1
(Cursus op Chamilo bij leerpaden)
Verschillende materiaal families;
(De eigenschappen per familie zijn algemeen en dus niet toepasbaar op ieder materiaal)
● Metalen:
. Zijn chemisch gezien 1-, 2- of 3- waardig.
. Goede geleiders voor warmte en elektriciteit.
. Plastisch vervormbaar.
. Ondoorzichtig
. Worden harder/ steviger bij koude vervorming.
. Bezitten glans (vooral na polijsten) maar bedekken zich met een oxidelaag bij
aanraking met lucht en worden dof (oxideren= verbinding aangaan met zuurstof).
(Edele metalen behouden glans)
. Onbrandbaar
. Koud
. Hoge smelttemperatuur
. Corrosiegevoelig (= aantasting/roesten)
. Hoge stijfheid (=grote kracht nodig om te vervormen) en sterkte (enorme kracht
nodig om te breken)
. Zwaar-> relatief lage specifieke stijfheid en sterkte (hoe hoger hoe lichter men een
constructie of product kan maken die nog steeds sterk en stijf is)
. in de les; niet altijd stabiel, weinig verbinding mogelijk met andere materialen
❏ Ferro metaal; metaallegeringen met ijzer als basismateriaal (ijzerhoudend)
(vb; staal en gietijzer-> legeringen van ijzer en heel klein beetje koolstof C)
❏ Non-ferro metaal; metaallegeringen die niet gebaseerd zijn op ijzer.
- Lichte metalen; alle metalen en hun legeringen met een dichtheid < 4,5
ton/m³ (= 4,5 kilo/liter)
(vb; aluminium (Al) en zijn legeringen, magnesium (Mg) en zijn legeringen en
titaan (Ti) en zijn legeringen)
- Zware metalen; alle metalen en hun legeringen met een dichtheid > 4,5
ton/m³ (= 4,5 kilo/liter)
(vb; koper (Cu) en zijn legeringen, zink (Zn) en zijn legeringen, nikkel (Ni) en
zijn legeringen en wolfram (W) en zijn legeringen)
-> Edele metalen; Metalen die in zuivere toestand niet worden
aangetast door zuivere lucht of zuren. Ze behouden hun glans en
maken moeilijk verbinding met zuurstof.
(vb; goud, zilver, platina en palladium) (witgoud; samensmelting van goud
en platinum)
❏ Zuivere metalen; Ga je nooit puur in de natuur vinden maar moet gecombineerd
worden met iets anders vooraleer je tot eindresultaat komt (vb; goud). Denk aan
tabel van Mendeljev.
1
, 2
Een legering is een combinatie van twee of meer metalen of van een of meer metalen met
een niet metaal. Doel= de eigenschappen van het basismetaal verbeteren. Het wordt overal
gedaan behalve bij de zuivere metalen.
Samensmelting: basismetaal + 1 of meer legeringselementen die al dan niet metalen zijn
(basismetaal= atoomsoort met hoogste concentratie)
(vb; ijzererts + koolstof = staal, ijzer + koolstof = gietijzer, koper + tin = brons)
● Keramische materialen:
Ze zijn samengesteld uit metalen en niet metalen en zijn van anorganische (niet
koolstof bevattend) oorsprong. Ze worden aan de aardkorst ontgonnen (metalen ook)
en daarna verwerkt tot bouwstenen (vb; baksteen, porselein, beton,
glas, pleisterwerk, cement, keramiek,...).
Zijn soort van steenachtige materialen maar noemt toch niet zo omdat leem en zand
niet steen is. (vb; zand, klei, allerlei gesteenten, kalk,...)
. Druksterk/drukvast (=niet induwbaar) en stabiele verbindingen
. Bestand tegen hoge temperaturen
. Corrosiebestendig (=aantasting materiaal/ roest)
. Slecht geleidend (voor warmte en elektriciteit)
. Breekbaar en broos (=fragiel)
. Niet bestand tegen schokken
. Niet bruikbaar onder trek-of buigspanning
. Vervormen nauwelijks maar als ze vervormen breken ze
(Nieuwe onderzoeken en ontwikkelingen zorgen voor keramieken en minerale polymeren die
minder breekbaar en taaier zijn.)
Glas is een anorganisch materiaal dat in een vaste toestand komt zonder te kristalliseren
nadat het is afgekoeld vanuit de gesmolten toestand. (= niet- kristallijn/ amorf materiaal). Het
is een ondergekoelde vloeistof dat geen smeltpunt maar smelttraject heeft.
● Macromolutaiere materialen/ polymeren:
Poly=veel en meren=delen -> aaneenschakeling van meerdere kleine delen.
Macro=groot -> grote aaneenschakeling van meerdere kleine delen (monomeren) ->
reuze molecule. Hebben duizend tot miljoenen moleculen (H2O=maar 3 moleculen)
❏ Natuurlijke polymeren/ macromoleculaire materialen; Zijn afkomstig uit de levende
natuur en dus ook koolstofverbindingen.
(vb; bamboe, hennep, rubber, kurk, leder, wol, katoen, haar, hout, jute,...).
Zijn hernieuwbare materialen -> vrij onuitputtelijk. Maar sommige duren langer om
terug te groeien -> lange groeicyclus -> spaarzaam mee omgaan (vb; hout en vooral
tropisch hout). Sommige hebben maar een jaar nodig om terug te groeien -> korte
groeicyclus (ca. 1 jaar) (vb; vlas of hennep). Plus zij leggen CO2 vast tijdens hun
2
, 3
groeiproces (= de CO2 die eventueel werd uitgestoten bij verwerking) -> CO2-
neutrale materialen.
❏ Synthetische (=gemaakte) polymeren/ kunststoffen:
Opgebouwd met behulp van chemische processen en zijn dus industriële producten.
De mens werkt dus vanuit een natuurlijke moleculen die men gaan synthetiseren
(=samenvoegen of bereiden)om een beter resultaat te bekomen. (Designed
moleculen= kunststoffen die zijn gemaakt zonder vertrokken te zijn van een
natuurlijke molecule en zijn dus volledig kunstmatig). Verteerd niet snel en worden
verteerd tot microplastics. Er komt wel geen CO2 vrij tenzij het verbrand wordt.
- Half synthetische kunststoffen; natuurlijk product dat wordt veranderd (vb;
celluloid)
- Vol synthetische kunststoffen; vaak afgeleid van petroleum. Minder petroleum
in de stof zelf maar veel petroleum nodig als vervoer, verwarming en
elektriciteit en is daarom geen onuitputtelijke grondstof.
● Composieten
Was een soort van marketingstunt omdat het beter klinkt dan plastic. Het zijn kunststoffen
die meer kwalitatief zijn waardoor het slechte woord plastic er niet bij past. Is een aparte
materiaal familie.
Het zijn samengestelde materialen die een/meer metalen kunnen bevatten.
Composieten bestaan uit een matrix (basiselement/vulstof) (vb; polymeren, metalen,
keramieken) en een wapeningsmateriaal. En door een matrix te wapenen brengen we de
twee dus samen en werken ze samen zodat er een composiet ontstaat. Doel: de
mechanische eigenschappen verbeteren.
De goede eigenschappen van de wapening en van de matrix worden soms enkel opgeteld =
additieve effect.
vb; gewapend beton -> matrix beton heeft grote druksterkte maar kan niet goed tegen
trekspanning. Wapeningsstaal is goed tegen trekspanning maar is dun en niet goed tegen
druk want knikt snel. Er ontstaat steviger beton dat tegen trekkracht kan en het staal kan niet
buigen door het beton errond.
Moderne composieten hebben resultaten die nog beter zijn dan de opsomming. De
eigenschappen van de componenten presteren beter in combinatie met elkaar. Dus niet 5+5
wordt 10 maar 5+5 wordt 15
= synergetisch effect/ gesteld verschijnsel
vb; Koolstofvezel versterkt epoxy -> een koolstofvezel is bros en zelfs in vezelvorm niet
bruikbaar als koord. Onversterkt epoxy breekt bij de eerste slag of stoot. Impregneert
(=doordringt) men de koolstofvezel met epoxy, dan vormen deze twee brosse materialen
een van de sterkste en meest impactbestendige nieuwe materialen.
(Polyester en epoxy zijn heet courante kunststof harsen die worden gebruikt als matrixen die
bij een wapening veel sterker worden)
Eerste wapening werd gedaan met glasvezel en polyester -> fiberglas of glasvezelversterkte
polyester (zie stoelen)
3
(Cursus op Chamilo bij leerpaden)
Verschillende materiaal families;
(De eigenschappen per familie zijn algemeen en dus niet toepasbaar op ieder materiaal)
● Metalen:
. Zijn chemisch gezien 1-, 2- of 3- waardig.
. Goede geleiders voor warmte en elektriciteit.
. Plastisch vervormbaar.
. Ondoorzichtig
. Worden harder/ steviger bij koude vervorming.
. Bezitten glans (vooral na polijsten) maar bedekken zich met een oxidelaag bij
aanraking met lucht en worden dof (oxideren= verbinding aangaan met zuurstof).
(Edele metalen behouden glans)
. Onbrandbaar
. Koud
. Hoge smelttemperatuur
. Corrosiegevoelig (= aantasting/roesten)
. Hoge stijfheid (=grote kracht nodig om te vervormen) en sterkte (enorme kracht
nodig om te breken)
. Zwaar-> relatief lage specifieke stijfheid en sterkte (hoe hoger hoe lichter men een
constructie of product kan maken die nog steeds sterk en stijf is)
. in de les; niet altijd stabiel, weinig verbinding mogelijk met andere materialen
❏ Ferro metaal; metaallegeringen met ijzer als basismateriaal (ijzerhoudend)
(vb; staal en gietijzer-> legeringen van ijzer en heel klein beetje koolstof C)
❏ Non-ferro metaal; metaallegeringen die niet gebaseerd zijn op ijzer.
- Lichte metalen; alle metalen en hun legeringen met een dichtheid < 4,5
ton/m³ (= 4,5 kilo/liter)
(vb; aluminium (Al) en zijn legeringen, magnesium (Mg) en zijn legeringen en
titaan (Ti) en zijn legeringen)
- Zware metalen; alle metalen en hun legeringen met een dichtheid > 4,5
ton/m³ (= 4,5 kilo/liter)
(vb; koper (Cu) en zijn legeringen, zink (Zn) en zijn legeringen, nikkel (Ni) en
zijn legeringen en wolfram (W) en zijn legeringen)
-> Edele metalen; Metalen die in zuivere toestand niet worden
aangetast door zuivere lucht of zuren. Ze behouden hun glans en
maken moeilijk verbinding met zuurstof.
(vb; goud, zilver, platina en palladium) (witgoud; samensmelting van goud
en platinum)
❏ Zuivere metalen; Ga je nooit puur in de natuur vinden maar moet gecombineerd
worden met iets anders vooraleer je tot eindresultaat komt (vb; goud). Denk aan
tabel van Mendeljev.
1
, 2
Een legering is een combinatie van twee of meer metalen of van een of meer metalen met
een niet metaal. Doel= de eigenschappen van het basismetaal verbeteren. Het wordt overal
gedaan behalve bij de zuivere metalen.
Samensmelting: basismetaal + 1 of meer legeringselementen die al dan niet metalen zijn
(basismetaal= atoomsoort met hoogste concentratie)
(vb; ijzererts + koolstof = staal, ijzer + koolstof = gietijzer, koper + tin = brons)
● Keramische materialen:
Ze zijn samengesteld uit metalen en niet metalen en zijn van anorganische (niet
koolstof bevattend) oorsprong. Ze worden aan de aardkorst ontgonnen (metalen ook)
en daarna verwerkt tot bouwstenen (vb; baksteen, porselein, beton,
glas, pleisterwerk, cement, keramiek,...).
Zijn soort van steenachtige materialen maar noemt toch niet zo omdat leem en zand
niet steen is. (vb; zand, klei, allerlei gesteenten, kalk,...)
. Druksterk/drukvast (=niet induwbaar) en stabiele verbindingen
. Bestand tegen hoge temperaturen
. Corrosiebestendig (=aantasting materiaal/ roest)
. Slecht geleidend (voor warmte en elektriciteit)
. Breekbaar en broos (=fragiel)
. Niet bestand tegen schokken
. Niet bruikbaar onder trek-of buigspanning
. Vervormen nauwelijks maar als ze vervormen breken ze
(Nieuwe onderzoeken en ontwikkelingen zorgen voor keramieken en minerale polymeren die
minder breekbaar en taaier zijn.)
Glas is een anorganisch materiaal dat in een vaste toestand komt zonder te kristalliseren
nadat het is afgekoeld vanuit de gesmolten toestand. (= niet- kristallijn/ amorf materiaal). Het
is een ondergekoelde vloeistof dat geen smeltpunt maar smelttraject heeft.
● Macromolutaiere materialen/ polymeren:
Poly=veel en meren=delen -> aaneenschakeling van meerdere kleine delen.
Macro=groot -> grote aaneenschakeling van meerdere kleine delen (monomeren) ->
reuze molecule. Hebben duizend tot miljoenen moleculen (H2O=maar 3 moleculen)
❏ Natuurlijke polymeren/ macromoleculaire materialen; Zijn afkomstig uit de levende
natuur en dus ook koolstofverbindingen.
(vb; bamboe, hennep, rubber, kurk, leder, wol, katoen, haar, hout, jute,...).
Zijn hernieuwbare materialen -> vrij onuitputtelijk. Maar sommige duren langer om
terug te groeien -> lange groeicyclus -> spaarzaam mee omgaan (vb; hout en vooral
tropisch hout). Sommige hebben maar een jaar nodig om terug te groeien -> korte
groeicyclus (ca. 1 jaar) (vb; vlas of hennep). Plus zij leggen CO2 vast tijdens hun
2
, 3
groeiproces (= de CO2 die eventueel werd uitgestoten bij verwerking) -> CO2-
neutrale materialen.
❏ Synthetische (=gemaakte) polymeren/ kunststoffen:
Opgebouwd met behulp van chemische processen en zijn dus industriële producten.
De mens werkt dus vanuit een natuurlijke moleculen die men gaan synthetiseren
(=samenvoegen of bereiden)om een beter resultaat te bekomen. (Designed
moleculen= kunststoffen die zijn gemaakt zonder vertrokken te zijn van een
natuurlijke molecule en zijn dus volledig kunstmatig). Verteerd niet snel en worden
verteerd tot microplastics. Er komt wel geen CO2 vrij tenzij het verbrand wordt.
- Half synthetische kunststoffen; natuurlijk product dat wordt veranderd (vb;
celluloid)
- Vol synthetische kunststoffen; vaak afgeleid van petroleum. Minder petroleum
in de stof zelf maar veel petroleum nodig als vervoer, verwarming en
elektriciteit en is daarom geen onuitputtelijke grondstof.
● Composieten
Was een soort van marketingstunt omdat het beter klinkt dan plastic. Het zijn kunststoffen
die meer kwalitatief zijn waardoor het slechte woord plastic er niet bij past. Is een aparte
materiaal familie.
Het zijn samengestelde materialen die een/meer metalen kunnen bevatten.
Composieten bestaan uit een matrix (basiselement/vulstof) (vb; polymeren, metalen,
keramieken) en een wapeningsmateriaal. En door een matrix te wapenen brengen we de
twee dus samen en werken ze samen zodat er een composiet ontstaat. Doel: de
mechanische eigenschappen verbeteren.
De goede eigenschappen van de wapening en van de matrix worden soms enkel opgeteld =
additieve effect.
vb; gewapend beton -> matrix beton heeft grote druksterkte maar kan niet goed tegen
trekspanning. Wapeningsstaal is goed tegen trekspanning maar is dun en niet goed tegen
druk want knikt snel. Er ontstaat steviger beton dat tegen trekkracht kan en het staal kan niet
buigen door het beton errond.
Moderne composieten hebben resultaten die nog beter zijn dan de opsomming. De
eigenschappen van de componenten presteren beter in combinatie met elkaar. Dus niet 5+5
wordt 10 maar 5+5 wordt 15
= synergetisch effect/ gesteld verschijnsel
vb; Koolstofvezel versterkt epoxy -> een koolstofvezel is bros en zelfs in vezelvorm niet
bruikbaar als koord. Onversterkt epoxy breekt bij de eerste slag of stoot. Impregneert
(=doordringt) men de koolstofvezel met epoxy, dan vormen deze twee brosse materialen
een van de sterkste en meest impactbestendige nieuwe materialen.
(Polyester en epoxy zijn heet courante kunststof harsen die worden gebruikt als matrixen die
bij een wapening veel sterker worden)
Eerste wapening werd gedaan met glasvezel en polyester -> fiberglas of glasvezelversterkte
polyester (zie stoelen)
3
