14 Nieuwe materialen
Paragraaf 1: metalen en legeringen
Metalen in extreme omstandigheden
Kernfusiereactie = reactie die wel op aarde kan verlopen.
Reactie van deuterium, de H-2 isotoop van waterstof, met tritium, de H-3 isotoop van waterstof.
De vergelijking van de reactie is:
Fusiereactie heeft een hoge activeringsenergie. Bij deze hoge temperatuur zijn de botsingen tussen
deuterium en tritium dermate heftig dat de atomen hun elektron verliezen en er een mengsel
ontstaat van positief geladen kernen en losse elektronen .
Hierdoor ontstaat er plasma, ipv gas.
Een plasma geleidt in tegenstelling tot gassen elektrische stroom en reageert op magneetvelden.
Plasma wordt wel de vierde toestand genoemd naast vaste stof, vloeistof en gas. Op aarde zijn de
bliksem en het noorderlicht voorbeelden van plasma’s.
Edelheid van metalen
Standaard elektronenpotentiaal
hoe groter potentiaal, des te edeler is het metaal.
Je kunt de edelheid van een metaal afleiden uit de grootte van de standaardelektrodepotentiaal.
Als een metaal minder edel is, is het ook gevoeliger voor corrosie.
Mogelijkheden om metalen te beschermen tegen corrosie zijn bijvoorbeeld:
- Afdekken met een verflaag.
- Het afdekken van een metaal met een laagje van een ander metaal, bijvoorbeeld zink, dat
net als aluminium en chroom een beschermend laagje zinkoxide vormt;
- Poedercoaten: het te beschermen voorwerp wordt elektrisch geaard. Op het voorwerp
wordt een laag elektrostatisch geladen poederverf aangebracht. De poederverf wordt
aangetrokken door het geaarde voorwerp en verspreidt zich egaal over het hele voorwerp.
Het voorwerp wordt daarna in de oven gebracht waar de poeder uiteindelijk uithardt tot een
vaste dunne laag verf
Geleiding en buigzaamheid van metalen
Een metaal bestaat uit positief geladen metaalionen, omringd door negatief geladen, vrij bewegende
valentie-elektronen (figuur 14.6).
De vrij bewegende valentie-elektronen zorgen ervoor dat metalen goede geleiders van elektriciteit
zijn. Ook spelen deze vrij bewegende elektronen een rol bij de goede geleiding van warmte in
metalen.
De aantrekkingskracht tussen de geladen deeltjes, de metaalbinding, is heel sterk.
Een andere macroscopische eigenschap van metalen is buigzaamheid. Deze eigenschap kun je niet
verklaren vanuit het microniveau. Je moet nu ook kijken naar het mesoniveau
de wijze waarop de deeltjes van het microniveau zijn gegroepeerd.
Het buigen van een zuiver metaal gaat gemakkelijk zolang de beweging door verschuivingen in de
metaalkristallen wordt doorgegeven.
, Legeringen
Zuivere metalen zijn vaak vrij zacht en daardoor ongeschikt om zo te gebruiken. Daarom worden
legeringen gebruikt die minder gemakkelijk vervormen en beschadigen .
Bij een legering is een deel van de metaalatomen vervangen door andere atomen die iets groter of
kleiner zijn. ze veroorzaken roosterfouten. Hierdoor wordt het verschuiven van de lagen in de
metaalkristallen veel moeilijker.
Bros = zo hard dat je het nauwelijks kunt vervormen. Je kunt het alleen in de gewenste vorm krijgen
door het te gieten in een vorm (mal).
Bijzondere legeringen
Smart materials (geheugen materiaal)
Kun je bij 500 graden de gewenste vorm geven. De legering ‘onthoudt’ deze vorm.
2 kristalroosters:
- Marteniet
- Austeniet
Paragraaf 1: metalen en legeringen
Metalen in extreme omstandigheden
Kernfusiereactie = reactie die wel op aarde kan verlopen.
Reactie van deuterium, de H-2 isotoop van waterstof, met tritium, de H-3 isotoop van waterstof.
De vergelijking van de reactie is:
Fusiereactie heeft een hoge activeringsenergie. Bij deze hoge temperatuur zijn de botsingen tussen
deuterium en tritium dermate heftig dat de atomen hun elektron verliezen en er een mengsel
ontstaat van positief geladen kernen en losse elektronen .
Hierdoor ontstaat er plasma, ipv gas.
Een plasma geleidt in tegenstelling tot gassen elektrische stroom en reageert op magneetvelden.
Plasma wordt wel de vierde toestand genoemd naast vaste stof, vloeistof en gas. Op aarde zijn de
bliksem en het noorderlicht voorbeelden van plasma’s.
Edelheid van metalen
Standaard elektronenpotentiaal
hoe groter potentiaal, des te edeler is het metaal.
Je kunt de edelheid van een metaal afleiden uit de grootte van de standaardelektrodepotentiaal.
Als een metaal minder edel is, is het ook gevoeliger voor corrosie.
Mogelijkheden om metalen te beschermen tegen corrosie zijn bijvoorbeeld:
- Afdekken met een verflaag.
- Het afdekken van een metaal met een laagje van een ander metaal, bijvoorbeeld zink, dat
net als aluminium en chroom een beschermend laagje zinkoxide vormt;
- Poedercoaten: het te beschermen voorwerp wordt elektrisch geaard. Op het voorwerp
wordt een laag elektrostatisch geladen poederverf aangebracht. De poederverf wordt
aangetrokken door het geaarde voorwerp en verspreidt zich egaal over het hele voorwerp.
Het voorwerp wordt daarna in de oven gebracht waar de poeder uiteindelijk uithardt tot een
vaste dunne laag verf
Geleiding en buigzaamheid van metalen
Een metaal bestaat uit positief geladen metaalionen, omringd door negatief geladen, vrij bewegende
valentie-elektronen (figuur 14.6).
De vrij bewegende valentie-elektronen zorgen ervoor dat metalen goede geleiders van elektriciteit
zijn. Ook spelen deze vrij bewegende elektronen een rol bij de goede geleiding van warmte in
metalen.
De aantrekkingskracht tussen de geladen deeltjes, de metaalbinding, is heel sterk.
Een andere macroscopische eigenschap van metalen is buigzaamheid. Deze eigenschap kun je niet
verklaren vanuit het microniveau. Je moet nu ook kijken naar het mesoniveau
de wijze waarop de deeltjes van het microniveau zijn gegroepeerd.
Het buigen van een zuiver metaal gaat gemakkelijk zolang de beweging door verschuivingen in de
metaalkristallen wordt doorgegeven.
, Legeringen
Zuivere metalen zijn vaak vrij zacht en daardoor ongeschikt om zo te gebruiken. Daarom worden
legeringen gebruikt die minder gemakkelijk vervormen en beschadigen .
Bij een legering is een deel van de metaalatomen vervangen door andere atomen die iets groter of
kleiner zijn. ze veroorzaken roosterfouten. Hierdoor wordt het verschuiven van de lagen in de
metaalkristallen veel moeilijker.
Bros = zo hard dat je het nauwelijks kunt vervormen. Je kunt het alleen in de gewenste vorm krijgen
door het te gieten in een vorm (mal).
Bijzondere legeringen
Smart materials (geheugen materiaal)
Kun je bij 500 graden de gewenste vorm geven. De legering ‘onthoudt’ deze vorm.
2 kristalroosters:
- Marteniet
- Austeniet
