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Skizzieren Sie qualitativ die charakteristischen Spannungs-Dehnungs-Verläufe für Polystyrol (amorpher Thermoplast) und Polyamid (teilkristalliner Thermoplast) in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm.
Erläutern Sie die Aufgabe von Faser und Matrix in einem Faserverbundwerkstoff. Nennen Sie zudem zwei grundlegende Versagensmöglichkeiten von Faserverbundwerkstoffen, sowie zwei Nachteile gegenüber einem homogenen Werkst
Fasermaterial: Verantwortlich für Festigkeit und Steifigkeit,
Matrixmaterial: Kraftübertragung auf Faser, Isolierung, Korrosionsschutz Versagen durch Faserbruch, Matrixversagen, Lösen der Faser von der Martix(Debonding), Einknickung bei Druckbeanspruchung der Faser
Nachteile: Anisotrope Werkstoffeigenschaften, Recyclingfähigkeit,…
Kolbenboden in einem Ottomotor: Keramikverstärktes Aluminium
Klapptisch in einem Flugzeug: kurzglasfaserverstärkter Thermoplast
Schusssichere Weste: kevlarfaserverstärkter Thermoplast
Holm in einem Segelflugzeug: kohlenstofffaserverstärktes Epoxidharz
Welche Gefüge liegen bei einem TRIP-Stahl im Ausgangszustand vor?
Ferrit, Bainit, (Rest-)Austenit
Welche Gefüge liegen bei einem CP-Stahl im Ausgangszustand vor?
Ferrit, Bainit, Martensit
Was versteht man unter Bake-Hardening-Stählen? Worauf basieren die speziellen Eigenschaften dieser Stähle? Wo werden sie bevorzugt eing
Stähle, die im Ausgangszustand relativ weich sind, aber nach der Formgebung (z.B. durch Tiefziehen) noch eine zusätzliche Festigkeitssteigerung erfahren (z.B. während der Lackeinbrennung) ; dabei diffundieren Kohlenstoffatome an Versetzungen und behindern so die Versetzungsbewegung ; Einsatz bevorzugt in Tiefziehteilen (dort, wo gute Umformbarkeit gefordert ist)
Welches sind die dominierenden Verfestigungsmechanismen bei Stahl, Aluminium-, Titan- und Magnesiumlegierunge
Stahl (z.B. C45) Mischkristallverfestigung
Aluminiumlegierung (z.B. AlCuMg) Ausscheidungshärtung
Titanlegierung (z.B. Ti-6Al-4V) Mischkristallverfestigung
Magnesiumlegierung (z.B. AZ91) Mischkristallverfestigung, Ausscheidungshärtung
Nennen Sie 2 positive und 2 negative Eigenschaften von Aluminium im Vergleich zu Stahl.
Positiv: gute Verformbarkeit, Oxidationsbeständigkeit, geringe Dichte, hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe elektrische Leitfähigkeit, extrudierbar, Be- und Verarbeitbarkeit, hohe spezifische Festigkeit, Folienherstellung, …
Negativ: hoher Preis, teilweise schlecht schweißbar, geringe Festigkeit, geringer E-Modul, schlechte Warmfestigkeit, oft nicht chemisch beständig
Nennen Sie 3 Hauptlegierungselemente von Aluminiumlegierungen sowie deren positiven Einfluss auf die Legierung.
Kupfer (begünstigt die Aushärtbarkeit)
Silizium (verbessert die Gießbarkeit)
Zink (steigert die Festigkeit in Verbindung mit Mg)
Mangan (erhöht die Rekristallisationstemperatur)
Beschreiben Sie die mikrostrukturellen Vorgänge bei der Aushärtungshärtung mit Warmauslagern einer Aluminiumlegierung. Gehen Sie dabei auch auf die Festigkeitssteigerung und die Guinier-Preston-Zonen ein. Was versteht man in diesem Zusammenhang mit dem Begriff „Überhärtung“?
Nennen Sie 2 positive und 2 negative Eigenschaften von Titan im Vergleich zu Stahl.
Positiv: hohe spezifische Festigkeit, gute spezifische Warmfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, biokompatibel
Negativ: hoher Preis, relativ hohe Dichte, aufwendig spanend zu bearbeiten, relativ schlecht kaltumformbar, nicht gut schweißbar
Beschreiben Sie die allotrope Eigenschaft von Titan.
Umwandlung von hdp-Gitter in krz-Gitter bei ca. 880 °C.
Nennen Sie 2 positive und 2 negative Eigenschaften von Magnesium im Vergleich zu Stahl.
Positiv: geringe Dichte, gute Gießbarkeit, nicht giftig, gute Dämpfungseigenschaften, gute spezifische Festigkeit, einsetzbar in Medizintechnik
Negativ: nicht korrosionsbeständig, brennbar, schlecht kaltverformbar, schlechtes Verhalten bei hohen Temperaturen, niedriger E-Modul
PKW-Felgen werden in der Regel aus Stahl oder Aluminium gefertigt. Vereinzelt sind auch Felgen aus Magnesium und kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff im Einsatz. Nennen Sie für die genannten Werkstoffe je einen Vor- und einen Nachteil hinsichtlich des Einsatzes als Felgenwerkstoff.
Stahl: + Festigkeit, Steifigkeit, isotropes Verhalten - hohes Gewicht, korrosionsanfällig
Aluminium: + geringes Gewicht, korrosionsbeständig - geringer E-Modul, geringe Steifigkeit
Magnesium: + geringes Gewicht - schlecht verarbeitbar, geringe Steifigkeit, brennbar
CFK: + geringes Gewicht, hohe Festigkeit, (hohe Steifigkeit) - rissempfindlich, evtl. anfällig gegen Umwelteinflüsse, aufwendige Herstellung
Nennen Sie 2 positive und 2 negative Eigenschaften von Kunststoffen im Vergleich zu Stahl.
Positiv: geringe Dichte, preiswert, gute Dämpfungseigenschaften, elektrischer Isolator, thermischer Isolator, gut formbar, einfärbbar, hohe Dehnungen, säurefest, …
Negativ: geringe Festigkeiten, hohe Temperaturabhängigkeit, schlecht recyclebar, Alterung, schlechte Temperaturbeständigkeit, anfällig gegen organische Lösungsmittel
Bei Kunststoffen kommen meist Additive zum Einsatz. Beispiele sind Treibmittel und Weichmacher. Beschreiben Sie Ziel und Funktionsweise dieser Additive kurz. Nennen Sie 3 weitere Additive (Ziel und Funktionsweise sind für diese nicht notwendig!
Treibmittel: Generierung von Schäumen durch chemische oder physikalische Gasblasenbildung
Weichmacher: Reduzierung der Härte und Steigerung der Zähigkeit durch Zumischen eines weiteren Polymers (Polymerblend) oder eines niedermolekularen Weichmachers
Weitere Additive: Füllstoffe, Initiatoren, Stabilisatoren, Antistatika, Schlichte (Benetzungsmittel), Beschleuniger, Emulgatoren, Farbmittel
Wo liegt bei den 4 Hauptkunststoffgruppen jeweils der Gebrauchsbereich? (Hinweis: verwenden Sie zur genauen Abgrenzung Tz , Tm, Tg )
Amorphe Thermoplaste: Tgebr < T g
Teilkristalline Thermoplaste: Tg < Tgebr < Tm (Tz gilt auch)
Elastomere: T g < Tgebr < Tz
Duroplaste: Tgebr < Tz
Nennen Sie 2 positive und 2 negative Eigenschaften von unidirektional kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen im Vergleich zu Stah
Positiv: Hohe spezifische Festigkeit, hoher spezifischer E-Modul, ...
Negativ: schwierige Bearbeitung, anisotropes Verhalten, hoher Preis, brennbar (C-Fasern), oft schlecht recyclebar, schwierige Berechnung / Konstruktion, aufwendige Herstellung, oft nicht temperaturbeständig, …
Nennen Sie 2 Aufgaben von Fasern beim Einsatz in faserverstärkter Keramik.
Verbesserung der Risszähigkeit der spröden Keramik Übernahme von Zugbelastungen
Welchen Nachteil hat kaltverfestigter Stahl gegenüber einem höherlegierten, nicht kaltverfestigten Stahl gleicher Festigkeit?
Die Umformbarkeit bzw. bruchdehnung ist beim kaltverfestigten Stahl geringer
Welche Vorteile haben Bake-Hardening-Stähle gegenüber konventionellen weichen und konventionellen hochfesten Stählen? Auf welche Vorgängen im Gefüge beruhen diese Vorteile?
Vorteile gegenüber konventionellen weichen stähle: höhere festigkeit im Betrieb
Vortiel gegenüber konventionell hochfeste stähle: geringe Umformbarkeit
Verfestigung: durch wärmebehandlung (während Lackeinbrennung) diffundieren Kohlenstoffatome an versetzungen (=Abschreckalterung)
Ordnen Sie den Gefüge-Zusammensetzungen in untenstehender Tabelle die folgenden Werkstoffe zu: Vergütungsstahl C45, TRIP-Stahl, CP-Stahl, DP-Stahl, PM-Stahl
Was sind Tailored Blanks und weshalb kommen sie zum Einsatz?
Tailored Blanks sind eine Kombination aus flachen Blechen verschiedener DickeAus ihnen lassen sich kostengünstig, festigkeitsoptimierte Bauteile herstellen
Welches Legierungselement ist hauptsächlich für die guten Gießeigenschaften von Aluminium-Gusslegierungen verantwortlich? Wie hoch sollte der Anteil dieses Legierungselements bei Aluminium-Gusswerkstoffen sein?
Silizium (bzw. das damit entstehende Eutektikum) Anteil = 5 – >20 %
Was ist die Voraussetzung für die Ausscheidungshärtbarkeit von Aluminiumlegierungen
Das Vorhandensein von mindestens einem Legierungsbestandteildessen Löslichkeitim Mischkristall mit sinkender Temperaturabnimmt (Segregatslinien
Weshalb lässt sich Magnesium bei Raumtemperatur schlechter umformen als Aluminium?
Magnesium hat eine hexagonale GitterstrukturBei Raumtemperatur sind nicht alle Gleitsysteme aktiv
Nennen Sie 3 Hauptlegierungselemente von Aluminium
z.B. Silizium, Kupfer, Magnesium, Zink, Mangan
Wodurch unterscheidet sich die Kondensationspolymerisation von der Additionspolymerisation als Kettenreaktion?
Bei den Additionspolymerisationen werden im Gegensatz zur Kondensationspolymerisation keine niedermolekularen Bestandteile abgespalten.
Verbundwerkstoffe werden nach ihrem Aufbau in drei Gruppen eingeteilt. Um welche Art von Verbundwerkstoff handelt es sich jeweils bei den folgenden Verbundwerkstoffen: Beton, Sperrholz, CFK?
Beton: Teilchenverbunde Laminat: Schichtverbunde CFK: Faserverbunde
Nennen Sie 2 wesentliche Aufgaben der Matrix bei Faserverbundwerkstoffen.
Räumliche Trennung der Fasern -->Hemmung der Rissausbreitung Einbetten der Fasern mit guter Haftung --> Fixierung der Lage der Fasern, Übertragung der Schubspannungen zwischen den Fasern Schutz der Fasern z.B. chemischen Angriff, mechanische Beschädigung
Skizzieren Sie qualitativ die charakteristischen Spannungs-Dehnungs-Verläufe für Polystyrol (amorpher Thermoplast) und Polyamid (teilkristalliner Thermoplast) in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm.
Welches Gefüge hat der nichtrostende Stahl X10CrNi18-10 und welche charakteristischen Werkstoffeigenschaften zeichnen ihn für den Einsatz in der Automobilindustrie aus?
Gefüge: Austenit
Die bedeutendste Werkstoffgruppe stellen die austenitischen Stähle mit einem deutlich besseren Verhältnis von Festigkeit und Umformbarkeit als alle anderen im Automobilbau verwendeten metallischen Werkstoffe dar. Korrosionsschutz
Was sind Tailored Blanks und weshalb kommen sie zum Einsatz?
Tailored Blanks sind eine Kombination aus flachen Blechen verschiedener Dicke. Aus ihnen lassen sich kostengünstig festigkeitsoptimierte Bauteile herstellen
Wie wird die Festigkeitssteigerung eines Bake-Hardening-Stahls (auf atomarer Ebene) bei einer Lackeinbrennbehandlung erzeugt?
Abschreckalterung durch Kohlenstoff (Stickstoff) diffundiert an Versetzungen.
Was ist die Voraussetzung für die Aushärtbarkeit von Aluminiumlegierungen?
Das Vorhandensein von mindestens einem Legierungsbestandteil dessen Löslichkeit im Mischkristall mit sinkender Temperatur abnimmt. (Segregatslinien)
Erklären Sie kurz den Begriff „Guinier-Preston-Zonen“
G.P. Zonen sind kohärente bzw. teilkohärente Ausscheidungen von Fremdatomen aus dem Mischkristall.
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Lernkarten
Nennen und erklären Sie die drei Möglichkeiten zur Synthese von Kunststoffen aus niedermolekularen Monomeren.
Kondensationspolymerisation (Polykondensation): Verknüpfung gleicher oder verschiedenartiger Moleküle unter Abspaltung eines niedermolekularen Stoffes.
Polymerisation: Bildung von Makromolekülen durch Aufbrechen von Doppel- oder Mehrfachbindungen und anschließender Verknüpfung der Monomere.
Additionspolymerisation als Stufenreaktion (Polyaddition): Bildung von Makromolekülen durch Reaktion zweier Partner oder Umlagerung von Atomen oder Atomgruppen im Molekül.
Warum sind Thermoplaste schmelzbar und Elastomere nicht?
Keine Quervernetzung der Molekülketten / Makromoleküle nicht vernetzt.
Nennen Sie zwei gebräuchliche Materialien, aus denen Fasern von Faserverbundwerkstoffen hergestellt werden.
Kevlar, Aramid, Bor, E-Glas, S-Glas, SiC, Kohlefaser
Nennen Sie zwei Einflussgrößen auf das Festigkeitsverhalten von Faserverbundwerkstoffen.
Faserlänge, Faserdurchmesser, Faservolumenanteil, Faserorientierung, Haftung
Nennen Sie zwei Hauptaufgaben der Matrix in einem Faserverbundwerkstoff.
Räumliche Trennung der Fasern, Einbetten der Fasern mit guter Haftung, Schutz der Fasern
Zeichnen Sie qualitativ ein Diagramm mit den typischen Spannungs-Dehnungsverläufen für Faser und Matrix eines Faserverbundwerkstoffs.
Nennen Sie zwei Gründe, warum faserverstärkte Keramiken in der Raumfahrt eingesetzt werden können.
Thermoschockbeständigkeit, pseudoplastisches Bruchverhalten, geringes spezifisches Gewicht, hohe Festigkeit und Steifigkeit bei hohen Temperaturen
Kreuzen Sie für die folgenden Anwendungsbeispiele jeweils den am besten geeigneten Werkstoff an.
Skizzieren Sie qualitativ den charakteristischen Spannungs-Dehnungs-Verlauf für einen Tiefziehstahl, einen martensitischen Stahl und einen TRIP-Stahl in ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm.
Unterscheiden Sie Dualphasenstahl, TRIP-Stahl und Complexphasenstahl bezüglich der jeweiligen Gefüge!
DP : Ferrit und Martensit TRIP : Ferritisch-bainitische Grundmatrix mit Anteil Restaustenit (Martensit nach Umklappen) CP : Sehr feinkörnige Gefügestruktur aus Ferrit, Bainit und Martensit
TRIP” steht für „Transformation Induced Plasticity”. Durch welchen Effekt, ausgelöst durch Schubspannungen, zeichnet sich ein TRIP-Stahl
Umklappen von Austenit in Martensit.
Nennen Sie zwei mechanische Eigenschaften von höherfesten Stählen, die sie attraktiv für den Einsatz im Automobilbau machen.
Hohes Verfestigungsvermögen (bei guter Umformbarkeit) Hohe Bauteilfestigkeit Erhalt positiver Eigenschaften auch bei hohen Umformgeschwindigkeiten
Was ist das „Tailored Strip“ Konzept? Nennen Sie ein Beispiel.
Werkstoffkombinationen aus unter-schiedlichen Banddicken und Stahlsorten. Bei diesem Konzept setzt sich zum Beispiel die Felge eines Stahlrads aus zwei oder drei mittels Laserstrahlschweißen verbundene Blechbänderunterschiedlicher Dicke und Stahlsorten zusammen. In Abhängigkeit der Belastung ist nur in definierten Bereichen des Rads eine größere Dicke des Werkstoffs notwendig
Warum wird bei Aluminium-Gusslegierungen häufig Silizium hinzulegiert?
Al und Si haben in ihrem Zweistoffdiagramm ein Eutektikum und somit einen direkten Übergang von vollständig flüssigem in den vollständig festen Zustand.
Was versteht man unter dem „Uni Alloy Concept“?
Verwendung von nur einer oder nur ähnlichen Legierungszusammensetzungen für ein Bauteil, um Recycling von Fertigungsrückständen und Produkten zu vereinfachen.
Weisen Sie den Werkstoffen martensitischer Stahl, Aluminium, Magnesium, α-Titan, β -Titan ihr kristallographisches Gitter (krz/kfz/hdp) zu.
martensitischer Stahl: krz
Aluminium: kfz
Magnesium: hdp
α-Titan: hdp
β –Titan: krz
Ordnen Sie martensitischen Stahl, Ti6Al4V, AlZnCu1,5 und AZ61 aufsteigend nach ihrer Zugfestigkeit.
AZ61 - AlZnCu1,5 - Ti6Al4V - martensitischer Stahl
Ordnen Sie martensitischen Stahl, Ti6Al4V, AlZnCu1,5 und AZ61 aufsteigend nach ihrer gewichtsspezifischen Zugfestigkeit Rm .
AZ61 - martensitischen Stahl - AlZnCu1,5 - Ti6Al4V
-Zylinderkopf in einem Ottomotor: gehärtete Aluminiumlegierung ist leichter als Stahlzylinderkopf bei einem niedrigeren Verbrennungsdruck
-Zylinderkopf in einem Dieselmotor hochfester Stahl, hoher Druck beim Dieselprozess erfordert sehr hohe Festigkeit
-Turbinenschaufel einer Niederdruckturbine: β –Titanlegierung, sehr leicht bei hoher Festigkeit und Temperaturbeständigkeit.
-Hüftimplantat: Near-α-Titanlegierung, hat einen niedrigeren Emodul als β –Titanlegierung, daher kompatibler mit menschlichen Knochen.
-Motorengehäuse einer Handmotorsäge: Magnesiumgusslegierung, aufgrund der guten Gießbarkeit und der niedrigen Dichte.
Skizzieren Sie qualitativ die charakteristischen Spannungs-Dehnungs-Verläufe für Polystyrol (amorpher Thermoplast) und Polyamid (teilkristalliner Thermoplast) in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm.
Erläutern Sie die Aufgabe von Faser und Matrix in einem Faserverbundwerkstoff. Nennen Sie zudem zwei grundlegende Versagensmöglichkeiten von Faserverbundwerkstoffen, sowie zwei Nachteile gegenüber einem homogenen Werkst
Fasermaterial: Verantwortlich für Festigkeit und Steifigkeit,
Matrixmaterial: Kraftübertragung auf Faser, Isolierung, Korrosionsschutz Versagen durch Faserbruch, Matrixversagen, Lösen der Faser von der Martix(Debonding), Einknickung bei Druckbeanspruchung der Faser
Nachteile: Anisotrope Werkstoffeigenschaften, Recyclingfähigkeit,…
Kolbenboden in einem Ottomotor: Keramikverstärktes Aluminium
Klapptisch in einem Flugzeug: kurzglasfaserverstärkter Thermoplast
Schusssichere Weste: kevlarfaserverstärkter Thermoplast
Holm in einem Segelflugzeug: kohlenstofffaserverstärktes Epoxidharz
Welche Gefüge liegen bei einem TRIP-Stahl im Ausgangszustand vor?
Ferrit, Bainit, (Rest-)Austenit
Welche Gefüge liegen bei einem CP-Stahl im Ausgangszustand vor?
Ferrit, Bainit, Martensit
Was versteht man unter Bake-Hardening-Stählen? Worauf basieren die speziellen Eigenschaften dieser Stähle? Wo werden sie bevorzugt eing
Stähle, die im Ausgangszustand relativ weich sind, aber nach der Formgebung (z.B. durch Tiefziehen) noch eine zusätzliche Festigkeitssteigerung erfahren (z.B. während der Lackeinbrennung) ; dabei diffundieren Kohlenstoffatome an Versetzungen und behindern so die Versetzungsbewegung ; Einsatz bevorzugt in Tiefziehteilen (dort, wo gute Umformbarkeit gefordert ist)
Welches sind die dominierenden Verfestigungsmechanismen bei Stahl, Aluminium-, Titan- und Magnesiumlegierunge
Stahl (z.B. C45) Mischkristallverfestigung
Aluminiumlegierung (z.B. AlCuMg) Ausscheidungshärtung
Titanlegierung (z.B. Ti-6Al-4V) Mischkristallverfestigung
Magnesiumlegierung (z.B. AZ91) Mischkristallverfestigung, Ausscheidungshärtung
Nennen Sie 2 positive und 2 negative Eigenschaften von Aluminium im Vergleich zu Stahl.
Positiv: gute Verformbarkeit, Oxidationsbeständigkeit, geringe Dichte, hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe elektrische Leitfähigkeit, extrudierbar, Be- und Verarbeitbarkeit, hohe spezifische Festigkeit, Folienherstellung, …
Negativ: hoher Preis, teilweise schlecht schweißbar, geringe Festigkeit, geringer E-Modul, schlechte Warmfestigkeit, oft nicht chemisch beständig
Nennen Sie 3 Hauptlegierungselemente von Aluminiumlegierungen sowie deren positiven Einfluss auf die Legierung.
Kupfer (begünstigt die Aushärtbarkeit)
Silizium (verbessert die Gießbarkeit)
Zink (steigert die Festigkeit in Verbindung mit Mg)
Mangan (erhöht die Rekristallisationstemperatur)
Beschreiben Sie die mikrostrukturellen Vorgänge bei der Aushärtungshärtung mit Warmauslagern einer Aluminiumlegierung. Gehen Sie dabei auch auf die Festigkeitssteigerung und die Guinier-Preston-Zonen ein. Was versteht man in diesem Zusammenhang mit dem Begriff „Überhärtung“?
Nennen Sie 2 positive und 2 negative Eigenschaften von Titan im Vergleich zu Stahl.
Positiv: hohe spezifische Festigkeit, gute spezifische Warmfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, biokompatibel
Negativ: hoher Preis, relativ hohe Dichte, aufwendig spanend zu bearbeiten, relativ schlecht kaltumformbar, nicht gut schweißbar
Beschreiben Sie die allotrope Eigenschaft von Titan.
Umwandlung von hdp-Gitter in krz-Gitter bei ca. 880 °C.
Nennen Sie 2 positive und 2 negative Eigenschaften von Magnesium im Vergleich zu Stahl.
Positiv: geringe Dichte, gute Gießbarkeit, nicht giftig, gute Dämpfungseigenschaften, gute spezifische Festigkeit, einsetzbar in Medizintechnik
Negativ: nicht korrosionsbeständig, brennbar, schlecht kaltverformbar, schlechtes Verhalten bei hohen Temperaturen, niedriger E-Modul
PKW-Felgen werden in der Regel aus Stahl oder Aluminium gefertigt. Vereinzelt sind auch Felgen aus Magnesium und kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff im Einsatz. Nennen Sie für die genannten Werkstoffe je einen Vor- und einen Nachteil hinsichtlich des Einsatzes als Felgenwerkstoff.
Stahl: + Festigkeit, Steifigkeit, isotropes Verhalten - hohes Gewicht, korrosionsanfällig
Aluminium: + geringes Gewicht, korrosionsbeständig - geringer E-Modul, geringe Steifigkeit
Magnesium: + geringes Gewicht - schlecht verarbeitbar, geringe Steifigkeit, brennbar
CFK: + geringes Gewicht, hohe Festigkeit, (hohe Steifigkeit) - rissempfindlich, evtl. anfällig gegen Umwelteinflüsse, aufwendige Herstellung
Nennen Sie 2 positive und 2 negative Eigenschaften von Kunststoffen im Vergleich zu Stahl.
Positiv: geringe Dichte, preiswert, gute Dämpfungseigenschaften, elektrischer Isolator, thermischer Isolator, gut formbar, einfärbbar, hohe Dehnungen, säurefest, …
Negativ: geringe Festigkeiten, hohe Temperaturabhängigkeit, schlecht recyclebar, Alterung, schlechte Temperaturbeständigkeit, anfällig gegen organische Lösungsmittel
Bei Kunststoffen kommen meist Additive zum Einsatz. Beispiele sind Treibmittel und Weichmacher. Beschreiben Sie Ziel und Funktionsweise dieser Additive kurz. Nennen Sie 3 weitere Additive (Ziel und Funktionsweise sind für diese nicht notwendig!
Treibmittel: Generierung von Schäumen durch chemische oder physikalische Gasblasenbildung
Weichmacher: Reduzierung der Härte und Steigerung der Zähigkeit durch Zumischen eines weiteren Polymers (Polymerblend) oder eines niedermolekularen Weichmachers
Weitere Additive: Füllstoffe, Initiatoren, Stabilisatoren, Antistatika, Schlichte (Benetzungsmittel), Beschleuniger, Emulgatoren, Farbmittel
Wo liegt bei den 4 Hauptkunststoffgruppen jeweils der Gebrauchsbereich? (Hinweis: verwenden Sie zur genauen Abgrenzung Tz , Tm, Tg )
Amorphe Thermoplaste: Tgebr < T g
Teilkristalline Thermoplaste: Tg < Tgebr < Tm (Tz gilt auch)
Elastomere: T g < Tgebr < Tz
Duroplaste: Tgebr < Tz
Nennen Sie 2 positive und 2 negative Eigenschaften von unidirektional kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen im Vergleich zu Stah
Positiv: Hohe spezifische Festigkeit, hoher spezifischer E-Modul, ...
Negativ: schwierige Bearbeitung, anisotropes Verhalten, hoher Preis, brennbar (C-Fasern), oft schlecht recyclebar, schwierige Berechnung / Konstruktion, aufwendige Herstellung, oft nicht temperaturbeständig, …
