Klausurzusammenfassung Werkstoffe [Konstruktion und Werkstoffe] WS 22/23

Eigenschaft en der Werkstoff e

Bindungsarten

1) Primärbindungen (interatomar)
a. Ionenbindung
 Austausch von Elektronen um
Edelgaskonfiguration zu
erreichen
 Härte, Steifigkeit,
verringerte/keine Umformbarkeit
 keine elektrische Leitfähigkeit (Isolator)
 geringe Wärmeleitfähigkeit
 zB Salze, Gläser, Keramiken
b. kovalente Bindung (Atombindung)
 beteiligten Atome bilden aus Valenzelektronen
Elektronenpaare
 klassische Nichtleiter
 höchste Bindungsenergie
 hohe Härte/E-Moduli, geringe Versetzung und Plastizität
 hohe TS
 sehr hohe Ionisierungsenergie (Bindung schwer spaltbar),
korrosionsfest
 zB Keramiken, einige Kunststoffe, Halbleiter
c. Metallbindung
 elektrostatische Anziehung zwischen Metall-Kationen und
ihren frei beweglichen Elektronen (= Elektronengas)
 elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit
 Verformbarkeit, Festigkeit
 metallischer Glanz
2) Sekundärbindungen (intermolekular)
a. van-der-Waals-Bindung
 geringe Bindungsenergie, geringe Härte
 niedrige TS
b. Wasserstoffbrückenbindung
 geringe Bindungsenergie, geringe Härte
 niedrige TS
 zB Nebenkettenbindungen in Polymeren

Kristalline Stoff e

Kristallstruktur

Kristallin Amorph
= Atome folgen einer = Atome folgen keiner regelmäßigen
regelmäßigen Ordnung Ordnung
- Fern- und - nur Nahordnung, keine
Nahordnung Fernordnung
- zB Metalle, - zB Gläser, Kunststoffe
keramische
Werkstoffe, einige
Kunststoffe

, - Nahordnung = strukturelle Ordnung im Bereich der nächsten
Nachbaratome
- Fernordnung = Räumlich und über größere Bereiche regelmäßige
strukturelle Ordnung


Kristallsystem Gitterparameter Translationsgitter
kubisch Drei gleiche Achsen unter
rechten Winkeln Kubisch-
a = b = c, α = β = γ = 90°


raumzentriert (krz)



Kubisch-



flächenzentriert (kfz)
hexagonal Zwei gleiche Achsen unter 120°,
dritte Achse unter rechtem Einfach
Winkel hexagonal
a = b ≠ c, α = β = 120°, γ = (hdp)
90°
Modifi kati onen – Allotropie/Polymorphie

- Allotropie = Vorhandensein von zwei oder mehr verschiedenen
physikalischen Formen eines chemischen Elements (chemisches Element
entscheidend)
o strukturelle Modifikation desselben chemischen Elements
o zB Kohlenstoff - Diamant, Graphit, Sauerstoff – Sauerstoff, Ozon
- Polymorphie = Fähigkeit eines festen Materials, in mehr als einer
Form/Kristallstruktur zu existieren (chemische Verbindung entscheidend)
o abhängig von variablen Bedingungen
 Polarität Lösungsmittel  Verunreinigungen
 Temperatur  Rührbedingungen
o zB Polymere, Mineralien, Metalle

Miller´sche Indizes