Ranking of 3 materials according the properties (modulus, hardness, strain at failure, density)

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kaspar
Beiträge: 1
Registriert: 30.03.2016, 15:37

Ranking of 3 materials according the properties (modulus, hardness, strain at failure, density)

Beitrag von kaspar »

Liebe Studenten,

weiß jemand wie man diese Frage aus dem Mock-exam W2016/17:

The following materials are used in case of load bearing systems.
Rank the 3 materials according the properties listed in the following table: 1 = highest, 3 = lowest
(if you think the properties are similar then use the same number) .

beantwortet? Wie würdet ihr diese Materialien ordnen?

Vielen Dank.

Liebe Grüße

K
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reox
Beiträge: 14
Registriert: 30.11.2015, 20:46

Re: Ranking of 3 materials according the properties (modulus, hardness, strain at failure, density)

Beitrag von reox »

Generell: Keramiken: Hoher E-Modul, wenig Toughness (da Sprödbruch) --> hohe maximale Bruchspannung, wenig Bruchdehnung.
Die Polymere haben eigentlich alle geringe E-Module (max so um 4GPa) aber dafür meistens höhere Bruchdehnungen (zB weiches PVC mit 400%), allerdings auch nicht alle: Kristalline polymere sind meistens ebenfalls sehr spröde, zB PMMA hat nur 5,5%. Dichte von Polymeren ist überall etwa bei 1g/cm^3 (hätte keines gefunden das deutlich davon abweicht)
Metalle liegen "dazwischen", CoCr ist der mit der höchsten yield strengh, titan hat bei kleinerem E-Modul etwa die gleiche Festigkeit wie Stahl.
Bruchdehung: 316L > CoCr ~= cpTi; Dichte: CoCr > 316L > cpTi; Zugfestigkeit & Dauerfestigkeit: CoCr > Ti > 316L
gegossen und geschmiedet macht aber nochmal einen Unterschied, geschmiedet ist tendenziell besser.

Meine tabelle wäre:
CoCrMo / Ti / PEEK
Modul: 1 / 2 / 3
Hardness: 1 / 2 / 3 (? finde da keine explizite Angabe... also evt auch 1 / 1 / 2)
Strain at failure: 2 / 3 / 1 (CoCrMo gegossen: 8-25%, cp Ti: 16-30%, PEEK: 50%-150%) - evt kann man auch 2 / 2 / 1 argumentieren
Density: 1 / 2 / 3

Uhmwpe / Al2O3 / CoCr
Modul: 3 / 1 / 2
Hardness: 3 / 1 / 2
Strain at failure: 1 / 3 / 2 (UHMWPE: ~450% Dehnung)
Density: 3 / 2 / 1 (CoCr ~8g/cm^3, Al2O3 ~4g/cm^3, uhmwepe ~1g/cm^3)

Alle Angaben ohne Gewähr ;) Es kommt auch ganz drauf an wo man schaut... Ich hab hauptsächlich nach den Büchern gelernt, wenn man auf Wikipedia schaut stehen da zT ganz andere Sachen!

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