H14 Nieuwe materialen
14.1 Metalen en legeringen
Kernsfusie= Samensmelten van kernen van verschillende atomen, waarbij een andere,
zwaardere kern wordt gevormd.
- Is zeer hoge activeringsenergie voor nodig.
- Er ontstaat een plasma: geleidt stroom.
- Een kernfusiereactor is een ring met erin het plasma en magneetringen eromheen.
Edelheid van metalen= Aanduiding van reductorsterkte van metalen.
- Onedel metaal= Sterke reductor met een laag standaardelektropotentiaal.
o Is gevoelig voor corrosie en wordt hiervoor beschermd door bijv. beschermend oxidelaagje,
afdekken met verf of een poeder laagje.
- Edel metaal= Zwakke reductor met een hoog standaardelektropotentiaal.
Geleidbaarheid en buigzaamheid zijn eigenschappen op macroniveau:
Geleidbaarheid is te verklaren op microniveau. Metalen bestaan uit metaalionen, omringd door negatief
geladen, vrij bewegende valentie-elektronen die een sterke metaalbinding hebben. Dit zorgt voor een hoge
aantrekkingskracht. Daarnaast zorgen de vrij bewegende valentie-elektronen ervoor dat metaal een goede
geleider is.
Buigzaamheid is te verklaren op mesoniveau. Een metaal bestaat uit groepjes kristallen, die metaalionen
vormen met een metaalrooster. Een metaal buigen gaat makkelijk als de verschuiving in het rooster wordt
doorgegeven. Alleen op het grensvlak sluiten de roosters niet op elkaar aan, waardoor de verschuiving niet
goed wordt doorgegeven en het metaal lastiger buigt. Hoe meer grensvlakken + roosterfouten er zijn, hoe
lastiger de lagen langs elkaar schuiven, hoe harder het metaal wordt en hoe moeilijker het metaal buigt.
Oplossing: Door het metaal te smelten, smelten kleine kristallen samen tot grote kristallen.
Hierdoor ontstaan er minder grensvlakken, waardoor het metaal weer makkelijk buigt.
Legeringen= Mengsel van verschillende metalen door ze samen te laten smelten.
Het samensmelten zorgt voor veranderingen in metaalrooster waardoor eigenschappen veranderen. Dit
komt doordat metaalatomen in het rooster vervangen worden door een atoom met een andere vorm. Zo
ontstaan roosterfouten, waardoor er geen verschuivingen in het rooster kunnen plaatsvinden. Hierdoor is
het metaal harder + buigt het lastiger (het wordt bros)
Brosheid= Een materiaal eigenschap, het materiaal heeft weinig energie nodig om te breken.
Smart materials= Een stof waarvan je een of meer eigenschappen kunt veranderen onder invloeden
van buitenaf.
Bijv. Geheugenmetaal= Metaal dat na het verhitten weer zijn originele vorm aanneemt die hij had
voor het verhitten en buigen.
Twee mogelijke kristalroosters:
- Martensiet= Rooster wanneer het materiaal afgekoeld is, het is dan erg flexibel en buigzaam.
o Atomen zitten in dit rooster dichter bij elkaar.
- Austensiet= Rooster wanneer het materiaal verwarmd wordt, gaan de atomen in dit rooster
zitten en geef je het de gewenste vorm.
Brosheid= Eigenschap, materiaal heeft weinig energie nodig om te breken.
14.1 Metalen en legeringen
Kernsfusie= Samensmelten van kernen van verschillende atomen, waarbij een andere,
zwaardere kern wordt gevormd.
- Is zeer hoge activeringsenergie voor nodig.
- Er ontstaat een plasma: geleidt stroom.
- Een kernfusiereactor is een ring met erin het plasma en magneetringen eromheen.
Edelheid van metalen= Aanduiding van reductorsterkte van metalen.
- Onedel metaal= Sterke reductor met een laag standaardelektropotentiaal.
o Is gevoelig voor corrosie en wordt hiervoor beschermd door bijv. beschermend oxidelaagje,
afdekken met verf of een poeder laagje.
- Edel metaal= Zwakke reductor met een hoog standaardelektropotentiaal.
Geleidbaarheid en buigzaamheid zijn eigenschappen op macroniveau:
Geleidbaarheid is te verklaren op microniveau. Metalen bestaan uit metaalionen, omringd door negatief
geladen, vrij bewegende valentie-elektronen die een sterke metaalbinding hebben. Dit zorgt voor een hoge
aantrekkingskracht. Daarnaast zorgen de vrij bewegende valentie-elektronen ervoor dat metaal een goede
geleider is.
Buigzaamheid is te verklaren op mesoniveau. Een metaal bestaat uit groepjes kristallen, die metaalionen
vormen met een metaalrooster. Een metaal buigen gaat makkelijk als de verschuiving in het rooster wordt
doorgegeven. Alleen op het grensvlak sluiten de roosters niet op elkaar aan, waardoor de verschuiving niet
goed wordt doorgegeven en het metaal lastiger buigt. Hoe meer grensvlakken + roosterfouten er zijn, hoe
lastiger de lagen langs elkaar schuiven, hoe harder het metaal wordt en hoe moeilijker het metaal buigt.
Oplossing: Door het metaal te smelten, smelten kleine kristallen samen tot grote kristallen.
Hierdoor ontstaan er minder grensvlakken, waardoor het metaal weer makkelijk buigt.
Legeringen= Mengsel van verschillende metalen door ze samen te laten smelten.
Het samensmelten zorgt voor veranderingen in metaalrooster waardoor eigenschappen veranderen. Dit
komt doordat metaalatomen in het rooster vervangen worden door een atoom met een andere vorm. Zo
ontstaan roosterfouten, waardoor er geen verschuivingen in het rooster kunnen plaatsvinden. Hierdoor is
het metaal harder + buigt het lastiger (het wordt bros)
Brosheid= Een materiaal eigenschap, het materiaal heeft weinig energie nodig om te breken.
Smart materials= Een stof waarvan je een of meer eigenschappen kunt veranderen onder invloeden
van buitenaf.
Bijv. Geheugenmetaal= Metaal dat na het verhitten weer zijn originele vorm aanneemt die hij had
voor het verhitten en buigen.
Twee mogelijke kristalroosters:
- Martensiet= Rooster wanneer het materiaal afgekoeld is, het is dan erg flexibel en buigzaam.
o Atomen zitten in dit rooster dichter bij elkaar.
- Austensiet= Rooster wanneer het materiaal verwarmd wordt, gaan de atomen in dit rooster
zitten en geef je het de gewenste vorm.
Brosheid= Eigenschap, materiaal heeft weinig energie nodig om te breken.
