Klassifizierung von Ingenieurmaterialien
Grundlegende Klassifizierung von Ingenieurwerkstoffen
Grundsätzlich können Ingenieurwerkstoffe in zwei Kategorien unterteilt werden-
Metalle
Nichtmetalle
Metalle
Metalle sind polykristalline Körper, die aus einer Vielzahl unterschiedlich orientierter kleiner Kristalle bestehen. Normalerweise sind die meisten Metalle bei Raumtemperatur fest. Einige Metalle, wie Quecksilber, sind jedoch auch bei Raumtemperatur flüssig. Alle Metalle haben eine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit. Alle Metalle haben einen positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstands. Das bedeutet, dass der Widerstand von Metallen mit steigender Temperatur zunimmt. Beispiele für Metalle – Silber, Kupfer, Gold, Aluminium, Eisen, Zink, Blei, Zinn usw.
Metalle können weiter in zwei Gruppen unterteilt werden-
Eisenhaltige Metalle –
Alle eisenhaltigen Metalle enthalten Eisen als gemeinsames Element. Alle eisenhaltigen Materialien haben eine sehr hohe Permeabilität, was diese Materialien für den Bau von Maschinenkernen geeignet macht. Beispiele: Gusseisen, Schmiedeeisen, Stahl, Siliziumstahl, Hochgeschwindigkeitsstahl, Federstahl usw.Nichteisenhaltige Metalle –
Alle nichteisenhaltigen Metalle haben eine sehr geringe Permeabilität. Beispiele: Silber, Kupfer, Gold, Aluminium usw.
Nichtmetall-Materialien sind nichtkristallin. Diese existieren in amorphen oder mesomorphen Formen. Diese sind sowohl in fester als auch in gasförmiger Form bei Raumtemperatur verfügbar.
Normalerweise sind alle Nichtmetalle schlechte Wärme- und Elektrizitätsleiter.
Beispiele: Kunststoffe, Gummi, Leder, Asbest usw.
Da diese Nichtmetalle eine sehr hohe Spezifische Widerstandsfähigkeit haben, eignen sie sich für Isolationen in elektrischen Maschinen.
Unterschied zwischen Metallen und Nichtmetallen
| Nr. | Eigenschaft | Metalle | Nichtmetalle |
| 1. | Struktur | Alle Metalle haben eine kristalline Struktur | Alle Nichtmetalle haben eine amorphe oder mesomorphe Struktur |
| 2. | Zustand | Normalerweise sind Metalle bei Raumtemperatur fest | Der Zustand variiert je nach Material. Einige sind in Gasform und einige in festem Zustand bei Raumtemperatur. |
| 3. | Valenzelektronen und Leitfähigkeit | Valenzelektronen sind in Metallen frei beweglich, was sie zu guten Wärme- und Elektrizitätsleitern macht | Valenzelektronen sind eng an das Atomkern gebunden und nicht frei beweglich. Dies macht sie zu schlechten Wärme- und Elektrizitätsleitern |
| 4. | Dichte | Hohe Dichte | Niedrige Dichte |
| 5. | Festigkeit | Hohe Festigkeit | Niedrige Festigkeit |
| 6. | Härte | Im Allgemeinen hart | Die Härte variiert je nach Material |
| 7. | Schmiedbarkeit | Schmiedbar | Nicht schmiedbar |
| 8. | Ziehbarkeit | Ziehbar | Nicht ziehbar |
| 9. | Sprödigkeit | Im Allgemeinen nicht spröde | Die Sprödigkeit variiert je nach Material |
| 10. | Glanz | Metalle haben metallischen Glanz | Im Allgemeinen haben sie keinen metallischen Glanz (außer Graphit und Jod) |
Weitere Klassifizierung von Ingenieurwerkstoffen:
Ingenieurwerkstoffe können auch wie folgt klassifiziert werden-
Metalle und Legierungen
Keramische Werkstoffe
Organische Werkstoffe
Metalle und Legierungen
Metalle sind polykristalline Körper, die aus einer Vielzahl unterschiedlich orientierter kleiner Kristalle bestehen. Normalerweise sind die meisten Metalle bei Raumtemperatur fest. Einige Metalle, wie Quecksilber, sind jedoch auch bei Raumtemperatur flüssig.
Reine Metalle haben eine sehr geringe mechanische Festigkeit, die manchmal den Anforderungen bestimmter Anwendungen nicht gerecht wird. Um dieses Problem zu überwinden, werden Legierungen verwendet.
Legierungen sind Zusammensetzungen aus zwei oder mehr Metallen oder Metallen und Nichtmetallen. Legierungen haben eine gute mechanische Festigkeit und einen niedrigen Temperaturkoeffizienten des Widerstands.
Beispiele: Stähle, Messing, Bronze, Gunmetal, Invar, Superlegierungen usw.
Keramische Werkstoffe
Keramische Werkstoffe sind nichtmetallische Festkörper. Diese bestehen aus anorganischen Verbindungen wie Oxiden, Nitriden, Silikaten und Carbiden. Keramische Werkstoffe haben außergewöhnliche strukturelle, elektrische, magnetische, chemische und thermische Eigenschaften. Diese keramischen Werkstoffe finden heute in verschiedenen Ingenieurwesen breite Anwendung.
Beispiele: Silica, Glas, Zement, Beton, Granat, Mgo, Cds, Zno, SiC usw.
