Samenvatting Scheikunde: H14 Nieuwe materialen: VWO 5; Chemie Overal

SCHEIKUNDE H14 NIEUWE
MATERIALEN
14.1 METALEN EN LEGERINGEN


METALEN IN EXTREME OMSTANDIGHEDEN
 Kernfusiereactie tussen deuterium en tritium
2 3 4 1
1 H + 1 H → 2H + 0 nHeeft een hoge activeringsenergie
 Bij hoge temperaturen zijn de botsingen zo heftig dat atomen hun
elektronen verliezen  mengsel van positieve kernen en losse elektronen
 Voldoende atomen (gas) geïoniseerd  plasma: geleid (in tegenstelling tot
een gas) wel elektrische stroom en reageert op magneetvelden
 Voor een kernfusiereactor, waarin de temperatuur heel hoog is, worden
speciale materialen ontwikkeld (voor bv. de wand)


EDELHEID VAN METALEN
 Hoe groter het standaardelektrodepotentiaal  des te edeler het metaal
 Minder edel metaal is gevoeliger voor corrosie
 Metalen beschermen tegen corrosie door:
- Het af te dekken met een verflaag
- Het af te dekken met een laagje van een ander metaal
- Poedercoaten:
1. Het voorwerp wordt elektrische geaard
2. Poederverf wordt aangebracht dat wordt aangetrokken door het geaarde voorwerp
3. In de oven hardt de poederverf uit




GELEIDING VAN METALEN
 Metaalrooster: positieve metaalionen met vrij bewegende valentie-elektronen 
goede geleiding
 De aantrekkingskracht tussen de geladen deeltjes, de metaalbinding, is heel sterk
 hoog kookpunt

, BUIGZAAMHEID VAN METALEN
 Op mesoniveau vormen metalen kleine kristallen (groepjes van metaalionen)
met elk een eigen metaalrooster die niet goed op elkaar aansluiten
 Het buigen van een metaal gaat makkelijk zolang de beweging door
verschuivingen in het metaalrooster wordt doorgegeven
 Op het grensvlak van een kristal is er echter weerstand  beweging wordt niet
goed door gegeven
- Kleinere kristallen  meer grensvlakken  meer weerstand  minder
buigzaam
- Grotere kristallen  minder grensvlakken  minder weerstand  meer
buigzaam
 Bij walsten of smeden van een metaal  kleinere kristallen (= een roosterfout)
 minder buigzaam
 Bij verhitten van een metaal  grotere kristallen  meer buigzaam


LEGERINGEN
 Bij een legering is een deel van de metaalionen vervangen door een kleiner/groter atoom 
roosterfouten (= verstoringen in het metaalrooster)  verschuiving van metaallagen gaat moeilijker
 legeringen vaak harder dan zuivere metalen
 Legering van ijzer met koolstof: zeer hard en bros (: het barst als je het met een hamer bewerkt)
 Legeringen kunnen ook een mengsel van 2 metalen zijn




BIJZONDERE LEGERINGEN
 Nitinol is een geheugenmetaal: door een vervormd stuk nitinol in licht te verwarmen gaat het terug
naar zijn oorspronkelijke vorm (die is gegeven door het metaal eerst heel erg te verwarmen en te
vervormen)
 Nitinol heeft 2 mogelijke kristalroosters:
1. Autensiet: in deze (hete) staat geef je het materiaal de gewenste vorm
2. Martensiet: vervormbare staat van het materiaal, nadat het is afgekoeld