keramik 1 at Universität Stuttgart

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Definition Hochleistungskermaik

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Die chemische Bindung 

Ionenbindung 

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Kovalente Bindung 
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Metallbindung

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Die chemische Bindung bei keramischen Werkstoffen?

Was ist die Kenngröße hier?


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Eine große Differenz der Elektronegativität deutet auf welche Bindungsart hin?    

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Auswirkungen der Bindungsart auf Eigenschaften. Grundtoleranz für Keramiken 
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Hochleistungskeramiken
Typische Dichte und Festigkeit 

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Wichtigste Eigenschaften Strukturkeramik

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Funktionskeramiken


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Wichtigste Eigenschaften Funktionskeramik 
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Vor und Nachteile Keramiken:

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Exemplary flashcards for keramik 1 at the Universität Stuttgart on StudySmarter:

keramik 1

Definition Hochleistungskermaik

Hochleistungskeramik ist definiert als hochentwickelter, hochleistungfähiger keramischer Werkstoff, der über bestimmte zweckmäßige Eigenschaften verfügt.

Hochleistungskeramik wird abgegrenzt zu traditioneller Keramik auf Tonbasis einschließlich Geschirrporzellan, Sanitärkeramik, Wand- und Bodenfliesen sowie Baukeramik verwendet.

keramik 1

Die chemische Bindung 

Ionenbindung 

Ionenbindung

salzartig
heteroploare Bindung, Bindung zwischen Metallatom und Nichtmetall, großer Unterschied in Elektronegativität
Bildung von positiven Kationen und negativen Anionen --> Ionengitter
Bsp. NaCl, CaO

keramik 1

Kovalente Bindung 

Elektronenpaarbindung, unpolare / polare Bindung, kovalente Bindung unter Nichtmetallatomen.


Bildung von gemeinsam besetzten (Molekül-) Orbitale

Charakter: flüchtig o. makromolekular

Beispiele: Brom (Br2), Kohlenstoffdioxid (CO2),

keramik 1

Metallbindung

Komplette Abgabe der Valenz- elektronen

Bildung von positiven Atomkernen in einem Elektroneng -->Metallgitter

elektropositiv

Beispiele: alle Metalle und ihre Legierungen

keramik 1

Die chemische Bindung bei keramischen Werkstoffen?

Was ist die Kenngröße hier?


Es treten vermischte Bindungsarten (kovalent – ionisch) je nach Elementpaarungen mit unterschiedlicher Gewichtung auf. Kenngröße dafür der Grad des ionischen Bindungsanteils, welcher sich aus der Elektronegativität der Elemente berechnet. Verbindungen mit hohem ionischen Anteil kristallisieren bevorzugt in Strukturen mit hoher Koordinationszahl (Anzahl der direkten Nachbarn innerhalb der Kristallstruktur).

keramik 1

Eine große Differenz der Elektronegativität deutet auf welche Bindungsart hin?    

Große Differenz  stark polar (= Ionisch).

keramik 1

Auswirkungen der Bindungsart auf Eigenschaften. Grundtoleranz für Keramiken 

Keramiken mit hohem kovalenten Bindungsanteil haben die höchsten Schmelz- bzw. Zersetzungstemperaturen (z.B. SiC, C,…).

keramik 1

Hochleistungskeramiken
Typische Dichte und Festigkeit 

σ: ρ: 300-2300 MPa 2-15 g/cm³

keramik 1

Wichtigste Eigenschaften Strukturkeramik

mechanische Eigenschaften - Härte - Hochtemperaturfestigkeit - Steifigkeit

tribologische Eigenschaften - Abriebfestigkeit - Reibbeiwerte - Oberflächenbeschaffenheit

chemische Eigenschaften - Säure- und Laugenbeständigkeit - HT-Oxidationsbeständigkeit

keramik 1

Funktionskeramiken


Funktionskeramik ist Hochleistungskeramik, bei der die innewohnenden Eigenschaften des Werkstoffs für eine aktive Funktion verwendet werden.

keramik 1

Wichtigste Eigenschaften Funktionskeramik 

elektrophysikalische Eigenschaften - Piezokeramik (Aktoren, Sensoren) - Magnetwerkstoffe - Dielektrika

thermophysikalische Eigenschaften - Wärmeleiter - Wärmeisolatoren

optoelektronische Eigenschaften - Emissivität

keramik 1

Vor und Nachteile Keramiken:

Positive Eigenschaften: • Hochtemperaturbeständigkeit • Härte • Abrasionsbeständigkeit • Korrosionsbeständigkeit • funktionale Eigenschaften

Negative Eigenschaften: • Sprödigkeit • teurer in der Herstellung • schlecht bearbeitbar

Positive Eigenschaften: • Hochtemperaturbeständigkeit • Härte • Abrasionsbeständigkeit • Korrosionsbeständigkeit • funktionale Eigenschaften

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