Kapitel 12 Material & värme

Question 1

Specifik värmekapacitet

Answer 1

Den energi det tar att höja temperaturen med 1 grad hos 1 kg av ett mtrl.

Question 2

Termisk utvidgningskoefficent

Answer 2

alpha
beror något på temperatur

Question 3

Termisk ledningsförmåga - Värmeledning

Answer 3

Mekanismer:
- Kristallvibrationer (fononer)
- Elektroner

Kristallvibrationer & elektroner överför energi från område med hög temp. till område med låg energi.

Question 4

Användningstemperatur

Answer 4

Det intervall av temperatur som ett mtrl är säkert att använda utan kemiska eller fysiska förändringar. Bestäms av erfarenhet av användning.

Question 5

Diffusion

Answer 5

• Atomer förflyttar sig? KOLLA UPP
• Diffusionshastigheten ökar exponentiellt med temp.
• Beror på vilken atom som rör sig i vilken kristall.

Question 6

Krypning

Answer 6

• vid ca 1/2 smälttemp
• ger plastisk (permanent) deformation: krypdeformation
• Diffusionskrypning
• Power-law-krypning
• Olika stadier i krypningskurvan
• Krypningshastigheten beror exponentiellt på temp.
• Spänningen kan ändra krypmekanism

Question 7

Vad händer med mtrl när temp höjs?

Answer 7

• Atomer börjar vibrera
• A-bindningar blir svagare
• A rör sig lättare (diffusion)
• Fasomvandlingar
• Kemiska reaktioner

Question 8

Smälttemperatur

Answer 8

• Finns hos kristallina mtrl
• Metaller & keramer
• Fast -> lågviskös vätska vid smälttemperaturen T_m

Question 9

Glasomvandlingstemperatur

Answer 9

• Finns hos amorfa mtrl
• Termoplaster, glas
• Gradvis övergång fast -> viskös vätska vid glasomvandlingstemp., T_g

Question 10

Fononer

Answer 10

Kristallvibrationer?

Question 11

Max. Användningstemperatur

Answer 11

T_max
- Begränsas av t.ex:
- Försämrade mekaniska egenskaper
- Fasomvandlingar
- Kemiska förändringar
- Oxidation

Question 12

Min. Användningstemperatur

Answer 12

• T_min
• Begränsas av t.ex Sprödhet

Question 13

Termisk utvidgning

Answer 13

• Ger upphov till spänningar, t.ex. när olika mtrl sammanfogats, temperaturgradienter. - Beror på atombindningar, svaga ger stor t. utvidgning och tvärtom.
• Ger termisk utmattning.
• Termisk töjning: Epsilon_T = alpha(T-T_0)

alpha = termisk utdvidgningskoefficent
T_0 = Ref.temp.

Question 14

Kristallvibrationer

Answer 14

• Fononer (vågor/partiklar)
  Fononer sprids i materialet, de både hindras respektive sprids på kristalldefekter.

Question 15

Legeringar

Answer 15

• Rena legeringar har bäst termisk ledningsförmåga
• Störningar, dvs dislokationer, inlösta atomer & utskiljningar kan hindra eller sprida fononerna, vilket ger lägre värmeledningsförmåga.

Question 16

Värmeflöde

Answer 16

Mäter värmeledning? KOLLA UPP
- Ändring av temperatur över tid
q= - gamma (delta T)/delta x

Question 17

Ficks första lag

Answer 17

Beskriver flödet J som diffusion D multiplicerat med förändring i koncentration genom förändringen över ett område?
J = -D(deltaC/deltax)
C = koncentration

Question 18

Ficks 2:a lag

Answer 18

Koncentrationsändring med tid
deltaC/deltaT=D(deltaC2/delta2x)

Question 19

Primär krypning

Answer 19

Stadiet där det sker snabb deformation tills dislokationer möter hinder

Question 20

Steady-state krypning

Answer 20

Stadiet där krypning har konstant töjningshastighet

Question 21

Tertiär krypning

Answer 21

Stadiet där skador i mtrl sker.

Question 22

Diffusionskrypning

Answer 22

• Förändring av kristallernas korn mha diffusion
• Korn förlängs i belastningsriktningen
• Kryphastighetn kan beräknas med formel för epsilonprick.

Question 23

Dislokationskrypning

Answer 23

• Plastisk deformation mha dislokationsrörelse
• diffusion hjälper dislokationerna att komma runt hinder
• Hastigheten kan beräknas

Question 24

Krypbrott

Answer 24

Sker när porer initierats och de har tillvuxit såpass att ett brott sker.