Werkstoffwissenschaften II an der TU Hamburg-Harburg

Al selektive aufreinigung des Rohstoffs Bauxit durch Natronlauge NaOH.
AL(OH)3 löst sich, Verunreinigungen nicht.
In einem Abscheider wird dem Na[AL(OH)4] – Al(OH)3 zur Keimbildung zugesetzt.
Im Rohrofen verdampft H2O und es bleibt AL2O3 als sehr feines Pulver ~ 1 µm zurück.

Ofen besteht aus Graphitkern (C) mit Quarzsand umfasst (SiO2)
Graphit wird durch elek. Strom stark erhitzt (~2000°C)
An der Grenzfläche bildet sich SiC ( SiO2 + 3C SiC + 2 CO2(g) )
Endotherme Reaktion
Große Einkristallbrocken  muss vermahlen werden.

„Kluster“ aus mehreren einzelnen Partikeln, die durch V. d. Waals Kräfte, durch flüssigen Film oder
feste Materialbrücken zusammengehalten werden.

Schlickergießen in Gipsform -> kapilarwirkung der Poren entzieht der Oberfläche des gegossenen
Körpers Wasser ->Scherbenbildung
Druckschlickerguss: Scherbenbildung durch hohen Druck (bis 40 bar). Hat viele Vorteile, wie z.B.
ökologischere Fertigung, bessere Produktionsraten und erhöhte Scherbenbildung.

Die Abnahme der freien Energie des Systems (Oberflächen und Grenzflächenenergie)

Früher durch „Ritztest“ mit dem Fingernagel. Heute durch Belastung mit Diamant bis Eindruck bleibt.
Messung der hinterbliebenen Geometrien/Eindringtiefe.

Erklären Sie Parameter der Versagenswahrscheinlichkeit nach Weibull .

σ_0 ist die Spannung bei der 63,2% aller Proben Versagen, m bezeichnet die Stufigkeit der Kurve.
Ist m sehr groß gibt es eine geringe Streuung der Festigkeitswerte bzw. der zuverlässigkeit. Liegt σb
sehr nah an σ_0 lässt sich eine relativ genaue Aussage über die Belastung treffen, bei der ein Bauteil
versagen wir. Man kann diese Werte in der doppelt logarithmischen Auftragung an der Steigung (m)
und an dem x- Achsenabschnitt (σ_0) ablesen.
Nennen Sie die Bruchzähigkeit von Stahl und von Aluminiumoxid (Al2O3).
Stahl: 100MPa√m
Al2O3: 4MPa√m

– Mahltechnik
-In der Regel durch Kugelmühlen
-Kugeln zerkleinern Teilchen durch Reib- und Prallkräfte
-Das mahlen läuft in der Regel in Suspension ab um eine bessere Wärmeabfuhr zu
gewährleisten.

–Sprühtrockner
-Dient der Erzeugung von feinem Pulver aus gelösten Stoffen und der Erzeugung von
Granulaten aus festem Schlicker
-Suspension wird im Sprühturm fein zerstäubt.
-Durch heißes Gas verdampft das Suspensionsmittel
-Es entstehen feine Kugelförmige Agglomerate mit d ~ 100µm
-Austragen des Pulvers direkt aus dem Turm oder durch Zyklonabscheider
-Ergibt gut rieselfähige Pulver mit hoher Schüttdichte
-Nur schwache Bindungskräfte erlauben gute Formgebung (Pressen)

Sehr gute elektrische Isolierfähigkeit, Verschleißfestigkeit, Härte, Kriechfestigkeit (?),
Korrosionsbeständig, Hochtemperaturfest

Kleinste Einheit im Pulver (ein- oder Polykristallin)

Pulver (Aufbereitung, Mischen, Sprühttrocknen, Grannulieren)
Formgebung (Trockenpressen, Schlickergießen, Extrudieren) ->Grünkörper
Sintern (Festphasensintern, Flüssigphasensintern etc.) -> dichtes polykristallines keramisches Bauteil

Haben eine Sphärische Form von 100- 1000 µm und werden durch Sprühtrockung eines Schlickers
hergestellt. Sphärische Form  gute Fließeigenschaften  hohe Dichten bei der Formgebung