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Funktionswerkstoffe (Fach) / allgemein (Lektion)

Diese Lektion wurde von romikov1989 erstellt.

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• Was ist der Hauptanteil an Mangan-Harteisen? Eisen
• Was ist Kriechen? Kontinuierliche Verformung eines Materials (bei höheren Temp.) unter EInwirken einer konstanten Last.
• Was beschreibt das Wort "Gefüge"? Der Begriff Gefüge umfasst die Kornstruktur eines Materials und, wenn das Material aus mehreren chemisch unterschiedlichen Bestandteilen besteht,auch seine Zusammensetzung aus unterschiedlichen Phasen, wenn man sie unter dem Mikroskop erkennen kann.
• Versetzung Ein Modell für einen eindimensionalen Gitterfehler in einem Kristall.
• Klausurfrage: Was ist eine Invar-Legierung? Eisen-Nickel-Legierung, die invariant gegen Temperaturänderung ist.
• Wie lautet die Zusammensetzung der Invar-Legierung? 36% Nickel, 64% Eisen
• Ceran? Ein Ionenanteil breitet sich in + aus, der andere Ionenanteil in - Richtung => keine therm. Ausdehnung.
• Was versteht man unter Funktionswerkstoffen? Werkstoff unter Kombination von Sensor- und Aktoreigenschaften, der auf seine Umgebung eingeht bzw. reagieren kann. (auzs Mitschrift) Wikipedia: Funktionswerkstoffe zeichnen sich durch elektrische, (besondere) mechanische, magnetische, akustische, optische oder biologisch-chemische Eigenschaften aus, die sich gezielt beeinflussen lassen, um die makroskopischen Eigenschaften eines Bauteils zu verändern.
• Was sind Sensoren und Aktoren? Sensor: Technisches Bauteil, das bestimmte physikalische oder chemische Eigenschaften und/oder die stoffliche Beschaffenheit seiner Umgebung qualitativ oder als Messgröße quantitativ erfassen kann. Aktoren: Setzen elektrische Signale in mechanische Bewegung oder andere physikalische Größen (z. B. Druck oder Temperatur) um.
• Lambdasonde - Funktionsprinzip Die Nernstsonde (benannt nach Walther Nernst) nutzt Zirkoniumdioxid (Zirkonium(IV)-oxid) als Membran. Dabei nutzt man die Eigenschaft von Zirkoniumdioxid, bei hoher Temperatur (ca. 650 °C) Sauerstoffionen elektrolytisch transportieren zu können, wodurch eine Spannung entsteht. Durch diese Eigenschaft bestimmen Zirkonium-basierte Sauerstoffsensoren den Unterschied des Sauerstoffpartialdrucks (~ O2-Konzentrationsunterschied) zweier verschiedener Gase. Bei der Lambdasonde wird eine Seite der Membran dem Abgasstrom ausgesetzt, während die andere Seite an einer Sauerstoffreferenz liegt.
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• S ist ein Maß für: ...die Nicht-Ordnung eines Systems.
• Dulong-Petit-Gesetz Das Dulong-Petit-Gesetz (nach Pierre Louis Dulong und Alexis Thérèse Petit) besagt, dass die molare Wärmekapazität eines aus einzelnen Atomen zusammengesetzten Festkörpers einen universalen und konstanten Wert habe, nämlich das Dreifache der universellen Gaskonstante R
• Beispiele für Phasenumwandlungen erster Ordnung: Schmelzen, Verdampfen, martensitische Transformationen.
• Beispiele für Phasenumwandlungen zweiter Ordnung: Übergang paramagnetisch-ferromagnetisch, normalleitend-supraleitend
• Welche Faktoren stabilisieren eine Phase? Elektronegativitätsdifferenz Oktettregel Größeneffekte, Differenz der Atom- und Ionenradien Phasen maximaler Elektronendichte (Hume-Rothery-Phasen) Orbitaltyp
• Warum bilden sich Mischkristalle bei E>0? Dass bei positiven EB überhaupt Mischkristalle entstehen können, liegt daran, dass eigentlich nicht die Enthalpie H, sondern die freie Enthalpie G=H-TS maßgebend ist und im ungeordneten Mischkristall die zusätzliche Entropie S den G-Wert stark erniedrigen kann. Quelle: https://books.google.de/books?id=nC-1BgAAQBAJ&pg=PA89&lpg=PA89&dq=mischkristalle+G%3DH-TS&source=bl&ots=wIc99L372F&sig=gYIlUu7aTGud0tOsCThjtkWuULA&hl=de&sa=X&ved=0CCEQ6AEwAGoVChMIuZ-pxNr-xgIVw5JyCh21KQNp#v=onepage&q=mischkristalle%20G%3DH-TS&f=false
• Einwegeffekt: Der Einwegeffekt ist durch eine einmalige Formänderung beim Aufheizen einer zuvor im martensitischen Zustand pseudoplastisch verformten Probe gekennzeichnet. Er gestattet nur eine einmalige Formänderung. Das erneute Abkühlen bewirkt keine Formänderung, nur eine intrinsische Gitteränderung
• Zweiweg-(Memory)-Effekt Formgedächtnislegierungen können sich durch den Zweiweg-Effekt auch an zwei Formen – eine bei hoher und eine bei niedriger Temperatur – „erinnern“. Damit das Bauelement beim Abkühlen seine definierte Form wieder einnimmt, muss es durch thermomechanische Behandlungszyklen „trainiert“ werden. Dies bewirkt die Ausbildung von Spannungsfeldern im Material, die die Bildung von bestimmten Martensit-Varianten beim Abkühlen fördern.
• Beispiele für FGL: NiTi CuZn FeNiAl CuAlNi
• Beispiele für FGL: NiTi CuZn FeNiAl CuAlNi
• Beispiele für homogene PU: Spinodale Entmischungen, Ordnungsumwandlungen
• Heterogene PU -> Unterpunkt athermisch: (Beispiele) Verforumgszwillinge, Martensittransormation, Ladungsdichtewellen
• Unterteilung der heterogenen PU: (siehe Folie 9 Kapitel 2) fgdfg
• Was gilt beim Phasenübergang? Thermodynamische Zustandsgrößen wie H, S oder µ ändern sich charakteristisch am Phasenübergang.
• Was versteht man unter dem Einwegeffekt? Der Einwegeffekt ist durch eine einmalige Formänderung beim Aufheizen einer zuvor im martensitischen Zustand pseudoplastisch verformten Probe gekennzeichnet. Er gestattet nur eine einmalige Formänderung. Das erneute Abkühlen bewirkt keine Formänderung, nur eine intrinsische Gitteränderung
• Was beschreibt die Martensittransformation? praktisch diffusionslose Verschiebungen korrelierte Atombewegungen Gitterverzerrung durch scherungsähnliche Prozesse Existenz einer invarianten Ebene, Habitusebene, diese wird nicht verzerrt
• Was beschreibt die Bain-Transformation? Beschreibt Änderung der Gitterstruktur von kfz nach krz
• Was ist charakteristisch für den thermoelastischen Martensit? -geringe Hysteresebreite -sehr mobile Grenzfläche zwischen Matrix und Martensitphase -vollständige Reversibilität bei der Umwandlung
• Was ist charakteristisch für den nicht-thermoelastischen Martensit? -große Hysteresebreite -Grenzflächenbeweglichkeit ist stark eingeschränkt -Rückumwandlung läuft über Nukleationsprozesse des Austenits ab
• Wie lässt sich die Martensit Starttemperatur beeinflussen? Durch Minimierung der Grenzflächenenergie (zw. Martensit und Austenit) sowie der Minimierung der Defekte, diese verbreitern nämlich die Hystere (FOlie 17, Kap 3)
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• Was entsteht beim Herabkühlen von Austenit? Selbstakkomodierender Martensit
• Wie trainiert man Formgedächtniswerkstoffe? (2 Arten) -Shape Memory Effect Training -Stress Induced Martensite Training
• Was versteht man unter Antiferromagnetismus? magnetische Momente oder Spins der Atome sind mit einem konstanten, von Null verschiedenen Drehwinkel zueinander ausgerichtet und kompensieren sich exakt über den gesamten Kristall.
• Was ist elementar wichtig für die Magnetisierung. Magnetischen Momente
• Ursache der Parallelstellung der Elektronenspins in Ferromagneten? Austauschwechselwirkung
• spontane Parallelstellung der Elektronenspins tritt nur auf, wenn... wenn potentieller Energiegewinn > kinetische Energiezunahme
• Ursache Ferromagnetismus Direkte Austauschwechselwirkung zwischen nächstenNachbarn
• 2. Bedingung für Ferromagnetismus: Ferromagnetisch, wenn Austauschintegral > 0
• Bei welchen Materialien tritt Diamagnetismus auf? Bei Elementen mit abgeschl. Elektronenschalen.
• Bei welchen Materialien tritt der Paramagnetismus auf? Bei Elementen mit ungerader Anzahl an Außenelektronen.
• Was gilt bei Ferromagnetismus? Spontane Magnetisierung bei H=0
• Durch was ist die Magnetisierung steuerbar? Durch chm. Zusammensetzung.
• Pauli Prinzip: Elektronen, die den gleichen Raum belegen dürfen nicht in allen 4 Quantenzuständen übereinstimmen---->Ortswellenfunktion symmetrisch---->Spins müssen antiparallel sein
• Austauschwechselwirkung, was ist das? Die Austauschwechselwirkung (besser spricht man nur von der Austauschenergie) erhöht oder erniedrigt die Energie eines physikalischen Systems aus mehreren wechselwirkenden identischen Teilchen gegenüber dem Wert, der für den Fall gelten würde, dass die Teilchen nicht identisch, sondern unterscheidbar sind.
• Curietemp EIsen 770°C
• Was passiert bei der Neel-Temperatur? Übergang antiferromagnetisch -> paramagnetisch
• Beispiel für Ferrimagnetismus: Fe3O4
• Was versteht man unter der Magnetischen Anisotropie? = Abhängigkeit der magnetischen Eigenschaften von bestimmten Vorzugsrichtungen. Man unterscheidet:1.Kristallanisotropie2.Spannungsanisotropie3.Formanisotropie
• Was ist für die kollektive Ordnung der magnetischen Momente verantwortlich? Austauschwechselwirkung
• Was versteht man unter der Magnetokristallinen Anisotropieenergie? Energie, die notwendig ist, um ein magnetisches Moment in einem Einkristall aus einer leichten, in eine schwere Richtung zu drehen

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