Metalle 2 Flashcards
Welche grundlegenden Eigenschaften charakterisieren eine Formgedächtnislegierung?
(Tipp: hier ist NICHT die sog. Superelastizität gemeint; gehen Sie auf das Verhalten bei
Verformung und Temperaturänderungen ein)
Welcher metallische Formgedächtniswerkstoff ist in der Medizintechnik von primärer
Bedeutung (Handelsname und Zusammensetzung)? Geben Sie bei der Zusammensetzung
an, ob es sich um Gew% oder Mol% handelt.
Auf welchem physikalischen Vorgang basiert der Formgedächtniseffekt maßgeblich?
Warum tritt der Formgedächniseffekt nicht auch bei Stahl auf?
Welche Rolle spielt die Fähigkeit zur Selbstakkomodation in Zusammenhang mit dem
Formgedächniseffekt?
Was versteht man unter dem Einweg-Formgedächniseffekt (3 Schritte der Anwendung
eines Bauteils mit Einwegeffekt )?
Beschreiben Sie die Anwendung eines Bauteils mit (a) extrinsischem (drei Schritte) und
(b) intrinsischem (4 Schritte) Zweiweg-Formgedächtniseffekt.
Was versteht man unter Pseudoplastischer Dehnung beim Einwegeffekt?
Was versteht man unter Superelastizität?
Warum ist die (a) Herstellung und (b) Sterilisation bei NiTinol von besonderer
Bedeutung (Beispiele)?
Skizzieren Sie die relative Abhängigkeit der Austenitumwandlungstemperatur Astart
(As) (Darstellung qualitativ (mit Achsbeschriftung! …es geht um die Größenordnung der
Temperatur- und Ni-Gehaltbereiche bzw. -gradienten))
a) vom Ni-Gehalt bei NiTinol (mit Größenordnung des Skalenbereiches…)
b) von der Zahl der thermomechanischen Zyklen (mit Größenordnung des
Skalenbereiches…und qualitativem Verlauf)
Skizzieren Sie qualitativ ein typisches Spannungs-Dehnungsdiagramm für Nitinol im
Vergleich zu einem rostfreien Stahl. Markieren Sie den Bereich der Superelastizität.
Wovon hängen die mechanischen Kenndaten bei einer Formgedächtnislegierung ab?
Nennen Sie typische Anforderungen und Randbedingungen für den Einsatz von FGL als
Implantatwerkstoff in der Medizin.
Nennen Sie die Voraussetzungen hinsichtlich der charakteristischen Temperaturen zum
Einsatz als Implantatmaterial beim
a) Einwegeffekt
b) Zweiwegeffekt
c) und bei der Superelastizität.
„Während der Phasenumwandlung vom Austenit in Martensit geht bei einem Bauteil aus
herkömmlichem Stahl die Ausgangsform verloren, weil der Austenitanteil eine höhere
Festigkeit als der Martensit aufweist.“ Ist die Aussage richtig oder falsch? Warum?
Welche Formgedächniseffekte werden insbesondere in der Medizintechnik genutzt?
Warum?
Erläutern Sie die Ihnen bekannten vier charakteristischen Effekte von
Formgedächtnislegierungen (beschreiben Sie nicht das physikalische Wirkprinzip sondern
nennen Sie den Effektnamen und beschreiben die von außen wirkende Ursache und deren
Wirkung)!
Nennen Sie die Ihnen bekannten vier charakteristischen Effekte von
Formgedächtnislegierungen und kreuzen Sie die entsprechenden Lastzustände und die Art
der Auslösung an (je nur ein Kreuz)! Geben Sie für jeden Effekt ein medizinisches
Anwendungsbeispiel an.
Effekt:
Auslösbar:
☐ mit Last
☐ ohne Temperaturveränderung
☐ ohne Last
☐ durch Temperaturerhöhung
☐ unabhängig von Last
☐ durch Temperaturerniedrigung
☐ durch Temperaturerhöhung und –erniedrigung
Anwendungsbeispiel:
Nennen Sie Vor- und Nachteile von Aktoren aus Formgedächtnislegierungen.
Worin unterscheidet sich der intrinsische vom extrinsischen Zweiwegeffekt?
Bewerten Sie die Aussage (mit Begründung!): “Der intrinsische Zweiwegeffekt lässt sich
bei gleichbleibender Effektgröße beliebig oft wiederholen.“
Die Phasenumwandlung des Gefüges einer Formgedächtnislegierung wurde in der
Vorlesung anhand spezifischer Temperaturgrenzen erläutert.
a) Benennen Sie die vier Temperaturgrenzen und tragen Sie diese auf dem Zahlenstrahl
auf.
b) Erläutern Sie anhand des Zahlenstrahls wie die Grenzen zur Martensit- und
Austenitumwandlung im Verhältnis zur Körper- und Raumtemperatur gewählt werden
müssen, damit der intrinsische Zweiwegeffekt und die Superelastizität bei medizinischer
Anwendung (z.B. als Implantatmaterial) stattfinden können. Geben Sie außerdem den
Temperaturbereich an, in dem der Effekt jeweils stattfindet. (Zweigeffekt/Superelsatizität)
Was hat die Grenztemperatur MD für eine Bedeutung?
In welchem Temperaturbereich - bezogen auf die charakteristische(n)
Umwandlungstemperaturen – tritt superelastisches Verhalten auf? Welche Rolle spielt in
diesem Zusammenhang die Grenztemperatur Md?
