WK1 L__B10 - Aufbau metallischer Werkstoffe, Kristallgeometrie Flashcards
Welche zwei Möglichkeiten gibt es für die atomistische Struktur von Festkörpern und was unterscheidet diese?
- Amorph: Atome sind nicht regelmäßig angeordnet, sie besitzen keine sichtbare Ordnung ung gleichen eher unterkühlten Flüssigkeiten<div><br></br><div>- Kristallin: Atome sind nach einem streng regelmäßigen Muster angeordnet</div></div>
Wie ist die Atomstruktur von Metallen?
Kristallin
Was ist ein Raumgitter und was ein Punktgitter?
”- Die räumliche Anordnung im Metallkristall<div>- Besteht aus Gittergeraden und -ebenen</div><div>- Werden die Atome als Punkte dargestellt, so wird das Raumgitter auch Punktgitter genannt</div><div><br></br><div><img></img><br></br></div></div>”
Was ist eine Elementarzelle?
”- Die kleinste Einheit, aus deren periodischer Wiederholung sich das Raumgitter aufbaut<div><div><br></br></div><div><img></img><br></br></div></div>”
Welche Vorstellung von Atomen ist für die meisten Anwendungsfälle im Maschinenbau ausreichend?
- Atome ähneln Tennisbällen, die zwar hart aber dennoch in gewisser Weise verformbar sind<div>- Im Inneren sind Magnete, die dafür sorgen, dass die Menge an Tennisbällen nicht auseinander fällt</div>
Was ist die sogenannte kubisch primitive (kp) Elementarzelle?
”- In jeder Ecke sitzt ein Atom<div>- Die Atome sind so groß, dass sie sich gegenseitig berühren</div><div><br></br></div><div><img></img><br></br></div>”
Warum existiert die kp-Elementarzelle in der Natur praktisch nicht?
Weil sie sehr labil ist d.h. energetisch nicht sehr vorteilhaft.
Was ist die Koordinationszahl?
Die Anzahl nächster Nachbaratome
Was ist die Koordinationszahl der kp-Zelle?
6
Was ist die Packungsdichte P?
Der Volumenanteil der Elementarzelle, der durch die Atome gefüllt ist.<div><br></br></div><div>[$$]P = \frac{V_{Atome}}{V_{Zelle}} [/$$]<br></br></div>
Was ist das kubisch-raumzentrierte (krz) Gitter?
”- In der Mitte der Elementarzelle sitzt ein weiteres Atom<div>- Ein krz-Gitter entsteht auch, wenn man ein kp Gitter mit seinen Eckatomen in der Mitte einer zweiten kp Gitters platziert</div><div><br></br><div><img></img><br></br></div><div><img></img><br></br></div></div>”
Was ist die dichtest gepackte Ebene im krz-Gitter?
”- Es gibt 6 Flächen, die den Würfel jeweils in zwei gleichgröße Dreiecksprismen teilen<div><br></br></div><div><img></img><br></br></div>”
Wie hoch ist die Packungsdichte der krz-Zelle?
Pkrz ≈ 0,68
Wie hoch ist die Packungsdichte der kp-Zelle?
Pkp≈ 0,52
Was ist die Koordinationszahl im krz-Gitter?
8
Was ist das kubisch flächenzentrierte (kfz) Gitter?
”- In den jeweiligen Flächen der Zelle sitzt ein weiteres Atom<br></br>(Hinweis: Behalten wir gedanklich die horizontale Ausrichtung der Gitterebenen bei, so steht die kfz Zelle auf einer Spitze in diesem Gitter (unteres Bild)) <div><img></img><br></br></div><div><img></img><br></br></div>”
Wie groß ist die Packungsdichte der kfz-Zelle?
Pkfz≈ 0,74
Was ist die Koordinationszahl der kfz-Zelle?
12
Was sind die dichtesten Ebenen der kfz-Zelle?
“<div>Die 8 Flächen des inliegenden Oktaeders, wobei jeweils zwei parallel sind d.h. es gibt 4 dichtest gepackte Ebenen</div><div><img></img><br></br></div><img></img>”
Was ist die hexagonal dichteste (hex) Elementarzelle?
”- Hexagonale Grundfläche, 3 inliegende Atome<br></br><img></img><br></br><div><img></img><br></br></div>”
Was ist die Koordinationszahl im hex-Gitter?
12
Wie groß ist die Packungsdichte der hex-Zelle?
Phex≈ 0,74
Was ist der Zusammenhang bzw Unterschied zwischen kfz und hex?
“Sie unterscheiden sich nur in der Stapelfolge:<div>- kfz: ABCABC..</div><div><img></img><br></br></div><div>- hex: ABABAB..</div><div><img></img><br></br></div>”
Nenne Beispiele für Metalle mit krz, kfz und hex Struktur.
krz:<div></div><div>- Chrom</div><div>- Molybdän</div><div>kfz:</div><div>- Aluminium</div><div></div><div>- Kupfer</div><div>hex:</div><div>- Titan</div><div>- Magnesium</div>
