hst 8.1 en 8.2

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t, mavo
• Leerjaar 4

Hst 8.1 en 8.2 "materialen"

Materialen toepassen

Elk materiaal heeft bepaalde eigenschappen.

Hout:

Bestand tegen druk- en trekkrachten

is verspaanbaar

is met stevige verbindingen aan elkaar te maken.

Koper: 

Goede geleider..

PVC = een kunststof: 

Goede isolator, duurzaam en makkelijk te kleuren.

Materialen toepassen

Glas: vloeistoffen, gassen, zuren in te bewaren.

 Makkelijk te kleuren en redelijk makkelijk te vervormen.

 Nadeel: niet erg sterk. 

Polyetheen (PE) in verschillende soorten:

• LDPE = lage 𝛒 PE, taai en buigzaam.
  
• HDPE = hoge 𝛒 PE, taai en vrijwel onbreekbaar.
  

Rubber:

Elastisch door de veerkracht, beschermt tegen botsingen.

Houdt vloeistoffen en gassen tegen.

Materialen

Definitie: 

Een natuurlijke of kunstmatige (synthetische) stof of mengsel van stoffen dat voldoet aan bepaalde eisen (materiaaleigenschappen) om te worden toegepast in gebouwen of gebruiksvoorwerpen. 

Eigenschappen van flubber

Materiaaleigenschappen

• Dichtheid (ijzer heeft hogere dichtheid dan aluminium)
• Elasticiteit (flubber)
• Elektrische geleidbaarheid (metalen wel, plastics vaak niet)
• Hardheid (beton is hard, krijt is zacht)
• Kleur van een materiaal 

Welk materiaal kies je voor een fiets?

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

3 Groepen materialen

• Metalen (ijzer, koper, goud)
• Kunststoffen/plastics (PVC, PET flessen)
• Composieten (beton, gewapend glas, carbon)

Kunststoffen

• Synthetisch plastic gemaakt van aardolie. 
• Bioplastic gemaakt van natuurlijk materiaal, bijvoorbeeld zetmeel of melkzuur (afvalproduct van bacteriën).
• Duurzaam geproduceerde materialen 

Composiet

• Combinatie van verschillende materialen om eigenschappen te combineren.
• Voorbeeld: carbon (plastic versterkt met carbonvezels), toepassing in racefietsen en vliegtuigen.

Zelfherstellende materialen

• Bijzondere eigenschap
• vb: autolak. 
• Hersteld doordat een kunststof smelt bij hogere temperaturen en kan daardoor een kras weer opvullen. 

Wat is GEEN materiaaleigenschap?

1. Dichtheid
2. Prijs
3. Elasticiteit
4. Geleidbaarheid

Noem 3 eigenschappen die het materiaal moet bezitten waar je baby speelgoed van maakt.

SAMENVATTING par 1

Hout:

• bestand tegen druk- en trekkrachten, makkelijk te verbinden en verspaanbaar
• In veel constructies (stoel, huis, etc)

glas:

• Houdt vloeistof en gassen tegen, doorzichtig, vormvast bij lage en hoge temperaturen
• ramen, flessen, meubels

polyetheen (PE):

LDPE: 

• taai en buigbaar => folie, plastic tassen

HDPE: 

• Stijver, zelfde voordelen als glas, maar veel sterker => emmers, verpakking

Composieten: Kunststof versterkt met koolstofvezels

• kleine dichtheid, extreem sterk en kunnen grote trekkrachten opvangen
• vb Carbonfiber van racefietsframe

par 2, van grondstof tot product

Hoogovens worden gebruikt om van ijzererts staal te maken. Het zijn ook letterlijk “hoge ovens”, daar komt de naam vandaan.

Productieproces

Grondstoffen uit de natuur halen

↓

Grondstoffen chemisch bewerken

↓

Halffabricaten maken

↓

Eindproduct maken

↓

Recyclen

1 - Het productieproces van elk product begint met grondstoffen. Deze halen we uit de natuur (bomen, steen, olie, etc). 

2 - Dan volgt het bewerken  van de grondstoffen. Dit is een chemisch proces.

3 - Dan heb je halffabricaten. Zoals rollen aluminiumplaten of planken hout.

4 - Met deze halffabricaten wordt het eindproduct gemaakt, zoals een blikje of een kast.

5 - Wanneer het eindproduct gebruikt is, moet je het recyclen. Zoals kleding doorgeven aan een ander om opnieuw te laten dragen.

Grondstof

Aluminium wordt gewonnen uit 

BAUXIET

 (aluminiumerts)

Elektrolyse (chemisch bewerken)

Bauxiet bestaat grotendeels uit aluminiumoxide

aluminiumoxide + koolstof → aluminium + koolstofdioxide

Halffabrikaten

           rollen                                    platen                                 broodjes

Eindproduct

           Stoel                            puntenslijper                            kozijnen

Hoogovenproces

1e reactie: cokes met zuurstof.

cokes + zuurstof -> koolstofmono-oxide

2e reactie: ijzeroxide met koolstofmono-oxide.

ijzeroxide + koolstofmono-oxide -> ijzer + koolstofdioxide

Blikstaal

Blikstaal mag maar weinig koolstof bevatten. Het staal moet gemakkelijk vervormbaar zijn, anders kun je er geen blikjes van maken. Staal met veel koolstof is sterk, maar bros.

Hieronder staan voor en nadelen van glas. Je gaat een drinkglas maken. Sleep de voordelen in het groene vak en de nadelen in het rode vak. 

Voordelen

Nadelen

Doorzichtig

Zwaar

Verkrijgbaar in elke vorm

Geleidt geen warmte of elektriciteit

Breekbaar

Kan tegen hoge temperaturen

Kan tegen bijtende stoffen

Je wilt een nieuwe beker ontwerpen. Welk materiaal kies je?

Schrijf op welke voordelen het materiaal heeft die je in de vorige vraag hebt gekozen.

De grondstof voor kunststof is:

Hieronder staan verschillende stofeigenschappen. Sleep de eigenschappen die bij kunststof horen naar het groene vak. De andere sleep je naar het rode vak. 

Kunststof

Geen kunststof

Goedkoop

Verschillende kleuren mogelijk

Biologisch afbreekbaar

Geleidt elektriciteit

Breekbaar

Vraagt weinig onderhoud

In water oplosbaar

Zeer hoog smeltpunt

Brandbaar

Roest niet

Een mengsel van metalen heet ........

24

Legering

hoe kun je dit op het examen verwachten?

een voorbeeld uit het examen kb en soortgelijk in GT van 2017

Aluminum is goed bestand tegen vervorming als gevolg van het springen. Welke stofeigenschap maakt aluminium nog meer geschikt?

1. Licht
2. Lage dichtheid
3. Corrodeerd snel
4. Goedkoop