1. Przykład ceramiki gęstej o najmniejszej przewodności: Odp.
2. Jak wpływają wstrząsy termiczne na własności mechaniczne? Odp.
3. Przykład glinokrzemianu szkieletowego. Odp. 3 [(SiAl)O2] np. ortoklaz K[AlSi3O8]
4. W czym występuje MULLIT? Odp. Występuje w układzie SiO2-Al2O3. materiały mullitowe są materiałami ogniotrwałymi.
5. Jakie parametry wpływają na przewodnictwo cieplne? Odp.
6. Rodzaj wiązań w AlN. Odp. Kowalencyjne.
7. Jaki materiał ceramiczny ma największą teoretyczną twardość? Odp.
8. Rodzaj defektów liniowych (lub płaskich). Odp. Defekty LINIOWE:1.Dyslokacja krawędziowa (wejście dodatkowej półpłaszczyzny co powoduje rozszerzanie się płaszczyzn); 2.Dyslokacja śrubowa (powstaje na skutek wzajemnego przesunięcia się płaszczyzn atomowych). Defekty PŁASKIE: 1.Niskokątowa granica skośna (zbiór dyslokacji krawędziowych uszeregowanych jedna nad drugą tworzy płaskie zaburzenia rozdzielające kryształ na dwie części o płaszczyznach sieciowych nachylonych względem siebie pod niewielkim kątem). 2.Niskokątowa granica skręcania (uszeregowany zbiór dyslokacji śrubowych oddzielający dwie części kryształu skręcone względem siebie) 3.Zaburzenie płaskie powstałe w wyniku rozszczepienia się dyslokacji doskonałych na dyslokacje częściowe.
9. Jaki materiał ma wytrzymałość mechaniczną bliską teoretycznej? Odp. Wiskusy tj. włoskowate monokryształy. Przyczyną odbiegania rzeczywistej wytrzymałości materiałów od wytrzymałości teoretycznej jest występowanie w ich mikrostrukturze nieciągłości. Naprężenia wewnętrzne w wierzchołkach pęknięcia są wielokrotnością przyłożonych obciążeń zewnętrznych. Naprężenia te mogą osiągać w związku z tym, wielkość równą wytrzymałości teoretycznej już przy niezbyt dużych zewnętrznych obciążeniach.
10. Przy jakiej przemianie kwarcu następuje największy ubytek objętości? Odp.
1. Określ wiązania Si3N4. Odp. Jonowe
2. Defekty Schottkyego. Odp. Powstanie par wakancji kationowych i anionowych; przejście atomu na powierzchnię kryształu.
3. Co powoduje dodatek CaO i X2Y3 w tlenkach cyrkonu. Odp. Dodatek CaO powoduje obniżenie ogniotrwałości.
4. Jak zachowuje się metal a jak materiał ceramiczny pod obciążeniem? Odp. Metal po obciążeniu rotładowuje naprężenia poprzez odkształcenia plastyczne. Materiał ceramiczny po obciążeniu występuje trójosiowy stan naprężeń, rozładowywany jest przez powstawanie pęknięć w materiale, zachodzi ryzyko kruchego pękania mogące prowadzić do dekohezji.
5. Co wpływa na materiał ceramiczny, który ulega odkształceniu w wysokiej temperaturze bez pęknięć? Odp.
6. Co wpływa na współczynnik „K”? Odp. K zależy od przyłożonego naprężenia, wielkości szczeliny, geometrii przylożenia naprężenia.
7. Jaki tlenek wykorzystuje się do powstania szkła? Odp. SiO2 (tetraedr krzemowy), który jest podstawowym składnikiem struktury.
8. Jakie układy są najmniej asymetryczne? Odp.
9. Sposoby transportu ciepła. Odp. KONWEKCJA-ciepło przenoszone przez cząstki obdarzone energią cieplną, występuje w gazach; PROMIENIOWANIE-energia cieplna jest wymieniana między oddalonymi od siebie powierzchniami stałymi. Gorąca powierzchnia wypromieniowuje ciepło a zimna powierzchnia je absorbuje; PRZEWODNICTWO FONONOWE-przenoszenie ciepła możliwe jest przez zderzenia obdarzonych energią molekuł, które wykonują chaotyczne ruchy.
10. Jaka jest LK dla wiązań jonowych? Odp. W ciałach stałych o wysokim stopniu jonowości wiązań LK mieści się w granicach 6<LK<8. Musi zachodzić równowaga sił odpychania i przyciągania, czyli kationy otoczone są tylko przez aniony i na odwrót.
1. Wymień defekty punktowe. Odp. Defekt FRENKLA-przejście atomu w pozycję międzywęzłową. Defekt SCHOTTKYEGO- para wakancji kationowych i anionowych.
2. Jaka figura geometryczna odpowiada LK=4? Opd. Tetraedr.
3. Jakie wiązania występują w MgO? Odp. Jonowe.
4. Jaki materiał ceramiczny ma najmniejszą rozszerzalność cieplną? Odp. Skkło kwarcowe.
5. Dlaczego H2O wpływa na odkształcenia (plastyczność) pakietów 2:1? Odp. Pomiędzy warstwy pakietu może wchodzić woda co powoduje odpychanie pakietów od siebie i pęcznienie materiału. Woda działa smarująco w związku z czym pakiety mogą przesuwać się względem siebie. Materiał jest plastyczny i pod wpływem obciążenia odkształca się plastycznie.
6. Jaki związek występuje w układzie MgO-Al2O3? Odp. Spinel - MgOAl2O3.
7. Jak zmienia sie przewodnictwo fonowe w krysztale wraz ze wzrostem temperatury? Odp. Przewodnictwo fonowe maleje wraz ze wzrostem temp. W przenoszeniu ciepła zaczynają dominować fonony o większej częstotliwości i mniejszej długości fali, które charakteryzują się mniejszą długością drogi swobodnej wskutek występowania procesów przerzutu.
8. Jaki jest rozkład naprężeń wokół porów? Odp. Pory zwiększają koncentrację naprężeń i obniżają wytrzymałość mechaniczną materiału. W pobliżu (wokół) poru występują naprężenia rozciągające, dalej od poru występują naprężenia ściskające.
9. Metody zapobiegania kruchemu pękaniu. Odp. Zmiana powierzchni szkła (rysa pod wpływem naprężeń rozprzestrzenia się na całe szkło); Hartowanie szkła (ogrzanie szkła do wysokiej temp i schłodzenie w wodzie-na powierzchni występują naprężenia ściskające a wewnątrz rozciągające); Wytworzenie szkła sklejonego-wytworzenie laminatu, pęknięcie zatrzymuje się na polimerze.
10: Odmiany polimorficzne kwarcu. Odp. α kwarc->573°C->β kwarc->870°C->α tryolimit->1470°C->α krystobalit.
1. Rodzaj wiązań w Cr2O3. Odp. Jonowe.
2. Ile wynosi LK dla wiązań kowalencyjnych? Odp. LK=4
3. Jaka faza występuje w układzie SiO2-Al2O3. Odp.
4. Jak zmienia się przewodnictwo cieplne szkła pod wpływem temp.? Odp. W szkle obserwuje się niskie wartości przewodności cieplnej, jak i małe jej zmiany pod wpływem temp. Wynika to z bardzo małej długości drogi swobodnej i fononów w znacznie zaburzonej budowie atomowej substancji amorficznych co powoduje, iż rola procesow przerzutu w obniżeniu drogi swobodnej jest znikoma.
5. Jakie warunki musi spełniać związek aby tworzył z innymi związkami r-ór stały? Odp.
6. Od czego zależy kruche pękanie ceramiki? Odp. Na kruche pękanie duży wpływ mają nieciągłości: pęknięcia, pory, rysy które są statycznie rozprowadzone w materiale.
7. Wyjaśnij wsp. koncentracji naprężeń. Odp.
8. Naprężenia I- go rodzaju. Odp. Naprężenia cieplne I-go rodzaju związane są z anizotropią materiału. Powstają po podgrzaniu a znikają po ochłodzeniu. Po podgrzaniu i powrocie do temp otoczenia pojawiają się mikropęknięcia i powstają tzw. histerezy. Pęknięcia rozładowują energię odkształceń sprężystych i nie powodują w ten sposób dekohezji materiału.
9. Co jest głównym składnikiem ceramiki krzemionowej? Odp. Krzemiany z których większość utworzona jest przez polikondensację tetraedrycznych zespołów koordynacyjnych [SiO4] złożonych z centralnego atomu krzemu i czterech atomów tlenu w narożach tetraedru, tak, że atomy krzemu połączone są ze sobą przez mostki tlenowe.
10. Struktura ceramiki. Odp.
1. Co to jest komórka elementarna? Odp. Jest to równoległościan określony przez wektory a, b, c.
2. Defekty Frenkla. Odp. To przejście atomu w pozycję międzywęzłową. Złożone z par atomów (jonów) międzywęzłowych oraz wakancje tego samego rodzaju.
3. Co to są własności mechaniczne? Odp. Właściwości mechaniczne materiałow charakteryzują się reakcją na obciążenia mechaniczne sprowadzające się do odkształcenia i dekohezji. Odkształcenie jest wprost proporcjonalne do obciążenia: odkształcenie sprężyste->odkształcenie odwracalne; odkształcenie plastyczne- odkształcenie nieodwracalne; utrata sprężystości materiału-dekohezja (zniszczenie).
4. Co to jest LK? Odp. Jest to idealna geometria równowagowych położeń atomów w zespołach koordynacyjnych z danego atomu przyjętego za centralny i powiązanych z nim pierwszorzędowymi wiązaniami do niego, najbliższych sąsiadów.
5. Wiązania w Al2O3. Odp. Jonowe.
6. Dlaczego związek ..................jest związkiem niestechiometrycznym? Odp. Niestechiometryczność wynika z różnego stopnia utlenienia związku w materiale i zależy od ciśnienia cząsteczkowego tlenu.
7. Jak na materiał wpływa strumień ciepła? Odp. Materiał na który oddziałuje strumień ciepła zwiększa swą temp., zmienia wymiary, powstają naprężenia wewnętrzne, przewodzą ciepło.
8. Jak powstają naprężenia II-go rodzaju? Odp. Naprężenia te mają charakter stały. Mogą powodować pęknięcia. Przyczyną tych naprężeń jest nierownomierny rozkład temp. w materiale. Powstają gdy następuje nagłe ogrzanie i ochłodzenie materiału lub gdy następuje powolne nagrzanie i ochłodzenie materiału.
9. Od czego zależy odporność na kruche pękanie? Odp. 1.Sposoby obciążenia mechanicznego->rozwieranie pęknięcia, rozwój pęknięć zachodzi w warunkach płaskiego stanu odkształceń (występuje trójosiowy stan naprężeń); 2.Mikrostruktury materiału; 3.Sposobu ogrzewania i chłodzenia materiału.
1. Jakie wiązania występują w SiO? Odp. Jonowe.
2. Dlaczego nie można wyrobić zwartej ceramiki z cyrkonu Zr......
3. Ile wynosi LK dla wiązań kowalencyjnych? LK=4
4. W jakim materiale występuje największy moduł sprężystości? Odp.
5. Defekty punktowe. Odp. Defekt FRENKLA-przejście atomu w pozycję międzywęzłową. Defekt SCHOTTKYEGO- para wakancji kationowych i anionowych.
6. Wyjaśnij liniową rozszerzalność cieplną. Odp.
7. Własności szkła i do niego podobnego kryształu - różnice. Odp. W krystalicznej strukturze krzemionki każdy atom krzemu tworzy tetraedryczne zespoły koordynacyjne z najbliższymi sąsiednimi czterema atomami tlenu, których płaski rzut może być przedstawiony w postaci trójkątnych zespołów trzech atomów tlenu z umieszczonym w centrum atomem krzemu. W amorficznej krzemionce zespoły te są identyczne lecz ich powiązanie jest nieregularne. Pozwala to na utworzenie ciągłej więźby lecz o mniej gęstym ułożeniu atomów niż w strukturze krystalicznej. W konsekwencji w amorficznej krzemionce muszą występować w porównaniu z krystaliczną krzemionką pustki niezapełnione przez atomy.
8. Dwa układy krystalograficzne o najwyższej symetrii. Odp. Układ regularny; Układ tetragonalny.
9. Od czego zależy odporność na kruche pękanie? Odp. Zależy od: sposobu obciążenia mechanicznego, mikrostruktury materiału, sposobu ogrzewania i chłodzenia materiału.
10. Fonowe przewodnictwo cieplne. Odp.
1. Jakie wiązania wyszępują w TiC? Odp. Kowalencyjne.
2. Rozkład termiczny kaolinu. Odp.
3. Dlaczego szkło w zasadzie nie przewodzi ciepła? Odp. Wynika to z bardzo małej dlugości drogi swobodnej fononów w znacznie zaburzonej budowie atomowej substancji amorficznych, co powoduje iż rola procesów przerzutu w obniżeniu drogi swobodnej jest znikoma.
4. Dlaczego ceramika pęka poniżej teoretycznej wytrzymałości? Odp. Z powodu występujących w jej mikrostrukturze nieciągłości. Naprężenia wewnętrzne u wierzchołka pęknięcia są wielokrotnością przyłożonych obciążeń zewnętrznych. Naprężenia te mogą osiągać w związku z tym wielkość równą wytrzymałości teoretycznej już przy niezbyt dużych zewnętrznych obciążeniach.
5. Podaj przykład krzemianu szkieletowego. Odp. Kwarc-[SiO2] 3 [SiO2]n -krzemiany.
6. Podaj składniki mikrostruktury ceramiki. Odp. Kryształy, granice międzyfazowe, pory.
7. Jaką LK ma SiO? Odp. LK=4 tetraedr.
8. Co dzieje się ze stężeniem defektów punktowych wraz ze wzrostem temperatury? Odp.
1. Jakie wiązania występują w CaO? Odp.
2. Jakie są metody badania twardości ceramiki? Odp.
3. LK=6 Odp.
4. Podaj przykład krzemianu warstwowego. Odp.
5. Dlaczego w ciałach stałych występują defekty punktowe? Odp.
6. Jakie składniki należy dodać aby obniżyć temp. eutektyki w SiO2-Al2O3. Odp.