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Werkstoffe (Subject) / Begriffe (Lesson)

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• Was beeinflusst die Bindungsenergie? + Definition - Energieaufwand zur Lösung atomarer Bindung aus dem Gleichgewichtszustand = Maß für die stärke einer Bindung - beeinflusst den thermischen Ausdehnungskoeffizienten und die Schmelztemperatur
• Erkläre den Begriff atomar - Kennzeichnet ein Element, eine Struktur oder einen Sachverhalt, der nicht weiter in seine Bestandteile zerlegbar ist = Anordnung von Atomen oder Molekülen im Gitter
• Was ist Materialwissenschaft? Die Materialwissenschaft beschäftigt sich mit Erforschung, Charakterisierung, Entwicklung, Herstellung und Verarbeitung technischer Materialien Als interdisziplinäre Wissenschaft stützt sie sich auf die Fachgebiete Chemie, Physik, Ingenieurwesen, Mineralogie, Kristallographie, und petrologie.
• Chemische Eigenschaften - Brennbarkeit - Reaktionsfähigkeit
• Gleiten Bewegung von Versetzungen
• Van der Waalsbindung - schwächste Bindung - Bindung, die auf schwacher elektrostatischer Anziehung zwischen polarisierten Molekülen beruht
• Mischkristallverfestigung Definition Einbau von Zwischengitter oder Substitutionsatomen zur Erhöhung der Festigkeit
• Ionenbindung - Metall und Nichtmetall DEN > 1,8 - Bindung zwischen Atomen unterschiedlicher EN, wobei Kationen VE an die Anionen abgeben - durch elektrostatische Anziehungskraft gebungen
• Kovalente Bindung Nichtmetall + Nichtmetall - DEN 0 - 1,8 - Bindung zwischen zwei Atomen, die auf der Paarbildung ihrer VE beruht
• Metallbindung -DEN 0 - 0,5 - Metall + Metall - Bindung, die auf der Anziehung zwischen den Elektronen beruht
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• System Definition - Als System bezeichnet man die Gesamtheit der Gleichgewichtszustände, die die Komponenten bilden können - Zustandsgrößen sind Dichte, Temperatur und Zusammensetzung
• Komponenten Definition Von einander unabhängige Ausgangsstoffe
• Phasen Definition + 4 Merkmale - fllüssig, fest und gasförmig - Merkmale: - Gleiche atomare Struktur -Konstante Zusammensetzung - Konstante Eigenschaften - Definierte Grenzflächen
• Wann ist ein Werkstoff im thermodynamischen Gleichgewicht? Wenn seine freie Enthalpie gegenüber benachbarten Zuständen minimal ist
• Was beeinflusst die Korngröße? und Welchen Zusammenhang gibt es mit der Festigkeit`? - Beeinflusst die Streckgrenze - Je kleiner die Korngröße, desto fester die Korrelation zwischen Korngröße und Festigkeit
• Allotropie Eigenschaften eines Metalls in mehr als einer Kristallstruktur auftreten zu können, abhängig von Temperatur und Druck
• Isotropie Richtungsunabhängigkeit von Eigenschaften, z.b. Metall, Glas Eigenschaften in verschiedene Richtungen gleich
• Was versteht man unter Röntgenbeugung? - Hilfsmitter zur Bestimmung von Kristallstrukturen - Beruht auf der Interferenz, der von den Atomen verursachten Streustrahlung - Abhängig von der Wellenlänge, der Röntgenstrahlen, ihrem Einfallswinkel und dem Netzebenenabstand der Atome wird sie entweder verstärkt oder ausgelöscht. - Die Richtungen, in denen Verstärkung eintritt, sind über das Braggsche Gesetz mit dem Abstand der beugungswirksamen kristallographischen Ebene verknüpft.
• Was ist ein Gefüge und was ist eine Struktur? Gefüge:Geometrische Anordnung von Phasen zueinander. Struktur: atomarer Aufbau, welche Verbindung zwischen Atomen herrschen
• Was sind Versetzungen? -Lineare Störungen, eines störungsfreien Atomgitters -Erklären vor allem das mechanische Verhalten von Metallen
• Welche Arten von Versetzungen gibt es? Schraubenversetzungen: Eine zusätzliche Teileben wird in das Gitter eingeschoben. Stufenversetzungen: Partielle Auftrennung oder Aufscherung eines des Gitters entlang einer Linie um einen Atomabstand Gemischte Versetzungen
• Wovon hängt Mischkristallverfestigung ab? - Streckgrenze, Festigkeit und Härte wird erhöht - Duktilität nimmt ab - elektrische Leitfähigkeit nimmt ab - Kriechwiderstand wird erhöht Hängt von der Differenz der Atomgrößen ab -> Je mehr Fremdatome, desto größer die MKverfestigung
• Was bedeutet Löslichkeit? Löslichkeit beschreibt in welchem Mengenverhältnissen Stoffe miteinander mischbar sind ohne dass eine 2. Phase entsteht
• Gleichgewichtserstarrung Definition Langsame Erstarrung - am Ende liegt ein homogener Festkörper vor
• Nichtgleichgewichtserstarrung Def Schnelle Erstarrung - Kein Konzentrationsgleichgewicht: -> Körner in der Mitte reicher an höherschmelzender Komponente -> vermieden durch Diffusionsglühen, Homogenglühen
• Was sind Seigerungen? Vorhandensein von Zusammensetzungsunterschieden im Festkörper als nichtgleichgewichtszustand, meist hervorgerufen durch ungenügend Diffusionszeit während der Erstarrung -> Diffusionszeit erhöhen
• Was ist Warmbrüchigkeit Aufschmelzen eines Nichtgleichgewichtserstarrten Mehrkomponentenmaterials unterhalb des Gleichgewichtsschmelzpunkts.
• Wie entsteht eine Zweiphasenlegierung? Wenn beim Abkühlen einer Legierung die Löslichkeitsgrenze überschritten wird, scheidet der überschüssige Legierungsstoff als zweite Phase aus
• Nennen Sie allgemeine Kriterien zur Beschaffenheit der Matrix und der Ausscheidungen - Matrix soll weich und duktil sein, Ausscheidungen hart - Ausscheidungen sollen in der Matrix gleichmäßig und diskontinuierlich verteilt sein - Ausscheidungen klein und zahlreich - Runde Ausscheidungen sind besser als spitze -> Festigkeit steigt mit zunehmendem Anteil der Ausscheidungen
• Wie werden intermetallische Verbindungen unterteilt? + Def - Stöchiometrische intermetallische Verbindungen: weisen eine eng definierte zusammensetzung auf - nichtstöchiometrische intermetallische Verbindungen: Haben keine feste Zusammensetzung sondern einen konzentrationsbereich
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• kongruent schmelzende Verbindung Schmelze hat die selbe Zusammensetzung wie die feste Phase
• inkongruent schmelzende Verbindung Schmelze hat eine andere Zusammensetzung als die feste Phase

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