Materialien und Werkstoffe
Materialien und Werkstoffe
Materialien und Werkstoffe
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Flashcards
Wie ‘funktioniert’ Superelastizität von Nitinol?
Werkstoff liegt zwischen MD und Af vor und MD > Af → metastabile
austenitische Phase
Belastung / induzierte Spannung → Übergang in martensitische Phase (mit
Vorzugsrichtung)
→ Material verformt sich (Dehnung)
Entlastung → Übergang in austenitische Phase (Ursprungsform)
Welche drei Fertigungs-Faktoren bestimmen die Mikrostruktur einer Keramik?
Nennen Sie jeweils die entscheidenden Faktoren
• Pulver (Zusammensetzung & Morphologie)
• Formgebung (→ Beeinflusst die Dichte, etc.)
• Sintern (Temperatur, Zeit, Atmosphäre)
Nennen Sie unterschiedliche Methoden der Formgebung und erläutern Sie Vor- und
Nachteile.
• Pressen
+ günstig (Massenartikel), genau
- teures Werkzeug, keine komplexen Formen)
• Isostatisch pressen
+ gleichmässige Verdichtung, günstige Formen
- teurer Prozess, keine komplexen Formen (entformen !)
• Schlickerguss
+ grosse, komplexe Teile möglich
- langsam, kaum Verdichtung
• Spritzguss
+ günstig (Massenartikel), genau
- sehr teures Werkzeug, nur kleine Teile (70g)
Welches sind die Schritte bei der Herstellung eines Keramikteiles and was geschieht dabei?
• Herstellung der Masse
Mischen des keramischen Pulvers mit Hilfsstoffen (Plastifizierern, Bindern, etc.),
Feuchtigkeit, etc.
• Formgebung
Masse wird in Form gebracht/verdichtet → Grünling
• Brandvorbereitung
Grünbearbeitung, Trocknen, Vorbrand, Weissbearbeitung
• Sintern
Brennen im Ofen → Verdichtung
• Endbearbeitung
(Mechanische) Bearbeitung des gebrannten Werkstückes (hart !)
• Qualitätsprüfung
Was versteht man unter Grün-, Weiss- und Hartbearbeitung bei Keramiken? Was
sind die Gemeinsamkeiten, die Unterschiede, die Vor- und Nachteile?
• Grünbearbeitung Mechanische Bearbeitung des Grünlings (mit Formgebungshilfen, etc.)
+ Einfache Bearbeitung, da noch nicht hart
– Schwund muss eingeplant werden
• Weissbearbeitung Mechanische Bearbeitung Weisskörpers (Grünling nach nach dem
Vorbrand)
+ Einfache Bearbeitung, da noch nicht hart
– Kaum mechanische Festigkeit, Schwund
• Hartbearbeitung Mechanische Bearbeitung nach dem Brand
+ Endgültige Form (kein Schwund)
– Sehr hart (Spezialwerkzeuge)
Nennen Sie mindestens 3 typische Anwendungsgebiete für Keramiken?
• Abrasiv & chemisch beanspruchte Teile (Spraydüsen)
• Mechanisch/tribologisch beanspruchte Teile (Fadenführungen, Kugellager)
• Thermisch beanspruchte Teile (Metallurgie)
• Thermisch & chemisch beanspruchte Teile (Motoren-/Turbinen-Komponenten)
• Elektrische Isolatoren
Nennen Sie 2 typische Bio-Keramiken und Ihre Anwendungen?
• Al2O3 Verschleissanwendungen (Hüft-, Kniegelenke)
• CaP / HAK Knochenersatzmaterialien
Weshalb sind Keramiken spröde?
Keine Möglichkeiten zur plastischen Verformung, da gerichtete Bindungen (ionisch, kovalent)
→ Bindungen können nicht einfach gelöst und gebildet werden → keine Möglichkeit für
Versetzungen, sich durch den Kristall zu bewegen.
Wie kann die Bruchfestigkeit von Keramiken verbessert werden?
• Maximale Verdichtung durch HIPen (→ keine Lunker); HIP = hot isostatic pressing
• Unterschiedliche Kornformen → Flache Plättchen behindern Rissfortschritt
• Verfestigung durch Phasenübergang (Transformation toughening)