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Kristalliner Aufbau der Metalle?
Drei Arten + Beispiele
Kubisch-raumzentriert:

Eisen
Chrom
Wolfram ( Glühbirne )



Kubisch-flächenzentriert:

Aluminium
Nickel
Kupfer
Silber
Gold
Platin


Hexagonal:

Magnesium
Zink
Titan
Temperatur, bei der die Stoffe vom festen in den flüssigen Zustand übergehen.
Definition von Schmelzpunkt ?
Höchster und niedrigster Schmelzpunkt?
3.380•C Wolfram

-39•C Quecksilber
Das Gewicht von 1cm3 gewogen in g bei +20•C
Was ist das spezifische Gewicht ?
Welche Arten der Metallverformung gibt es?
Elastische Verformung
  • ist umkehrbar 







Plastische Verformung
  • bleibende Verformung
  • 


Das Kristallgefüge wird zerstört. Die entstehenden Spannungen machen das Material hart und spröde und führen schließlich zum Bruch.
Was geschieht bei zu hoher Kaltverformung von Metall?
Definition Legierung
Legierungen erhält man immer dann wenn man zwei oder mehrere Metalle im flüssigen Zustand mischt und erstarren lässt:

  • es entstehen Mischkristalle. welche die Eigenschaften der reinen Metalle sehr stark beeinflussen können
  • Der Schmelzpunkt einer Legierung liegt unter oder zwischen den verwendeten Metallen
  • Gemische können aus Metallen oder aus Metallen und Nichtmetallen bestehen

Woraus besteht Bronze?
Kupfer und Zinn
Kupfer und Zink
Woraus besteht Messing?
Woraus besteht Neusilber?
Kupfer,Zink und Nickel
Woraus bestehen Amalgane?
Aus Legierungen mit Quecksilber
Wofür wird Neusilber oft verwendet?
Für Schrauben und Scharniere
Die Zerstörung von Werkstoffen durch chemische oder elektrochemische Reaktion mit ihrer Umgebung

  • Rost = Eisen + Sauerstoff
  • Patina = Kupfer + Sauerstoff
  • Grünspan = Kupfer + Essigsäure
Was ist Korrosion?
Was haben Aluminium, Chrom und Titan gemeinsam?
Sind korrosionsbeständige unedle Metalle

  • sie reagieren mit Luft und bilden eine schützende Oxidschicht
Weil sie sich normalerweise nicht mit Sauerstoff verbinden; rosten nicht

  • Silber: verbindet sich mit dem Schwefelwasserstoff der Luft und bildet eine schwarzbraune Schicht an der Oberfläche







  • Gold: oxidiert nur im heißen Zustand an der Luft und bildet eine schwarzbraune Schicht an der Oberfläche







  • Platin: bleibt im heißen Zustand neutral gegen andere Elemente ( Tiegel od. Wanne bei Schmelzprozessen)
Warum rosten Edelmetalle nicht?
Was sind Hartmetalle?
  • sind ein Ergebnis der Pulvermetallurgie
  • bestehen aus dicht beieinander liegenden Wolfram-Karbitkristallen
Wolframpulver und Kohlenstoffpulver werden auf 1.500 erhitzt woraus Wolframkabit entsteht. Das gemischt mit Kobalt wird gepresst und erhitzt. Dabei schmilzt das Kobalt und verlötet die Karbitkristalle ( Sintern).
Wie werden Hartmetalle hergestellt?
Erkläre den Begriff "Sintern"?
Technologie
Wie werden Schleifscheiben hergestellt?
Diamantkörner die mit Messing, Bronze oder Stahl gesintert werden.
  • Lackieren
  • Galvanisieren ( elektrisches Überziehen )
  • Legieren ( durchgehender Schutz )
  • Eloxieren ( nur Aluminium und Aluminiumlegierungen )
Nenne Beispiele für den Korrosionsschutz bei Metallen
( 5 )?
Was ist Verhütung von Erz?
Gewinnung von Metall.
Bei wieviel % liegt der Kohlenstoffgehalt von Eisen?
>2%

Nicht schmiedbar, wird schlagartig flüssig ( Schmelzpunkt)
<2%

Stahl ist schmiedbar
Bei wieviel % liegt der Kohlenstoffgehalt von Stahl?
  • Normalzustand ungehärtet:





Eisenatome bilden einen raumzentrierten Würfel. Das Kohlenstoffatom sitzt an der Würfelkante
  • Glühend über 900•C:





Das Eisenatom wandert aus der Mitte in eine Würfelfläche. Das Kohlenstoffatom sitzt nun in der Würfelmitte
  • abgeschreckt, glashart:





Das Eisenatom schnellt in die Mitte zurück. Das Kohlenstoffatom ist zu langsam, es muss in der Mitte bleiben. Dadurch kommt es innerhalb der Elementarzellen zu gewaltigen Spannungen, welche dem Stahl seine Härte verleihen.
Erkläre Härtung von Stahl
Erkläre den Begriff ANLASSEN
ist der Vorgang bei dem glasharter Stahl wieder etwas elastischer gemacht wird:
  • Man erwärmt den Stahl wieder auf 225•C - 300•C
  • Dadurch erhält das C-Atom Gelegenheit, wieder in die Würfelkante zu wandern. Damit verliert die Elementarzelle an Spannung und der Stahl wird elastischer.
  • Bei Erwärmung bildet sich auf der Stahloberfläche eine anfangs sehr dünne, dann aber immer dicker werdende durchsichtige Oxidhaut.






  • Wenn weißes Licht auf solch dünne Schichten trifft, wird es durch Interferenz in seine Farben zerlegt. Die verschiedenen Farben entstehen durch die verschiedene Dicke der Schicht.
Was sind farbendünne Plättchen?
Welche Anforderungen müssen Materialien für Brillenfassungen erfüllen?

  • richtige Festigkeit ( zum biegen)
  • Gute Verarbeitbarkeit





Löten und schweißen
  • Korrosionsbeständig





Viele Materialien benötigen Schutzschichten
Welche Anforderungen müssen Oberflächenmaterialien/Kernmaterialien erfüllen?
  • Festigkeit
  • Verarbeitungsfähigkeit ( elastisch, zäh )
  • Oberflächenbeständigkeit ( chemisch beständig, hart, korrosionsbeständig )
  • dekorativ ( optisch ansprechend )
  • Kupfer-Nickel Legierungen ( Kernmaterialien)
  • Titan pur ( leicht, korrosionsbeständig, robust, teuer, nur im Vakuum schweißbar)
  • Titan Legierungen ( Beta-Titan,Titan Flex - Achtung NICKELHALTIG)
  • Edelstahl ( korrosionsbeständig, robust, aufwendige Verarbeitung)
  • Aluminium( leicht, schwierige Verarbeitung )
  • Gold ( korrosionsbeständig, weich,schwer )
  • Platinmetalle: Rhodium, Ruthenium ( hart, robust, spröde )
Welche Fassungsmaterialien gibt es?
Welche besondere Eigenschaft haben Titan und Aluminium
Sie Nielsen selbstständig eine farblose Oxidschicht zum Schutz aus
Welche Beschichtungsverfahren gibt es?
  • Galvanisieren: elektrochemischer Vorgang ( Gold, Platin, Chrom )
  • Lakieren: tauchen, spritzen stempeln
  • Eloxieren: elektrochemische Verstärkung eigener Schichtbildung ( Aluminium )
  • Double: erhitzen, ziehen, Walzen ( Bronze, Gold )
  • Pulverbeschichtung: gesinterter Kunststoffüberzug
Dienen als Korrosionsschutz, Verschleißschutz, erhöhen die Festigkeit, Dekor
Wozu dienen Beschichtungen?
Einteilung der Kunststoffe in...?
  • Naturstoffe
  • Halbsynthetische Stoffe
  • Vollsynthetisch Stoffe
Was wissen sie über Termoplaste?
  • schmelzbar
  • Löslich
  • Warm verformbar




Kaum vernetzte Molekülketten

Acetat, Polyamid, SPX ( SilhouettePolyamid), Propionate
sind Fassungsmaterialien

Ausnahme Optyl - Epoxitharz
  • nicht löslich
  • Nicht schmelzbar
  • Verformbar
  • Quellst




Vernetzte Molekülketten

Gummi, Kautschuk
Was wissen sie über Elastomere?
Was wissen sie über Duroplaste?
  • nicht löslich
  • Nicht schmelzbar
  • Nicht verformbar
  • Nicht quellbar




Stark vernetzte Molekülketten

CR39, PVC, Polyester...
(Brillenglasmaterialien, ausgenommen Polycarbonat
Unterteilungen von Acetat
  • Zellulose-Acetat ( Vermengung von Zellulose, Essigsäure und Zusatzstoffen zu formbarer Masse)




Weiterverarbeitung zu:

  • Block-Acetat: Zelluloseacetat und Farbstoffe werden in Platten zu individuellen Blöcken gepresst




  • Spritzgussacetat: erwärmtes Zelluloseacetat wird direkt in Form gepresst
Vorteile:
Reperatur
  • Kitten mit Aceton
  • Oberfläche nachbearbeitbar (schleifen und polieren )
  • Gut formbar und anpassbar
  • Ausgefallene Farb und Mustermöglichkeiten





Nachteile:

  • Alterungsprozess: Weichmacher treten aus ( weißer Belag ) und Material wird spröde
  • Bügel müssen durch zusätzliche Metalleinlage stabilisiert werden
Vorteile/Nachteile von Acetat
Eigenschaften von
SPX / Polyamide
Herstellung mit Spritzgußverfahren

Vorteile:
  • hohe Festigkeit
  • Transparent und vielseitig
  • Leicht
  • chemisch resistent
  • Einfache und kostengünstige Herstellung 



Nachteile:
  • bei zu starker Erwärmung ( über 80• ) " schrumpft es"
  • nicht kittbar
Eigenschaften von Optyl
Epoxidharz
Herstellung durch Polymerisation und Gussverfahren

Vorteile:
  • Memory-Effekt: geht durch erwärmen in Ursprungsformat zurück
  • Hohe Hitzebeständigkeit
  • Einfache und kostengünstige Herstellung
  • vielfältige Färbung durch Lakierung
  • Bügel ohne Metalleinlage möglich


Nachteile:
  • nicht kittbar; sichtbare Reparatur mit superklüger möglich
  • Polieren beschädigt die Lackoberfläche
  • Keine Anpassung unter 80• möglich
  • Holz
  • Papier
  • Büffelhorn
  • Stein
  • ....


sind meist etwas schwerer anpassbar, wenig Hitze-und chemisch beständig, beim Verglasen auf Herstellerhinweise achten!
Naturmaterialien
Worauf muss man bei Sport und Schutzbrillen besonders achten?
Dürfen nicht repariert werden
Eventuell nur Originalersatzteile austauschen
Definiere den Begriff Schleifen?
Schleifen ist eine materialabtragende Materialbearbeitung, mit geringem Druckaufwand
Welche Arten von Schleifkörnern/Kristallen gibt es?
Kristalle:

  • lose Kristalle
  • Gebundene Kristalle
  • trockene Kristalle
  • Nasse Kristalle


Schleifkörner:
  • Korund
  • Siliziumcarbid( Sica )
  • Diamant
Welche Voraussetzungen müssen Schleifkörner erfüllen?
Schleifkörner müssen härter & fester sein als das zu bearbeitende Material sein
Einteilung von Schleifkörnern?
Bei Diamant:

Korngröße wird in 1/1000 mm angegeben + Kennbuchstabe D

Großschliff: Körnung D 200

Feinschliff: Körnung D 20

Korngröße bei anderen Schleifmitteln; z.B. Korund wird als Siebnummer angegeben


Siebnummer:

Ist die Anzahl der Sieböffnungen/Fläche

Grob 400

Fein 800
Was bedeutet der Begriff Sintern?
Verbindung verschiedener Materialien durch Druck & Hitze
Was bedeutet der Begriff Galvanisieren?
Ist ein elektrochemischer Beschichtungsvorgang
Welche Bindungsmaterialien gibt es?
Bei Kunststoff:

  • Schleifpapier
  • Schleiflacks
  • Schleifpapier 



Glas, Metall, Kunststoff:
  • Schleisteine
  • Schleifscheiben


( gesintert oder galvanisiert )
Der Schleifvorgang und die Aufgaben von Wasser
  • Ritzen des Materials durch Schleifkörner - gleichzeitiges erhitzen
  • Wasser dringt in die Spalten ein ( Kühlung )
  • Ausbrechen von Materialteilchen ( Sprengmittel )
  • wegschwemmen des Abriebs ( Transportmittel )
Was geschieht beim Trockenschleifen von Glas?
  • es erhöht sich die Temperatur extrem
  • Diamantkörner werden zu Graphit und das Bindungsnaterial wird beschädigt
  • Das Glas bricht aus bzw. schmilzt
Was Geschirr bei falschem Schleif( Anpress) Druck?
Die Schleifscheiben nützen sich schneller ab und die Schleifleistung sinkt

Bei zu großem Druck:

Bindung und Körner werden derart beansprucht, dass die ganzen Diamanten sehr schnell aus der Bindung herausgerissen werden. Zuerst ist die schleifleistung besser, wird aber dann schnell schlechter

Bei zu geringem Druck:

Beansprucht die Körner stärker als normal, führt zu einer Abstumpfung der Diamanten. Die Scheibe fängt zu glänzen an. Schleifleistung wird schlechter und sinkt auf null
Wovon ist die Schleifleistung abhängig?
  • Größe und Schleifleistung der Körner
  • Drehzahl der Schleifscheiben
  • Schleifdruck
  • Festigkeit der Bindung
Was ist das "abziehen" von Schleifscheiben
So nennt man das reinigen von Schleifscheiben, durch:
  • Bimsstein und Sikasteine

Viel Wasser - lange einweichen; gleichmäßiges andrücken und bewegen an möglichst großer Oberfläche
Definition von Polieren ?
Als Polieren wird eine glättende Materialbearbeitung ( ohne Materialverlust ) bezeichnet

"Berge werden in Täler verschoben"
Welche Poliermittel gibt es?
  • Wachs:


Polier-Rot (Metall)
Polier-Grau (Vor-/Glanz-Politur)
Polier-Beige ( Fein/Hochglanz-Politur)

auch als Polier-Blau/-Weiß/-Gelb möglich; ist herstellerspezifisch
Welche Poliermittel-Träger gibt es?
  • Filz/Tuch = Vorpolitur
  • Pech = Fein-Politur
Wie reinigt man einen Polierschwabbel?
Entfernen der Wachsreste und auftauen des Schwabbels durch Sägeblatt oder Drahtbürste
Einteilung von Glas
ANORGANISCH - mineralische Gläser bzw. Silikatgläser ( Kringlas und Flintglas)

ORGANISCH - Kunststoff ( CR39 und höherbrechend =Duroplaste /PC = Thermoplast )
Definition von Glas
Glas ist eine Schmelze die abgekühlt zur amorphen ( keine Kristallstruktur ) Maße ohne Schmelzpunkt ( nur Schmelzbereiche ) erstarrt. Sie ähnelt daher einer zähen Flüssigkeit, erscheint aber bei Raumtemperatur fest.
Aus was besteht
Glas?
Glasbildner( ca. 70% ) -Quarz-Sand SiO2 ( Siliziumoxid )

Flussmittel-Soda und Pottasche ( senken den Schmelzpunkt )

Stabilisatoren - Kalk und Blei ( erhöhen die Härte und Chen. Stabilität und Brechung/Dispersion/Gewicht )

Chemische Zusätze - Natron Arsen ( Läuterung ) und zB: Titanoxid ( für Brechungs und Dispersionseigenschaften )
Wie wird Glas hergestellt?
  • schmelzen der Rohstoffe ( bei ca. 1000-1600•C )
  • Läuterung ( erhöht die Temperatur/Zusätze bilden Glasblasen und durchmischen und "reinigen" die Glasmasse
  • Rührprozesse ( mehrstündiger langsamer Prozess beseitigt schlieren - Qualitätsmerkmal )
  • formen ( portionieren und pressen bzw. Gießen)
  • Abkühlen (mehrstündiger langsamer Prozess, beseitigt Spannungen = Qualitätsmerkmal )

Bruch entsteht durch kleine Oberflächenfehler, die auf Zug belastet werden!