MATERIALEN 1 SAMENVATTING
DEEL1: Inleiding tot materiaalleer
1 Indeling materiaalfamilies
2 Materiaalklassen
2.1 Metalen
2.2 Macromoleculaire materialen of polymeren
2.3 Keramische materialen (incl. glasachtige materialen)
2.4 Composieten
3. Kunststoffen
4. Indeling vol synthetische kunststoffen
4.1 Thermoplasten
4.2 Thermoharders
4.3 Elastomeren
5. Indeling materiaaleigenschappen
DEEL 2: Steenachtige materialen
1 Inleiding
2 Indeling steenachtige materialen
2.1 Gebakken Steenachtige materialen
2.2 Niet gebakken steenachtige producten
2.3 Natuursteen
DEEL 3: Hout
1 Hout en Bomen
1.1 Anatomie van de boom
1.2 Loofhout en Naaldhout
1.3 Houtstructuur, vlakken en richtingen
1.4 Kenmerken van hout
2 Hout en eigenschappen
Fysische eigenschappen
Hout ‘werkt’
Duurzaamheid
3 Houtaantasters en bescherming
3.1 Schimmels
Bruinrot, Witrot, Huiszwam
Bestrijding
3.2 Insecten
Ambrosia Kever, Houtwesp, Houtwormkever
4. Houtbewerkingstechnieken
4.3 Zagen van hout
4.5 Fineer
5 Hout in industriële platen
5.1 MDF
5.2 Multiplex
5.3 Meubelplaat
5.4 Vezelplaten
5.5 OSB
5.6 CLT
1
,DEEL1: inleiding tot& materiaalleer
1 Indeling materiaalfamilies
4 materiaalklassen
→ Metalen
→ Macromoleculaire materialen
→ Keramische materialen
→ Composieten
2 Materiaalklassen
2.1 Metalen
Indeling
Metalen
Ferro metalen Non – ferro metalen
Metaallegeringen met basismateriaal ijzer Metalen en hun legeringen niet
Bv. Staal, Gietijzer gebaseerd op ijzer
Lichte metalen Zware metalen
Metalen en hun legeringen met Metalen en hun legeringen met
dichtheid lager dan 4500kg/m³ dichtheid hoger dan 4500kg/m³
Bv. Aluminium, magnesium, titaan Bv. Koper, zink, nikkel, wolfram
Lood & Kwik = zwaarste metaal
Edele Metalen
= zware non-ferro metalen
Metalen die in zuivere toestand niet
aangetast worden door zuivere lucht/ zuren
Bv. Goud, zilver, platina
Legeringen
= Combinatie van 2 of meer metalen OF van 1 of meer metalen met een niet metaal, om zo de
eigenschappen van het basismetaal te verbeteren.
→ Basismetaal = atoomsoort in legering, waarvan concentratie het hoogst is.
→ Legeringelementen = overige atoom soorten of molecuul soorten
→ Meeste metalen in praktijk zijn legeringen. Vb. Staal: legering van ijzer & koolstof met laag C-
gehalte – Gietijzer: legering van ijzer & koolstof met hoog C-gehalte – Brons: legering van koper & tin
2
,Kenmerken en eigenschappen
→ Metalen zijn goede geleiders voor warmte en → Zijn corrosiegevoelig (roesten) → ferro metalen:
elektriciteit roesten; non-ferro metalen: roesten niet
→ Metalen zijn plastisch vervormbaar → Hoge stijfheid en een hoge sterkte
→ Ondoorzichtig (niet lichtdoorlatend) → stijf = indien een grote kracht nodig is om
→ Worden harder bij koude vervormingen het te vervormen (bv. Rekken/buigen)
→ sterk = indien er grote kracht nodig is om
→ Glanzen (vooral na polijsten) (veel metalen
het te breken
bedekken zich in aanraking met lucht met
→ Relatief lage specifieke sterkte en lage specifieke
oxide laag waardoor ze dof schijnen) → edele
stijfheid.
metalen houden hun glans
Specifieke stijfheid = stijfheid
→ Meestal onbrandbaar
(elasticiteitsmodulus) gedeeld door de dichtheid
→ Voelen meestal koud aan Specifieke sterkte = sterkte (treksterkte) gedeeld
→ Hebben hoge smelttemperatuur (bv. Draad door de dichtheid
gloeilamp is Wolfram) → Hoe hoger, hoe lichter men een product/
constructie kan maken.
2.2 Macromoleculaire materialen of polymeren
Natuurlijke Polymeren
Polymeren
Synthetische Polymeren of Kunststoffen
= Stoffen opgebouwd uit macromoleculen. Deze macromoleculen ontstaan door een aaneenrijging
van een groot aantal kleinere eenheden, monomeren.
Natuurlijke macromoleculaire materialen of natuurlijke polymeren
→ Afkomstig uit levende natuur Vb. hout, bamboe, riet, leer, stro, linnen, katoen
→Natuurlijke polymeren = hernieuwbare materialen (onuitputtelijk)
→ Onderscheid natuurlijke materialen met lange en korte groeicyclus
→ Lange groeicyclus: moet spaarzaam gebruikt worden Vb. Hout
→ Korte, eenjarige groeicyclus: Co2 neutrale materialen → leggen Co2 vast tijdens
groeiproces, hetzelfde koolstofdioxide dat uitgestoten werd tijdens hun verwerking/
gebruik als natuurlijke plastics Vb. Vlas & Hennep
Synthetische macromoleculaire materialen of kunststoffen
= Synthetische materialen opgebouwd met behulp van chemische processen; geen natuurproducten
maar industriële producten afkomstig uit chemische industrie
Half synthetische kunststoffen
Kunststoffen
Vol synthetische kunststoffen
2.3 Keramische materialen (incl. glasachtige materialen)
= zijn samengesteld uit metalen en niet metalen, zijn van anorganische afkomst.
Klassieke keramische materialen hebben meestal een duidelijk herkenbare geologische afkomst. Het
zijn van de aardkorst onttrokken anorganische verbindingen.
Bv. Klei, zand, kalk,… → worden verwerkt tot bouwstenen, baksteen, porselein, beton, glas,..
3
, Kenmerken en eigenschappen
→ druksterkte en stabiele verbindingen → breekbaar en broos
→ bestand tegen hoge temperaturen → niet bestand tegen schokken
→ corrosiebestendig → helemaal niet bruikbaar onder trek-
→ slecht geleidend, zowel voor warmte als voor of buigspanning
elektriciteit
2.4 Composieten
→ Composieten bestaan uit een matrix en een wapeningsmateriaal
= combinatie van een matrix (polymeren, metalen, keramieken) met versterkende vezels (jute, vlas,
koolstof, glas,…) of andere materialen.
Composietmateriaal
= Combinatie van een of meerdere materialen met de bedoeling de interessante eigenschappen van
de samenstellende materialen te verenigen in 1 materiaal. Het geheel is dan de optelsom van de
goede eigenschappen van de componenten. Bv. Gewapend beton
Modern Composiet
= Bestaat uit twee of meerdere componenten waarvan de eigenschappen meer presteren dan de
som vd eigenschappen vd afzonderlijke componenten → synergetisch effect
Bv. Koolstofvezel versterkt epoxy
Bio – composiet
= Natuurlijke vezels als wapening, combineren goede mechanische eigenschappen met interessante
ecologische voordelen. → zijn biodegradeerbaar en CO2- neutraal.
Pas als ze gecombineerd worden met een biopolymeer als matrix, bekomt men een volledig bio-
composiet.
(Volledige bio-composiet = Matrix: biopolymeer & Wapening: natuurlijke vezels)
Vb. Theekopjes waarin vezelige theeblaadjes als versterking ingebracht werden in een matrix van
rijstlijm (zetmeel)
3. Kunststoffen
= zijn synthetische macromoleculaire stoffen die overwegend van organische aard zijn en die door
plastische vormgeving hun materiaalfunctie verkrijgen.
= industriële producten
Half synthetische kunststoffen
Kunststoffen
Vol synthetische kunststoffen
4 essentiële aspecten
1 MACROMOLECULAIR KARAKTER
→ Kunststoffen zijn opgebouwd uit zeer grote moleculen = macromoleculen (‘zeer groot’ =
moleculen vh materiaal zijn opgebouwd uit een zeer groot aantal atomen)
4
DEEL1: Inleiding tot materiaalleer
1 Indeling materiaalfamilies
2 Materiaalklassen
2.1 Metalen
2.2 Macromoleculaire materialen of polymeren
2.3 Keramische materialen (incl. glasachtige materialen)
2.4 Composieten
3. Kunststoffen
4. Indeling vol synthetische kunststoffen
4.1 Thermoplasten
4.2 Thermoharders
4.3 Elastomeren
5. Indeling materiaaleigenschappen
DEEL 2: Steenachtige materialen
1 Inleiding
2 Indeling steenachtige materialen
2.1 Gebakken Steenachtige materialen
2.2 Niet gebakken steenachtige producten
2.3 Natuursteen
DEEL 3: Hout
1 Hout en Bomen
1.1 Anatomie van de boom
1.2 Loofhout en Naaldhout
1.3 Houtstructuur, vlakken en richtingen
1.4 Kenmerken van hout
2 Hout en eigenschappen
Fysische eigenschappen
Hout ‘werkt’
Duurzaamheid
3 Houtaantasters en bescherming
3.1 Schimmels
Bruinrot, Witrot, Huiszwam
Bestrijding
3.2 Insecten
Ambrosia Kever, Houtwesp, Houtwormkever
4. Houtbewerkingstechnieken
4.3 Zagen van hout
4.5 Fineer
5 Hout in industriële platen
5.1 MDF
5.2 Multiplex
5.3 Meubelplaat
5.4 Vezelplaten
5.5 OSB
5.6 CLT
1
,DEEL1: inleiding tot& materiaalleer
1 Indeling materiaalfamilies
4 materiaalklassen
→ Metalen
→ Macromoleculaire materialen
→ Keramische materialen
→ Composieten
2 Materiaalklassen
2.1 Metalen
Indeling
Metalen
Ferro metalen Non – ferro metalen
Metaallegeringen met basismateriaal ijzer Metalen en hun legeringen niet
Bv. Staal, Gietijzer gebaseerd op ijzer
Lichte metalen Zware metalen
Metalen en hun legeringen met Metalen en hun legeringen met
dichtheid lager dan 4500kg/m³ dichtheid hoger dan 4500kg/m³
Bv. Aluminium, magnesium, titaan Bv. Koper, zink, nikkel, wolfram
Lood & Kwik = zwaarste metaal
Edele Metalen
= zware non-ferro metalen
Metalen die in zuivere toestand niet
aangetast worden door zuivere lucht/ zuren
Bv. Goud, zilver, platina
Legeringen
= Combinatie van 2 of meer metalen OF van 1 of meer metalen met een niet metaal, om zo de
eigenschappen van het basismetaal te verbeteren.
→ Basismetaal = atoomsoort in legering, waarvan concentratie het hoogst is.
→ Legeringelementen = overige atoom soorten of molecuul soorten
→ Meeste metalen in praktijk zijn legeringen. Vb. Staal: legering van ijzer & koolstof met laag C-
gehalte – Gietijzer: legering van ijzer & koolstof met hoog C-gehalte – Brons: legering van koper & tin
2
,Kenmerken en eigenschappen
→ Metalen zijn goede geleiders voor warmte en → Zijn corrosiegevoelig (roesten) → ferro metalen:
elektriciteit roesten; non-ferro metalen: roesten niet
→ Metalen zijn plastisch vervormbaar → Hoge stijfheid en een hoge sterkte
→ Ondoorzichtig (niet lichtdoorlatend) → stijf = indien een grote kracht nodig is om
→ Worden harder bij koude vervormingen het te vervormen (bv. Rekken/buigen)
→ sterk = indien er grote kracht nodig is om
→ Glanzen (vooral na polijsten) (veel metalen
het te breken
bedekken zich in aanraking met lucht met
→ Relatief lage specifieke sterkte en lage specifieke
oxide laag waardoor ze dof schijnen) → edele
stijfheid.
metalen houden hun glans
Specifieke stijfheid = stijfheid
→ Meestal onbrandbaar
(elasticiteitsmodulus) gedeeld door de dichtheid
→ Voelen meestal koud aan Specifieke sterkte = sterkte (treksterkte) gedeeld
→ Hebben hoge smelttemperatuur (bv. Draad door de dichtheid
gloeilamp is Wolfram) → Hoe hoger, hoe lichter men een product/
constructie kan maken.
2.2 Macromoleculaire materialen of polymeren
Natuurlijke Polymeren
Polymeren
Synthetische Polymeren of Kunststoffen
= Stoffen opgebouwd uit macromoleculen. Deze macromoleculen ontstaan door een aaneenrijging
van een groot aantal kleinere eenheden, monomeren.
Natuurlijke macromoleculaire materialen of natuurlijke polymeren
→ Afkomstig uit levende natuur Vb. hout, bamboe, riet, leer, stro, linnen, katoen
→Natuurlijke polymeren = hernieuwbare materialen (onuitputtelijk)
→ Onderscheid natuurlijke materialen met lange en korte groeicyclus
→ Lange groeicyclus: moet spaarzaam gebruikt worden Vb. Hout
→ Korte, eenjarige groeicyclus: Co2 neutrale materialen → leggen Co2 vast tijdens
groeiproces, hetzelfde koolstofdioxide dat uitgestoten werd tijdens hun verwerking/
gebruik als natuurlijke plastics Vb. Vlas & Hennep
Synthetische macromoleculaire materialen of kunststoffen
= Synthetische materialen opgebouwd met behulp van chemische processen; geen natuurproducten
maar industriële producten afkomstig uit chemische industrie
Half synthetische kunststoffen
Kunststoffen
Vol synthetische kunststoffen
2.3 Keramische materialen (incl. glasachtige materialen)
= zijn samengesteld uit metalen en niet metalen, zijn van anorganische afkomst.
Klassieke keramische materialen hebben meestal een duidelijk herkenbare geologische afkomst. Het
zijn van de aardkorst onttrokken anorganische verbindingen.
Bv. Klei, zand, kalk,… → worden verwerkt tot bouwstenen, baksteen, porselein, beton, glas,..
3
, Kenmerken en eigenschappen
→ druksterkte en stabiele verbindingen → breekbaar en broos
→ bestand tegen hoge temperaturen → niet bestand tegen schokken
→ corrosiebestendig → helemaal niet bruikbaar onder trek-
→ slecht geleidend, zowel voor warmte als voor of buigspanning
elektriciteit
2.4 Composieten
→ Composieten bestaan uit een matrix en een wapeningsmateriaal
= combinatie van een matrix (polymeren, metalen, keramieken) met versterkende vezels (jute, vlas,
koolstof, glas,…) of andere materialen.
Composietmateriaal
= Combinatie van een of meerdere materialen met de bedoeling de interessante eigenschappen van
de samenstellende materialen te verenigen in 1 materiaal. Het geheel is dan de optelsom van de
goede eigenschappen van de componenten. Bv. Gewapend beton
Modern Composiet
= Bestaat uit twee of meerdere componenten waarvan de eigenschappen meer presteren dan de
som vd eigenschappen vd afzonderlijke componenten → synergetisch effect
Bv. Koolstofvezel versterkt epoxy
Bio – composiet
= Natuurlijke vezels als wapening, combineren goede mechanische eigenschappen met interessante
ecologische voordelen. → zijn biodegradeerbaar en CO2- neutraal.
Pas als ze gecombineerd worden met een biopolymeer als matrix, bekomt men een volledig bio-
composiet.
(Volledige bio-composiet = Matrix: biopolymeer & Wapening: natuurlijke vezels)
Vb. Theekopjes waarin vezelige theeblaadjes als versterking ingebracht werden in een matrix van
rijstlijm (zetmeel)
3. Kunststoffen
= zijn synthetische macromoleculaire stoffen die overwegend van organische aard zijn en die door
plastische vormgeving hun materiaalfunctie verkrijgen.
= industriële producten
Half synthetische kunststoffen
Kunststoffen
Vol synthetische kunststoffen
4 essentiële aspecten
1 MACROMOLECULAIR KARAKTER
→ Kunststoffen zijn opgebouwd uit zeer grote moleculen = macromoleculen (‘zeer groot’ =
moleculen vh materiaal zijn opgebouwd uit een zeer groot aantal atomen)
4
