore trifft.
Wichtig: Der E-Modul sinkt! Außerdem darf der Porendurchmesser nicht die kritische Länge erreichen!
Wie kann man Risse , welche nicht auf Teilchen Treffen einfangen ?
Diese Risse werden durch innere Spannungen gefangen.
Innerde Spannungen werden automatisch beim Abkühlen von der Sintertemperatur eingebracht.
