Campus WelsTechnik & Angewandte Naturwissenschaften

Alltagsfragen Werkstofftechnik

Was macht Stahl rostfrei?

Man mischt mindestens 11 % Chrom in den Stahl. Dadurch bildet sich an der Oberfläche eine sehr dünne, dichte Chromoxidschicht, die den Stahl vor weiterer Korrosion schützt. Damit bleibt der Stahl rostfrei. Wird diese Chromoxidschicht verletzt z.B. durch anritzen bildet sich diese sofort an Luft neu.

Warum kann man durch Glas durchsehen und durch ein Stahlblech nicht?

Glas ist eine „gefrorene Flüssigkeit“ – es enthält keine Kristalle an denen das Licht gestreut werden könnte und keine freien Elektronen die mit dem Licht wechselwirken können. Im Stahl befinden sind freie Elektronen, deshalb leitet dieser auch den elektrischen Strom. Diese freibeweglichen Elektronen wechselwirken mit dem Lichtstrahl und werfen diesen zurück. Ausserdem bestehen Metalle aus feinen Kristallen.

Warum springt Glas wenn man mit dem Hammer drauf schlägt und wieso bekommt das Blech nur eine Beule?

Bei Metallen sind die Atome fix angeordnet und durch ein „Elektronengas“ miteinander verbunden. Sie können aber verschoben werden, wenn Kräfte auf sie einwirken. Daher entsteht eine Beule. Bei Glas sind die einzelnen Atome direkt miteinander verbunden. Werden diese Bindungen durch eine große Kraft durchtrennt kommt es zum Bruch.

Woraus besteht eine kugelsichere Weste?

Sie besteht aus Aramidfasern. Das ist ein hochtemperaturbeständiger Kunststoff. Bei der Weste werden mehrere Gewebe aus solchen Fasern übereinander gelegt. Die Fasern sind so fest aber gleichzeitig auch so elastisch, dass sie die Energie der Kugel aufnehmen und diese auffangen.

Was macht ein Gummiband elastisch?

Kautschuk besteht aus langen Molekülketten, die gegeneinander abgleitend können. Beim Vulkanisieren werden mit Hilfe von Schwefelatomen stellenweise Verbindungen zwischen diesen Molekülen hergestellt. Diese Schwefelbindungen sorgen dafür, dass die Molekülketten nach einer Belastung  immer wieder in die ursprüngliche Position zurückkehren.

Wie kann man Metallschäume herstellen?

Metallschäume sind sehr leicht und können eingesetzt werden, um sehr effektiv Schwingungen zu dämpfen und kinetische Energie aufzunehmen, z.B. als Sicherheitspolster bei Autounfällen: Die Bewegungsenergie des Autos wird im Metallschaum „aufgefangen“ und nur wenig  auf die Körper der Fahrgäste übertragen. Metallschäume (z.B. Aluschäume) werden wie beim Brotbacken hergestellt. Statt der Hefe als Treibmittel wird z.B. Titanhydrid beigemengt. Dieses Treibmittel setzt bei Erwärmung Wasserstoff frei und bläht den Metallschaum auf und sorgt darin für kleine Bläschen.

Was sind Biokunststoffe?

Biokunststoffe werden entweder aus nachwachsenden, organischen Rohstoffen (z.B. Mais) hergestellt (und nicht aus Erdöl) oder es handelt sich um verrottbare Kunststoffe. Verrottbare Kunststoffe sind aus Materialien, die durch Mikroorganismen wie z. B. Bakterien zersetzt werden können.  Beispiel: Cellulosebasierte Verpackungsfolien.

Warum klebt ein Kleber?

Der flüssige Kleber wechselwirkt stark mit anderen Oberflächen d.h er besitzt  eine hohe Adhäsionswirkung. Der Kleber reagiert mit der umgebenden Luft und bildet ein Molekülnetzwerk aus, das bedeutet er wird fest. Damit werden die Oberflächen zusammengeklebt.

Warum läuft Silber schwarz an und muß oft gereinigt werden?

Silber reagiert mit dem in Luft in geringen Mengen vorkommenden Schwefelwasserstoff. Das sich bildende Schwefelsulfid verursacht die schwarze Farbe am Silberbesteck. Dieses muss man daher gelegentlich reinigen.

Was macht Autolack kratzfest?

Wenn  Lacke ausgehärtet sind entsprechen sie Kunststoffoberflächen. Es gibt elastische und harte Lacke. Auf das Metall wird ein Grundierungslack aufgebracht. Darauf kommt der Farblack. Beide sind elastisch. Als oberste Lackschicht wird schlußendlich eine Klarlackschicht aufgebracht. Diese ist besonders hart, weil sie stark vernetzt ist. Damit ist sie auch kratzfest.

Wären alle Lackschichten hart, würde bei einem Steinschlag sich die ganze Lackschicht vom Metall loslösen = „abplatteln“. Die ersten beiden elastischen Lackschichten verhindern dies.

Wie funktioniert die Antihaftbeschichtung?

Dabei werden Moleküle eingesetzt die mit anderen Oberflächen wenig wechselwirken (= geringe Adhäsionskräfte aufweisen). Außerdem müssen die Moleküle chemisch sehr stabil gebunden sein wie. z.B. bei Polytetrafluorethylen (Kurzzeichen PTFE). Dieser  Stoff ist auch als TEFLON bekannt und wir z.B. als Antihaftschicht bei Pfannen eingesetzt.

Woraus besteht Frischhaltefolie?

Frischhaltefolien bestehen meist aus Polyethylen. Durch die Folie kann kein Wasser nach außen dringen, aber CO2 und Sauerstoff werden durchgelassen. Außerdem können keine Keime und Mikroorganismen die Folie durchdringen. Wenn sie straff umwickelt wird, haftet sie auch noch.

Wie stellt man Spiegel her?

Es wird eine dünne Metallschicht auf eine glatte Glasoberfläche aufgebracht, z.B.  durch Aufdampfen oder elektrochemische Verfahren. Die Oberfläche des Metalls ist dann ganz glatt und reflektiert das Licht gleichmäßig.

Warum wird ein Spiegel blind?

Auch Glas kann an der Oberfläche korrodieren. Dadurch wird die Oberfläche aufgeraut und die Lichtstrahlen werden nicht mehr gleichmäßig reflektiert sondern in alle Richtungen gestreut. Daher entsteht kein klares Bild mehr.

Wie funktioniert ein Taschenwärmer?

Im inneren des Taschenwärmer befindet sich eine spezielle Flüssigkeit. Im kalten Zustand ist diese  fest und kristallin. Durch das Aufwärmen z. B. in heißem Wasser wird die Flüssigkeit verflüssigt und die sogenannte „latente Wärme“ gespeichert. Nun wird die Flüssigkeit im Taschenwärmer  aber beim Abkühlen nicht wieder sofort fest, sondern bleibt flüssig. Erst beim Knicken des im Inneren befindlichen Plättchens setzt die Kristallisation ein und die latente Wärmeenergie wird dadurch frei und wärmt unsere Hände.