Chemie Test – Festkörper

1) Als Festkörper werden in den Materialwissenschaften Stoffe bzw. Materie im festen Aggregatzustand bezeichnet. Der Unterschied zwischen Festköper und Feststoff ist der, dass ein Festkörper bei Raumtemperatur als "Feststoff" vorliegt. Die Bezeichnung "Feststoff" bezeichnet ebenfalls Materie im festen Aggregatszustand, allerdings nicht temperaturspezifisch (z.B. Wasser bei -10°C (-> Eis) wird -bei genauer Verwendung der Bezeichnung- als Feststoff definiert).

2) Kristalline Strukturen bei Werkstoffen (z.B. Glas, Thermoplasten, Flüssigkeiten) sind nur unter bestimmten Bedingungen herstellbar, z.B.hohe Abkühlgeschwindigkeit.

3) Die Eigenschaften von Festkörpern beruhen in der Regel auf dem Bindungssystem der Atome bzw. Ionen des Festkörpers. Die drei Primärbindungen, die die Atome innerhalb einer Verbindung zusammenhalten sind: Atombindung, Metallbindung, Ionenbindung. Werkstoffe mit einem kovalenten Bindungstyp sind in der Regel Isolatoren und weisen eine schlechte elektrische- und Wärmeleitfähigkeit auf. Werkstoffe mit einem metallischen Bindungstyp weisen in der Regel gute elektrische Leitfähigkeit auf. Des weiteren sind metallische Werkstoffe in der Regel gut verformbar (Duktilität).

4) Die Thematik "Festköper" findet sich in vielen Fächern, daher gibt es auch keine einheitliche Bezeichnung (sondern nach Eigenschaft des Festkörpers"). Eigenschaften von Festkörpern sind:

• Thermische Eigenschaften wie  Dichte, Festigkeit, Duktilität, Elastizität


• Chemische Eigenschaften wie Korrosions-, Säurebeständigkeit, Brennbarkeit


• Mechanische Eigenschaften wie Schmelztemperatur, Wärmeausdehnung, -leitfähigkeit


• Technologische Eigenschaften wie El. Leitfähigkeit, Elektrizitätskonstante


• Elektrische Kenngrößen wie Umformbarkeit, Gießbarkeit, Härtbarkeit, Schmiedbarkeit


• Tribologische Eigenschaften: Reibzahl, Verschleißwiderstand


• Optische Eigenschaften wie Lichtbrechung, Reflexion

5) Die Struktur von Festkröpern wird durch die Anordnung der Moleküle, Atome oder Ionen (innere Bausteine) bestimmt. Danach unterteilt man nach der Struktur in kristallin oder amorph. Ein kristalliner Festkörper besitzt eine dreidimensionale periodische Anordnung von Gitterbausteinen (Atome, Ionen oder Moleküle). Fehlt in Festkörpern diese periodische Anordnung von Bausteinen, so liegt eine amorphe Struktur vor.

6) Nachfolgen sind zwei Strukturen von Festkörpern abgebildet. Bei Struktur I handelt es sich um einen kristallinen Festkörper, bei Struktur II um einen amorphen Stoff.

7) Oft werden die vielen Vorteile von Kunststoffen erwähnt. Trotzdem handelt es sich bei den meisten Werkstoffen um metallische Werkstoffe. Dies liegt an den vielen Nachteilen von Kunststoffen, die einen Einsatz als Konstruktionswerkstoff verhindern können.

• größere elastische Dehnung als Metalle


• viele Kunststoffe neigen zur elektrostatischen Aufladung


• im Gegensatz zu Metallen sind mechanische Kennwerte bei Kunststoffen stark abhängig von der Temperatur