Gitterstrukturen von Magnesium und Titan
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Questions and Answers

Was ist die Gitterstruktur von reinem Titan?

  • Rhomboedrische Struktur
  • Hexagonal dichteste Packung (correct)
  • Kubisch dichteste Packung
  • Body-Centered Cubic

    • Wie viele Gleitsysteme hat das hdp-Gitter von reinem Titan?

  • 4 Gleitsysteme
  • 2 Gleitsysteme
  • 5 Gleitsysteme
  • 3 Gleitsysteme (correct)

    • Welche physikalische Eigenschaft hat Titan in Bezug auf die Dichte?

  • 7,0 g/cm³
  • 8,1 g/cm³
  • 2,5 g/cm³
  • 4,5 g/cm³ (correct)

    • Welcher Wert beschreibt die Zugfestigkeit von Titan?

    <p>240 – 360 N/mm²</p> Signup and view all the answers

    Warum ist reines Titan mäßig kalt umformbar?

    <p>Wegen der geringen Anzahl an aktivierbaren Gleitsystemen</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein vorteilhafter Anwendungsbereich von Titan?

    <p>Luftfahrt</p> Signup and view all the answers

    Wie hoch ist die Schmelztemperatur von Titan?

    <p>1670 °C</p> Signup and view all the answers

    Welcher der folgenden Werte beschreibt den Ausdehnungskoeffizienten von Titan?

    <p>$9 imes 10^{-5}/K$</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaften machen feine Späne und Schleifstaub aus Titane hochentzündlich?

    <p>Hohe O-Affinität</p> Signup and view all the answers

    Welche Phase stabilisieren die Legierungselemente Al, Sn und O in reinem Titan?

    <p>α-Phase</p> Signup and view all the answers

    Welches Material wird häufig in orthopädischen Temporärimplantaten verwendet?

    <p>Titan Grade 4</p> Signup and view all the answers

    Welche Titanlegierungen sind Beispiele für β-Legierungen?

    <p>Ti-5Al-2.5Fe</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Beschichtungen nutzt Titan?

    <p>Titanoxidbeschichtung</p> Signup and view all the answers

    Wofür ist die hohe Korrosionsbeständigkeit von Titan Grade 1 vorteilhaft?

    <p>Meeresumgebungen</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaften werden durch das Mischkristallverfestigen von reinem Titan erhalten?

    <p>Erhöhte Festigkeit</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine typische Anwendung von Titanlegierungen?

    <p>Turbinenschaufeln</p> Signup and view all the answers

    Welches Metall hat eine kubisch flächenzentrierte Gitterstruktur?

    <p>Aluminium</p> Signup and view all the answers

    Welche Dichte besitzt Aluminium?

    <p>ρ &lt; 5 g/cm³</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Materialien gehört zu den Schwermetallen?

    <p>Kobalt</p> Signup and view all the answers

    Welche Anwendung ist typischerweise nicht mit Aluminium verbunden?

    <p>Schwerlastkräne</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine der herausragenden Eigenschaften von Aluminium?

    <p>Hohe elektrische Leitfähigkeit</p> Signup and view all the answers

    Welches Metall hat eine Dichte von weniger als 5 g/cm³?

    <p>Aluminium</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Metalle ist kein Leichtmetall?

    <p>Kupfer</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften ist nicht typisch für Magnesium?

    <p>Hohe Korrosionsbeständigkeit</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Gleitsysteme der hdp-Gitterstruktur ist korrekt?

    <p>Es hat 3 Gleitsysteme mit definierter Gleitebene.</p> Signup and view all the answers

    Welche Temperatur verbessert die Umformbarkeit von Rein-Magnesium am meisten?

    <p>220°C</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Gleitsysteme hat das Kfz-Gitter?

    <p>12 Gleitsysteme</p> Signup and view all the answers

    Welche Form der Gleitung ist für Magnesium typisch?

    <p>Basalgleitung</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein typisches Merkmal der Krz-Gitterstruktur?

    <p>Definierte Gleitrichtung ohne definierte Gleitebenen</p> Signup and view all the answers

    Welches Legierungselement ist nicht wichtig für Mg-Legierungen?

    <p>Eisen</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die c/a-Verhältnisse ist richtig?

    <p>Das c/a-Verhältnis variiert zwischen den Gitterstrukturen.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Gleitbewegung im hdp-Gitter?

    <p>Gleitung auf der Basisebene {0001} und der prismatischen &amp; pyramidal Gleitbewegung.</p> Signup and view all the answers

    Welche Dichteklasse fällt Magnesium in Bezug auf die Werkstofftechnik?

    <p>Leichtmetalle (Dichte ρ &lt; 5 g/cm³)</p> Signup and view all the answers

    Welche Gitterstruktur hat reines Magnesium?

    <p>Hexagonal-dichteste Packung</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Materialien zählen nicht zu den Schwermetallen?

    <p>Aluminium</p> Signup and view all the answers

    Welches dieser Elemente ist ein leichtes Metall?

    <p>Titan</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über Keramiken ist richtig?

    <p>Sie zeichnen sich durch hohe Härte und Sprödigkeit aus.</p> Signup and view all the answers

    Welches Material fällt als Kontrast zu Magnesium in die Kategorie der Schwermetalle?

    <p>Nickel</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Materialien hat die höchste Dichte?

    <p>Kobalt</p> Signup and view all the answers

    Was ist die allgemeine Charakteristik von leichtmetallischen Legierungen?

    <p>Sie sind leicht und korrosionsbeständig.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Gitterstrukturen und Eigenschaften von Materialien

    • Magnesium hat eine hexagonal dichteste Packung (hdp), was bedeutet, dass es dort nur 3 Gleitsysteme für die Verformung gibt.
    • Rein-Magnesium ist bei Raumtemperatur schlecht umformbar, die Umformung verbessert sich signifikant bei etwa 220 °C.
    • Titan hat ebenfalls eine hexagonal dichteste Packung (hdp) und zeigt ähnliches Verhalten wie Magnesium mit nur 3 Gleitsystemen.
    • Titan hat eine Dichte von 4,5 g/cm³ und eine Schmelztemperatur von 1670 °C.

    Eigenschaften und Verarbeitung von Titan

    • Titanlegierungen besitzen vorteilhafte mechanische sowie technologische Eigenschaften, wie Korrosionsbeständigkeit, die sie ideal für die Luftfahrt und Medizintechnik macht.
    • Rein-Titan muss bei der Verarbeitung unter besonderen Bedingungen behandelt werden, aufgrund seiner hohen Affinität zu Sauerstoff; z.B. Wärmebehandlungen unter Edelgas oder Vakuum.
    • Titanlegierungen sind in α-Legierungen, β-Legierungen, near-α-Legierungen und α+β-Legierungen kategorisiert.

    Aluminium und dessen Eigenschaften

    • Reines Aluminium hat eine kubisch flächenzentrierte Struktur (kfz), was zu einer hohen Verformungsfähigkeit führt.
    • Aluminium zeichnet sich durch herausragende Eigenschaften aus, wie eine gute Korrosionsbeständigkeit, hohe spezifische Festigkeit und gute elektrische sowie thermische Leitfähigkeit.

    Anwendungsgebiete

    • Magnesium wird hauptsächlich in der Luftfahrt und Automobilindustrie verwendet.
    • Titan findet Anwendung in orthopädischen Implantaten sowie in chemischen Apparaturen und der Medizintechnik.
    • Aluminium ist weit verbreitet im Bauwesen, in der Automobilindustrie und bei Konsumgütern aufgrund seines geringen Gewichts und seiner guten Verformbarkeit.

    Legierungselemente

    • Wichtige Legierungselemente für Magnesiumlegierungen sind Aluminium und Zink.
    • Rein-Titan wird durch Al, Sn zur Stabilisierung der α-Phase und V, Cr zur Stabilisierung der β-Phase legiert.

    Besondere Eigenschaften von Titan

    • Hohe Zugfestigkeit von 240–360 N/mm² und ein E-Modul von 110 GPa.
    • Verhältnis von Festigkeit zu Dichte macht Titan zu einem interessanten Material für Hochleistungsanwendungen.

    Verformungsverhalten von Titan

    • Die Anzahl der aktivierbaren Gleitsysteme beeinflusst die Verformbarkeit; mehr Gleitsysteme führen zu besserer Umformbarkeit.
    • Rein-Titan ist mäßig kalt umformbar, was die Verarbeitung erschwert.

    Klassifizierung nach Reinheit

    • Unlegiertes Titan wird in verschiedene Grades unterteilt, die unterschiedliche Eigenschaften in Bezug auf Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit aufweisen, wobei Grade 1 die höchste Korrosionsbeständigkeit und Grade 4 die höchste Festigkeit bieten.

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    Dieses Quiz behandelt die Gitterstrukturen und Eigenschaften von Magnesium und Titan. Es wird untersucht, wie sich diese Materialien unter verschiedenen Bedingungen verformen und wie die unterschiedlichen Legierungen in der Industrie genutzt werden. Besonders Augenmerk liegt auf deren mechanischen und technologischen Eigenschaften.

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