Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 2018

Σχετικά έγγραφα
Γραπτή «επί πτυχίω» εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιούνιος 2016

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 2017

Γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Σεπτέμβριος 2016

Γραπτή «επί πτυχίω» εξέταση στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιούνιος 2017

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 2016

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2015

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2016

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Απρίλιος 2016

«Επί πτυχίω» εξέταση στο μάθημα «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιανουάριος 2018

Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2017

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υλικών Διαγράμματα Φάσεων Callister Κεφάλαιο 11, Ashby Οδηγός μάθησης Ενότητα 2

Θέμα 1 ο (30 μονάδες)

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών στις Διεργασίες και Τεχνολογία Προηγμένων Υλικών ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ B ΕΞΑΜΗΝΟΥ ( )

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιούνιος 2016

7.14 Προβλήματα για εξάσκηση

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Μεταλλικών Υλικών

Γραπτή «επί πτυχίω» εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιανουάριος 2017

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1 ΜΕΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΚΗ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΧΑΛΥΒΩΝ

ΚΡΑΜΑΤΑ ΣΙΔΗΡΟΥ. Ανθρακούχοι χάλυβες :π(c)<1,8%+mn<1%+ Χαλυβοκράματα: Mn, Ni, Cr+άλλα κραματικά στοιχεία. Χυτοσίδηροι : π(c)< 2-4,5%

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 8: Μετασχηματισμοί φάσεων στους χάλυβες. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

ΦΥΣΙΚΗ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΧΑΛΥΒΩΝ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 5: ΜΕΤΑΛΛΑ ΚΑΙ ΚΡΑΜΑΤΑ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1-ΜΕΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΚΗ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΧΑΛΥΒΩΝ ΚΑΙ ΧΥΤΟΣΙΔΗΡΩΝ 2017

Γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙI»-Σεπτέμβριος 2016

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ ΧΑΛΥΒΩΝ ΣΤΗΝ ΠΡΑΞΗ

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Απρίλιος 2017

Σ Τ Ο Ι Χ Ε Ι Ο Μ Ε Τ Ρ Ι Α

Η Δομή των Μετάλλων. Γ.Ν. Χαϊδεμενόπουλος, Καθηγητής

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 ΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΦΑΣΕΩΝ

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 3: Στερεά διαλύματα και ενδομεταλλικές ενώσεις. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

1. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. 19. Βλέπε θεωρία σελ. 9 και 10.

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ A ΤΑΞΗ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΥΡΙΑΚΗ 23/04/ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6)

Ατομική μονάδα μάζας (amu) ορίζεται ως το 1/12 της μάζας του ατόμου του άνθρακα 12 6 C.

Φάσεις και δομές στα σιδηρούχα κράματα. Το Διάγραμμα ισορροπίας των φάσεων Fe - C

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

TΟ ΙΑΓΡΑΜΜΑ Fe-C ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ. ΕΙ Η ΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ Fe-C

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΑΛΛΟΓΝΩΣΙΑΣ ΚΑΙ ΥΛΙΚΩΝ ΑΣΚΗΣΗ 3: ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΦΑΣΕΩΝ ΚΡΑΜΑΤΩΝ ΟΜΑΔΑ 1

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ ΙΟΥΝΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑ: XHMEIA ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 28 Μαΐου 2013 ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜO:...

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΛΙΚΩΝ ΟΜΑΔΑ O

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 5: Διαγράμματα φάσεων και ελεύθερη ενέργεια Gibbs. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Διαγράμματα φάσεων-phase Diagrams

ΑΣΚΗΣΗ 1. Περίληψη. Θεωρητική εισαγωγή. Πειραματικό μέρος

Τράπεζα Χημεία Α Λυκείου

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Enrico Fermi, Thermodynamics, 1937

ΜΜ404 - ΦΥΣΙΚΗ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ

1. Να συγκρίνετε την ανόπτηση με την εξομάλυνση και να διατυπώσετε τα συμπεράσματά σας.

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΛΙΚΩΝ ΟΜΑΔΑ O

M V n. nm V. M v. M v T P P S V P = = + = σταθερή σε παραγώγιση, τον ορισµό του συντελεστή διαστολής α = 1, κυκλική εναλλαγή 3

Δομικά σωματίδια - Καταστάσεις και ιδιότητες της ύλης

Τμήμα Χημείας Μάθημα: Φυσικοχημεία Ι Εξέταση: Περίοδος Ιουνίου (21/6/2017)

Διαλυτότητα. Μάθημα 7

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΛΙΚΩΝ ΟΜΑΔΑ /19

Χημεία Α ΓΕΛ 15 / 04 / 2018

ΜΜ404 - ΦΥΣΙΚΗ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

Το πλεονέκτημα του κράματος ως προς το καθαρό μέταλλο είναι ότι το πρώτο έχει βελτιωμένες ιδιότητες, σε κάθε επιθυμητή κατεύθυνση.

Κρυσταλλικές ατέλειες στερεών

Χημεία Α ΓΕΛ 15 / 04 / 2018

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 Β ΦΑΣΗ ΧΗΜΕΙΑ

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 6: Διάχυση. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΤΡΑΠΕΖΑΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΜΕ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

3o ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΘΗΒΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (ΧΗΜΙΚΟΣ)

Χηµεία Α Γενικού Λυκείου

ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ. Είδη ενέργειας ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ

Χημεία: Μεταθετικές αντιδράσεις - Σχετική ατομική μάζα - Σχετική μοριακή μάζα - mole

ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: XHMEIA A ΛΥΚΕΙΟΥ

Φυσικοί μετασχηματισμοί καθαρών ουσιών

Α.2 Από τα παρακάτω ζεύγη στοιχείων ευγενή αέρια είναι: α. 12 Mg και 20 Ca β. 2 He και 18 Αr γ. 6 C και 14 Si δ. 17 Cl και 35 Br

Στοιχειμετρικοί υπολογισμοί σε διαλύματα

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ - ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ

ΧΗΜΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ I (Ar, Mr, mol, N A, V m, νόμοι αερίων)

Μεταλλικός δεσμός - Κρυσταλλικές δομές Ασκήσεις

1bar. bar; = = y2. mol. mol. mol. P (bar)

ΤΕΧΝΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ( ) (Βαρύτητα θέματος 25%)

Φερριτικές μικροδομές στους υποευτηκτοειδείς χάλυβες. Ρόλος της ταχύτητας ψύξης στην ανάπτυξη της μορφολογίας τους

Για την επίλυση αυτής της άσκησης, αλλά και όλων των παρόμοιων χρησιμοποιούμε ιδιότητες των αναλογιών (χιαστί)

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Σχολή Θετικών Επιστημών - Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ακτίνων-Χ, Οπτικού Χαρακτηρισμού και Θερμικής Ανάλυσης

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΕΡΓΑΣΙΑ 6-ΧΗΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ

Ακαδημαϊκό έτος ΜΕΡΟΣ Α : ΘΕΩΡΙΑ/ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ Τελική Εξέταση ΦΥΕ22 ΒΑΡΥΤΗΤΑ: 30%

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ A ΤΑΞΗ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 16/04/ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

, όπου Α, Γ, l είναι σταθερές με l > 2.

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 Β ΦΑΣΗ

Στοιχειομετρικοί υπολογισμοί

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Τετάρτη 23 Απριλίου 2014 ιάρκεια Εξέτασης: 2 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Τ, Κ Η 2 Ο(g) CΟ(g) CO 2 (g) Λύση Για τη συγκεκριμένη αντίδραση στους 1300 Κ έχουμε:

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΚΕΡΑΜΙΚΩΝ. Χ. Κορδούλης

Θέμα Α. Ονοματεπώνυμο: Χημεία Α Λυκείου Διαγώνισμα εφ όλης της ύλης. Αξιολόγηση :

Χημεία Α ΛΥΚΕΙΟΥ 21 / 04 / ΘΕΜΑ Α A1. γ - 5 μονάδες

XHMEIA. 1 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ. ΘΕΜΑ 1 ο. Να δώσετε τη σωστή απάντηση στις παρακάτω περιπτώσεις.

Φροντιστήριο ΕΠΙΓΝΩΣΗ Αγ. Δημητρίου Προτεινόμενα θέματα τελικών εξετάσεων Χημεία Α Λυκείου. ΘΕΜΑ 1 ο

Γενική Χημεία. Νίκος Ξεκουκουλωτάκης Επίκουρος Καθηγητής

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ. ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΤΕΣΣΕΡΕΙΣ (4) ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΘΕΜΑΤΩΝ: ΚΑΛΑΜΑΡΑΣ ΓΙΑΝΝΗΣ xhmeiastokyma.

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

14. ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΚΑΙ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

Transcript:

Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 018 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ ΘΕΜΑ 1 (0 ΜΟΝΑΔΕΣ) Η βιομηχανία στην οποία εργάζεσθε, πρέπει, για την κατασκευή ενός προϊόντος, να προβεί στην προμήθεια κάποιου συγκεκριμένου αριθμού μικρών μεταλλικών κυλίνδρων διαμέτρου cm και ύψους 3cm. Στο εμπόριο διατίθενται τριών ειδών κύλινδροι οι οποίοι είναι, από τεχνική άποψη, όλοι κατάλληλοι για την συγκεκριμένη εφαρμογή: α) Αλουμινίου (Αl-FCC δομή, με κόστος αγοράς 1000 Ε/k), β) Ψευδαργύρου (Zn-ΗCP δομή c/a=1.856, με κόστος αγοράς 700 Ε/k) και γ) Βολφραμίου (W-ΒCC δομή με κόστος αγοράς 500 Ε/k). O προϊστάμενός σας επιμένει για την αγορά κυλίνδρων Βολφραμίου γιατί έχουν το μικρότερο κόστος. Θα συμφωνήσετε μαζί του? Απάντηση: Έστω ότι χρειαζόμαστε Ν αριθμό κυλίνδρων κάθε ένας εκ των οποίων έχει όγκο: V cyl = πr L = π(1cm) 3cm = 9.45 cm 3 O όγκος του μετάλλου που πρέπει κατά συνέπεια να προμηθευτεί η εταιρεία είναι V tot = N 9.45 cm 3 Για να προσδιορίσουμε τη μάζα του μετάλλου που εμπεριέχεται σε αυτόν τον όγκο των Ν κυλίνδρων θα πρέπει να προσδιορίσουμε τις πυκνότητες των τριών υλικών. Το Αλουμίνιο είναι της FCC δομής έχει ατομική μάζα ΑΑl=6.98 mol -1, ατομική ακτίνα RAl=0.143nm και θεωρητική πυκνότητα: 4 6.98 Ν ρ = ΑV ( 4 3 =.71 0.143 cm 10 7 ) 3 Η μάζας του Αλουμινίου στους κυλίνδρους θα είναι: Μ Αl =.71 cm 3 N 9.45 cm3 = 5.54N και το κόστος αγοράς: C Αl = 1000 Euro 1000 5.54N = 5.54N Euro O Ψευδάργυρος είναι της ΗCP δομής έχει ατομική μάζα ΑΖn=65.39 mol -1, ατομική ακτίνα 0.133 nm και θεωρητική πυκνότητα με c/a=1.856 (στη βάση μιας απλής κυψελίδα): ρ = 65.39 Ν ΑV ( 1 0.66 10 7 0.66 10 7 3 ) 0.66 10 7 1.856 H μάζα του Ψευδαργύρου στους κυλίνδρους θα είναι: = 7.18 cm 3 και το κόστος αγοράς: Μ Zn = 7.18 cm 3 N 9.45 cm3 = 67.67N C Ζn = 700 Euro 67.67N = 47.37N Euro 1000

Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 018 To Βολφράμιο είναι της ΒCC δομής έχει ατομική μάζα ΑW=183.85 mol -1, ατομική ακτίνα 0.137 nm και θεωρητική πυκνότητα: 183.85 Ν ρ = ΑV ( 4 3 0.137 10 7 ) 3 = 19.8 cm 3 H μάζα του Βολφραμίου στους κυλίνδρους θα είναι: και το κόστος αγοράς: Μ W = 19.8 cm 3 N 9.45 cm3 = 181.714N C W = 500 Euro 181.714N = 90.86N Euro 1000 Άρα για την αγορά συγκεκριμένου αριθμού κυλίνδρων η αγορά κυλίνδρων Αλουμινίου είναι η πιο συμφέρουσα (ή αλλιώς με συγκεκριμένο προϋπολογισμό η επιλογή κυλίνδρων Αλουμινίου θα απέφερε τους περισσότερους κυλίνδρους).

Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 018 ΘΕΜΑ (0 ΜΟΝΑΔΕΣ) Διαθέτουμε 1tn κόνης Σιδήρου (Fe). Ι) Πόσα k Άνθρακα (C) πρέπει να προσθέσουμε ώστε μετά από θέρμανση και ψύξη σε ισορροπία να πάρουμε κράμα με τα χαρακτηριστικά μικροδομής του κράματος Α, στο οποίο το κλάσμα μάζας της προευτηκτοειδούς φάσης είναι 4.04 wt.%. (10 μονάδες) II) Πόσα k και από ποιο συστατικό (Fe ή C) πρέπει να προσθέσουμε στο υλικό του κράματος Α, ώστε να μεταβούμε σε κράμα με τα χαρακτηριστικά μικροδομής του κράματος Β, στο οποίο το κλάσμα μάζας του ευτηκτοειδούς Σεμεντίτη είναι 7.16 wt.%? (10 μονάδες) Aπάντηση: Ι) Το κράμα Α είναι υπερευτηκτοειδές (διότι ως προευτηκτοειδή φάση έχει τον Σεμεντίτη). Εάν C0 είναι η wt.% περιεκτικότητα του κράματος σε Άνθρακα, τότε για την προευτηκτοειδή φάση θα ισχύει: C 0 0.76 6.70 0.76 = 0.0404 C 0 = 1 wt. % Άρα, εάν θα πρέπει να προσθέσουμε Χ k Άνθρακα, τότε θα ισχύει: Χ 1000 + Χ = 1 Χ = 10.1 k C 100 II) To κράμα Β είναι υποευτηκτοειδές (διότι ως προευτηκτοειδή φάση έχει τον Φερρίτη). Σε αυτήν την περίπτωση ο ευτηκτοειδής Σεμεντίτης ισούται με τον ολικό Σεμεντίτη και αν C0 είναι η wt.% περιεκτικότητα του συστήματος σε Άνθρακα θα ισχύει: C 0 0.0 6.70 0.0 = 0.0716 C 0 = 0.5 wt. % Εφόσον από κράμα μεγαλύτερης περιεκτικότητας σε Άνθρακα (1 wt.%), πρέπει να πάμε σε κράμα μικρότερης περιεκτικότητας σε Άνθρακα (0.5 wt.%) θα πρέπει να προσθέσουμε Σίδηρο. Στα υπάρχοντα 1010.1 k κράματος υπάρχουν ήδη 1000 k Σιδήρου. Ένα προσθέσουμε Χ k Σιδήρου τότε θα πρέπει να ισχύει: 1000 + Χ 1010.1 + Χ = 99.5 Χ = 1009.9 k Fe 100

Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 018 ΘΕΜΑ 3 (0 ΜΟΝΑΔΕΣ) Στην Εικόνα δίνεται το διάγραμμα ισόθερμου μετασχηματισμού ενός κράματος Σιδήρου- Άνθρακα περιεκτικότητας 1.15 wt.% σε Άνθρακα. Ι) Σε τρεις διεργασίες α, β και γ ο αρχικός Ωστενίτης ψύχεται γρήγορα στους 500 o C και παραμένει εκεί για 1, 10 και 100 s αντίστοιχα. Στη συνέχεια, σε κάθε περίπτωση, ακολουθεί γρήγορη ψύξη σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ποιας διεργασία θα δώσει προϊόν με τον περισσότερο Μαρτενσίτη; (5 μονάδες) Α) η α Β) η β Γ) η γ Δ) όλες το ίδιο ΙΙ) Σε τρεις διεργασίες α), β) και γ) ο αρχικός Ωστενίτης ψύχεται γρήγορα στους 300 o C και παραμένει εκεί για 1, 10 και 100 s αντίστοιχα. Στη συνέχεια, σε κάθε περίπτωση, ακολουθεί γρήγορη ψύξη σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ποια διεργασία θα δώσει προϊόν με τον περισσότερο Μαρτενσίτη; (5 μονάδες) Α) η α Β) η β Γ) η γ Δ) όλες το ίδιο ΙΙΙ) Να συμπληρωθεί ο διπλανός πίνακας για μια διεργασία που περιλαμβάνει: γρήγορη ψύξη στους 600 ο C-παραμονή για 1s-γρήγορη ψύξη στους 300 ο C-παραμονή για 1000sψύξη σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. (10 μονάδες) Μικροσυστατικό Ωστενίτης Σεμεντίτης Περλίτης Μπενίτης Μαρτενσίτης Σφαιροειδίτης Wt.% Απαντήσεις: Ι) Οι τρεις διεργασίες α, β, γ φαίνονται σχηματικά στη διπλανή εικόνα. Στη διεργασία α μετά από παραμονή 1s στους 500 ο C (σημείο 1 στην εικόνα) έχει μετασχηματιστεί σε Μπενίτη το 50% του Ωστενίτη. Με την ψύξη που ακολουθεί σε θερμοκρασία περιβάλλοντος το υπόλοιπο 50% του μη μετασχηματισθέντος Ωστενίτη, μετασχηματίζεται σε Μαρτενσίτη. Δηλαδή το προϊόν της διεργασίας α θα περιέχει 50% Μαρτενσίτη. Στις διεργασίες β και γ μετά την παραμονή 10 και 100 s στους 500 ο C (σημεία και 3 αντίστοιχα) έχει μετασχηματιστεί σε Μπενίτη, όλος ο Ωστενίτης. Επακόλουθη ψύξη δεν θα έχει καμιά επίπτωση στα μικροσυστατικά του κράματος, τα οποία δεν θα περιέχουν καθόλου Μαρτενσίτη. Άρα η σωστή επιλογή είναι η Α.

Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 018 ΙΙ) Οι τρεις διεργασίες α, β, γ φαίνονται σχηματικά στη διπλανή εικόνα. Όπως φαίνεται από την εικόνα μετά από παραμονή 1, 10 και 100 s στους 300 ο C (σημεία 1, και 3, αντίστοιχα) δεν λαμβάνει χώρα κανένας μετασχηματισμός στο σύστημα. Επακόλουθη γρήγορη ψύξη σε θερμοκρασία περιβάλλοντος θα οδηγήσει σε μετατροπή όλου του Ωστενίτη σε Μαρτενσίτη. Δηλαδή και στις τρεις διεργασίες στο τέλος θα έχουμε 100% Μαρτενσίτη. Η σωστή επιλογή είναι η Δ. ΙΙΙ) Η διεργασία παρουσιάζεται στη διπλανή εικόνα. Μετά από παραμονή 1s στους 600 ο C θα έχει ολοκληρωθεί ο μετασχηματισμός του προευτηκτοειδή Σεμεντίτη (το κράμα είναι υπερευτηκτοειδές και η προευτηκτοειδής φάση είναι ο Σεμεντίτης) και από τον υπολειπόμενο και μη μετασχηματισθέντα Ωστενίτη το 50% θα έχει μετασχηματιστεί σε Περλίτη. Ο προευτηκτοειδής Σεμεντίτης υπολογίζεται από το διάγραμμα ισορροπίας φάσεων Σιδήρου-Άνθρακα και είναι: 1.15 0.76 = 0.0656 6.56 wt. % 6.70 0.76 Συνεπώς στο σημείο 1 το κράμα θα έχει 6.56 wt.% προευτηκτοειδή Σεμεντίτη, 46.7 wt.% Περλίτη και 46.7 wt.% Ωστενίτη που δεν έχει μετασχηματιστεί ακόμη. Στη συνέχεια μετά από επακόλουθη γρήγορη ψύξη και παραμονή 1000s στους 300 ο C το 50% του Ωστενίτη που δεν έχει μετασχηματιστεί, θα μετασχηματιστεί σε Μπενίτη. Άρα στο σημείο το κράμα θα έχει 6.56 wt.% Σεμεντίτη, 46.7 wt.% Περλίτη, 3.36 wt.% Mπενίτη και 3.36 wt.% Ωστενίτη που δεν έχει μετασχηματιστεί ακόμη. Με την τελική ψύξη σε θερμοκρασία περιβάλλοντος το υπολειπόμενο 3.36 wt.% Ωστενίτη θα μετασχηματιστεί σε Μαρτενσίτη και έτσι το τελικό προϊόν θα περιέχει: Μικροσυστατικό Wt.% Ωστενίτης 0 Σεμεντίτης 6.56 Περλίτης 46.7 Μπενίτης 3.36 Μαρτενσίτης 3.36 Σφαιροειδίτης 0 Εφόσον δεν υπάρχει επαναθέρμανση μετά την τελική ψύξη δεν τίθεται θέμα σχηματισμού Σφαιροειδίτη.

Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 018 ΘΕΜΑ 4 (15 ΜΟΝΑΔΕΣ) Eάν η ενθαλπία δημιουργίας μιας ατέλειας Schottky στο ΜO (δομή Χλωριούχου Νατρίου) είναι ev να εκτιμηθεί (κάνοντας όποιες υποθέσεις κρίνετε σκόπιμες) ο αριθμός των κενών κατιοντικών θέσεων σε 1 κυβικό μέτρο MO στους 900 ο C (15 μονάδες) Απάντηση: Η δημιουργία ατελειών Schottky στο MO δίνεται από τη σχέση: 0 V M + V O και ο αριθμός των κενών κατιοντικών θέσεων δίνεται από τη σχέση 9.49 του συγγράμματος, θεωρώντας αμελητέα την επίδραση του παράγοντα της εντροπίας: N [V VM M ] = N M = e ΔΗ s kt N VM = N Μ e ΔΗ s kt όπου N Μ είναι κατ αρχήν το σύνολο των κατιοντικών θέσεων (κατειλημμένων και μη) σε 1 m 3 MO το οποίο όμως θεωρείται ίσο με το σύνολο των κατειλημμένων (διότι κατά τα γνωστά η συγκέντρωση ατελειών είναι κατά πολύ μικρότερη σε σχέση με τα άτομα του κρυστάλλου). Η σταθερά a της μοναδιαίας κυψελίδας, θα προσδιοριστεί από τις κατάλληλες ιοντικές ακτίνες των ιόντων: Από το παράρτημα του Κεφαλαίου 7 του συγγράμματος επιλέγουμε: R O6 = 0.14 nm και R M6 + = 0.07 nm και για τη σταθερά a της κυψελίδας έχουμε: α = R O6 + R M6 + = 0.44 nm Στη βάση μιας μοναδιαίας κυψελίδας μπορούμε να υπολογίσουμε πως έχουμε: Ν M = Συνεπώς σε 1 m 3 MO στους 900 ο C θα υπάρχουν: 4 ιόντα Μ ιόντα M (0.44 10 9 = 5.5 108 m) 3 m 3 Μ 8 N VM = 5.5 10 m 3 e 8.6 10 5eV K (900+73)K =.66 10 V 4 M m 3 (προφανώς θα υπάρχουν και άλλες τόσες ανιοντικές κενές θέσεις) ev Σ.Σ.: Τα ιόντα Μαγνησίου ανά κυβικό μέτρο (N M )μπορούν επίσης να υπολογισθούν εάν υπολογισθεί πρώτα η θεωρητική πυκνότητα (σε m -3 ) η οποία εν συνεχεία διαιρούμενη με την ατομική μάζα του MO και πολλαπλασιαζόμενη με τη σταθερά Avoadro, οδηγεί επίσης στο ίδιο αποτέλεσμα, με λίγο πιο επίπονο και χρονοβόρο τρόπο.

Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 018 ΘΕΜΑ 5 (5 ΜΟΝΑΔΕΣ) Aναμιγνύουμε 685.1 ΜO (δομή Χλωριούχου Νατρίου) με 10 πρόσμιξης ΑlO3 και από το ομοιογενές μίγμα που προκύπτει συμπιέζουμε δοκίμια σχήματος ορθογωνίου παραλληλεπιπέδου τα οποία υποβάλλονται σε θέρμανση υψηλής θερμοκρασίας ώστε να σχηματιστεί στερεό διάλυμα αντικατάστασης στο οποίο η ατέλεια της πρόσμιξης αντισταθμίζεται με ιοντικές κενές θέσεις.τα τελικά δοκίμια έχουν διαστάσεις 3x4x5 cm, ζυγίζουν 180 και κατά την εξέταση με περίθλαση ακτίνων x (μήκους κύματος λ=0.154 nm) η κορυφή (110) εμφανίζεται σε γωνία θ=30.46 ο. Nα προσδιορίσετε εάν τα δοκίμια έχουν πορώδες και πόσο. Δίνονται οι ατομικές μάζες των στοιχείων: Α Μ = 4.3, A Al = 7 και Α Ο = 16 mol 1 Απάντηση: Oυσιαστικά θα πρέπει να περιγράψουμε τη μοναδιαία κυψελίδα του στερεού διαλύματος και στη συνέχεια βάσει αυτής να υπολογίσουμε τη θεωρητική του πυκνότητα την οποία θα συγκρίνουμε με την πειραματική ολική πυκνότητα για να διαπιστώσουμε αν υπάρχει πορώδες και πόσο. Εφόσον το AlO3 ενσωματώνεται με τρόπο ώστε η ατέλεια Αl M να αντισταθμίζεται με κατιοντικά κενά η εξίσωση ενσωμάτωσης είναι: V M Αl O 3 Al M + 3O O + V M 3MO Eάν δε υποθέσουμε πως ανά χημικό τύπο MO εισέρχονται δ ιόντα Αργιλίου (τα οποία θα πρέπει βάσει της παραπάνω εξίσωσης να συνοδεύονται και από δ/ κατιοντικά κενά) τότε ο λεπτομερής χημικός τύπος του στερεού διαλύματος γίνεται: (Μ δαl M,1 δ M,δ V δ M, Μ ) Ο ή (Μ 3δ M,1 Αl M,δ V δ M, M Στη συνέχεια προσδιορίζουμε το δ από τον παραπάνω τύπο και από τις ποσότητες των πρώτων υλών: Ιόντα Μαγνησίου (M + ) Iόντα Αργιλίου (Αl 3+ ) = 1 3δ δ = Mole Μαγνησίου (Μ+ ) Mole Aργιλίου (Αl 3+ ) = ) Ο Mole (MO) Mole Al O 3 = M ΜO A MO = M Αl O 3 A Al O 3 A Al O 3 A MO M ΜO 1 M Αl O 3 δ 1 3δ δ 3δ = 10 mol 40.3 = 8.5 δ = 0.1 mol 685.1 10 = 8.5 Οπότε ο χημικός τύπος του υλικού είναι: (Μ M,0.85 Αl M,0.1 V M,0.05 )Ο και της μοναδιαίας κυψελίδας (στη δομή του διαλύτη MO στην οποία ο χημικός τύπος υπεισέρχεται 4 φορές): (Μ M,3.4 Αl M,0.4 V M,0. )Ο 4

Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Ιανουάριος 018 Η σταθερά της μοναδιαίας κυψελίδας του στερεού διαλύματος θα υπολογιστεί από τα δεδομένα περίθλασης: λ = d (110) sin(θ) d (110) = 0.154 sin ( 30.46o ) d (110) = 0.93 nm 1 = h + k + l = a a = d (110) = 0.414 nm d (110) a Η θεωρητική πυκνότητα αυτού του στερεού διαλύματος κατά συνέπεια θα είναι: ρ th = (3.4 4.3 N ) + (0.4 7 AV N ) + (4 16 AV N ) AV (0.414 10 7 cm) 3 = 3.68 cm 3 H ολική πυκνότητα των δοκιμίων έχει προσδιοριστεί πειραματικά και είναι: To πορώδες των δοκιμίων θα είναι: ρ tot = m 180 = V tot (3 4 5) cm 3 = 3 cm 3 ρ tot = 1 ε ε = 1 3 = 0.1847 ε 18.5% ρ theor 3.68