KU Leuven Technologiecampus Gent · Industriële wetenschappen · 1ste bachelor
Structuur, gedrag en duurzaamheid van
materialen
Volledige samenvatting · 56 pagina's · 16+/20 op het examen
p. 11 p. 33 p. 55
INHOUD
Deel 1 11. Microplasticiteit p. 23
1. Duurzaamheid en Circulair Denken p. 5 Deel 2
2. Stijfheid en Elastisch Gedrag p. 6 12. Diffusie en poedergebaseerde processen p. 29
3. Atomen en Bindingen p. 9 13. Fundamentele Concepten van Fasentransfo… p. 32
4. Thermische uitzetting p. 10 14. Artificiële Materialen: Composieten en Stru… p. 34
5. Geleiding p. 12 15. Inleiding tot Breukgedrag p. 36
6. Orde en Chaos p. 14 16. Vermoeiing p. 38
7. Kristalstructuren p. 16 17. Tijdsafhankelijk Gedrag p. 40
8. Elektromagnetische eigenschappen p. 18 18. Wrijving en Slijtage p. 43
9. Fysische Eigenschappen p. 20 19. Corrosie, Brandgedrag en Degradatie van M… p. 45
10. Plasticiteit p. 22 20. Duurzaamheid en Materiaalselectie p. 47
Volledige samenvatting · 56 pagina's · JPI0UZ · gemaakt op basis van de lessen en het lesmateriaal
, Wetenschappelijke Samenvatting: Structuur, Gedrag en
Duurzaamheid van Materialen
23 december 2025
Inhoudsopgave
1 Duurzaamheid en Circulair Denken 1
1.1 Classificatie van de Materiaalfamilies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.1 Metalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.2 Polymeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.3 Keramieken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.4 Composieten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Circulair Denken en Duurzaamheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2.1 Conceptuele Definities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2.2 Milieu-impact en Groei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2.3 Grondstoffenschaarste en Geopolitiek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Circulaire Economie Strategieën . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3.1 Systeemtransitie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3.2 Hiërarchie in Afvalbehandeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 Stijfheid en Elastisch Gedrag 2
2.1 Atoomtheoretische Basis van Stijfheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.1.1 Interatomaire Potentiële Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.1.2 Relatie tussen Kracht en Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2 Macroscopische Elasticiteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2.1 Spanning en Rek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2.2 De Wet van Hooke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.3 Elastische Constanten en Relaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3.1 Poisson-getal (ν) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3.2 Afschuifmodulus (G) en Compressiemodulus (K) . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3.3 Intermodulaire Relaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.4 Vergelijking van Materiaalfamilies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.5 Materiaalkeuze en Specifieke Stijfheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 Atomen en Bindingen 5
3.1 Atoomstructuur en Elektronenconfiguratie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.1.1 Quantumgetallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.1.2 Valentie-elektronen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2 Primaire Chemische Bindingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2.1 Ionaire Binding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2.2 Covalente Binding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2.3 Metaalbinding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.3 Secundaire Bindingen (Van der Waals) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.4 Kwantificatie van Bindingskarakter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.5 Correlatie tussen Binding en Eigenschappen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
i
,4 Thermische uitzetting 6
4.1 Smelttemperatuur (Tm ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4.1.1 Fysische Basis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4.1.2 Vergelijking van Smelttemperaturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2 Thermische Uitzetting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2.1 Kwantificering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2.2 Fysische Oorzaak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2.3 Typische Waarden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.3 Technische Toepassingen en Problematiek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4.3.1 Materialen met Lage Uitzetting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4.3.2 Bimetaal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4.3.3 Thermische Spanning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
5 Geleiding 8
5.1 Elektrische Geleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
5.1.1 Wet van Ohm en Materiaalparameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
5.1.2 Bandentheorie van Geleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
5.2 Factoren die Elektrische Resistiviteit Beı̈nvloeden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.2.1 Invloed van Temperatuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.2.2 Invloed van Onzuiverheden en Vervorming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.3 Thermische Geleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.3.1 Wet van Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.3.2 Geleidingsmechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.4 Verband tussen Thermische en Elektrische Geleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
6 Orde en Chaos 10
6.1 Inleiding en Classificatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.1.1 Onderscheid Silicon-gebaseerde Materialen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.2 Relatie tussen Binding en Lokale Ordening . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.2.1 Metaalbinding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.2.2 Ionbinding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.2.3 Covalente Binding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.2.4 Secundaire Bindingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.3 Kristallisatie en Stolling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.3.1 Stollingskrimp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.3.2 Compensatie in Gietprocessen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.4 Factoren die Kristallisatie Beı̈nvloeden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.5 Amorfe Materialen en Vitrificatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.5.1 Glasovergangstemperatuur Tg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.5.2 Amorfe Metalen en Polymeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
6.6 Microstructuur: Mono- vs. Polykristallijn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
7 Kristalstructuren 12
7.1 Basisbeschrijving van Kristalroosters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
7.1.1 Roosterpunten en Eenheidscellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
7.1.2 De 14 Bravais-roosters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
7.2 Kristalstructuren in Metalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
7.3 Geometrische Relaties en Vullingsgraad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.3.1 Kubisch Vlakkengecenterd (FCC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.3.2 Kubisch Ruimtegecenterd (BCC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.3.3 Hexagonaal Dichtgepakt (HCP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.4 Miller Indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.4.1 Kristalrichtingen [hkl] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.4.2 Kristalvlakken (hkl) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
ii
, 7.5 Anisotropie en Polykristalliniteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
7.6 Allotropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
7.6.1 Allotropie van IJzer (Fe) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
7.6.2 Allotropie van Koolstof (C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8 Elektromagnetische eigenschappen 14
8.1 Magnetische Eigenschappen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8.1.1 Fundamentele Grootheden en Relaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8.1.2 Classificatie van Magnetisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.1.3 Domeinen en Hysterese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.2 Diëlektrische Eigenschappen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.2.1 Polarisatiemechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.2.2 Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.2.3 Speciale Materialen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.3 Optische Eigenschappen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.3.1 Interactie met Licht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.3.2 Breking en Reflectie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.3.3 Gedrag per Materiaalklasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
9 Fysische Eigenschappen 16
9.1 Densiteit (Dichtheid) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
9.1.1 Berekening op basis van de Kristalstructuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
9.2 Warmtecapaciteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9.2.1 Specifieke Warmtecapaciteit (Cp ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9.2.2 Microscopische Oorsprong . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9.3 Thermische Vereffening . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9.3.1 Definitie en Formule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9.3.2 Interpretatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9.4 Overzichtstabel Materiaaleigenschappen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
10 Plasticiteit 18
10.1 Inleiding tot Plasticiteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
10.1.1 Fundamentele Concepten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
10.2 Plastische Omvormprocessen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
10.3 Hardheidsmetingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
10.3.1 Klassieke Hardheidstesten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
10.3.2 Rockwell Hardheid (HR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
10.4 Microscopisch Mechanisme: Dislocaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
10.5 Spanning-Rek Gedrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
11 Microplasticiteit 19
11.1 Inleiding tot Microplasticiteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
11.1.1 Fundamentele Aannames van Continuümplasticiteit . . . . . . . . . . . . . . . 19
11.2 Kristallografische Glijding (Slip) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
11.2.1 Glijsystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
11.2.2 Wet van Schmid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
11.3 Dislocaties en Vervorming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
11.3.1 Afschuifrek op Micro-niveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
11.3.2 Lüdersbanden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
11.4 Verstevigingsmechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
11.4.1 Specifieke Processen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
11.5 Gevolgen voor de Trekcurve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
iii
Structuur, gedrag en duurzaamheid van
materialen
Volledige samenvatting · 56 pagina's · 16+/20 op het examen
p. 11 p. 33 p. 55
INHOUD
Deel 1 11. Microplasticiteit p. 23
1. Duurzaamheid en Circulair Denken p. 5 Deel 2
2. Stijfheid en Elastisch Gedrag p. 6 12. Diffusie en poedergebaseerde processen p. 29
3. Atomen en Bindingen p. 9 13. Fundamentele Concepten van Fasentransfo… p. 32
4. Thermische uitzetting p. 10 14. Artificiële Materialen: Composieten en Stru… p. 34
5. Geleiding p. 12 15. Inleiding tot Breukgedrag p. 36
6. Orde en Chaos p. 14 16. Vermoeiing p. 38
7. Kristalstructuren p. 16 17. Tijdsafhankelijk Gedrag p. 40
8. Elektromagnetische eigenschappen p. 18 18. Wrijving en Slijtage p. 43
9. Fysische Eigenschappen p. 20 19. Corrosie, Brandgedrag en Degradatie van M… p. 45
10. Plasticiteit p. 22 20. Duurzaamheid en Materiaalselectie p. 47
Volledige samenvatting · 56 pagina's · JPI0UZ · gemaakt op basis van de lessen en het lesmateriaal
, Wetenschappelijke Samenvatting: Structuur, Gedrag en
Duurzaamheid van Materialen
23 december 2025
Inhoudsopgave
1 Duurzaamheid en Circulair Denken 1
1.1 Classificatie van de Materiaalfamilies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.1 Metalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.2 Polymeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.3 Keramieken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.4 Composieten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Circulair Denken en Duurzaamheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2.1 Conceptuele Definities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2.2 Milieu-impact en Groei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2.3 Grondstoffenschaarste en Geopolitiek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Circulaire Economie Strategieën . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3.1 Systeemtransitie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3.2 Hiërarchie in Afvalbehandeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 Stijfheid en Elastisch Gedrag 2
2.1 Atoomtheoretische Basis van Stijfheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.1.1 Interatomaire Potentiële Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.1.2 Relatie tussen Kracht en Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2 Macroscopische Elasticiteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2.1 Spanning en Rek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2.2 De Wet van Hooke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.3 Elastische Constanten en Relaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3.1 Poisson-getal (ν) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3.2 Afschuifmodulus (G) en Compressiemodulus (K) . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3.3 Intermodulaire Relaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.4 Vergelijking van Materiaalfamilies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.5 Materiaalkeuze en Specifieke Stijfheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 Atomen en Bindingen 5
3.1 Atoomstructuur en Elektronenconfiguratie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.1.1 Quantumgetallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.1.2 Valentie-elektronen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2 Primaire Chemische Bindingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2.1 Ionaire Binding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2.2 Covalente Binding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2.3 Metaalbinding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.3 Secundaire Bindingen (Van der Waals) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.4 Kwantificatie van Bindingskarakter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.5 Correlatie tussen Binding en Eigenschappen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
i
,4 Thermische uitzetting 6
4.1 Smelttemperatuur (Tm ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4.1.1 Fysische Basis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4.1.2 Vergelijking van Smelttemperaturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2 Thermische Uitzetting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2.1 Kwantificering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2.2 Fysische Oorzaak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2.3 Typische Waarden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.3 Technische Toepassingen en Problematiek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4.3.1 Materialen met Lage Uitzetting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4.3.2 Bimetaal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4.3.3 Thermische Spanning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
5 Geleiding 8
5.1 Elektrische Geleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
5.1.1 Wet van Ohm en Materiaalparameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
5.1.2 Bandentheorie van Geleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
5.2 Factoren die Elektrische Resistiviteit Beı̈nvloeden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.2.1 Invloed van Temperatuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.2.2 Invloed van Onzuiverheden en Vervorming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.3 Thermische Geleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.3.1 Wet van Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.3.2 Geleidingsmechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.4 Verband tussen Thermische en Elektrische Geleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
6 Orde en Chaos 10
6.1 Inleiding en Classificatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.1.1 Onderscheid Silicon-gebaseerde Materialen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.2 Relatie tussen Binding en Lokale Ordening . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.2.1 Metaalbinding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.2.2 Ionbinding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.2.3 Covalente Binding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.2.4 Secundaire Bindingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.3 Kristallisatie en Stolling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.3.1 Stollingskrimp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.3.2 Compensatie in Gietprocessen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.4 Factoren die Kristallisatie Beı̈nvloeden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.5 Amorfe Materialen en Vitrificatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.5.1 Glasovergangstemperatuur Tg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.5.2 Amorfe Metalen en Polymeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
6.6 Microstructuur: Mono- vs. Polykristallijn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
7 Kristalstructuren 12
7.1 Basisbeschrijving van Kristalroosters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
7.1.1 Roosterpunten en Eenheidscellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
7.1.2 De 14 Bravais-roosters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
7.2 Kristalstructuren in Metalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
7.3 Geometrische Relaties en Vullingsgraad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.3.1 Kubisch Vlakkengecenterd (FCC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.3.2 Kubisch Ruimtegecenterd (BCC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.3.3 Hexagonaal Dichtgepakt (HCP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.4 Miller Indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.4.1 Kristalrichtingen [hkl] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.4.2 Kristalvlakken (hkl) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
ii
, 7.5 Anisotropie en Polykristalliniteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
7.6 Allotropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
7.6.1 Allotropie van IJzer (Fe) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
7.6.2 Allotropie van Koolstof (C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8 Elektromagnetische eigenschappen 14
8.1 Magnetische Eigenschappen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8.1.1 Fundamentele Grootheden en Relaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8.1.2 Classificatie van Magnetisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.1.3 Domeinen en Hysterese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.2 Diëlektrische Eigenschappen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.2.1 Polarisatiemechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.2.2 Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.2.3 Speciale Materialen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.3 Optische Eigenschappen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.3.1 Interactie met Licht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.3.2 Breking en Reflectie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.3.3 Gedrag per Materiaalklasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
9 Fysische Eigenschappen 16
9.1 Densiteit (Dichtheid) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
9.1.1 Berekening op basis van de Kristalstructuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
9.2 Warmtecapaciteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9.2.1 Specifieke Warmtecapaciteit (Cp ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9.2.2 Microscopische Oorsprong . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9.3 Thermische Vereffening . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9.3.1 Definitie en Formule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9.3.2 Interpretatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9.4 Overzichtstabel Materiaaleigenschappen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
10 Plasticiteit 18
10.1 Inleiding tot Plasticiteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
10.1.1 Fundamentele Concepten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
10.2 Plastische Omvormprocessen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
10.3 Hardheidsmetingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
10.3.1 Klassieke Hardheidstesten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
10.3.2 Rockwell Hardheid (HR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
10.4 Microscopisch Mechanisme: Dislocaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
10.5 Spanning-Rek Gedrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
11 Microplasticiteit 19
11.1 Inleiding tot Microplasticiteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
11.1.1 Fundamentele Aannames van Continuümplasticiteit . . . . . . . . . . . . . . . 19
11.2 Kristallografische Glijding (Slip) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
11.2.1 Glijsystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
11.2.2 Wet van Schmid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
11.3 Dislocaties en Vervorming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
11.3.1 Afschuifrek op Micro-niveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
11.3.2 Lüdersbanden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
11.4 Verstevigingsmechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
11.4.1 Specifieke Processen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
11.5 Gevolgen voor de Trekcurve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
iii
