Werkstoffe: Metalle, Kunststoffe, Holz, Textilien, Keramik und Glas

Werkstoffe im Überblick

Anreicherungsverfahren

Anreicherungsverfahren: Brech-, Konzentrations- und Reduktionsverfahren (Elektrolyse).

Aluminium

Aluminium: Gewinnung aus Bauxit: Bauxit → Aluminiumoxid → Aluminium (Elektrolyse).

Verwendung: elektrische Leitungen, Küchenutensilien.

Eigenschaften: geringe Dichte, gute Verformbarkeit, weich, korrosionsbeständig, gute Leitfähigkeit.

Leichtmetall:

• Für Gießen und Schmelzen: Motorblöcke, Kolben
• Oder zum Schmieden (Laminieren): Konstruktionen im Luftschiff- und Marinebau

Pulvermetallurgie

Pulvermetallurgie: Anwendung, wenn Schmelzen nicht möglich ist oder hohe Härte gefordert wird.

Verfahren: Gewinnung von Pulver, Verdichten (Pressen) und Sintern. Vorteile: Energieeinsparung, schnelle Fertigung, dünne Schichten möglich.

Kunststoffe

Kunststoffe:

• Naturstoffe: Cellulose, Kautschuk (Gummi)
• Synthetische Kunststoffe: Celluloid, PP, PVC

Polymerisation:

• Polyaddition: Kettenreaktion aus gleichen Monomeren (z. B. unpolares PP); aus verschiedenen Monomeren entstehen Copolymere (z. B. Acetat).
• Polykondensation: Erfordert eine vorherige chemische Reaktion; Beispiele: Nylon, Polyester.

Molekularstruktur

Molekularstruktur:

• Lineare und verzweigte Strukturen (Thermoplaste)
• Vernetzte, netzartige Strukturen (Duroplaste, warmfest)

Polymer-Klassen: Klebstoffe, Fasern, Farben.

Holz und holzartige Werkstoffe

Holz:

• Weichholz (mehrjährig, Blattbäume wie Kiefer, Tanne, Zeder)
• Hartholz (z. B. Buche, Eiche)

Holzwerkstoffe:

• Sperrholz: Furniere werden ungerade Anzahl und um 90° versetzt verleimt.
• Spanplatten: Teilchen- und Faserplatten (z. B. MDF).
• Furnierplatten: Verwendung für Möbel.

Textilfasern

Eigenschaften: hohe Zugfestigkeit, Elastizität, Gleichmäßigkeit, Hygroskopizität, Wärmedämmung, weicher Griff, Beständigkeit gegen chemische Einflüsse.

Typen: pflanzliche, tierische und synthetische Fasern.

Ton und Keramik

Ton: Formbar als Kunststoff; geeignet für Antriebs- und Schutzanwendungen sowie strukturelle Widerstandsfähigkeit.

• Ziegel, Fliesen
• Porzellan: Geschirr, Schutzmaterial

Zement

Zement, Typen: Portlandzement, Gips, Kalk (hydraulische Zemente härten unter Wasser aus).

Herstellung: Ton und Kalk werden im Brennofen zu Klinker gebrannt und mit Gips gemischt.

Glas

Glas: Keramischer Werkstoff, transparent, zerbrechlich, schwer. Hauptbestandteil ist Kieselsäure; die Struktur ist amorph.

Herstellung: Schmelzen im Ofen, Formgebung durch Gießen, Extrusion, Blasformen, Walzen oder Pressen.

Wärmebehandlung

Nach der Formgebung: Anlassen, Glühen.

Schleifmittel (Abrasive)

Eigenschaften: matt, sehr hart, nicht spröde, zäh, feuerfest.

Einsatz: Schneidwerkzeuge, Schleifpapier, Glasbearbeitung.