(2024-12-14)

Polymerers egenskaper beror enbart på längden på kol- eller kriselkedjorna.

Falskt.

olymerers egenskaper beror på många saker, t.ex. sidogrupper, greningsgrad, kristallinitet, tvärbindningar osv. Inte bara kedjelängden.

Ett material som främst är uppbyggd med jonbindningar, har excellent elektrisk ledningsförmåga.

Falkst.

Jonbundna material (som keramer) är isolatorer, inte bra ledare. De leder nästan ingen elektricitet.

Duktilitet beskriver förmågan hos ett material att deformeras plastiskt fram till brott.

Sant.

• Duktilitet = Hur mycket plastisk deformation ett material klarar innan det går av.

Vid utmattning sänks materialets E-modul.

Falskt.

En korngräns kan defineras som en volymsdefekt.

Falskt.

Korngränser är ytdefekter, inte volymdefekter. De är gränserna mellan två korn i ett material.

Ett glidsystem definieras som kombinationen av ett (tätpackat) glidplan och en glidriktning inom detta plan.

Sant.

Diffusion går långsammare längs fria ytor och i korngränser, än tvärs genom kronen. 

Falskt.

Vid hoplödning av komponenter sätts arbetstemperaturen högre än smälttemperaturen för komponenterna.

Falskt.

Vid hårdlödning/lödning värmer man inte över smälttemperaturen hos komponenterna. Det är lodet (fyllnadsmaterialet) som ska smälta, inte själva komponenterna.

Kristallstrukturen hos metaller bestämmer deras egenskaper. Specifikt gäller att BCC-metaller snabbt blir sprödare vid en distinkt temperatur, medan samma beteende oftast saknas hos FCC-metaller.

Sant.

• BCC-metaller (ex. ferritisk stål):
  → Har en tydlig temperatur där de plötsligt går från sega → spröda.
  → Diffusion och dislokationsrörelse blir svårare vid låg T.

• FCC-metaller (ex. aluminium, koppar, guld):
  → Har ingen tydlig spröd–seg övergång.
  → De är sega även vid mycket låga temperaturer.

Utgå från fasdiagrammet för X och Y nedan och besvara frågorna. 

a) Hur mycket av fasen alfa finns det i en legering med 40 v% A vid 200 grader?

• 0-10

• 10-30

• 30-50

• 50-70

• 70-90

• 90-100

0-10%

Eftersom i detta område så finns det inte alfa, det finns bara theta och beta.

Hur mycket smälta finns det i en legering med 80 v% B vid 400 grader?

• 0-10

• 10-30

• 30-50

• 50-70

• 70-90

• 90-100

Svar: 50-70% 

Vilket är det ungefärliga stelningsintervallet för en legering med 30 v% B?

475-400 grader

Vad är faser och vad är strukturer och vad hör inte ens till stål? 

Kategorier:

• Struktur

• Fas

• Ingetdera

Alternativ:

• Cementit

• Ferrit

• Austenit

• Sfärodit

• Martensit

• Perlit

• Bainit

• Hexagonit

• Adamanit 

• Sinusit

• Ballastit

• Magnetit

Dessa bildas beroende på kylhastighet och värmebehandlig:

• Sfäroidit = Små runda kulor av cementit i ferrit.

• Perlit = Tunt lager av ferrit + cementit som ligger som “randigt”.

• Bainit = Blandning av ferrit och cementit men i finare struktur än perlit. 

Faser (rena strukturer/metallfaser i Fe-C-systme):

• Ferrit (alfa-Fe) = BCC-järn med lite kol löst i sig.

• Austenit (gamma-Fe) = FCC-järn som kan lösa in mycket mer kol.

• Cementit (Fe₃C) = En hård järn-kol-förening.

• Martensit = En mycket hård struktur som bildas när stål snabbt kyls. 

Ingetdera (finns inte i stål eller är påhitt):

• Hexagonit = Låter som kristallsturktur, men finns inte i stål.

• Adamantit = Påhittat material.

• Sinusit = En sjukdom, inte material.

• Ballastit = Explosiv ämne, inte stålstruktur.

• Magnetit = Mineral/järnmalm (Fe₃O₄).

Vad är det som påverkar plasters egenskaper, som hållfasthet, kemisk tålighet och värmekänslighet?

Alternativ:

• Påverkar

• Påverkar inte

Kategorier:

1. Kolkedjans bindningar

2. Typ och mängd av tillsatsämnen

3. Grad av kristllinitet

4. Avståndet till överbro universiet (fågelvägen)

5. Grad av tvärbindning/förgrening

6. Sidogripper (funktionella grupper)

1. Kolkedjans bindningar = Påverkar.

   • Starka bindningar → Ökar hållfasthet och värmetålighet.

   • Svaga bindningar → plasten blir mjukare och mer värmekänslig.

2. Typ och mängd av tillsatsämnen = Påverkar.

   • Tillsatser kan göra plasten mjukare, hårdare, mer UV-tålig, flamsäker osv.

   • Exempel: mjukgörare, stabilisatorer, färgämnen.

3. Grad av kristllinitet = Påverkar.

   • Mer kristallina områden → högre hållfasthet, hårdhet och kemisk tålighet.

   • Amorf struktur → mer flexibel och oftast mindre värmetålig.

4. Avståndet till överbro universiet (fågelvägen) = Påverkar inte. 

5. Grad av tvärbindning/förgrening = Påverkar.

   • Fler tvärbindningar → plasten blir starkare, styvare och mer värmetålig.

   • Mindre tvärbindning → mjukare och mer formbar plast.

6. Sidogripper (funktionella grupper) = Påverkar.

   • Sidogrupperna påverkar hur polymererna kan packas och binda till varandra.

   • Vissa sidogrupper tål kemikalier bättre, andra gör plasten mer känslig.

Värmebehandligar och plastisk bearbetning kan förända materials egenskaper på olika sätt. Men varför förändras egenskaperna?

a) Vid åldring av upplösningsbehandlad legering ändras stäckgränsen som en funktion av tid och temperatur. Vilken av följande kombinationer er störts höjning?

Alternativ: 

1. Få men stora utskijningar som är kantiga och är hårdare än materisen. 

2. Få men stora utskiljningar som är runda och hårdare än matrisen.

3. Många, små utskiljningar som är runda och hårdare än materisen.

4. Många, små utskiljningar som är kantiga och hårdare än matrisen. 

5. Få men stora utskiljningar som är katiga och mjukare än matrisen.

6. Få men stora utskiljningar som är runda och mjukare än matrisen.

7. Många, små utskiljningar som är runda och mjukare än matrisen.

8. Många, små utskiljningar som är kantiga och mjukare än matrisen. 

När en upplösningsbehandlad legering åldras bildas utskiljningar (små partiklar).
Dessa partiklar hindrar dislokationer (rörelser av atomer), vilket gör materialet starkare och ökar sträckgränsen.

Ju svårare det blir för dislokationerna att röra sig, desto större blir förstärkningen. 

Svar: 

3. Många, små utskiljningar som är runda och hårdare än materisen.

   • Fler hinder → dislokationerna stoppas oftare → högre sträckgräns.

   • Små partiklar ger större total yta att stoppa dislokationer på.

   • Ju fler små hinder → desto svårare att deformera materialet.

   • Runda partiklar ger jämnare fördelning och är mindre benägna att skapa sprickor.

   • De stoppar dislokationer effektivt utan att göra materialet sprött.

   • Om utskiljningarna är hårdare → de är "starka hinder" som dislokationer inte kan skjuva sig igenom.

   • Matrisen måste deformeras runt dem → högre sträckgräns.

Värmebehandligar och plastisk bearbetning kan förända materials egenskaper på olika sätt. Men varför förändras egenskaperna?

b) Vid plastisk bearbetning ökar sträckgränsen för de flesta metaller. Varför blir det så?

Alternativ:

1. Många dislokationer skapas och lägger sig i vägen för varandra, hyfsat jämnt i kornen.

2. Det skapas mängder av dislokationers om placeras mellan kornen.

3. När dislokationerna flyttar sig följer väteatomer efter och fyller i tomrummen i kristallen.

4. Dislokationsbredden ökar med graden av plastisk bearbetning och de fastnar därför lättare på atomerna.

5. Dislokationerna återvänder till källan och multipliceras exponentiellt. 

När en metall plastiskt deformeras (t.ex. valsning, dragning, böjning) så skapas massor av nya dislokationer.

Dessa dislokationer börjar störa och blockera varandra.

Ju fler dislokationer → desto svårare är det för nya dislokationer att röra sig → materialet blir starkare. Detta kallas deformationshärdning.

Svar:

1. Många dislokationer skapas och lägger sig i vägen för varandra, hyfsat jämnt i kornen.

   • Plastisk deformation → skapar många dislokationer.

   • Dessa sätter sig i vägen för andra dislokationer.

   • När dislokationer hindrar varandra → krävs mer kraft för att fortsätta deformera → sträckgränsen höjs.

Värmebehandligar och plastisk bearbetning kan förända materials egenskaper på olika sätt. Men varför förändras egenskaperna?

c) Ett material med mindre korn har andra egenskaper än ett med grövre. Vad stämmer? 

Alternativ:

1. Den finkorniga materialet har högre sträckgräns eftersom korngränserna utgör hinder mot dislokationernas rörelse. 

2. Materialet med större korn har högre sträckgräns eftersom krongränserna är tjockare, och då hindras dislokationsrörelserna mer effektivt.

3. Materialet med små korn har lägre styvhet än det med grövre korn eftersom atomerna sitter längre ifrån varandra.

4. Styvheten ökar med kornstroleken eftersom antalet atomer med många närmsta grannar ökar. 

5. Ju större kornen är, desto färre atombindningar finns och därmed blir duktiliteten högre. 

Korngränser fungerar som stopp/hinder för dislokationer → Fler korngränser = fler hinder = svårare för dislokationer att röra sig = högre sträckgräns. Detta kallas Hall–Petch-relationen.

Svar:

1. Den finkorniga materialet har högre sträckgräns eftersom korngränserna utgör hinder mot dislokationernas rörelse. 

   • Små korn → många korngränser.

   • Korngränser stoppar dislokationer → mer kraft behövs för deformation.

   • Resultat: starkare material (högre sträckgräns).