Werkstoffkunde2 (Fach) / Werkstoffe (Lektion)
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Werkstoffe2
Diese Lektion wurde von Antje erstellt.
- Keramik ist ein ... Werkstoff 3 Schritte der Keramikherstellung Keramik mit Formel kristalliner Werkstoff 1. Pulverherstellung 2. Formgebung 3. Sintern (Körner backen zusammen bei 1300-2000°C = Festkörperreaktion mit Umgehung der flüssigen Phase) Aluminiumoxid Al2O3 Zirconiumoxid ZrO2
- Glas ist ein ... Werkstoff Es besteht aus wer modifiziert seine Eigenschaften amorpher Werkstoff Netzwerkbildner und Netzwerkwandler Netzwerkwandler
- Kalthärtung von EP Polyaddition(Reaktion unter H-Wanderung) an der Epoxydgruppe Formel von EP → CH,CH2, O + H2NRNH2
- Leiterplattenherstellung auf EP-Basis durch Lithographie 1. Belichten über Maske 2. Entwickeln mit NaOH → belichteter Resist wird herausgelöst 3. Entwickeln mit 10% HCL/H2O2 → Cu und Resist wegätzen (T beachten)
- Polypropylen (unregelmäßige Anordnung) Dichte E-Modul Löslichkeit ataktisch verknüpft geringe Dichte geringes E-Modul hohe Löslichkeit
- teilkristalline Thermoplaste (besteht aus 4 Phasen) Zustandsform der 3 Bereiche 3 entscheidende Temperaturen Beispiel: Polyethylen PE I. hart-spröde: amorphe und kristalline Bereiche fest, zwischenmolekulare Bindung groß, Nebenvalenzen in beiden Bereichen II.hart-zäh - thermoelastisch: amorphe Bereiche gelockert, kristalline Bereiche halten den Kunststoff zusammen - kristalline Bereiche zunehmend gelöst III. thermoplastisch: Makromoleküle gegeneinander verschiebbar 1. Erweichungstemperatur Tg 2. Kristallschmelztemperatur Tf (Fließtemperatur) 3. Zersetzungstemperatur Tz
- thermoanalytische Methode: Differenz Scanning Kalorimetrie DSK Probe und Referenz werden getrennt aufgeheizt und auf gleicher Temperatur gehalten (ΔT=0), gemessen wird die Wärme (Enthalpie ΔH) Skizze: ΔH/ΔT über TOfen, Referenz linear, Probe "Berg und Tal"
- thermoanalytische Methode: Thermogravimetrie Analyse TGA m=f(TOfen) → Masse wird in Abhängigkeit der Temperatur gemessen Ofen: Raumtempt < T < 1500°C Aufheizrate > 0°C/min bis 200°C/min Skizze: Masse über TOfen, "Treppe"
- PCYA-Kleber (Abbindemechanismus, typische Anwendung) Reaktionskleber (Sekundenkleb) Formel: CN H2-O-C-C RO-C=O 3 Polymerreaktion (anionische Polymerisation) Aufkleben der K+-sensitiven Membran auf ein PVC Rohr
- Was ist ein Dispersionskleber Wie bindet er ab Eigenschaft, damit er eingesetzt werden kann Ponal (Holzleim), angequollener Klebgrundstoff in H2O dispergiert H2O verdunstet H2O muss verdunsten können
- Kräfte der Klebstoffwirkung Adhäsion = Haftung an der Grenzfläche Cohäsion = innerer Zusammenhalt im Klebstoff
- Nötige Substanzen um Polystyrol in Emulsion herzustellen Beschreibung der Reaktionsschritte Emulgator(K-Oleat), Styrol als Monomer, NaCl, H2O, Initiator 1. Emulgator bildet Seifenmizellen 2. In die Emulgatormizellen werden Monomere aufgenommen 3. Radikale diffundieren zu den Monomertröpfchen → Polymerisation 4. Polymerteilchen = Latex-Bildung 5. Latexteilchen werden durch NaCl zu größeren Teilchen koaguliert 6. Abfiltrieren und Trocknen
- Vorteil der Emulsionspolymerisation sehr gute Wärmeabfuhr längere Ketten
- weitere technische Möglichkeiten der Polymerisation Block- Suspensions- Lösungs- -Polymerisation Fallungs- Emulsions-
- Polymerisation (PE, PVC) Polymerreaktion, bei der Monomere durch Aufspaltung der Doppelbindungen verknüft werden PE: n C=C → ( C-C )n PVC: n C=C → ( C-C )n Cl Cl
- Beschreibung des Nassspinnverfahren ( PAN - Fasern, PolyAcrylNitril) Spinnmasse wird in Fällungsbad eingebracht, Filamente gerinnen (koagolieren) Aufbau: Pumpe, Düse, Fällungsbad
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- Welcher Kunststoff zeigt Piezo- und Pyroelektrischen Effekt Polyviynlidenflourid PVDF F H C - C F H n
- Wie erhält man den Piezoelektrischen Effekt E-Feld (105-106V/cm) angelegen → Polarisation (Dipole richten sich aus) Abkühlen, E-Feld abschalten → einheitliche Orientierung
- Kopfhörer aus PVDF 1. Folie auf T>80°C erhitzen 2. erhitze Folie durch elektrisches Feld polarisieren 3. Kühlen, Abschalten des elektrischen Felds
- schematische Darstellung von PVC-weich - - + + - - Weichmacher + + Weichmacher - - + + PVC: C - C Cl n
- Nachteil des Weichmachers Weichmacher wandert ab → flüchtig Kunststoff härtet aus Oberfläche kann klebrig werden
- PUR-Polyurethan Polyaddition → Reaktion der funktionellen Gruppen unter H-Wanderung O=C=N-R-N=C=O + HO-R-OH → C-N-R-N-C-O-R-O O H H O Diisocyanat + Diol → PUR
- Schäummethoden für PUR Chemisch: Diisocyanat im Überschuss reagiert mit sich selbst und bildet CO2 ↑ Physikalisch: leicht siedende Flüssigkeit verdampft [FCKW], Cyclopentan
- Metallisierung von ABS 1. Beize mit Cr - H2SO4 => bilden Karvernen 2. Aktivierung: Adsorption von kollidalem Pd mit Sn-Schutzschicht 3. Beschleuniger: entfernen des Sn-Schutzkolloid -> aktive Pd-Keime 4. chemisch vernickeln: Ni2+ + 2e- → Ni an Pd-Keimen Red → Ox + 2e-
- Um welche Polymerlegierung handelt es sich bei ABS Kunststofftyp Aus welchen Phasen besteht sie Propfcopolymer schlagzäher Thermoplast harte Matrix; weiche, disperse Phase
- Schmelzspinnverfahren (Pa-Fasern) Spinnmasse wird aufgeschmolzen, durch die Düse gepresst und anschließend gekühlt → Erstarrung
- Aus welchem Kunststoff kann man C-Fasern herstellen Warum Eigenschaften von Kohlefasern PAN-Polyacrylnitril H-Brücken zwischen CN und H →starke Nebenvalenzen => kein Schmelzen →zersetzt sich erst bei 350°C geringe Dichte hohe Festigkeit
- Elast Produkt Eigenschaften Molekülstruktur Gebrauchstemperatur Reifen nicht umformbar, nicht löslich, quellbar, leicht dehnbar Haupt- und Nebevalenzen 40 - 70°C(Tg)
- Duroplast Produkt Eigenschaften Molekülstruktur Gebrauchstemperatur chemisch resistente Tischplatte nicht schmelzbar, nicht löslich, hart, spröde nur Hauptvalenzen bis 240°C(Tz)
- Thermoplast Produkt Eigenschaften Molekülstruktur Gebrauchstemperatur Joghurtbecher Festigkeit und Härte hängen von Kettenlänge, bzw. Molekulargewicht ab schmelzbar, löslich, schweißbar, umformbar, quellbar Nebenvalenzen, kristallin -20 bis 100°C
- Verarbeitungsverfahren für Erhalt eines PVC-Rohrs Spritzguss, Extrudieren
- Verarbeitungsverfahren für Erhalt einer K+ sensitiven Membran Kleben, Gießen
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- Welches PP wird verwendet für Kunststoffverbindung mit geringer Gasdurchlässigkeit Eigenschaften dieses PP's (Kristallinität, Verzweigung der Ketten, Festigkeit) syndiotaktisch-verknüpftes PP hohe Kristallinität geringe Verzweigung der Ketten hohe Festigkeit
- Eigenschaften eines Thermoplasten mit hoher Kristallinität (Beweglichkeit der Kette, Verzweigung der Kette, Dichte, Festigkeit, Gasdurchlässigkeit) geringe Beweglichkeit der Kette geringe Verzweigung der Kette hohe Dichte hohe Festigkeit geringe Gasdurchlässigkeit
- Problematik bei rasch abgekühlten Spritzguss-Formteilen Blasenbildung, spröde, porös Kristallbildung, keine großen Kristalle, da schnelle Abkühlung
- Techniken der Kunststoffverarbeitung für den 1. festen Zustand 2. weichelastischen Zustand 1. Faserverstärkung 2. Gießen, Kolandrieren, Extrudieren, Spritzguss, Schäumen, Faserherstellung
- Polykondensation (PA) Reaktion der funktionellen Gruppen unter H2O-Abspaltung O O H2-N-R-NH2 + C-R-C → ( N-R-N-C-R-C ) +H2O OH OH H H O O n
- Leitkleber (Reaktionskleber) Epoxidharz als Hauptkomponente Füllstoffe: Flocken aus Silber, Gold, Kupfer, Nickel, Ruß (Füllstoffe machen 60-80% des Gewichts vom ausgehärteten Kleber aus)
- Nach welchem Verfahren stellt man aus Pulver PAN-Fasern her Trockenspinnverfahren
- Wodurch sind metallische und keramische Werkstoffe klar zu unterscheiden Metalle: elektrische Leitfähigkeit (Umformbarkeit) Keramik: Temperaturfestigkeit (keine Umformung möglich)
- 3 Kennzeichnende Eigenschaftenn von Keramiken 1. Formstabil 2. hohe Härte/Festigkeit/Sprödigkeit 3. dielektrisches Verhalten
- 2 Möglichkeiten Pulver für Keramik herzustellen 1. Gasphasensynthese 2. nasschemisches Verfahren
- Welche Prozessschritte folgen nach der Pulverherstellung 1. Formgebung 2. Sintern