Werkstoffkunde
Keramik
Keramik
Kartei Details
| Karten | 111 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 04.04.2012 / 29.02.2024 |
| Lizenzierung | Kein Urheberrechtsschutz (CC0) |
| Weblink |
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Aus welchen Komponenten und Werkstoffen besteht ein Hüftgelenksimplantat ?
~Schaft (Titanlegierung)
~Distanzstück (rostfreier Stahl)
~Kugel (Al2O3)
~Pfanne (Keramik, Kunststoff oder Stahl)
Die Endbearbeitung von Keramikbauteilen erfolgt mittels Schleifen mit Diamantwerkzeugen.
Wie müssen die Schleifriefen in Ihrem Bauteil relativ zur axialen Lasteinleitung verlaufen, um eine maximale Festigkeit zu garantieren (Zeichnung) ?
Schleifrichtung parallel zur Zugspannung, sonst Kerbwirkung !
Die für eine hohe Thermoschockbeständigkeit geforderten Eigenschaften zielen nicht immer
in die gleiche Richtung. Zeigen Sie anhand der erforderlichen Korngröße, welche Eigenschaften sich verbessern und welche sich verschlechtern.
Wärmeleitfähigkeit verbessert sich mit steigender Korngröße (freie Weglänge der Phonen)
Eigenspannungen erhöhen sich (ist schlecht für Thermoschock), Festigkeit sinkt.
Was tun? Experimentellen Kompromiss suchen !
Ein Bauteil wurde mittels der Vickers-Prüfmethode auf Härte geprüft. Können Sie dieses Bauteil noch für mechanische Belastungen verwenden ?
Unterscheidung:
~Makrohärte
~Mikrohärte
Härteprüfung bedeutet Herstellung eines Eindrucks (= Fehler); bei Keramik ist dies ferner mit Rissbildung (Medianrisse, Lateralrisse) gekoppelt, die viel größer sind als
der Eindruck selbst.
Daher: Achtung mit solchen Teilen:
~Makrohärtetests generell schädlich für Festigkeit
~Mikrohärtetests kann man durchgehen lassen.
Ein Fabrikant will von Ihnen einen Kredit für eine große Investition zu einer Produktfertigung.
In seinen Akten finden Sie ein Weibulldiagramm zu diesem Produkt. Worauf achten Sie
und warum ?
Festigkeitsniveau, Streuung der Werte (Geradensteigung); sind einzelne Fehlerpopulationen (Unterkurven) sichtbar ?
Dies bedeutet evtl., dass eine Abhilfe im Produktionsprozess
möglich ist.
Erläutern Sie die Griffith-Gleichung in ihrer Bedeutung für die Herstellungstechnik.
Griffith-Gleichung: Bruchzähigkeit erhöhen (Gefügeoptimierung, Werkstoffentwicklung!
Defektgrößen erniedrigen, feine Pulver nehmen, homogene Dispersion, sorgfältige (saubere) Aufbereitung, Abrieb und Kontaminationen vermeiden, ggf. durch Reinraumtechnik;
intelligente Sinterparameter wählen, Kontrolle der Prozessschritte soweit möglich. Proof-Tests am Ende der Herstellungskette.
Für welche Sinterschritte sind besondere Pulvereigenschaften erforderlich ?
Verdamofung/Kondensation und Grenzfächendiffusion
verändert; später ist die Ausgangskornform nicht mehr von Bedeutung. Im 1. Stadium entscheidet auch die Korngröße, inwieweit Verdampfung usw. stattfindet
(siehe Abhängigkeit des Dampfdruckes von der Korngröße).
Gibt es „Grauzonen“ zwischen den drei Branchen ?
Wo würden Sie die Zündkerze zuordnen ?
Welche High-Tech-Funktionsteile gibt es im Bereich Feuerfest ?
Überlappungen oder Zuordnungsschwierigkeiten gibt es bei den trad. tech. Keramiken (Zündkerze, Isolatoren), die manchmal der SLK, manchmal der HLK zugeordnet werden [Achtung: daher oft Verfälschung der Marktstatistiken !].
Ferner werden für die Feuerfestbranche besondere Funktionselemente entwickelt wie Schieber, Verschlüsse, Ventile, Sonden etc., die High-Tech-Charakter aufweisen.
