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WT 03.1 Grundlagen der Metallkunde (Rein-Metalle und Legierungen, Kristalline Struktur, Mischkristalle)

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Kartei Details

Karten 63
Sprache Deutsch
Kategorie Naturkunde
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 20.05.2013 / 14.05.2014
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Wie viele chemische Elemente sind Metalle? Wie viele haben eine technische Bedeutung?

Die Mehrheit; nur 20

Wie viele Metalle werden häufig verwendet? Nenne sie in absteigender Bedeutung!

7: Fe, Al, Cu, Ti, Ni, Mg, Zn
Wie werden Metalle eingeteilt? Nenne zwei Methode!

Dichte: Leichtmetalle, Schwermetalle; Art: Eisenwerkstoffe, Nichteisen-Metalle (NE)

Wie werden Reinmetalle gewonnen?

Aus geeigneten Erzen mit Hilfe oft aufwendiger Verfahren

Wie viele Reinmetalle werden in der Technik verwendet? Nenne ein Beispiel!

Weniger: Rein-Kupfer in der Elektrotechnik

Sortiere die sieben wichtigsten Metalle nach Anteil an der Erdkruste (in Prozent)!

Al: 7.5, Fe: 4.7, Mg: 1.9, Ti: 0.58, Zn: 0.02, Ni: 0.02, Cu: 0.01 (1. Platz: Sauerstoff, 2. Platz Silicium)
Ordne die sieben wichtigsten Metallen den Gittertypen zu!

krz: Alpha-Fe, Beta-Ti; kfz: Gamma-Fe, Al, Cu, Ni; hdP: Alpha-Ti, Mg, Zn

Sortiere die sieben wichtigsten Metalle nach Dichte (in kg/dm³)!

Cu: 8.9, Ni: 8.9, Fe: 7.8, Zn: 7.1, Ti: 4.5, Al: 2.7, Mg 1.7

Sortiere die sieben wichtigsten Metalle nach Schmelztemperatur (in °C)!

Ti: 1.720, Fe: 1.535, Ni: 1.453, Cu: 1.083, Al: 660, Mg: 650, Zn: 418

Sortiere die sieben wichtigsten Metalle nach Zugfestigkeit (ca. in N/mm², abhängig vom Behandlungszustand)!

Ni: 500, Ti: 400, Cu: 250, Fe: 200, Mg: 100, Zn: 100, Al: 80
Sortiere die sieben wichtigsten Metalle nach Bruchdehnung (ca. in %, abhängig vom Behandlungszustand)!

Cu: 50, Ni: 45, Fe: 40, Al: 40, Ti: 30, Zn: 30, Mg: 10

Wie sind Legierungen zusammengesetzt?

Grundmetall (mind. 50%) + Legierungselement[e] (ME, NE) + Begleitelemente/Verunreinigungen

Wie werden Legierungen hergestellt?

schmelzmetallurgisch: Erstarrung einer Metallschmelze; Pulvermetallurgisch: Pulverherstellung, Formgebung, Sintern

Wie werden Legierungen eingeteilt?

Knetlegierungen: Gut plastisch verformbar, Gusslegierungen: Schlecht plastische verformbar
Wie werden Metalle in der Praxis am häufigsten verwendet?

Als Legierung

Wie werden Metalle zusammengehalten? Beschreibe die Bindungsart!

Durch Metallbindung (Abgabe der Valenzelektronen , Bildung eines Elektronengases, Anziehung zwischen den leicht beweglichen Valenzelektronen und Atomrümpfen, Entstehung kristalliner Struktur)

Wie ist ein Idealkristall aufgebaut?
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Periodische Wiederholung der kleinsten Einheit: Elementarzelle (weist alle geometrischen Merkale der Gesamtstruktur auf)

Wie viele Kristallgitter und wie viele Kristalltypen gibt es?

Sieben Kristallgitter (Bravais-Gitter) und ca. 1.000 Kristalltypen (Gittertypen)
Welche Struktur weisen Metalle auf?

Kristalline Struktur mit Atomen als Strukturbausteinen

Wie wird ein Kristallgitter charakterisiert?

Gitterparameter der Elementarzelle, Anzahl der Atome pro Elementarzelle, Koordinationszahl (Anzahl nächster Nachbarn eines Atoms)

Wie wird die Packungsdichte eines Gitters berechnet? Welches Kristallsystem sind besonders dichtgepackt?

Kugel-Volumen in einer Elementarzelle/Gesamtvolumen der Elementarzelle; Kubisches Kristallsystem

Was sind die drei häufigsten Gittertypen von Metallen [Metallgitter] (ca. 95%)?

krz-, kfz-, hdP-Gitter
Nenne Packungsdichte, Gleitsystem-Anzahl und Beispiel-Metalle des kubisch raumzentrierten Gitters!
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Packungsdichte: 68%; Gleichsystemanzahl: 8; Beispiel-Metalle: Alpha-Fe, Beta-Ti, Cr, Mo, W, V

Nenne Packungsdichte, Gleitsystem-Anzahl und Beispiel-Metalle des kubisch flächenzentrierten Gitters!
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Packungsdichte: 74%; Gleichsystemanzahl: 12; Beispiel-Metalle: Gamma-Fe, Al, Cu, Ni, Au, Ag, Pt, Pb, Beta-Co

Nenne Packungsdichte, Gleitsystem-Anzahl und Beispiel-Metalle des hexagonal dichtester Packung Gitters (hdP)!
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Packungsdichte: 74%; Gleichsystemanzahl: 3; Beispiel-Metalle: Alpha-Ti, Zn, Mg, Be, Alpha-Co

Was sind die Merkmale eines Metallgitters?

Einfacher geometrischer Bau, Hohe Packungsdichte, Vorhandensein von Gleitsystemen (Gleitebenen * Gleitrichtungen) [dadurch Verformbarkeit]

Was ist Allotropie?

Das Auftreten einiger Metalle abhängig von der Temperatur in verschiedenen Gittertypen, häufig Volumenänderung

Nenne einige allotrope Metalle!

Fe, Ti, Co, Mn, Sn

Was ist das Hauptmerkmal der Realkristalle?

Gitterbaufehler

Welche zwei Arten von Gitterbaufehlern gibt es bei Realkristallen?

punkt und linienförmige

Was verursachen Gitterbaufehler?

Verzerrung des Gitters, innere Spannung, Beeinflussung der Eigenschaften

Beispiel für Gitterbaufehler (punkt und linienförmig)
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Leerstellen, Fremdatom; Versetzung, unvollständige Gitterebene

Wann entsteht das Gefüge bei Metallen?

Erstarrung (Kristallisation)

Bereich zwischen Körnern im Gefüge?

Korngrenze

Was ist ein homogenes Gefüge?

ein Gefügebestandteil

Was ist ein heterogenes Gefüge?

min. zwei Gefügebestandteile

Welchen Einfluß hat ein feines Gefüge (Korn) auf die Festigkeit?

höhere Festigkeit

Nennen Sie vier Kornformen!
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globuar, polyedrisch, dendritisch und lamellar

Wieso weisen Metalle ein Gefüge auf?

Weil sie kristalline Strukturen bilden

Die drei Phasen der Strukturbildung!
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Keimbildung, Kornwachstum, Gefüge

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