MH1004 - F1

Vilka är de fyra typiska materialklasserna?

Metalliska material, keramiska material, polymera material och kompositer

Vad är metalliska material

Ex järn, koppar, aluminium. Oftast legerade dvs, blandningar av två eller flera grundämnen. Typiska egenskaper : goda ledare för värme och elektricitet pga "fria" elektroner som lätt kan röra sig. Duktila och lätta att forma i flera steg. Kan göras hårda och hållfasta efter formningen. Ger oftast ett segt brott om de går sönder. Oftast polykristallina, vilket medför isotropa egenskaper

Vad är Keramiska material

Ex: glas, porslin, cement. Ofta en blandning av olika oxider men kan oxå bestå av nitrider/karbider etc. Dåliga ledare för värme och elektricitet, beror på att elektronerna är fast bundna till varandra. Kan formas på olika sätt MEN oftast i ETT steg och inte genom bearbetning. Ofta hårda, men går sönder tvärt, sprött brott, ingen brottslighet. Ofta hållfast till höga temp. Kan både vara kristalliska (keram) eller amorfa (glas)

Vad är polymera material

Ex: plaster, trä, Uppbyggda a vrånga. organiska kol-kedjor eller nätverk. Dåliga ledare för värme och el. Lätta att forma i flera steg. Kan vara mjuka (nylon), elastiska (gummi) eller hårda (bakelit). Kan både ha polykristallin och amorf struktur. Dåliga högtemp. egenskaper och egenskaper som förändras med tiden.

Vad är kompositer?

ex: hårdmetall, armerad betong. Ofta en hård komponent (dispergerad fas) i ett mjukare bindemedel (matris)

Vad är struktur-beroende egenskaper

egenskaper som är beroende av den inre strukturen hos ett material, alltså dess atomär-, mikro- och makrostruktur. Ett materials mekaniska egenskaper påverkas kraftigt av materialets mikrostruktur och bearbetning. Struktur-beroende egenskaper är: sträckgräns, duktilitet (förlängning innan brott), utmattningshållfasthet (cyklisk belastning) och seghet (arbete innan brott), kornstruktur, hårdhet för kolstål

Vad är strukturoberoende egenskaper?

Egenskaper som beror på bindningsstyrkan (utseendet på potentialkurvan) mellan atomerna. Egenskaperna är okänsliga för ändringar i materialets mikrostruktur. Hög bindningsenergi medför: hög smältpunkt, hög elasticitetsmodul (styvhet), låg värmeutvidgning, hög teoretisk hållfasthet.

Vilka är de primära bindningarna?

Jonbindning, kovalent binding, metallbindning. Primära bindningar är MYCKET starkare än sekundära, förhållandet är cirka 10x till 100x

Vilka är de sekundära bindningarna?

van der Waals-bindning, vätebindning

Förklara jonbindning?

förekommer mellan joner med + och - laddning. Kräver att det sker en överföring av elektroner. Joner (laddande atomer) av motsatt laddning binds till varandra genom elektrostatisk växelverkan. Oriktad, mycket stark binding, ex keramer

Förklara kovalent binding

kräver att elektronerna delas, ex CH4. Molekyler med icke-metaller och molekyler med metall och ickemetaller. Atomer delar på ett elektronpar, detta ger upphov till molekylbildning men även till diamanstrukturen. Riktad, stark- svag. EX keramer och polymera material

Förklara metallbindning

Orsakas av att valenselektroner i yttre skalet bildar ett "moln" av rörliga elektroner (1,2 eller 3 elektroner från varje atom) som binder de joniserade atomerna. Vanligaste bindningstyoen för metaller och legeringar. Kan vara stark eller svag

Förklara sekundära bindningar

Uppstår genom interaktion mellan dipoler, finns fluktuerande dipoler, permanenta dipol molekyler ex flytande HCI, och mellan kedjorna i polymerer

Kraft mellan atomer

när två atomer närmar sig varandra, beror attraktionskraften på typ av bindning och varierar med avståndet. När de yttre elektronskalen överlappar uppstår en stark repulsionskraft

Förklara bindningsenergi

Atomer hålls samman av bindningar som beter sig som spiralfjädrar. Bindningsenergi är ett mått på bindningarnas styrka-hög bindningsenergi medför starka bindningar. Det potentiella energin är proportionell mot kvadraten på objektets förläggning eller kontraktion. Hög bindningsenergi (starka bindningar) medför en låg potentiell energi. Låg bindningsnergi (svaga bindningar) medför en hög potentiell energi

Termisk expansion

Alla kristallina fasta ämnen expanderar ungefär 2% från absoluta nollpunkten till sin smälttemperatur