Werkstoff und Fertigung I/II
Wahr/Flasch-Fragen zum Fach Werkstoff und Fertigung I/II des Studiengangs Maschinenbau an der ETH Zürich
Wahr/Flasch-Fragen zum Fach Werkstoff und Fertigung I/II des Studiengangs Maschinenbau an der ETH Zürich
Kartei Details
| Karten | 104 |
|---|---|
| Lernende | 65 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 08.06.2016 / 21.08.2022 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/werkstoff_und_fertigung_iii
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Stoffe mit einer hohen Wärmekapazität können schon bei kleinen Temperaturunterschieden
viel Energie speichern und eignen sich deshalb zur thermischen Isolation.
Falsch: Isolierstoffe zeichnen sich durch ihre tiefe thermische Leitfähigkeit aus. Die Wärmekapazität ist
nicht die richtige physikalische Eigenschaft, um die Isolation zu charakterisieren.
Je höher die Schmelztemperatur eines bestimmten Stoffes, desto kleiner ist sein thermischer
Ausdehnungskoeffizient.
Richtig: Dies kommt von den stärker ausgeprägten Bindungen, welche die Schwingungsamplitude
senken.
Je länger ein elektrischer Leiter und je kleiner seine Querschnittsfläche ist, desto grösser ist
der elektrischeWiderstand.
Richtig: R = rl/A
Dem Elektronengasmodell zufolge befinden sich die Elektronen von Atomen auf genau
festgelegten Energiezuständen.
Falsch: Dieses Modell sagt aus, dass ein Atom seine Valenzelektronen in ein Elektronengas abgibt,
welches alle Atomrümpfe umgibt.
Bei einem Isolator liegen das Leitungsband und das Valenzband näher zusammen als bei
einem Halbleiter.
Falsch: Ein Isolator zeichnet sich durch einen breites verbotenes Band aus, dass heisst sein Leitungsband
liegt weiter weg vom Valenzband als im Falle eines Halbleiters oder Leiters.
In einem Mischkristall verhält sich derWiderstand linear zu den Massenanteilen.
Falsch: In einem Kristallgemisch (zwei Phasen) verhält sich der Widerstand in der beschriebenen
Art. In einem Mischkristall (eine Phase aus zwei Komponenten) erhöht das Zulegieren der zweiten
Atomsorte den Widerstand erheblich. Er sinkt aber wieder, sobald die reine zweite Komponente erreicht
wird.
Die magnetische Permeabilitätszahl von Aluminium ist etwas grösser als eins. Dies bedeutet,
dass die magnetische Flussdichte gegenüber dem Vakuum etwas verstärkt wird.
Richtig: Da die Magnetische Feldstärke ~H konstant bleibt, und mr ~B
~H muss die Magnetische
Flussdichte durch das Paramagnetische Aluminum (mr > 1) verstärkt werden.
Hinkt die magnetische Flussdichte der magnetischen Feldstärke stark hinterher, so wird
von einer starken Hysterese und von magnetisch harten Materialien gesprochen. Solch ein
Material wird zum Beispiel in einem Generator eingesetzt.
Falsch: In einem Generator müssen die Materialien häufig ummagnetisiert werden, dass heisst sie
sollten magnetisch weich sein, da sonst der Hystereseverlust gross wird.
Spaltet sich ein niedermolekularer Stoff ab bei der Verknüpfung von gleichen Molekülen, so
wird von Polymerisation gesprochen.
Falsch: Diese Beschreibung trifft auf die Polykondensation zu.
Wird ein Duromer erhitzt, so wird er nicht zuerst flüssig, sondern verbrennt gleich.
Richtig: Die starke Vernetzung verhindert das Schmelzen. Eine genügend hohe Temperatur führt
direkt zu einem Aufheben der Bindungen.
Benzolringe verhindern das Ausbilden von teilkristallinen Bereichen.
Richtig: Benzolringe verhindern, dass Molekülketten sich in paralleler, streckenweiser Ordnung
aneinander lagern können.
Bei einer Erhöhung der Temperatur werden zuerst die Haupt- und dann die Nebenvalenzen
überwunden.
Falsch: Im Erweichungsbereich werden zuerst die Nebenvalenzen überwunden und erst zuletzt im
plastischen Bereich zersetzt sich der Polymer (d. h. die Hauptvalenzen werden überwunden).
Das Verhalten eines viskoelastischen Materials kann durch eine geeignete Wahl eines rheologischen
Feder-Dämpfer Modelles angenähert werden.
Richtig: Solche Stoffe vereinen Merkmale von Flüssigkeiten und Festkörpern in sich. Besonders
Kunststoffe weisen ausgeprägtes viskoelastisches Verhalten auf.
In einer Parallelschaltung eines rheologischen Modells werden Spannungen addiert.
Richtig: Im Gegensatz dazu addieren sich in einer Serienschaltungen die Dehnungen.
Im Superpositionsprinzip werden die Spannungsverläufe horizontal aufgeteilt.
Richtig: Es muss darauf geachtet werden, dass Spannungsniveaus immer bis ans Ende der zu bestimmenden
Zeit wirken. Wirkt ein Spannungsniveau nur einen Teil der Zeit, so wird es trotzdem mit
der maximalen Zeitdauer verrechnet und nach der eigentlichen Endzeit dasselbe Spannungsniveau
negativ dazu addiert.
Ein zäher Werkstoff weist immer eine ausgeprägte Streckgrenze auf.
Falsch: Ein zäher Werkstoff kann auch eine nicht ausgeprägte Streckgrenze aufweisen. Diese zwei
Merkmale sind unabhängig voneinander.
Bei Spannungen, die grösser sind als die Streckgrenze, tritt neben der elastischen Dehnung
auch plastische Dehnung auf.
Wahr: Die elastische Dehnung verändert sich bis zum Bruch kontinuierlich. Dies ist auch erkennbar,
wenn man die Entlastungsgerade bei grösseren Spannungen zeichnet.
Ist die Einschnürverlängerung einer Probe bekannt, kann bei gleichem Material die Einschnürdehnung
eines Stabes mit bekannter Anfangslänge berechnet werden.
Wahr: Einschnürverlängerung von Probe und Stab sind gleich gross.
Die Festigkeit hängt vom verwendeten Material ab und sagt aus, bei welcher Belastung
plastische Verformung auftritt.
Falsch: Nicht jede Festigkeit gibt darüber Auskunft ab wann plastische Verformung auftritt (z.B. Rm
ist die Zugfestigkeit, welche sich schon weit im plastischen Bereich befindet)
In amorphen Materialien liegt eine Fernordnung vor, dass heisst ein sich räumlich wiederholendes,
netzartiges Gitter erstreckt sich über Bereiche von mindestens 10’000 Atomen.
Falsch: In amorphen Materialien liegt nur eine Nahordnung vor. Eine Ordnung die sich nur auf die
unmittelbaren Nachbaratome beschränkt.
Bei kubischen Gittern sind alle Translationsbeträge entlang der Basisvektoren gleich lang und
die Zwischenwinkel betragen je 90.
Wahr: Die Gitterkonstanten sind gleichlang und die Zwischenwinkel alle 90..
Eine Richtungsfamilie bezeichnet Geraden, die in gleicherWeise mit Atomen belegt sind.
Wahr: Dies ist die Definition der Richtungsfamilie, in welcher alle Richtungen kristallographisch
äquivalent sind. Durch diese kompakte Darstellung lassen sich alle Körperdiagonalen eines Würfels
mit drei Zahlen angegeben. (Achtung: Es gibt Ausnahmen. Nicht alle Geraden die in gleicher Weise
mit Atomen besetzt sind, gehören zwingend zu einer Richtungsfamilie.)
Die einzige kristallographisch äquivalente Richtung zu [111] ist [¯1¯1 ¯1] und dies ist somit die
Durchschreitung der Körperdiagonalen in die andere Richtung.
Falsch: Dies ist nur die gleiche Körperdiagonale in der anderen Richtung durchschritten. Kristallographisch
äquivalent meint hier jedoch alle Kombinationen, die möglich sind durch die Umkehrung
einzelner Vorzeichen oder durch das Vertauschen zweier Zahlen (hier: 8 Möglichkeiten).
Einzelne Kristallite (auch Körner genannt) stossen an den Korngrenzen zusammen. Ein
Kristallit ist im Mittel quasi isotrop (richtungsunabhängig).
Falsch: Die Elementarzellen sind anisotrop und somit auch die aus Elementarzellen aufgebauten die
Kristallite. Verschiedene Kristallite weisen zusammen unterschiedliche Orientierungen auf und daher
sind diese im Mittel isotrop (quasi isotrop).
Wenn in einem Material in einer Raumrichtung eine bestimmte Ausrichtung der Kristallite
bevorzugt vorkommt, so nennt man dies eine Textur des Materials.
Wahr: Dies ist die Definition der Textur. Eine solche Textur kann z. B. erreicht werden, in dem man
das Werkstück walzt.
Hindernisse für Versetzungen sind nur die zweidimensionalen Gitterfehler, also Stapelfehler
und Korngrenzen.
Falsch: Null-, ein- und zweidimensionale Gitterfehler stellen ebenfalls Hindernisse für Versetzungen
dar.
Die Arrhenius-Funktion beschreibt, wie Leerstellen bei schlagartiger Temperaturänderung
erzeugt oder vernichtet werden.
Falsch: Die Arrhenius-Funktion beschreibt diese Vorgänge nur bei langsamen Temperaturänderungen.
Eine Leerstelle ist eine Gitterposition, die nicht mit einem Atom besetzt ist. Sie lagert sich
bevorzugt auf der Zugseite von Versetzungen an.
Falsch: Sie lagert sich auf der Druckseite von Versetzungen an. Da eine Leerstelle selber eine Zugwirkung
hat ist es energetisch günstiger in den Druckbereich zu Wandern und diesen zu entlasten.
Der wahrscheinlichste Burgersvektor ist der kürzeste, weil er die kleinste Versetzungsenergie
benötigt.
Wahr: Die Versetzungsenergie ist das Quadrat des Burgersvektors. Und je geringer die Energie desto
leichter lässt sich eine Versetzung erzeugen.
Gleiten findet ausschliesslich auf dichtest gepackten Ebenen statt.
alsch: Je dichter die Ebene
gepackt ist, desto wahrscheinlicher ist die Gleitebene.
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