Materialwissenschaft im Maschinenbau, Teil II

Metalle, Polymere, Keramiken und Verbundwerkstoffe … oh mein Gott!

Stellen Sie sich Dorothy vor, die auf ihrem Weg nach Oz in einem Wald aus diesen Materialien verloren ist. Die Vogelscheuche ist wahrscheinlich ein zusammengesetztes Wesen. Und der Tin Man ist definitiv aus Metall. Aber dieser feige Löwe stellt Dorothy sicher vor ein Dilemma. Ist das Biest Polymer, Keramik oder etwas anderes? Er erfährt schnell, dass es aus organischen Materialien besteht und dass es sich in einem völlig anderen Wald befindet. Was machst du überhaupt hier?

Der Blechmann war stark genug, um Bäume zu fällen, bis es auf ihn regnete. Wie Sie wahrscheinlich bemerkt haben, werden metallische Materialien wie Stahl am häufigsten zur Herstellung von Struktur- und Maschinenkomponenten verwendet, und dies ist hauptsächlich auf ihre Festigkeit und Haltbarkeit zurückzuführen. Aufgrund der Häufigkeit ihrer Verwendung stehen die Bildung metallischer Werkstoffe und die daraus resultierenden Eigenschaften im Mittelpunkt des Studiums der Materialwissenschaften für Maschinenbauingenieure.

Um zu verhindern, dass unser Blechmann nach Regen rostet, sollte er mit besonderen Eigenschaften formuliert worden sein, die nicht nur Festigkeit, sondern auch Korrosionsbeständigkeit bieten. Die Hauptzutat im Rezept für ihr elegantes Silberoutfit wäre Eisen. Ich würde Eisen unter sorgfältig kontrollierten Heizbedingungen in einem Hochofen Kohle und andere Elemente in bestimmten Anteilen hinzufügen. Dann würde es den geschmolzenen Stahl mit einer kontrollierten Geschwindigkeit abkühlen und ihn mechanischen Kräften aussetzen, nachdem er sich verfestigt hat. Voila! Das Material ist bereit, geschnitten und zu Bauteilen geformt zu werden, und unser Blechmann wäre bereit, dem Ansturm jedes Wetters standzuhalten.

Die Untersuchung der Bildung und Eigenschaften von Polymeren und Keramiken ist ebenfalls ein wichtiger Bestandteil des Studiums der Materialwissenschaften. Polymere, die häufig zur Herstellung von Kunststoffen verwendet werden, bestehen aus großen Molekülen, die nichtmetallische Elemente wie Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff umfassen. Das sind Materialien, aus denen auch organische Wesen bestehen. Könnte es sein, dass unser Feiger Löwe ein Polymer war?

Keramik ist ein hartes, sprödes Material, das aus metallischen und nichtmetallischen Elementen besteht. Es gibt viele Beispiele für keramische Materialien, die von Zementen bis zu Werkzeugmaschinenschneidwerkzeugen reichen. Der feige Löwe konnte nicht daraus gemacht werden; es ist alles andere als hart und spröde.

Dann gibt es eine ganze Welt einzigartiger Dinge, wie unsere Vogelscheuche, die aus Verbundwerkstoffen bestehen. Sicher, es besteht aus Stroh, und er würde es als erster zugeben, aber was ist mit seinem schicken Outfit? Verbundwerkstoffe bestehen aus zwei oder mehr Werkstoffen, die zu einem Material kombiniert werden, das sich deutlich von den ursprünglichen Bestandteilen unterscheidet.

Ein Beispiel für ein Verbundmaterial, das für Scarecrow möglicherweise besser funktioniert hat, ist Glasfaser, bei der die Glasfasern mit Polymerharzen gemischt werden. Glas an sich ist spröde und bricht leicht, aber wenn es zu dünnen Fasern geformt und mit Polymerharz kombiniert wird, um dann aushärten und aushärten zu können, wird das Verbundmaterial stark und haltbar. Fiberglas kann leicht zu Formen geformt werden, um Karosserien, Bootsrümpfe … und Vogelscheuchen-Teile herzustellen? Zumindest ist es nicht sehr brennbar, wie das Vogelscheuchenstroh. Andere Beispiele für Verbundwerkstoffe sind Stahlbeton, Kevlar, Sperrholz, Sicherheitsglas und kohlenstoffverstärkter Kunststoff. Die meisten davon hätten für unsere Vogelscheuche besser funktioniert als ursprünglich.

Nun, das ist Materialwissenschaft auf den Punkt gebracht. Wir werden das nächste Mal über die Thermodynamik sprechen, bei der die Eigenschaften von Dampf und anderen Medien untersucht werden, die zur Absorption und Übertragung von Wärmeenergie in Kraftwerken, Motoren und Kühlsystemen verwendet werden. Hmm, ich frage mich, ob die böse Hexe die Insider-Informationen zu diesen Dingen hatte.

_________________________________________________________________

Vogelscheuche

About admin

Check Also

Maschinenbau, nicht nur Zahnräder

Als ich ein Kind war, hatte ich einen Freund, der dachte, dass jeder, der behauptete, …

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *