Werkstoffkunde (Fach) / Klausurfragen (Lektion)

Atomaufbau / Realkristalle / Atomare Bindungen / Kristallaufbau / Fehler in Kristallen

Diese Lektion wurde von 1893 erstellt.

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• Was versteht man unter elastischer und plastischer Verformung ? Elastische Verformung : ist reversibel, das Maß gegen elastische Verfomung ist die Steifigkeit, man misst es mit dem E-Modul. Hohes E-Modul = hohe Steifigkeit = wenig elastische Verformung. Plastische Verforumung: ist irreversibel, Maß gegen plastische Verforumung ist die Duktilität. hohe Duktiltät = gute plast. Verformbarkeit
• Nennen Sie Aufbau und Eigenschaften metallischer Werkstoffe ? Aufbau : Kristalliner Aufbau , freie Valenzelektronen Eigenschaften : meist hohe Duktilität , gute elektr. Leitfähigkeit, relativ hohe Festigkeit und Härte
• Nennen Sie Aufbau und Eigenschaften Nichtmetallischer (anorganischer) Werkstoffe ? Aufbau : Kristallin oder amorph, abegebundene Valenzelektronen Eigenschaften : hohe Härte, Steifigkeit ; Korrosionsbeständig, Hochtemperaturfest, geringe Dichte, gute Isolatoren
• Nennen Sie Aufbau und Eigenschaften polymere Werkstoffe ? Aufbau : Teilkristallin oder amorph ; Makromoleküle Eigenschaften : niedrige Dichte(0,8-2,2 kg/dm^3), gute Duktiliät, gut chem. beständig, schlechte Leiter, geringe Steifigkeit, Festigkeit
• Was versteht man unter Elektronegativität ? EN : Die Neigung der Atome Elektronen aufzunehmen.
• Beschreiben Sie die Ionenbindung und deren Eigenschaften ? Ionenbindung : durch  Elektronenaustausch unter Bildung von 8er Schalen. Prinzip: Gleich geladen Atome werden möglichst weit voneinander entfernt und ungleich geladen Atome nebeneinander. Somit entstehen Ladungsanziehungskräfte, es bildet sich eine kristalline Struktur aus. Ionenbindungen sind deswegen spröde Bindungen, da sie sehr fest sind und nicht abgleiten können.  Vorraussetzung: hohe Unteschiedliche EN
• Eigenschaften und Beispiele für Elastomere ? Elastomere : chem. weitmaschig vernetzt und amorph. Makromoleküle bilden Knäule die sich beim auseinanderziehen sehr gut dehnen lassen --> Gummieelastizität. Besitzt glatte ketten, dadurch aber auch niedrige Glastemperatur. Geht immer in ursprüngliche Form zurück. Beispiele : Reifen , SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk [Gummi]) energieelastisch < TG < entropieelastisch < Tz (Zersetzungstemp.)
• Beschreiben Sie Duroplasten und geben Sie Beispiele ! Duroplasten: chem. engmaschig stark vernetzt, feste Bindung, amorph. Werden beim erhitzen nicht weich oder schmelzen sonder zerstetzen sich. Verformen sich nicht, sind hart und spröde. Bsp  : Polyester, Epoxidharze, PUR Bsp: Tennisschläger
• Beschreiben Sie die Thermoplasten und geben Sie Beispiele ! Erläutern Sie dabei auch die Glastemperatur ! Thermoplasten : Makromoleküle liegen hauptsächlich unervernetzt nebeneinander. Bestitzen nur schwache Van der Waals und Wasserstoffbrücken. Sind sind sehr gut plast. Verformbar, da die Ketten nicht "fest" sind und somit die Bindung durch Schwinung überwinden können. Umso besser desto mehr man sie erwärmt. Es gibt aber auch harte Thermoplasten, hängt von der TG ab. Unterhalb der Glastemperatur : Der Thermoplast ist hart und umformbar Oberhalb der Glastemperarut: Der Thermplast ist weich und verformbar Wichtige amorphe Vertreter : PS, PVC, PMMA, PC Wichtige teilkristalline Vertreter : Polyolefine (ungesättigten Kohlenwasserstoffe) wie z.B PE, PP, PA
• Was sind Thermoplastische Elastomere ? Physikalisch vernetzt Vorteil : haben keine Vernetzungszeit, umformbar und schmelzbar Nachteil : nicht so hohe Anwendungstemperatur Thermoplastisches Verhalten bei hohen Temperaturen und elastomeres Verhalten bei niedrigen Temperaturen
• Nennen Sie 3 jeweils Beispiele für amorphe/teilkristalline Thermoplasten ! Nennen Sie 3 Beispiele für Duroplasten ! Nennen Sie 3 Beispiele für Elastomere ! Amorphe Thermoplasten : PVC, PMMA, PC,PS Teilkristalline Thermoplasten :  PE, PP,PET; allg. : PET Flaschen Duroplasten : Polyester, Epoxidharz, PUR ; allg: Tennischläger Elastomere: alles mit kautschuk z.B SBR; allg: Reifen
• Was versteht man unter der Homopolymerisation und Copolymerisation ? Homopolymerisation Eine Monomerart Aufspaltung der Doppelbindung in eine einfach Bindung Copolymerisation 2 Monomerarten Werkstoff nach Maß Wird in versch. Klassen unterteil : statistisch regellose Ketten , Propfcopolymere(mind 3 reaktionsfähige Ketten)
• Was versteht man unter der Polyaddition ? Polyaddition : Verläuft in Stufen, Verbindung gleicher oder versch Arten zu Makromolekülen Keine Nebenprodukte PUR, Epoxidharze
• Was versteht man unter der Polykondensation ? Monomer (Ausgansstoff) benötigt mind. 2 reaktionsfähige Stellen. Reaktionen an 2 Stellen --> Thermoplast Reationen an 3 Stellen --> Duroplast Verbindung gleicher oder veschiedener Arten zu einem Makromolekül, unter Abspaltung von Nebenprodukten Polykondensate : PA, Polyester, PC
• Was ist eine Phase ? Phase : definierte atomare Struktur
• Was ist ein Gefüge ? Gefüge gibt die Art, Form, Größe, Anordnung und Menge der Phasen an.
• Was versteht man unter der Glasübergangstemperatur ? Beim Überschreiten der Glasübergangstemperatur TG wandelt sich ein festes Glas oder Polymer in eine gummiartige bis zähflüssige Schmelze um. Bei amorphen Kunststoffen trennt der Glasübergang den unterhalb liegenden "spröden" energieelastischen Bereich (Glasbereich) vom oberhalb liegenden "weichen" entropieelastischen
• Unteschiede zwischen Polykondensation und Polymerisation ? Polykondesation:  Stufenreaktion Kettenenden können weiter reagieren Nebenprodukte Duroplasten und Thermoplaste Bsp : PC,PA Polymerisation: Kettenreaktion Kettenende nicht mehr reaktionsfähig keine Nebenprodukte Meist Thermoplaste, teils Elastomere Bsp: PS, PP, PVC
• KRZ-Gitter : Vertreter und Eigenschaften ? 68 % dicht gepackt 48 Gleitebenen KZ 8 Vertreter : a-Eisen, Chrom, Li, Na
• KFZ Gitter : Eigenschaften und Vertreter ? 12 Gleitebenen 74 % Raumerfüllung KZ 12 Vertreter : Al,Ag,Au Cu,Fe,Ni
• HDP-Gitter, Eigenschaften und Vertreter ? 74% Raumerfüllung 3 Gleitebenen KZ 12 Vertreter : Mg, Zn, Co
• Was versteh man unter der Konstitution ? chem. Aufbauprinzip eines Moleküls (Typ, Anordnung, Art der Endgruppe etc.)
• Was versteht man unter der Konfiguration ? räuml Anordung in einem Molekül bei gleicher Konstitution. Taktizität z.B einseitig = isotaktisch Art und Länge von Verzweigung
• Was versteht man unter der Konformation ? räumliche Gestalt der Makromolküle gleicher Konfiguration durch Drehung um EInfachbindung
• Was versteht man unter der homogenen Legierung ? Eine kornart ein Atomgitter eine Phase eine Kristallart
• Was versteht man unter Rekristallation ? Rekristallisation beschreibt in der Metallkunde den Abbau von Gitterfehlern in den Kristalliten durch Neubildung des Gefüges aufgrund von Keimbildung und Kornwachstum. Ursache für die Festigkeitsabnahme durch die Rekristallisation ist der Abbau von Versetzungen.
• Crace ? Als Crazes  werden mikroskopisch kleine Rissnetzwerke als Vorstufe einer Spannungsrissbildung in Kunststoffen bezeichnet.
• Welche Werkstoffkenngrößen werden bei Zugverusch bestimmt und wofür dienen Sie ? Elastizitätsmodul ( gibt den Steifigkeitskennwert an) ZugFestigkeit  Duktilität (zur Besimmung der plastischen Dehnung) Streckgrenze
• Was versteht man unter der Streckgrenze ? Und was unter der Dehngrenze ? Streckgrenze: Grenze zwischen elastischer und plastischer Verformung Dehngrenze: Ist die Spannung bei der die Probe nach der Belastung um 0,2% gedehnt ist.
• Welche Werte nehmen Einfluss auf den Zugversuch ? (metall) Gefügezustand Prüfmaschine Prüftemperatur Probengeometrie
• Makroskopischer und mikroskopischer Erscheinungsform von einem duktil Bruch ? Makroskopisch :  Trichterform(meist) Scherbruch zur Spitze ausgezogen(bei hochreinem Werkstoff) Mikroskopisch duktile Säume und kleine Grübchen führen zur Wabenstruktur
• Mikro und Makroskopische Erscheinungsform beim Spaltbruch ? Mirkoskopisch : gespaltene Körner bei transkristallin und Aufbau entlang der Korngrenze bei interkristalline Makroskopisch: glitzernde Oberfläche
• Wann tritt Sprödbruch auf ? Tritt meist bei hdp und krz Gittern auf und IMV. (transkristalline) Man unterscheid zwischen transkristallinen(Bruch druch das Korn) und interkristallinen(Bruch entlang dem Korn) Spaltbruch.
• Wann tritt Gleibruch auf ? bei kfz Gitter also duktilen Metallen.
• Welche Typen gibt es bei der Temp-Zusammenhänge beim Kernschlagbiegeversuch ? Typ 1 : bleibt trotz Temperaturabnahme zäh !  z.B kfz Gitter, homogene Legierungen, austenitische Stähle Typ 2 : bei hohen Temperaturen zäh bei niedrigen Temperaturen spröde z.B krz-Gitter, hexagonales Gitter, Cu, unlegierte Stähle Typ 3 : immer spröde z.B Keramiken, hochfeste Stähle
• Welche Typen gibt es bei der Temp-Zusammenhänge beim Kernschlagbiegeversuch ? Typ 1 : bleibt trotz Temperaturabnahme zäh !  z.B kfz Gitter, homogene Legierungen, austenitische Stähle Typ 2 : bei hohen Temperaturen zäh bei niedrigen Temperaturen spröde z.B krz-Gitter, hexagonales Gitter, Cr, unlegierte Stähle Typ 3 : immer spröde z.B Keramiken, hochfeste Stähle
• Spaltbruchfördernde Bedingungen ? Umgebung  Tiefe Temperaturen Werkstoffgefüge krz,hexagonale GItter, grobkörniges Gefüge Fertigung schweißen, Schleifen
• Anwendung des Kerbschlagbiegeversuchs ? Nachweis möglichen Einsatztemperaturen Prüfung von schweißverbindungen Untersuchung von Alterungsanfälligkeit
• Was versteht man unter der Zugfestigkeit ? Zugspannung beim Erreichend der maximalen Kraft
• Was ist die Lüdersdehnung und wodurch entsteht sie ? Lüdersdehnung kommt bei Zugversuch vor Ist ein konstanter Bereich zwischen oberen und unteren Streckgrenze. 1)Legierungsatome sammeln sich um Stufenversetzung2) Versetzungen müssen sich bei plast. Verformung von der Fremdatomwolke losreißen3) lokale Spannungserhöhung -> Lüdersfront wandert über die Probe

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