Scheikunde – 6V – Hoofdstuk 18 – Nieuwe materialen
Metalen en legeringen
Toepassingen van metalen
- Edelheid: hoe hoger het standaardelektropotentiaal, hoe edeler het
metaal
o Corrosie: ongewenste aantasting van onedele metalen door bijv.
water of zuurstof (ijzer roesten)
o Bescherming tegen corrosie kan met oxidelaagje
Bouw van metalen
- Macroniveau: niveau waarop stoffen en materialen in de praktijk worden
gebruikt
o Geleiding
o Buigzaamheid
- Mesoniveau: wijze waarop de deeltjes van het microniveau gegroepeerd
zijn
o Kristalstructuur: metalen vormen kleine groepjes metaalionen,
kristallen. De metaalroosters van verschillende kristallen sluiten niet
goed op elkaar aan, waardoor metalen goed vervormbaar zijn
- Microniveau: de bouwstenen van stoffen, de moleculen, ionen en atomen
o Positief geladen metaalionen, omringd door negatief geladen, vrij-
bewegende valentie-elektronen geleiding
o Zeer sterke metaalbinding tussen de geladen deeltjes
Roosterfouten
- Legering: deel van de metaalatomen vervangen door iets grotere of
kleinere andere atomen roosterfouten verschuiven wordt moeilijker
hardere stof
o Bros: zoveel roosterfouten, dat het zal barsten bij een poging tot
bewerking
- Bewerking van metalen: op het grensvlak ontstaat weerstand tegen
schuiven, bewerking kan leiden tot meer grensvlakken en dus meer
weerstand verhitting kan een deel van de kleine kristallen weer
samensmelten, walsen en smeden is dan weer mogelijk.
Nieuwe legeringen
- Smart materials: stoffen met slimme eigenschappen die reageren op
invloeden van buitenaf
- Geheugenmetaal: ‘onthoudt’ vormen, gaat na verwarmen terug naar
oorspronkelijke vorm
o Nitinol: legering van nikkel en titaan, heeft twee kristalroosters. Bij
hoge temperaturen wordt het sterke austeniet gevormd, bij lagere
temperaturen martensiet. Het metaal is dan enigszins
vervormbaar.
Slimme polymeren
Zelfherstellende polymeren: polymeren die zichzelf repareren zonder
toevoeging van stoffen
- Bolletjes niet-gereageerd monomeer: breken bij beschadiging open en
vullen beschadiging op
Metalen en legeringen
Toepassingen van metalen
- Edelheid: hoe hoger het standaardelektropotentiaal, hoe edeler het
metaal
o Corrosie: ongewenste aantasting van onedele metalen door bijv.
water of zuurstof (ijzer roesten)
o Bescherming tegen corrosie kan met oxidelaagje
Bouw van metalen
- Macroniveau: niveau waarop stoffen en materialen in de praktijk worden
gebruikt
o Geleiding
o Buigzaamheid
- Mesoniveau: wijze waarop de deeltjes van het microniveau gegroepeerd
zijn
o Kristalstructuur: metalen vormen kleine groepjes metaalionen,
kristallen. De metaalroosters van verschillende kristallen sluiten niet
goed op elkaar aan, waardoor metalen goed vervormbaar zijn
- Microniveau: de bouwstenen van stoffen, de moleculen, ionen en atomen
o Positief geladen metaalionen, omringd door negatief geladen, vrij-
bewegende valentie-elektronen geleiding
o Zeer sterke metaalbinding tussen de geladen deeltjes
Roosterfouten
- Legering: deel van de metaalatomen vervangen door iets grotere of
kleinere andere atomen roosterfouten verschuiven wordt moeilijker
hardere stof
o Bros: zoveel roosterfouten, dat het zal barsten bij een poging tot
bewerking
- Bewerking van metalen: op het grensvlak ontstaat weerstand tegen
schuiven, bewerking kan leiden tot meer grensvlakken en dus meer
weerstand verhitting kan een deel van de kleine kristallen weer
samensmelten, walsen en smeden is dan weer mogelijk.
Nieuwe legeringen
- Smart materials: stoffen met slimme eigenschappen die reageren op
invloeden van buitenaf
- Geheugenmetaal: ‘onthoudt’ vormen, gaat na verwarmen terug naar
oorspronkelijke vorm
o Nitinol: legering van nikkel en titaan, heeft twee kristalroosters. Bij
hoge temperaturen wordt het sterke austeniet gevormd, bij lagere
temperaturen martensiet. Het metaal is dan enigszins
vervormbaar.
Slimme polymeren
Zelfherstellende polymeren: polymeren die zichzelf repareren zonder
toevoeging van stoffen
- Bolletjes niet-gereageerd monomeer: breken bij beschadiging open en
vullen beschadiging op
