Werkstoffeigenschaften - Aufgaben und Übungen

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

1) Die Auswahl von Werkstoffen hängt im Wesentlichen von den Eigenschaften ab. Was sind wichtige Eigenschaften von Werkstoffen?

a) Wichtige Werkstoffeigenschaften sind die Dichte (physikalische Stoffeigenschaft), Korrosionsbeständigkeit (chemische Stoffeigenschaft) sowie die mechanischen Stoffeigenschaften Härte und Festigkeit.

b) Wichtige Werkstoffeigenschaften bei der Auswahl des Werkstoffs sind die Farbe, das Gewicht und die Stellung der Verbindung im Periodensystem (aus der Stellung bzw. der Ordnungszahl der chemischen Verbindung kann auf die physikalischen Eigenschaften ermittelt werden).

2) Betrachten wir Feststoffe, was verstehen wir unter den beiden (mechanischen) Stoffeigenschaften Härte und Festigkeit?

a) Die Stoffeigenschaft Härte wird allgemein als der Widerstand gegenüber Eindringen härterer Körper definiert. Die Festigkeit wird definiert als Widerstand gegen elastische bzw. plastische Verformung

b) Die Stoffeigenschaft Härte bedeutet, dass (bei Metallen) die Temperatur steigt, wenn die elektrische Leitfähigkeit steigt

3) Was ist der wesentliche Unterschied zwischen einem metallischen Werkstoff, einem Halbleiter und einem keramischen Werkstoff?

a) Metalle haben eine geringe elektrische Leitfähigkeit, während Halbleiter und Keramiken eine hohe elektrische Leitfähigkeit zeigen

b) Der wesentliche Unterschied liegt in der elektrischen Leitfähigkeit, Metalle haben eine hohe elektrische Leitfähigkeit (gute elektrische Leiter) während Halbleiter schlechtere Leiter sind und Keramiken ebenfalls schlechte Leiter bzw sogar Isolatoren sind. Wenn die Temperatur von Metallen steigt, dann sinkt die Leitfähigkeit. Bei Halbleitern steigt die elektrische Leitfähigkeit, wenn die Temperatur des Werkstoffes steigt

4) Wichtiges Auswahlkriterium für einen Werkstoff ist die sogenannte Verformbarkeit. Dabei betrachtet man vor allem die Verformung unter Belastung. Welches "Hilfsmittel" steht hierfür zur Verfügung?

a) Um über die Verformbarkeit eines Werkstoffes eine Aussage treffen zu können, verwenden wir ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm. Dabei wird die Spannung (die an den Werkstoff angelegt wird) und die Längenänderung (= Dehnung) betrachtet.

b) Um über die Verformbarkeit eines Werkstoffes eine Aussage treffen zu können, erwärmen wir den Werkstoff. Je höher der Schmelzpunkt ist, umso geringer ist die Verformbarkeit des Werkstoffs

5) Nachfolgend ist ein Spannungs-Dehungs-Diagramm abgebildet. Was lässt sich über die Verformbarkeit dieses Werkstoffs sagen?

a) Es handelt sich bei diesem Werkstoff um einen linear elastischen Werkstoff

b) Es handelt sich bei diesem Werkstoff um einen linear plastischen Werkstoff

6) Eine ähnliche mechanische Eigenschaft wie die Verformbarkeit ist die sogenannte Zugfestigkeit. Was versteht man unter der zentrischen Zugfestigkeit?

a) Unter der (zentrische) Zugfestigkeit eines Werkstoffes versteht man die Spannung, bei dem der unter einer Zugbeanspruchung bricht.Die Spannung ist der Quotient aus aufgebrachter Last und der Querschnittsfläche des Wekstoffs.

b) Unter der (zentrische) Zugfestigkeit eines Werkstoffes versteht man die zunehmende Festigkeit eines Werkstoffes bei Temperaturerhöhung

7) Welchen Einfluss hat die räumliche Orientierung der Bindungskräfte?

a) Eine gerichtete Bindung zwischen den Bindungspartnern (wie bei der kovalenten Bindung) führt bei dem Werkstoff im Allgemeinen zu einer hohen Härte aber auch eine hohe Sprödigkeit. Dies gilt v.a. bei Festkörpern

b) Eine gerichtete Bindung zwischen den Bindungspartnern (wie bei der kovalenten Bindung) führt bei dem Werkstoff im Allgemeinen zu einer geringen Härte und auch einer geringen Sprödigkeit. Dies gilt v.a. bei Festkörpern

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