3. Materialensoorten: Metalen en Legeringen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 2,3

3. Materialensoorten: Metalen en Legeringen

Notitie voor docent

Meenemen:

- buigbaar lood, of ander buigbaar metaal

- 

Planning 

• Materiaalsoorten
• Metalen
• Legeringen
• Tijd voor huiswerk

We verdelen materialen in 5 groepen

1.  Metalen

2. Legeringen

3. Glas

4. Kunststoffen

5. Keramische materialen

We verdelen materialen in 5 groepen

1.  Metalen

2. Legeringen

3. Glas

4. Kunststoffen

5. Keramische materialen

'Wanneer je een voorwerp maakt van een bepaalde stof, praat je vaker over een materiaal in plaats van een stof die je gebruikt. Verschillende materialen hebben verschillende voor en nadelen; je moet dus goed nadenken waar je het voorwerp voor wilt gebruiken bij de materiaalkeuze. 

Groep 1: Metalen

Kan iemand een voorbeeld noemen van een metaal?

• Buigzaam, breken niet snel
• Ondoorzichtig
• Kunnen slecht tegen bijtende stoffen
• Goede elektrische- en warmtegeleiders
• Ze glanzen (na schoonmaken en poetsen)

Gemeenschappelijke eigenschappen van metalen

Gemeenschappelijke eigenschappen van metalen

• Buigzaam, breken niet snel
• Ondoorzichtig
• Kunnen slecht tegen bijtende stoffen
• Goede elektrische- en warmtegeleiders
• Ze glanzen (na schoonmaken en poetsen)

Deze eigenschappen hebben alle metalen met elkaar gemeen

Onder metalen zijn ook weer verschillende stofeigenschappen

Verschillen tussen metalen

Onder metalen zijn ook weer verschillende stofeigenschappen

Verschillen tussen metalen

Onder metalen zijn ook weer verschillende stofeigenschappen

Verschillen tussen metalen

Onder metalen zijn ook weer verschillende stofeigenschappen

Verschillen tussen metalen

Onder metalen zijn ook weer verschillende stofeigenschappen:

• Sommige metalen kunnen slecht tegen water en lucht / zuurstof (bijv. ijzer), andere kunnen hier goed tegen (bijv. goud) 
• Sommige zijn zacht en makkelijk vervormbaar (bijv. lood), anderen zijn hard en veerkrachtig (bijv. ijzer)
• Sommige metalen zijn licht (bijv. aluminium), andere zijn zwaar (bijv. lood) 
• Sommige metalen smelten al bij een lage temperatuur (lood, kwik), andere pas bij een hoge temperatuur (ijzer) 
• IJzer en nikkel en kobalt worden aangetrokken door een magneet, alle andere metalen niet.

Verschillen tussen metalen

Groep 2: Legeringen

Kan iemand een voorbeeld noemen van een legering?

Groep 2: Legeringen

Kan iemand een voorbeeld noemen van een legering?

Een legering is een mengsel van metalen

Groep 2: Legeringen

• Brons (Koper + Tin)

Groep 2: Legeringen

• Brons (Koper + Tin)

• Messing (Koper + Zink)

Groep 2: Legeringen

• Brons (Koper + Tin)

• Messing (Koper + Zink)

• Staal (IJzer + Koolstof)

Groep 2: Legeringen

"Gouden" sieraden

Groep 2: Legeringen

Legeringen (ook wel alliages genoemd) zijn mengsels van twee of meer metalen. Je kunt zo profiteren van verschillende goede eigenschappen van verschillende metalen tegelijk! Vaak worden deze eigenschappen ook nog eens versterkt of verbeterd. Het mengen gebeurt door beide metalen eerst te laten smelten, dan goed te mengen en daarna weer te laten stollen. 

Voorbeelden:

• Brons (Koper + Tin)

• Messing (Koper + Zink)
  

• Staal (IJzer + Koolstof)
  

• Soldeertin (Lood + Tin)

Groep 2: Legeringen

"Gouden" sieraden. Zijn eigenlijk ook altijd legeringen. Puur goud (24 karaat) is veel te zacht voor sieraden. Puur goud wordt alleen gemaakt om goudstaven te maken. Om gouden sieraden sterker (en goedkoper) te maken zijn het legeringen van goud en andere metalen zoals zilver, nikkel en koper.

Metalen beschermen

Veel metalen worden aangetast (corroderen, corrosie) onder invloed van water en zuurstof. Bij ijzer heet dit roesten. Deze roest heeft een open structuur, het water en zuurstof kunnen steeds verder binnendringen en zo het complete ijzer aantasten.

Er zijn verschillende manieren om dit tegen te gaan: 

• De buitenkant van een laagje metaal voorzien dat niet snel roest (bijv. chroom, 'verchroomd') 
• De buitenkant van een laagje metaal voorzien dat bij roesten een ondoordringbare laag vormt (bijv. aluminium, zink ('verzinken') of lood) 
• De buitenkant van een laagje verf of lak voorzien 

Samenvattend - Metalen

Metalen zijn materialen die een aantal stofeigenschappen gemeen hebben. Dit zijn:

• Buigzaam, breken niet snel
  
• Ondoorzichtig
  
• Kunnen slecht tegen bijtende stoffen
  
• Goede elektrische- en warmtegeleiders
  
• Ze glanzen (na schoonmaken en poetsen)

Toch zijn er ook een boel verschillen tussen metalen, zoals kleur, hardheid, of ze roesten en of ze magnetisch zijn.

Er zijn tientallen verschillende soorten metalen.

Voorbeelden van metalen: ijzer, zilver, kwik, aluminium, koper, lood, goud

Samenvattend - Legeringen

Legeringen zijn mengsels van metalen.

Voorbeelden:

• Brons (Koper + Tin)
• Messing (Koper + Zink)
  
• Staal (IJzer + Koolstof)
  
• Soldeertin (Lood + Tin)
• "Gouden" sieraden (goud + andere metalen)

Verwerkingsvragen

Dit is Huiswerk

In SOM vind je wanneer je dit precies moet af hebben

De groene vragen zijn optioneel.

Voordat je begint- NAKIJKEN!

Kijk je antwoorden van de vorige LessonUps na.

Dit gaat om les 1&2 de antwoorden zijn nu verschenen op dia's achter de opgaven. Zo niet, vraag je docent dit te doen.

Vraag 1.
1a. Noem een metalen voorwerp dat bij jou thuis wordt gebruikt.
1b. Waarom is dit voorwerp van metaal gemaakt?
1c.Noem een materiaal waarvan je het voorwerp ook kunt maken.
1d.Noem een materiaal waarvan je het voorwerp zeker niet kunt maken.

Vraag 2: Welk metaal wordt veel in de vliegtuigbouw gebruikt?

1. Lood
2. Aluminium
3. Goud
4. Kwik

Vraag 3.
Vervolg op vraag 2. Waarom wordt juist dit metaal gebruikt voor het bouwen van vliegtuigen?

Vraag 4.
Noem vier verschillen die er tussen metalen kunnen bestaan.

Vraag 5.
Welke drie eigenschappen hebben alle metalen gemeenschappelijk?

Vraag 6.
Je hebt een lepel, je wilt weten of deze van gallium of van zilver gemaakt is. Hoe kom je hier achter?

Vraag 7.
Je hebt een spijker je wilt weten of deze van messing of ijzer is. Hoe kom er hier achter?

Vraag 8.
Je hebt een sieraad. Je wilt weten of dit van zilver of nikkel is. Hoe kom je hier achter?

Vraag 9.
9a. Wat is corrosie?
9b. Wat kan je doen om corrosie te voorkomen?

Antwoorden

1. bij vraag 1 zijn heel veel verschillende antwoorden goed. Als je wilt kun je je docent vragen het na te kijken.

2. Aluminium

3. Omdat aluminium een lage dichtheid is. Het vliegtuig is daarom minder zwaar

4. kleur, hardheid, of ze roesten en of ze magnetisch zijn. (er zijn nog meer goede antwoorden)

5. glanzen, geleiden elektriciteit, ondoorzichtig, buigzaam, vervormbar, kunnen slecht tegen bijtende stoffen. (er zijn nog meer goede antwoorden)

6. Je doet hem in warm water, de galium-lepel zou dan smelten want dit heeft een lager smeltpunt. Zilver zou niet smelten

7. De kleur, messing is geel en ijzer is grijs

8. Nikkel wordt aangetrokken door een magneet, zilver niet.

9a. Corrosie is de aantasting van metalen door water en zuurstof

9b. Je kunt het verchromen, lakken, invetten of plastificeren.