Inleiding Materiaalkunde oefentoets uitwerkingen

Uitwerkingen Oefentoets Inleiding materialen
Opgave 1
Figuur 1.1BCC structuur
Dichte bolstapeling bij de diagonaal in het midden. Er geldt dus 4*straal=diagonaal=
a= V1/3 Hierbij is V het volume van de eenheidscel. Deze kan worden berekend met de gegeven
dichtheid en molmassa:
Vm=
cm3/mol Dit is voor één mol en je wil het weten voor één molecuul. Je deelt dus nog
door Na/aantal moleculen in een cel:
V=
cm3
a=3,16 E-8  R=13,7E-9 cm
Opgave 2
a: Hierbij gaat om de dichte bolstapeling. Voor BCC is het slipplane dus (110).
b: Ook hier gaat het om de dichte bolstapeling. Voor BCC is dit [111].
Voor uitleg zie p.249 van het boek.
Opgave 3
In het figuur is te zien dat er in totaal twee atomen in het vlak bevinden. De atomen in de hoeken
bevinden zich voor een kwart in het vlak en het atoom in het midden geheel.
Opp dichtheid =
Voor uitleg zie p.76 van het boek
De lineaire dichtheid in de [111] richting is dus 100%, want de atomen raken elkaar.
Opgave 4
Volg voorbeeld 8.1 op p.252 van het boek.
=70,9 MPa
Opgave 5
In figuur b is te zien dat elk Zink atoom wordt omringd door 4 Zwavel ionen. Het coördinatie getal
voor Zink is dus 4. Wanneer je de eenheidscel anders benaderd dan is elk zwart bolletje zink en elk
rood bolletje zwavel. Hieruit kan je dus afleiden dat Zwavel ook een coördinatiegetal van 4 heeft.
In het boek staat op p.51 een handige tabel hiervoor voor de standaard structuren.
Opgave 6
Er is sprake van een coördinatie getal van 4. Dit betekent dus dat we te maken hebben met een
tetrahedral (zie figuur 1).
De zwavel atomen raken elkaar in werkelijkheid. Dus kan er een schematische tekening worden
gemaakt. De grote atomen zijn de zwavelatomen en de kleine atomen de zink atomen.
a = straal zink atoom.
b= straal zwavel atoom.
Er geldt dus:
Omschrijven geeft :
Dan
Hieruit volgt
Dus
Opgave 7
a Een ductiel materiaal, want hij is ook plastische vervormd
b De trekspanning neemt af omdat de doorsnede van het materiaal afneemt (=necking). Hierdoor
lijkt het alsof er minder kracht nodig is voor verdere vervorming. In werkelijkheid neemt de kracht
nog wel toe. Voor de true stress wordt dan ook wel gebruik gemaakt van :
Hierbij is F de gebruikte kracht en Ai de doorsnede van het materiaal na de Tensile point. (zie p.207
van het boek)
Opgave 8
Je moet een lijn trekken evenwijdig aan de lijn van de oorsprong tot punt 3. Daarnaast trek je ook
nog een lijn loodrecht van punt 1 naar de x-as. In het figuur zijn de verschillende energieën
weergegeven.
Opgave 9
Berekening van Mn
90% x 65000 g/mol = 58500 g/mol
8% x20000 g/mol = 1600 g/mol
2% x 1000 g/mol = 20 g/mol
Dus Mn= 58500+1600+ 20= 60120 g/mol
Berekening van Mw
((0,9x 65)65 + (0,08 x 20)20 + (0,02 x 1)1)/ (0,9 x 65+ 0,08 x 20 + 0,02 x 1) = 63781 g/mol
Opgave 10
Isotactisch: Alle R-groepen zitten aan dezelfde kant van de keten
Syndiotactisch: De R-groepen zitten alternerend in de keten
Atactic: De R-groepen zitten random in de keten verspreid.
Kristalliteit = geordende atomische rangschikkingen in betrekking toch moleculaire ketens.
 Regulariteit verhoogd de kristialliteit (dus isotactisch en syndiotactisch zullen een verhoogde
kristalliteit hebben.
 Het aantal dubbele bindingen heeft ook invloed
 De mate van ketenvorming hoe meer ketenvorming hoe minder de kristalliteit.
Opgave 11
Zie voorbeeld vraag 12.3 p.686
Het materiaal is extrinsiek want hij is gedopeerd (bij intrinsiek materiaal wordt de geleiding niet
beïnvloedt door een materiaal). Er geldt dus:
Hierin is n het aantal gedoteerde arseen. e= 1.6E-19 en
impurity 3* E23)
e=
mobiliteit (lees de mobiliteit af bij
Invullen geeft:
Opgave 12
Voor n-type geldt dat donor state dicht bij de conductor band zit en spring het elektron dus makkelijk
naar de conductor band. Voor p-type geldt juist dat de lege acceptor dicht bij de valentie band zit.
Wanneer je beide zou toepassen blijft het elektron in de band gap zitten omdat hij blijft wisselen
tussen de donor state en de acceptor state. Hierdoor springt er geen enkel elektron van de valentie
band naar de conduction band en is er geen verbetering in de geleiding.
NB. Een acceptor state kan worden gezien als een hole en een donor state als een elektron. Ze heffen
elkaar gewoon op. Voor info zie p.474 tot 480
Opgave 13
Sinteren – vormgeven – poederbereiding – nabewerking
Opgave 14
Materiaal samenstelling
- Polymeer + koolstof: geven een droog en hard mengsel.
-roet of minerale vulstoffen.
-
-
-
Vulkanisatie systeem: vormvastheid door netwerk formatie.
-zwavel + versnellers + activatoren
-peroxide + co-agent
Bescherming
-antioxidanten
-ozonaten
Functionele additieven
-elektrische geleiding
-vlamwerendheid

Download Report