examensamenvatting materialen1.1 alles

1. Indeling van de materialen in materiaalklassen of materiaalfamilies
Indeling van de materialen
 Metalen
 Macromoleculen/polymeren
 Keramische metalen
 Composieten

1.1 De metalen
= hoort thuis onder 1 van de 4 metaalgroepen, ze bestaan uit ferro en non-ferro metalen,
meestal bestaat een metaal uit een legering om ze sterker te maken
 Ferro metalen
= de algemene benaming voor metaallegeringen waarvan het basismateriaal ijzer is
(ferrum = ijzer) vb. staat, gietijzer

 Non-ferro metalen
= alle metalen en hun legeringen die niet gebaseerd zijn op ijzer
 Lichte non-ferro metalen = dichtheid < 4,5 ton aluminium, magnesium
 Zware non-ferro metalen = dichtheid > 4,5 ton. Koper, nikkel

Zuivere metalen = Edele metalen: behoren tot de zware non-ferro metalen
= metalen die in zuivere toestand niet worden aangetast door zuivere lucht of door
zuren goud samen met platinum = Wit goud

Onzuivere metalen = Legering = groep van metalen dat bestaat uit een basismetaal
samengesmolten met 1 of meerdere legeringselementen al dan niet metaal
Staal = legering van ijzer + koolstof
Gietijzer = legering van ijzer en koolstof
Brons = legering van koper en tin.
 Atoomsoort met hoogste concentratie = basismetaal, laagst = legeringelementen
 DOEL: basismetaal kwalitatiever maken door legeringselementen, eigenschappen
verbeteren

Legeringselementen:
 staal
 gietijzer
 brons
 messing

Kenmerken en eigenschappen
 Hoog smeltpunt
 Zetten uit bij temperatuursverhoging
 Corrosiegevoelig: snel aangetast door chemische stoffen
 Goede geleiders voor warmte & elektriciteit
 Wordt stijver bij koude vervorming (plooien)
 Hebben de neiging om te oxideren (zuurstof)
 Ondoorzichtig
 Bezitten een glans
 Hoge stijfheid en hoge sterkte
Sterk VS Stijf

, - Een materiaal is stijf indien een grote kracht nodig is om het te vervormen (vb. om
het uit te rekken of te buigen)
- Een materiaal is sterk indien er een grote kracht nodig is om het te breken

Metalen zijn zwaar, daardoor hebben ze een relatief lage specifieke sterkte en lage
specifieke stijfheid
- Specifieke stijfheid = de stijfheid (de elasticiteitsmodulus) : dichtheid
- Specifieke sterkte = de sterkte (treksterkte) : dichtheid
 Hoe hoger de specifieke stijfheid en de specifieke sterkte, hoe lichter men een
product of een constructie kan maken


1.2 De macromoleculaire materialen of polymeren
Macro = groot
 De natuurlijke macromoleculaire materialen of natuurlijke polymeren
vb. wol, katoen, hout
= afkomstig uit de levende natuur

 Natuurlijke polymeren zijn hernieuwbare materialen, dus onuitputtelijk
Grote invloed op de leefomgeving en het ecologisch evenwicht: groeicyclus van een
boom is veel langer dan van een plant
Co2 – neutrale materialen = planten met een korte groeicyclus leggen CO2
vast tijdens het groeiproces

 Polymeer
= stoffen opgebouwd uit macromoleculen, die ontstaan door een aaneenrijging van
een groot aantal kleinere eenheden = monomeren


 De synthetische polymeren of kunststoffen
= synthetische macromoleculaire stoffen, die overwegend van organische aard zijn en
die door plastische vormgeving hun materiaalfunctie verkrijgen

4 essentiële aspecten: (MOPS)
o Macromoleculair karakter = verbinding van veel atomen
o Organische aard = verbinding met koolstof (1uitzondering: siliconen)
o Plastische vormgeving = ondergaan de fase van plastische vormgeving op de
weg van grondstof naar eindproduct
o Synthetische materialen = kunststoffen opgebouwd met behulp van
chemische processen
 Half synthetische kunststoffen: oorsprong uit de natuur
Vb. cellulose uit katoen of hout
 Vol synthetische kunststoffen: natuur nabootsen in de opbouw van de
structuur van de stof



3 soorten kunststoffen

, o THERMOPLASTEN
= kunststoffen die nadat de macromoleculen gevormd zijn, bij normale
temperatuur vast zijn, maar bij temperatuursverhoging week en zacht
worden, om bij afkoeling opnieuw hun vormvastheid te verkrijgen (belangrijk
bij recyclage)
= Hoofdeigenschap = thermoplasticiteit
= (Oneindig, maar er is een punt van temperatuur dat je niet mag
overschreiden) anders is het kapot => ontbindingstemperatuur
= structuur: opgebouwd uit lineaire macromoleculen, al of niet vertakt
= PE (polytheen), PP (polypropyleen), PS (polystyreen)
= kunnen opgelost worden in een geschikt oplosmiddel, kunnen soepel
gemaakt worden door het toevoegen van een weekmiddel

o THERMOHARDERS
= Kunststoffen die nadat de macromolecule gevormd is, vast en hard zijn en
door temperatuursverhoging achteraf niet meer kunnen verweekt,
onsmeltbaar, 1x vervormbaar
= opgebouwd uit 3dimensionale macromoleculen
= bestaan uit netwerken van ketens
= hoofdeigenschap = de vorming gebeurt tijdens het vormen van de
macromolecule = het uitharden (vloeibaar -> vast)
= kan noch opgelost noch weekgemaakt worden
= EP (epoxyhars), UP (onverzadigde polyester), PUR (polyurethaan)

o ELASTOMEREN
= tussenvorm van thermoplasten en thermoharders,
 voor netvorming heeft plaatsgevonden, vertonen ze kenmerken van de
thermoplasten
 na vulkaniseren vertonen ze kenmerken van thermoharders
Vulkanisatie = het verhitten van rubber met zwavel waardoor er een
aantal dwarsverbindingen ontstaan tss de verschillende ketens, het
rubber verkrijgt zijn sterkte en zijn typische elastische eigenschappen
= SBR (styreenbutadieenrubber), PUR (polyurethaanrubber), siliconerubber


1.3 De keramische materialen incl. de glasachtige materialen
= samengesteld uit metalen en niet metalen, ze zijn van anorganische oorsprong
Zand, klei, gesteenten, kalk,…  worden verwerkt tot bouwstenen, baksteen, porselein, beton, glas, cement,…

Kenmerken en eigenschappen
 Geen goede geleiders van warmte en elektriciteit
 Corrosiebestendig: chemisch heel stabiel
 Heel stijf, maar slecht tegen trekbelasting
 Bestand tegen hoge temperaturen

Wat is glas = anorganisch materiaal dat vanuit de gesmolten toestand door afkoelen in vaste
toestand overgaat zonder te kristalliseren
1.4 De composieten