Metallurgie, Polymere und Werkstoffe: Grundlagen und Verarbeitung

Metallurgie und Metallgewinnung

Metalle nehmen das Erz in der Mine (Art billige +) und durchlaufen einen metallurgischen Prozess, um Aluminium zu gewinnen.

Anreicherung von Erzen

Die Anreicherung des Minerals wird vorbereitet, um ein Produkt zu erhalten, das für die nachfolgenden Maßnahmen aus der Mine geeignet ist.

Prozesse der Anreicherung

• Zerkleinerung (mechanische Reduzierung der Größe der Gesteine)
• Konzentration (Trennung von Erz und Gangart durch physikalische Verfahren)
• Reduktion (Abtrennung des gewünschten chemischen Elements auf das Maximum)
• Raffination (für maximale Reinheit)

Aluminium: Gewinnung und Eigenschaften

Aluminium ist das häufigste Element in der Erdkruste (7 %), ist sehr schwer zu gewinnen und wird durch Elektrolyse in Kryolith gewonnen (relativ günstig).

Gewinnungsprozess

Es gibt zwei Phasen: ¹Gewinnung von Aluminiumoxid und ²Gewinnung von Aluminium aus Aluminiumoxid.

Eigenschaften und Anwendungen

Eigenschaften: Geringe Dichte, guter Leiter, dehnbar, weich, korrosionsbeständig, scharfkantig, Schmelzpunkt (t°) = 660 °C (Anmerkung: Der angegebene Wert 600 °C ist ungenau, der korrekte Wert ist ca. 660 °C).

Anwendungen: Für elektrische Leitungen, Heizkörper und Dosen.

Formgebungsverfahren

Methoden der Formgebung: Spritzgießen (Injection Molding), Prägen (embotició), Ziehen (trefilatge), Walzen (laminatge) und Extrusion.

Pulvermetallurgie

Pulvermetallurgie ist eine Technik zur Herstellung von metallischen Bauteilen oder Werkstoffen bei sehr hohen Temperaturen, die extreme Härte oder andere Eigenschaften aufweisen, die bei Schmelzprozessen nicht erreicht werden können.

Anwendungsbereich

Sie wird angewendet, wenn sehr hohe Schmelztemperaturen (Tº) und hohe Härte erforderlich sind.

Verfahren

Verfahren: Erzeugung von Pulver und anschließende Kompression oder Sintern.

Kunststoffe (Polymere)

Kunststoffe

Klassifikation

Klassifikation: Natürliche (Cellulose, Gummi), künstliche (Zelluloid), synthetische (Polystyrol, Polypropylen).

Eigenschaften und Formgebung

Eigenschaften: Leicht, korrosionsbeständig, leicht formbar (conformatge).

Formgebungsverfahren für Polymere: Extrusion, Glasbläserei, Strangpressen, Spritzgießen (Injection Molding), Schäumgießen (escumeig), Vakuum-Spritzgießen, Formpressen und Kalandrieren (calandratge).

Molekülstrukturen und Additive

Molekülstrukturen: Lineare oder verzweigte (Thermoplaste) oder netzartige/vernetzte (Duroplaste).

Die verschiedenen Eigenschaften von Polymeren können durch die Anwendung von Additiven verbessert werden: Füllstoffe (Lasten), Weichmacher, Stabilisatoren, Farbstoffe, Flammschutzmittel, Schmiermittel und Entformungsmittel (desemmotllants).

Mechanische Eigenschaften

Die mechanischen Eigenschaften eines Polymers verbessern sich mit dem Grad der Polymerisation, der Kristallinität und der Vernetzung.

Klassifikation nach Anwendung

Klassifikation von Polymeren: Klebstoffe, Fasern, Farben, Kunststoffe und Elastomere.

Holz

Holz = Natürliches Material mit einer homogenen komplexen Struktur, das Cellulose und Lignin enthält.

Arten von Holz

Natürlich (Weichholz, Hartholz) künstlich (geschützt, agglomeriert, Brettschichtholz/enllistonada).

Keramische Werkstoffe

Keramische Werkstoffe: Tonarten, Zemente, feuerfeste Materialien, Glas und Schleifmittel.

Unterkategorien

• Ton: Sehr reichlich vorhanden, sind plastisch formbar.
• Zement: Bindemittel.
• Feuerfeste Materialien: Ähnlich wie Tone, widerstehen hohen Temperaturen.
• Glas: Sehr spröde, hart, transparent (Glaskeramik).
• Schleifmittel: Abriebfest.

Fasern

Fasern: Gewinnungsprozess: Faser -> Spinnen -> Garn -> Stricken -> Gewebe (Leinwand).

Fasertypen: Pflanzliche, tierische, künstliche und synthetische Fasern.