Resume
Volledige samenvatting Materiaal & Energiestromen
- Établissement
- Universiteit Antwerpen (UA)
Volledige samenvatting materiaal en energiestromen
[Montrer plus]
Vendeur
S'abonner
Aperçu du contenu
Materiaal en energiestromenmateriaalgroepen en hun eigenschappen
● metalen
● polymeren
● composieten: combinatie van soorten materialen
● keramisch materiaal
Materiaaleigenschappen
1. thermische eigenschappen: fysisch
2. elektrische eigenschappen
3. optische eigenschappen: fysisch
4. chemische eigenschappen
5. milieu impact/duurzaamheid
6. akoestische eigenschappen: fysisch;
a. licht geluid absorberen = reduceren energieniveau in een ruimte: poriën
nodig, door geluidsgolven in gaatjes te laten gaan waar het gaat trillen en
energie verliest.
b. geluidsgolven isoleren tussen ruimtes. Zware materialen presteren akoestisch
qua isolatie beter dan lichte materialen omdat het zwaarder is. iets licht laten
trillen is makkelijker.
7. mechanische/structurele eigenschappen
8. kosten en beschikbaarheid
groepsgerelateerde eigenschappen
- daarin nog groepsgerelateerde eigenschappen
1
,Oorsprong Materiaalgroepen en hun eigenschappen
● Welke atomen?
● Welke bindingen?
● Hoe ordelijk? hoe atomen geordend zijn
1) atomen
● kern (kerndeeltjes (nucleoli) (proton + en neutronen) ( met elektronenwolk
(elektronen -)
- netto-lading bepaald door aantal protonen in verhouding met elektronen.
- elektronen hebben geen massa
- massagetal = aantal kerndeeltjes (protonen + neutronen )
- atoomnummer = aantal elektronen of protonen
- atoommassa is de gemiddelde massa van alle isotopen
= atomen van hetzelfde element met hetzelfde aantal protonen en verschillen
in aantal neutronen.
ionen
= netto-lading is niet 0
negatief geladen = anion
positief geladen = cation
metalen
→ houden elektronen niet hard vast → staan deze makkelijk af
→ elektronegatieve lading
+ niet metallisch element; steelt elektronen.
● aantal schil hangt af van aantal elektronen
● De belangrijkste schil is valentie-elektronen: max 8 (meestal) bepaalt
elektronegatieve lading.
○ buitenste schil wordt minst aangetrokken tot kern dus gaat makkelijkste
binden.
2
,WELKE ATOMEN?
→ bevat alle bekende elementen, kan nog altijd uitgebreid worden.
elementen is iets met hetzelfde atoomnummer: protonen in de kern
gerangschikt volgens atoommassa: gemiddelde massa van alle isotopen van een element.
kolom = groep
=> boven naar onder
→ Atoomnummer neemt toe naar beneden: atomen worden groter
→ Atomen in één groep hebben hetzelfde aantal valentie-elektronen.
rij = periode
= > van links naar rechts
→ atoomnummer loopt op
→ atoom grootte neemt af: omvang kern + schillen (diameter)
→ elektronegativiteit: neiging om elektronen aan te trekken neemt toe
naar rechts
→ Niet-metalen meer naar rechts en materialen die op metaal lijken
en metalen zijn links.
WELKE BINDINGEN?
- materie bestaat uit atomen waarvan enkel de edelgassen apart kunnen voorkomen
(=als zuivere stof)
- alle andere atomen gaan bindingen aan en komen dus in gebonden toestand voor
omdat ze dan in een lagere energietoestand belanden (= stabieler)
3
,Mengsel
= verzameling van verschillende soorten zuivere stoffen (beton: grind, zand, cement water)
destillatie/filtratie
= scheiden van twee vloeistoffen
= afscheiden van vaste stof van andere vaste stof, vloeiend of gas
zuivere stof
= verzameling van één soort stof
= Kenmerkt door ondubbelzinnige samenstelling moleculair of atomair niveau met constante
eigenschappen specifiek voor de binding die daar is gebeurd.
● eenvoudige stof
= bestaat uit 1 atoomsoort (goud)
● samengestelde stof
= bestaat uit meerdere atoomsoorten (zand SIO2)
bindingen
- primaire binding: intramoleculair = sterk (vaak chemisch) = veel energie om te breken
- secundaire binding: intermoleculair = zwak (vaak fysische) = weinig energie om te
breken
4
,primaire binding
1) ionbinding
- binding tussen een negatief en positief geladen ion in de praktijk tussen atomen met
een metaalkarakter en atomen met een niet-metaalkarakter = inherente complexiteit.
- het bindend elektronenpaar wordt volledig overgedragen aan het atoom met de
grootste elektronegatieve waarde = het niet-metaal (hier chloor)
= rooster vorming
= vorming zouten
2) covalente binding
- enkelvoudige of meervoudige bindingen tussen twee niet-metalen waarbij er een
valentie-elektronen paar gemeenschappelijk wordt gesteld.
= moleculen → opnieuw aan elkaar met primaire of secundaire bindingen
3) metaalbinding
- vorming rooster
- elektronen op buitenste schil worden gemeenschappelijk gesteld en kunnen migreren
door structuur
= goede geleiders.
= theoretisch één element nodig.
5
,secundaire bindingen
= fysische bindingen, die te maken hebben met afstand tussen moleculen
→ zijn er soms en soms niet doordat moleculen bewegen waardoor ze zwak zijn.
= Van Der Waals bindingen
HOE ORDELIJK?
1) crystalline-structuur
→ mooi geordende structuur.
= sterk
2) amorphe-structuur
→ elementen liggen in een spaghetti door elkaar = bv. glas
3) semi-crystalline-structuur
= sommige deeltjes crystalline zijn die aan elkaar hangen met deeltjes die amorphe
zijn.
bv. polymeren
= > kristallijn
- moleculen
- metaalrooster
- ionrooster
6
,ionbinding
= hoog smeltpunt, harde/ brosse materialen, oplosbaar in water, geleiden.
covalent
= hoog smelt en kookpunt, geleiden niet goed.
metalen g
= eleiden warmte en elektriciteit, hoog smeltpunt, zwaar want bolletjes zitten dicht op elkaar
door simpele structuur.
Metalen, roosterdefecten en mechanische
eigenschappen
Metalen
→ Valentie-elektronen zitten los, dus staan ze makkelijk af.
→ Valentie-elektronen zitten als een soort zee tussen de positieve kernen.
→ eenvoudig rooster (crystalline karakter)
= > bolletjes glijden makkelijk over elkaar waardoor het goed geleid
- Metalen zijn zwaar omdat structuur eenvoudig is en elementen dicht op elkaar
kunnen zitten (doordat buitenste schil gemeenschappelijk is) = compact
- Metalen hebben niet de grootste diameter zeker in architectuur omdat = compact
= > compact + eenvoudig = dense structuur
Polycrystalline
—> korrel structuur
In korrels mono-crystalline, maar tussen de korrels kan de oriëntatie veranderen.
Korrelgrens
= crystalline zone dat wordt onderbroken
—> plaats met lage densiteit = > minder chemisch stabiel
—> corrosie zit op de korrelgrens; daar zijn elektronen die vrij zijn.
7
,Eenheidscel
= cel die zich herhaalt
→ bepaalt door: 3 hoeken, delta, bèta, gamma en x en y-as
- op hoeken zitten atomen; er kunnen er nog zijn maar dat kan verschillen.
= > Afstand, hoeken en plaatsen waar elementen zitten kunnen veranderen.
—> zorgt ervoor dat metalen andere eigenschappen hebben.
Voorbeelden
Zink
—> gelaagde structureel
= sommige vlakken met hoge densiteit (meer atomen) en plaatsen met lage densiteit.
lagen kunnen over elkaar glijden → belangrijk voor vervormingsgedrag
= Glijvlakken
= > komen overeen met vlakken in eenheidscel, waar de meeste atomen zitten.
8
,Theoretische sterkte
= Sterkte waarbij glijvlakken scheuren uit elkaar: metaalrooster grootteorde > 20000 MPa
→ Atoombom is 1 kton +- 3500 Mpa.
—> theoretisch zou metaalrooster niet kapot kunnen gaan
—> Er zitten ook atomen tussen die er niet horen of atomen die verdwijnen
=> Metalen zo sterk als de zwakste schakel.
- Komt door polycrystalline
- Hoe komt het dat er korrelgrenzen zijn?
= Komt omdat niet alles tegelijk stolt.
Er is ook een voordeel aan fouten in het Rooster.
—> Metalen kunnen anders niet meer bewerkt worden.
—> ? Iets me elasticiteit
Waarom ontstaat Polycrystalline structuur?
nuclei (kristalisatiekernen) → wordt groter → kiemen tot korrel → korrels komen elkaar
tegen = korrelgrens
Waarom stolt niet alles samen?
= > vloeibaar mengsel stolt = vast materiaal
—> stollen gebeurt niet overal te samen
- Er zit altijd vervuiling in metaalrooster met ander stolpunt
- Plek waar warmte wordt gegeven.
- wand warmer dan binnenkant
- In lucht zitten ook onzuiverheden; lokaal andere
temperatuurverschillen.
Welke fouten komen voor?
Dimensie 0: puntdefecten
- vacature
- interstitieel atoom
- substitutioneel atoom
9
, Vacature
Zeepbelmodel
= vacature: ontbrekend atoom op een roosterplaats (waar men wel een atoom verwacht)
zorgt ervoor dat sterkte afneemt.
- minder spanning kan worden opgenomen en zorgt ervoor dat het rooster zich kan
reorganiseren.
= > komt doordat: Atomen trillen, net voor stollen iets nog opzij is geschoven.
= oorsprong van (diffusie) kruip door herorganisatie
= ontbreken atoom op een rooster plaats (waar men wel een atoom verwacht)
= oorsprong van (diffusie)kruip door reorganisatie
Interstitieel atoom.
- Bolletjes pas niet mooi in elkaar, altijd nog ruimte tussen: holtes
- Vreemde atomen kunnen zich er tussen nestelen
= Vreemde elementen vestigen zich in het rooster
= legering : kan zowel pos als neg zijn.
- Door vervuiling, effect op groei korrel = > korrelgrenzen.
= > vreemd atoom in holtes
kan rooster onder spanning zetten wat er voor zorgt dat het steviger wordt
Substitutioneel kleiner atoom
= > atoom wordt vervangen door een ander atoom.
Substitutie en intersitie
→ legering of eigenschappen aanpassing
mechanische eigenschappen
- corrosiegevoeligheid
10
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur vaneroos4. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €15,66. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
Peut-on faire confiance à Stuvia ?
4.6 étoiles sur Google & Trustpilot (+1000 avis)
52928 résumés ont été vendus ces 30 derniers jours
Fondée en 2010, la référence pour acheter des résumés depuis déjà 14 ans