Kennismaken met materialen

Materiaalkundevoor niet-materiaalkundigen

Eddy Brinkman

Basiskennis

&

Ideeënboek

4 5

Materialen vormen de bouwstenen van alles wat we om ons heen zien. Want waar zou-den smartphones, auto’s, gebouwen of zonnecellen zijn zonder de juiste materialen? Ze zijn zo vanzelfsprekend dat we bijna vergeten hoe bijzonder ze zijn. Over de ‘verbor-gen kracht’ van materialen gaat dit boek.

BasiskennisIn dit boek maken we kennis met materialen en krijgen we inzicht in de technologie die daarachter schuil gaat. Waarom is juist dat materiaal geschikt voor die toepassing? En aan welke knoppen moeten we draaien om betere materialen te krijgen - mochten de huidige niet voldoen? Naast inzicht in de huidige materialen kunnen we de basiskennis over materiaaltechnologie uit dit boek ook gebruiken om nieuwe materiaalontwikkelin-gen te begrijpen en te volgen. En die ontwikkelingen staan niet stil, want ook grafeen27, plastics voor flexibele elektronica79, zelfherstellende materialen183, nanotechnolo-gie21, 3D-printen153 en materialen van biologische oorsprong31 worden in dit boek (kort) aangestipt.

IdeeënboekDit boek bevat legio voorbeelden van materiaaltoepassingen om ons heen. Dit is deels om het verkrijgen van inzicht gemakkelijker te maken - want kennismaken doe je vanuit de bekende wereld, met dingen die je om je heen ziet - maar ook om nieuwe ideeën op te doen voor de eigen werkzaamheden en activiteiten, of gewoon om te MacGyveren.

Voor wie?Dit boek is bedoeld voor mensen die werkzaam zijn in, of samenwerken met, de tech-nische sector, maar die geen technische of materiaalkundige achtergrond hebben. Denk aan inkopers, verkopers, management, administratieve ondersteuning, juridische men-sen, nieuwe werknemers, studenten, klanten of toeleveranciers. Met als doel om ‘voor de komma’ mee te kunnen praten met experts op het vakgebied die er ‘tot achter de komma’ goed mee bekend zijn.Uiteraard is dit boek ook handig voor technici en materiaalkundigen zelf - al is het alleen maar om uit te vinden ‘hoe het ook alweer zat’. Bijvoorbeeld voor materiaalkundigen binnen het ene vakgebied die willen weten wat er mogelijk is op een ander materiaalkun-dig vakgebied. Kortom: voor iedereen die (opnieuw) kennis wil maken met materialenOm de informatie in dit boek te kunnen begrijpen is natuur/scheikunde op middelbare-schoolniveau voldoende. Daarnaast is gezond verstand zeker handig ....

Voorwoord Leeswijzer

Zes hoofdstukken of ‘modules’ vormen de basis van dit boek. Zo gaan de middelste hoofdstukken over de relatie die materialen hebben met licht, temperatuur, mechani-sche belasting (krachten) en elektriciteit. Het eerste hoofdstuk behandelt materialen als zodanig, en het laatste hoofdstuk gaat over maakprocessen voor materialen, en de manieren waarop materialen en producten aan hun eind komen - en wat daar tegen te doen is. Elk hoofstuk bestaat uit korte stukken van enkele bladzijden lang, die onafhankelijk van elkaar te lezen zijn.

60 61Temperatuur en materialen

Warmteopslag in materialen

Zelfs bij het eten van een eenvoudige bitterbal kun je er door een verbrande tong achter ko-men dat er in de vulling een grote hoeveelheid warmte ligt opgeslagen, terwijl de krokante korst een stuk koeler aanvoelt. Zelfs al heeft zo’n bitterbal in z’n geheel dezelfde warmtebehande-ling ondergaan in het vet of de oven is er meer warmte in de vulling gaan zitten dan in de bui-tenkant. Een pijnlijke - en wellicht herkenbare - manier om er achter te komen dat verschillende materialen blijkbaar verschillende hoeveelhe-den warmte kunnen opslaan - en afgeven ...

WarmtecapaciteitAls je warmte aan een (vast) materiaal toevoegt, bijvoorbeeld in een oven, dan neemt het mate-riaal de warmte van de oven over en gaan de atomen van het (vaste) materiaal steeds har-der op hun plaats trillen, wat zich uit in een hogere temperatuur. De absolute hoeveelheid materiaal is hier van belang: 2 kilogram mate-riaal kan twee keer zoveel warmte opnemen als 1 kilogram van hetzelfde materiaal. Maar ook

reageren verschillende materialen op een ver-schillende manier op deze warmtetoevoer. Als je dezelfde hoeveelheid warmte aan verschillen-de materialen toevoert, dan zie je wel steeds de temperatuur van deze materialen stijgen, maar per materiaal in een verschillende mate. De spe-cifi eke warmtecapaciteit - ook wel soortelijke warmte genoemd - is een materiaaleigenschap die aangeeft hoeveel warmte je aan 1 kilogram moet toevoegen om het materiaal 1 graad Cel-sius in temperatuur te laten stijgen. Het woord ‘specifi ek’ slaat hier op de kilogram materiaal waarop de warmtecapaciteit betrekking heeft . Dat deze specifi eke warmtecapaciteit materiaal-afh ankelijk is, heeft niet zozeer te maken met het verschil tussen de soorten atomen, maar wel met de hoeveelheid atomen. Zo bevat 1 ki-logram van het ‘lichtmetaal’ magnesium ruim 8,5 keer zoveel atomen als 1 kilogram van het ‘loodzware’ lood. Ter vergelijking: de specifi eke warmtecapaciteit van magnesium is 1023 en van lood 129 J/kg.C bij kamertemperatuur. Bij dezelfde temperatuur kan 1 kilogram magne-

sium dus bijna 8 maal zoveel warmte vasthou-den als 1 kilogram lood. Maar deze factor 8 in beide gevallen is uiteraard niet toevallig. Zware metalen - dus met een grote dichtheid - heb-ben een lagere specifi eke warmtecapaciteit dan lichtere metalen. Omdat zware atomen gepaard gaan met een lage specifi eke warmtecapaciteit kun je wel aanvoelen dat genormeerd op het aantal deeltjes - dus uitgedrukt per atoom of per mol atomen - de warmtecapaciteit een con-stante waarde heeft . En inderdaad, bij en boven kamertemperatuur hebben veel vaste stoff en een constante specifi eke warmtecapaciteit van ongeveer 25 joule opgenomen warmte-energie per mol atomen per graad Celsius temperatuur-

stijging. Als je een zuiver metaal vergelijkt met een le-gering142 hiervan, dan verschillen hun spe-cifi eke warmtecapaciteiten niet veel. Immers, de specifi eke warmtecapacteit hangt af van de hoeveelheid atomen per kilogram metaal, en die hoeveelheid zal niet sterk veranderen bij toevoeging van enkele procenten ‘vreemde’ me-talen of andere atomen. Daarentegen verandert de warmtegeleiding57 van een zuiver metaal wel sterk als je er een legering van maakt. Meta-len zijn goede warmtegeleiders als ze een regel-matig rooster hebben, en elke verstoring van dit rooster - hier vanwege de inbouw van vreemde atomen - vermindert de (warmte)geleiding.

Warmteopslag in materialen

De Debye-temperatuurAan het begin van de 19e eeuw ontdekten de Franse natuurkundigen Pierre Louis Dulong en Alexis Th érèse Petit experimenteel dat voor veel vaste stoff en bij kamertemperatuur de warmte-capaciteit ongeveer 25 J/mol.C is - in feite drie maal de gasconstante R. Met een gemiddeld atomair volume van de elementen, in de orde-grootte van 10 cm3/mol atomen, is dit om te re-kenen naar 2,5 J/cm3.C.Deze constante waarde voor de specifi eke warmtecapaciteit van 25 J/mol.C geldt boven de zogenaamde Debye-temperatuur van het mate-riaal. We duiken wat dieper in deze materie.Hoe meer warmte je aan een materiaal toevoert, des te harder gaan de atomen om hun even-

wichtspositie in het materiaalrooster trillen. Maar er gebeurt nog meer, want de trillende ato-men in het rooster beïnvloeden elkaar omdat ze via atoombindingen aan elkaar gekoppeld zijn. Als een atoom iets naar links beweegt tijdens de trilling, dan stoot hij zijn linkerbuur een beetje af terwijl hij zijn rechterbuur een stukje aantrekt. Eigenlijk zijn er dan dus drie atomen die een beetje naar links bewegen tijdens de tril-ling - een gecoördineerde beweging. Deze be-invloeding strekt zich ook uit naar de verdere buren, waardoor het trillingssignaal zich als een golf door het materiaal beweegt. De deel-tjes blijven rondom hun eigen plek trillen, maar de informatie wordt verder doorgegeven in de vorm van een golf - net zoals de ‘wave’ in een

Gebouwen die in de zomer overdag opwarmen in het zon-licht - zoals hier in New York - houden deze warmte vast, en stralen de warmte ‘s avonds en ‘s nachts langzaam weer af aan de dan koudere omgeving. Voor een materiaal met een grote warmtecapaciteit moet je veel moeite doen - dus veel warmte toevoegen - om het materiaal in temperatuur te laten stijgen. Daar staat tegenover dat zo’n materiaal - als het eenmaal heet is - langdurig warmte kan blij-ven afstaan aan de (koudere) omgeving.

‘afzonderlijke’ trillingen

‘collectieve’ trillingen

Eddy Brinkmanapril 2016

60 61Temperatuur en materialen

Warmteopslag in materialen

Zelfs bij het eten van een eenvoudige bitterbal kun je er door een verbrande tong achter ko-men dat er in de vulling een grote hoeveelheid warmte ligt opgeslagen, terwijl de krokante korst een stuk koeler aanvoelt. Zelfs al heeft zo’n bitterbal in z’n geheel dezelfde warmtebehande-ling ondergaan in het vet of de oven is er meer warmte in de vulling gaan zitten dan in de bui-tenkant. Een pijnlijke - en wellicht herkenbare - manier om er achter te komen dat verschillende materialen blijkbaar verschillende hoeveelhe-den warmte kunnen opslaan - en afgeven ...

WarmtecapaciteitAls je warmte aan een (vast) materiaal toevoegt, bijvoorbeeld in een oven, dan neemt het mate-riaal de warmte van de oven over en gaan de atomen van het (vaste) materiaal steeds har-der op hun plaats trillen, wat zich uit in een hogere temperatuur. De absolute hoeveelheid materiaal is hier van belang: 2 kilogram mate-riaal kan twee keer zoveel warmte opnemen als 1 kilogram van hetzelfde materiaal. Maar ook

reageren verschillende materialen op een ver-schillende manier op deze warmtetoevoer. Als je dezelfde hoeveelheid warmte aan verschillen-de materialen toevoert, dan zie je wel steeds de temperatuur van deze materialen stijgen, maar per materiaal in een verschillende mate. De spe-cifi eke warmtecapaciteit - ook wel soortelijke warmte genoemd - is een materiaaleigenschap die aangeeft hoeveel warmte je aan 1 kilogram moet toevoegen om het materiaal 1 graad Cel-sius in temperatuur te laten stijgen. Het woord ‘specifi ek’ slaat hier op de kilogram materiaal waarop de warmtecapaciteit betrekking heeft . Dat deze specifi eke warmtecapaciteit materiaal-afh ankelijk is, heeft niet zozeer te maken met het verschil tussen de soorten atomen, maar wel met de hoeveelheid atomen. Zo bevat 1 ki-logram van het ‘lichtmetaal’ magnesium ruim 8,5 keer zoveel atomen als 1 kilogram van het ‘loodzware’ lood. Ter vergelijking: de specifi eke warmtecapaciteit van magnesium is 1023 en van lood 129 J/kg.C bij kamertemperatuur. Bij dezelfde temperatuur kan 1 kilogram magne-

sium dus bijna 8 maal zoveel warmte vasthou-den als 1 kilogram lood. Maar deze factor 8 in beide gevallen is uiteraard niet toevallig. Zware metalen - dus met een grote dichtheid - heb-ben een lagere specifi eke warmtecapaciteit dan lichtere metalen. Omdat zware atomen gepaard gaan met een lage specifi eke warmtecapaciteit kun je wel aanvoelen dat genormeerd op het aantal deeltjes - dus uitgedrukt per atoom of per mol atomen - de warmtecapaciteit een con-stante waarde heeft . En inderdaad, bij en boven kamertemperatuur hebben veel vaste stoff en een constante specifi eke warmtecapaciteit van ongeveer 25 joule opgenomen warmte-energie per mol atomen per graad Celsius temperatuur-

stijging. Als je een zuiver metaal vergelijkt met een le-gering142 hiervan, dan verschillen hun spe-cifi eke warmtecapaciteiten niet veel. Immers, de specifi eke warmtecapacteit hangt af van de hoeveelheid atomen per kilogram metaal, en die hoeveelheid zal niet sterk veranderen bij toevoeging van enkele procenten ‘vreemde’ me-talen of andere atomen. Daarentegen verandert de warmtegeleiding57 van een zuiver metaal wel sterk als je er een legering van maakt. Meta-len zijn goede warmtegeleiders als ze een regel-matig rooster hebben, en elke verstoring van dit rooster - hier vanwege de inbouw van vreemde atomen - vermindert de (warmte)geleiding.

Warmteopslag in materialen

De Debye-temperatuurAan het begin van de 19e eeuw ontdekten de Franse natuurkundigen Pierre Louis Dulong en Alexis Th érèse Petit experimenteel dat voor veel vaste stoff en bij kamertemperatuur de warmte-capaciteit ongeveer 25 J/mol.C is - in feite drie maal de gasconstante R. Met een gemiddeld atomair volume van de elementen, in de orde-grootte van 10 cm3/mol atomen, is dit om te re-kenen naar 2,5 J/cm3.C.Deze constante waarde voor de specifi eke warmtecapaciteit van 25 J/mol.C geldt boven de zogenaamde Debye-temperatuur van het mate-riaal. We duiken wat dieper in deze materie.Hoe meer warmte je aan een materiaal toevoert, des te harder gaan de atomen om hun even-

wichtspositie in het materiaalrooster trillen. Maar er gebeurt nog meer, want de trillende ato-men in het rooster beïnvloeden elkaar omdat ze via atoombindingen aan elkaar gekoppeld zijn. Als een atoom iets naar links beweegt tijdens de trilling, dan stoot hij zijn linkerbuur een beetje af terwijl hij zijn rechterbuur een stukje aantrekt. Eigenlijk zijn er dan dus drie atomen die een beetje naar links bewegen tijdens de tril-ling - een gecoördineerde beweging. Deze be-invloeding strekt zich ook uit naar de verdere buren, waardoor het trillingssignaal zich als een golf door het materiaal beweegt. De deel-tjes blijven rondom hun eigen plek trillen, maar de informatie wordt verder doorgegeven in de vorm van een golf - net zoals de ‘wave’ in een

Gebouwen die in de zomer overdag opwarmen in het zon-licht - zoals hier in New York - houden deze warmte vast, en stralen de warmte ‘s avonds en ‘s nachts langzaam weer af aan de dan koudere omgeving. Voor een materiaal met een grote warmtecapaciteit moet je veel moeite doen - dus veel warmte toevoegen - om het materiaal in temperatuur te laten stijgen. Daar staat tegenover dat zo’n materiaal - als het eenmaal heet is - langdurig warmte kan blij-ven afstaan aan de (koudere) omgeving.

‘afzonderlijke’ trillingen

‘collectieve’ trillingen

60 61Temperatuur en materialen

Warmteopslag in materialen

Zelfs bij het eten van een eenvoudige bitterbal kun je er door een verbrande tong achter ko-men dat er in de vulling een grote hoeveelheid warmte ligt opgeslagen, terwijl de krokante korst een stuk koeler aanvoelt. Zelfs al heeft zo’n bitterbal in z’n geheel dezelfde warmtebehande-ling ondergaan in het vet of de oven is er meer warmte in de vulling gaan zitten dan in de bui-tenkant. Een pijnlijke - en wellicht herkenbare - manier om er achter te komen dat verschillende materialen blijkbaar verschillende hoeveelhe-den warmte kunnen opslaan - en afgeven ...

WarmtecapaciteitAls je warmte aan een (vast) materiaal toevoegt, bijvoorbeeld in een oven, dan neemt het mate-riaal de warmte van de oven over en gaan de atomen van het (vaste) materiaal steeds har-der op hun plaats trillen, wat zich uit in een hogere temperatuur. De absolute hoeveelheid materiaal is hier van belang: 2 kilogram mate-riaal kan twee keer zoveel warmte opnemen als 1 kilogram van hetzelfde materiaal. Maar ook

reageren verschillende materialen op een ver-schillende manier op deze warmtetoevoer. Als je dezelfde hoeveelheid warmte aan verschillen-de materialen toevoert, dan zie je wel steeds de temperatuur van deze materialen stijgen, maar per materiaal in een verschillende mate. De spe-cifi eke warmtecapaciteit - ook wel soortelijke warmte genoemd - is een materiaaleigenschap die aangeeft hoeveel warmte je aan 1 kilogram moet toevoegen om het materiaal 1 graad Cel-sius in temperatuur te laten stijgen. Het woord ‘specifi ek’ slaat hier op de kilogram materiaal waarop de warmtecapaciteit betrekking heeft . Dat deze specifi eke warmtecapaciteit materiaal-afh ankelijk is, heeft niet zozeer te maken met het verschil tussen de soorten atomen, maar wel met de hoeveelheid atomen. Zo bevat 1 ki-logram van het ‘lichtmetaal’ magnesium ruim 8,5 keer zoveel atomen als 1 kilogram van het ‘loodzware’ lood. Ter vergelijking: de specifi eke warmtecapaciteit van magnesium is 1023 en van lood 129 J/kg.C bij kamertemperatuur. Bij dezelfde temperatuur kan 1 kilogram magne-

sium dus bijna 8 maal zoveel warmte vasthou-den als 1 kilogram lood. Maar deze factor 8 in beide gevallen is uiteraard niet toevallig. Zware metalen - dus met een grote dichtheid - heb-ben een lagere specifi eke warmtecapaciteit dan lichtere metalen. Omdat zware atomen gepaard gaan met een lage specifi eke warmtecapaciteit kun je wel aanvoelen dat genormeerd op het aantal deeltjes - dus uitgedrukt per atoom of per mol atomen - de warmtecapaciteit een con-stante waarde heeft . En inderdaad, bij en boven kamertemperatuur hebben veel vaste stoff en een constante specifi eke warmtecapaciteit van ongeveer 25 joule opgenomen warmte-energie per mol atomen per graad Celsius temperatuur-

stijging. Als je een zuiver metaal vergelijkt met een le-gering142 hiervan, dan verschillen hun spe-cifi eke warmtecapaciteiten niet veel. Immers, de specifi eke warmtecapacteit hangt af van de hoeveelheid atomen per kilogram metaal, en die hoeveelheid zal niet sterk veranderen bij toevoeging van enkele procenten ‘vreemde’ me-talen of andere atomen. Daarentegen verandert de warmtegeleiding57 van een zuiver metaal wel sterk als je er een legering van maakt. Meta-len zijn goede warmtegeleiders als ze een regel-matig rooster hebben, en elke verstoring van dit rooster - hier vanwege de inbouw van vreemde atomen - vermindert de (warmte)geleiding.

Warmteopslag in materialen

De Debye-temperatuurAan het begin van de 19e eeuw ontdekten de Franse natuurkundigen Pierre Louis Dulong en Alexis Th érèse Petit experimenteel dat voor veel vaste stoff en bij kamertemperatuur de warmte-capaciteit ongeveer 25 J/mol.C is - in feite drie maal de gasconstante R. Met een gemiddeld atomair volume van de elementen, in de orde-grootte van 10 cm3/mol atomen, is dit om te re-kenen naar 2,5 J/cm3.C.Deze constante waarde voor de specifi eke warmtecapaciteit van 25 J/mol.C geldt boven de zogenaamde Debye-temperatuur van het mate-riaal. We duiken wat dieper in deze materie.Hoe meer warmte je aan een materiaal toevoert, des te harder gaan de atomen om hun even-

wichtspositie in het materiaalrooster trillen. Maar er gebeurt nog meer, want de trillende ato-men in het rooster beïnvloeden elkaar omdat ze via atoombindingen aan elkaar gekoppeld zijn. Als een atoom iets naar links beweegt tijdens de trilling, dan stoot hij zijn linkerbuur een beetje af terwijl hij zijn rechterbuur een stukje aantrekt. Eigenlijk zijn er dan dus drie atomen die een beetje naar links bewegen tijdens de tril-ling - een gecoördineerde beweging. Deze be-invloeding strekt zich ook uit naar de verdere buren, waardoor het trillingssignaal zich als een golf door het materiaal beweegt. De deel-tjes blijven rondom hun eigen plek trillen, maar de informatie wordt verder doorgegeven in de vorm van een golf - net zoals de ‘wave’ in een

Gebouwen die in de zomer overdag opwarmen in het zon-licht - zoals hier in New York - houden deze warmte vast, en stralen de warmte ‘s avonds en ‘s nachts langzaam weer af aan de dan koudere omgeving. Voor een materiaal met een grote warmtecapaciteit moet je veel moeite doen - dus veel warmte toevoegen - om het materiaal in temperatuur te laten stijgen. Daar staat tegenover dat zo’n materiaal - als het eenmaal heet is - langdurig warmte kan blij-ven afstaan aan de (koudere) omgeving.

‘afzonderlijke’ trillingen

‘collectieve’ trillingen

60 61Temperatuur en materialen

Warmteopslag in materialen

Zelfs bij het eten van een eenvoudige bitterbal kun je er door een verbrande tong achter ko-men dat er in de vulling een grote hoeveelheid warmte ligt opgeslagen, terwijl de krokante korst een stuk koeler aanvoelt. Zelfs al heeft zo’n bitterbal in z’n geheel dezelfde warmtebehande-ling ondergaan in het vet of de oven is er meer warmte in de vulling gaan zitten dan in de bui-tenkant. Een pijnlijke - en wellicht herkenbare - manier om er achter te komen dat verschillende materialen blijkbaar verschillende hoeveelhe-den warmte kunnen opslaan - en afgeven ...

WarmtecapaciteitAls je warmte aan een (vast) materiaal toevoegt, bijvoorbeeld in een oven, dan neemt het mate-riaal de warmte van de oven over en gaan de atomen van het (vaste) materiaal steeds har-der op hun plaats trillen, wat zich uit in een hogere temperatuur. De absolute hoeveelheid materiaal is hier van belang: 2 kilogram mate-riaal kan twee keer zoveel warmte opnemen als 1 kilogram van hetzelfde materiaal. Maar ook

reageren verschillende materialen op een ver-schillende manier op deze warmtetoevoer. Als je dezelfde hoeveelheid warmte aan verschillen-de materialen toevoert, dan zie je wel steeds de temperatuur van deze materialen stijgen, maar per materiaal in een verschillende mate. De spe-cifi eke warmtecapaciteit - ook wel soortelijke warmte genoemd - is een materiaaleigenschap die aangeeft hoeveel warmte je aan 1 kilogram moet toevoegen om het materiaal 1 graad Cel-sius in temperatuur te laten stijgen. Het woord ‘specifi ek’ slaat hier op de kilogram materiaal waarop de warmtecapaciteit betrekking heeft . Dat deze specifi eke warmtecapaciteit materiaal-afh ankelijk is, heeft niet zozeer te maken met het verschil tussen de soorten atomen, maar wel met de hoeveelheid atomen. Zo bevat 1 ki-logram van het ‘lichtmetaal’ magnesium ruim 8,5 keer zoveel atomen als 1 kilogram van het ‘loodzware’ lood. Ter vergelijking: de specifi eke warmtecapaciteit van magnesium is 1023 en van lood 129 J/kg.C bij kamertemperatuur. Bij dezelfde temperatuur kan 1 kilogram magne-

sium dus bijna 8 maal zoveel warmte vasthou-den als 1 kilogram lood. Maar deze factor 8 in beide gevallen is uiteraard niet toevallig. Zware metalen - dus met een grote dichtheid - heb-ben een lagere specifi eke warmtecapaciteit dan lichtere metalen. Omdat zware atomen gepaard gaan met een lage specifi eke warmtecapaciteit kun je wel aanvoelen dat genormeerd op het aantal deeltjes - dus uitgedrukt per atoom of per mol atomen - de warmtecapaciteit een con-stante waarde heeft . En inderdaad, bij en boven kamertemperatuur hebben veel vaste stoff en een constante specifi eke warmtecapaciteit van ongeveer 25 joule opgenomen warmte-energie per mol atomen per graad Celsius temperatuur-

stijging. Als je een zuiver metaal vergelijkt met een le-gering142 hiervan, dan verschillen hun spe-cifi eke warmtecapaciteiten niet veel. Immers, de specifi eke warmtecapacteit hangt af van de hoeveelheid atomen per kilogram metaal, en die hoeveelheid zal niet sterk veranderen bij toevoeging van enkele procenten ‘vreemde’ me-talen of andere atomen. Daarentegen verandert de warmtegeleiding57 van een zuiver metaal wel sterk als je er een legering van maakt. Meta-len zijn goede warmtegeleiders als ze een regel-matig rooster hebben, en elke verstoring van dit rooster - hier vanwege de inbouw van vreemde atomen - vermindert de (warmte)geleiding.

Warmteopslag in materialen

De Debye-temperatuurAan het begin van de 19e eeuw ontdekten de Franse natuurkundigen Pierre Louis Dulong en Alexis Th érèse Petit experimenteel dat voor veel vaste stoff en bij kamertemperatuur de warmte-capaciteit ongeveer 25 J/mol.C is - in feite drie maal de gasconstante R. Met een gemiddeld atomair volume van de elementen, in de orde-grootte van 10 cm3/mol atomen, is dit om te re-kenen naar 2,5 J/cm3.C.Deze constante waarde voor de specifi eke warmtecapaciteit van 25 J/mol.C geldt boven de zogenaamde Debye-temperatuur van het mate-riaal. We duiken wat dieper in deze materie.Hoe meer warmte je aan een materiaal toevoert, des te harder gaan de atomen om hun even-

wichtspositie in het materiaalrooster trillen. Maar er gebeurt nog meer, want de trillende ato-men in het rooster beïnvloeden elkaar omdat ze via atoombindingen aan elkaar gekoppeld zijn. Als een atoom iets naar links beweegt tijdens de trilling, dan stoot hij zijn linkerbuur een beetje af terwijl hij zijn rechterbuur een stukje aantrekt. Eigenlijk zijn er dan dus drie atomen die een beetje naar links bewegen tijdens de tril-ling - een gecoördineerde beweging. Deze be-invloeding strekt zich ook uit naar de verdere buren, waardoor het trillingssignaal zich als een golf door het materiaal beweegt. De deel-tjes blijven rondom hun eigen plek trillen, maar de informatie wordt verder doorgegeven in de vorm van een golf - net zoals de ‘wave’ in een

Gebouwen die in de zomer overdag opwarmen in het zon-licht - zoals hier in New York - houden deze warmte vast, en stralen de warmte ‘s avonds en ‘s nachts langzaam weer af aan de dan koudere omgeving. Voor een materiaal met een grote warmtecapaciteit moet je veel moeite doen - dus veel warmte toevoegen - om het materiaal in temperatuur te laten stijgen. Daar staat tegenover dat zo’n materiaal - als het eenmaal heet is - langdurig warmte kan blij-ven afstaan aan de (koudere) omgeving.

‘afzonderlijke’ trillingen

‘collectieve’ trillingen

60 61Temperatuur en materialen

Warmteopslag in materialen

Zelfs bij het eten van een eenvoudige bitterbal kun je er door een verbrande tong achter ko-men dat er in de vulling een grote hoeveelheid warmte ligt opgeslagen, terwijl de krokante korst een stuk koeler aanvoelt. Zelfs al heeft zo’n bitterbal in z’n geheel dezelfde warmtebehande-ling ondergaan in het vet of de oven is er meer warmte in de vulling gaan zitten dan in de bui-tenkant. Een pijnlijke - en wellicht herkenbare - manier om er achter te komen dat verschillende materialen blijkbaar verschillende hoeveelhe-den warmte kunnen opslaan - en afgeven ...

WarmtecapaciteitAls je warmte aan een (vast) materiaal toevoegt, bijvoorbeeld in een oven, dan neemt het mate-riaal de warmte van de oven over en gaan de atomen van het (vaste) materiaal steeds har-der op hun plaats trillen, wat zich uit in een hogere temperatuur. De absolute hoeveelheid materiaal is hier van belang: 2 kilogram mate-riaal kan twee keer zoveel warmte opnemen als 1 kilogram van hetzelfde materiaal. Maar ook

reageren verschillende materialen op een ver-schillende manier op deze warmtetoevoer. Als je dezelfde hoeveelheid warmte aan verschillen-de materialen toevoert, dan zie je wel steeds de temperatuur van deze materialen stijgen, maar per materiaal in een verschillende mate. De spe-cifi eke warmtecapaciteit - ook wel soortelijke warmte genoemd - is een materiaaleigenschap die aangeeft hoeveel warmte je aan 1 kilogram moet toevoegen om het materiaal 1 graad Cel-sius in temperatuur te laten stijgen. Het woord ‘specifi ek’ slaat hier op de kilogram materiaal waarop de warmtecapaciteit betrekking heeft . Dat deze specifi eke warmtecapaciteit materiaal-afh ankelijk is, heeft niet zozeer te maken met het verschil tussen de soorten atomen, maar wel met de hoeveelheid atomen. Zo bevat 1 ki-logram van het ‘lichtmetaal’ magnesium ruim 8,5 keer zoveel atomen als 1 kilogram van het ‘loodzware’ lood. Ter vergelijking: de specifi eke warmtecapaciteit van magnesium is 1023 en van lood 129 J/kg.C bij kamertemperatuur. Bij dezelfde temperatuur kan 1 kilogram magne-

sium dus bijna 8 maal zoveel warmte vasthou-den als 1 kilogram lood. Maar deze factor 8 in beide gevallen is uiteraard niet toevallig. Zware metalen - dus met een grote dichtheid - heb-ben een lagere specifi eke warmtecapaciteit dan lichtere metalen. Omdat zware atomen gepaard gaan met een lage specifi eke warmtecapaciteit kun je wel aanvoelen dat genormeerd op het aantal deeltjes - dus uitgedrukt per atoom of per mol atomen - de warmtecapaciteit een con-stante waarde heeft . En inderdaad, bij en boven kamertemperatuur hebben veel vaste stoff en een constante specifi eke warmtecapaciteit van ongeveer 25 joule opgenomen warmte-energie per mol atomen per graad Celsius temperatuur-

stijging. Als je een zuiver metaal vergelijkt met een le-gering142 hiervan, dan verschillen hun spe-cifi eke warmtecapaciteiten niet veel. Immers, de specifi eke warmtecapacteit hangt af van de hoeveelheid atomen per kilogram metaal, en die hoeveelheid zal niet sterk veranderen bij toevoeging van enkele procenten ‘vreemde’ me-talen of andere atomen. Daarentegen verandert de warmtegeleiding57 van een zuiver metaal wel sterk als je er een legering van maakt. Meta-len zijn goede warmtegeleiders als ze een regel-matig rooster hebben, en elke verstoring van dit rooster - hier vanwege de inbouw van vreemde atomen - vermindert de (warmte)geleiding.

Warmteopslag in materialen

De Debye-temperatuurAan het begin van de 19e eeuw ontdekten de Franse natuurkundigen Pierre Louis Dulong en Alexis Th érèse Petit experimenteel dat voor veel vaste stoff en bij kamertemperatuur de warmte-capaciteit ongeveer 25 J/mol.C is - in feite drie maal de gasconstante R. Met een gemiddeld atomair volume van de elementen, in de orde-grootte van 10 cm3/mol atomen, is dit om te re-kenen naar 2,5 J/cm3.C.Deze constante waarde voor de specifi eke warmtecapaciteit van 25 J/mol.C geldt boven de zogenaamde Debye-temperatuur van het mate-riaal. We duiken wat dieper in deze materie.Hoe meer warmte je aan een materiaal toevoert, des te harder gaan de atomen om hun even-

wichtspositie in het materiaalrooster trillen. Maar er gebeurt nog meer, want de trillende ato-men in het rooster beïnvloeden elkaar omdat ze via atoombindingen aan elkaar gekoppeld zijn. Als een atoom iets naar links beweegt tijdens de trilling, dan stoot hij zijn linkerbuur een beetje af terwijl hij zijn rechterbuur een stukje aantrekt. Eigenlijk zijn er dan dus drie atomen die een beetje naar links bewegen tijdens de tril-ling - een gecoördineerde beweging. Deze be-invloeding strekt zich ook uit naar de verdere buren, waardoor het trillingssignaal zich als een golf door het materiaal beweegt. De deel-tjes blijven rondom hun eigen plek trillen, maar de informatie wordt verder doorgegeven in de vorm van een golf - net zoals de ‘wave’ in een

Gebouwen die in de zomer overdag opwarmen in het zon-licht - zoals hier in New York - houden deze warmte vast, en stralen de warmte ‘s avonds en ‘s nachts langzaam weer af aan de dan koudere omgeving. Voor een materiaal met een grote warmtecapaciteit moet je veel moeite doen - dus veel warmte toevoegen - om het materiaal in temperatuur te laten stijgen. Daar staat tegenover dat zo’n materiaal - als het eenmaal heet is - langdurig warmte kan blij-ven afstaan aan de (koudere) omgeving.

‘afzonderlijke’ trillingen

‘collectieve’ trillingen

60 61Temperatuur en materialen

Warmteopslag in materialen

Zelfs bij het eten van een eenvoudige bitterbal kun je er door een verbrande tong achter ko-men dat er in de vulling een grote hoeveelheid warmte ligt opgeslagen, terwijl de krokante korst een stuk koeler aanvoelt. Zelfs al heeft zo’n bitterbal in z’n geheel dezelfde warmtebehande-ling ondergaan in het vet of de oven is er meer warmte in de vulling gaan zitten dan in de bui-tenkant. Een pijnlijke - en wellicht herkenbare - manier om er achter te komen dat verschillende materialen blijkbaar verschillende hoeveelhe-den warmte kunnen opslaan - en afgeven ...

WarmtecapaciteitAls je warmte aan een (vast) materiaal toevoegt, bijvoorbeeld in een oven, dan neemt het mate-riaal de warmte van de oven over en gaan de atomen van het (vaste) materiaal steeds har-der op hun plaats trillen, wat zich uit in een hogere temperatuur. De absolute hoeveelheid materiaal is hier van belang: 2 kilogram mate-riaal kan twee keer zoveel warmte opnemen als 1 kilogram van hetzelfde materiaal. Maar ook

reageren verschillende materialen op een ver-schillende manier op deze warmtetoevoer. Als je dezelfde hoeveelheid warmte aan verschillen-de materialen toevoert, dan zie je wel steeds de temperatuur van deze materialen stijgen, maar per materiaal in een verschillende mate. De spe-cifi eke warmtecapaciteit - ook wel soortelijke warmte genoemd - is een materiaaleigenschap die aangeeft hoeveel warmte je aan 1 kilogram moet toevoegen om het materiaal 1 graad Cel-sius in temperatuur te laten stijgen. Het woord ‘specifi ek’ slaat hier op de kilogram materiaal waarop de warmtecapaciteit betrekking heeft . Dat deze specifi eke warmtecapaciteit materiaal-afh ankelijk is, heeft niet zozeer te maken met het verschil tussen de soorten atomen, maar wel met de hoeveelheid atomen. Zo bevat 1 ki-logram van het ‘lichtmetaal’ magnesium ruim 8,5 keer zoveel atomen als 1 kilogram van het ‘loodzware’ lood. Ter vergelijking: de specifi eke warmtecapaciteit van magnesium is 1023 en van lood 129 J/kg.C bij kamertemperatuur. Bij dezelfde temperatuur kan 1 kilogram magne-

sium dus bijna 8 maal zoveel warmte vasthou-den als 1 kilogram lood. Maar deze factor 8 in beide gevallen is uiteraard niet toevallig. Zware metalen - dus met een grote dichtheid - heb-ben een lagere specifi eke warmtecapaciteit dan lichtere metalen. Omdat zware atomen gepaard gaan met een lage specifi eke warmtecapaciteit kun je wel aanvoelen dat genormeerd op het aantal deeltjes - dus uitgedrukt per atoom of per mol atomen - de warmtecapaciteit een con-stante waarde heeft . En inderdaad, bij en boven kamertemperatuur hebben veel vaste stoff en een constante specifi eke warmtecapaciteit van ongeveer 25 joule opgenomen warmte-energie per mol atomen per graad Celsius temperatuur-

stijging. Als je een zuiver metaal vergelijkt met een le-gering142 hiervan, dan verschillen hun spe-cifi eke warmtecapaciteiten niet veel. Immers, de specifi eke warmtecapacteit hangt af van de hoeveelheid atomen per kilogram metaal, en die hoeveelheid zal niet sterk veranderen bij toevoeging van enkele procenten ‘vreemde’ me-talen of andere atomen. Daarentegen verandert de warmtegeleiding57 van een zuiver metaal wel sterk als je er een legering van maakt. Meta-len zijn goede warmtegeleiders als ze een regel-matig rooster hebben, en elke verstoring van dit rooster - hier vanwege de inbouw van vreemde atomen - vermindert de (warmte)geleiding.

Warmteopslag in materialen

De Debye-temperatuurAan het begin van de 19e eeuw ontdekten de Franse natuurkundigen Pierre Louis Dulong en Alexis Th érèse Petit experimenteel dat voor veel vaste stoff en bij kamertemperatuur de warmte-capaciteit ongeveer 25 J/mol.C is - in feite drie maal de gasconstante R. Met een gemiddeld atomair volume van de elementen, in de orde-grootte van 10 cm3/mol atomen, is dit om te re-kenen naar 2,5 J/cm3.C.Deze constante waarde voor de specifi eke warmtecapaciteit van 25 J/mol.C geldt boven de zogenaamde Debye-temperatuur van het mate-riaal. We duiken wat dieper in deze materie.Hoe meer warmte je aan een materiaal toevoert, des te harder gaan de atomen om hun even-

wichtspositie in het materiaalrooster trillen. Maar er gebeurt nog meer, want de trillende ato-men in het rooster beïnvloeden elkaar omdat ze via atoombindingen aan elkaar gekoppeld zijn. Als een atoom iets naar links beweegt tijdens de trilling, dan stoot hij zijn linkerbuur een beetje af terwijl hij zijn rechterbuur een stukje aantrekt. Eigenlijk zijn er dan dus drie atomen die een beetje naar links bewegen tijdens de tril-ling - een gecoördineerde beweging. Deze be-invloeding strekt zich ook uit naar de verdere buren, waardoor het trillingssignaal zich als een golf door het materiaal beweegt. De deel-tjes blijven rondom hun eigen plek trillen, maar de informatie wordt verder doorgegeven in de vorm van een golf - net zoals de ‘wave’ in een

Gebouwen die in de zomer overdag opwarmen in het zon-licht - zoals hier in New York - houden deze warmte vast, en stralen de warmte ‘s avonds en ‘s nachts langzaam weer af aan de dan koudere omgeving. Voor een materiaal met een grote warmtecapaciteit moet je veel moeite doen - dus veel warmte toevoegen - om het materiaal in temperatuur te laten stijgen. Daar staat tegenover dat zo’n materiaal - als het eenmaal heet is - langdurig warmte kan blij-ven afstaan aan de (koudere) omgeving.

‘afzonderlijke’ trillingen

‘collectieve’ trillingen

60 61Temperatuur en materialen

Warmteopslag in materialen

Zelfs bij het eten van een eenvoudige bitterbal kun je er door een verbrande tong achter ko-men dat er in de vulling een grote hoeveelheid warmte ligt opgeslagen, terwijl de krokante korst een stuk koeler aanvoelt. Zelfs al heeft zo’n bitterbal in z’n geheel dezelfde warmtebehande-ling ondergaan in het vet of de oven is er meer warmte in de vulling gaan zitten dan in de bui-tenkant. Een pijnlijke - en wellicht herkenbare - manier om er achter te komen dat verschillende materialen blijkbaar verschillende hoeveelhe-den warmte kunnen opslaan - en afgeven ...

WarmtecapaciteitAls je warmte aan een (vast) materiaal toevoegt, bijvoorbeeld in een oven, dan neemt het mate-riaal de warmte van de oven over en gaan de atomen van het (vaste) materiaal steeds har-der op hun plaats trillen, wat zich uit in een hogere temperatuur. De absolute hoeveelheid materiaal is hier van belang: 2 kilogram mate-riaal kan twee keer zoveel warmte opnemen als 1 kilogram van hetzelfde materiaal. Maar ook

reageren verschillende materialen op een ver-schillende manier op deze warmtetoevoer. Als je dezelfde hoeveelheid warmte aan verschillen-de materialen toevoert, dan zie je wel steeds de temperatuur van deze materialen stijgen, maar per materiaal in een verschillende mate. De spe-cifi eke warmtecapaciteit - ook wel soortelijke warmte genoemd - is een materiaaleigenschap die aangeeft hoeveel warmte je aan 1 kilogram moet toevoegen om het materiaal 1 graad Cel-sius in temperatuur te laten stijgen. Het woord ‘specifi ek’ slaat hier op de kilogram materiaal waarop de warmtecapaciteit betrekking heeft . Dat deze specifi eke warmtecapaciteit materiaal-afh ankelijk is, heeft niet zozeer te maken met het verschil tussen de soorten atomen, maar wel met de hoeveelheid atomen. Zo bevat 1 ki-logram van het ‘lichtmetaal’ magnesium ruim 8,5 keer zoveel atomen als 1 kilogram van het ‘loodzware’ lood. Ter vergelijking: de specifi eke warmtecapaciteit van magnesium is 1023 en van lood 129 J/kg.C bij kamertemperatuur. Bij dezelfde temperatuur kan 1 kilogram magne-

sium dus bijna 8 maal zoveel warmte vasthou-den als 1 kilogram lood. Maar deze factor 8 in beide gevallen is uiteraard niet toevallig. Zware metalen - dus met een grote dichtheid - heb-ben een lagere specifi eke warmtecapaciteit dan lichtere metalen. Omdat zware atomen gepaard gaan met een lage specifi eke warmtecapaciteit kun je wel aanvoelen dat genormeerd op het aantal deeltjes - dus uitgedrukt per atoom of per mol atomen - de warmtecapaciteit een con-stante waarde heeft . En inderdaad, bij en boven kamertemperatuur hebben veel vaste stoff en een constante specifi eke warmtecapaciteit van ongeveer 25 joule opgenomen warmte-energie per mol atomen per graad Celsius temperatuur-

stijging. Als je een zuiver metaal vergelijkt met een le-gering142 hiervan, dan verschillen hun spe-cifi eke warmtecapaciteiten niet veel. Immers, de specifi eke warmtecapacteit hangt af van de hoeveelheid atomen per kilogram metaal, en die hoeveelheid zal niet sterk veranderen bij toevoeging van enkele procenten ‘vreemde’ me-talen of andere atomen. Daarentegen verandert de warmtegeleiding57 van een zuiver metaal wel sterk als je er een legering van maakt. Meta-len zijn goede warmtegeleiders als ze een regel-matig rooster hebben, en elke verstoring van dit rooster - hier vanwege de inbouw van vreemde atomen - vermindert de (warmte)geleiding.

Warmteopslag in materialen

De Debye-temperatuurAan het begin van de 19e eeuw ontdekten de Franse natuurkundigen Pierre Louis Dulong en Alexis Th érèse Petit experimenteel dat voor veel vaste stoff en bij kamertemperatuur de warmte-capaciteit ongeveer 25 J/mol.C is - in feite drie maal de gasconstante R. Met een gemiddeld atomair volume van de elementen, in de orde-grootte van 10 cm3/mol atomen, is dit om te re-kenen naar 2,5 J/cm3.C.Deze constante waarde voor de specifi eke warmtecapaciteit van 25 J/mol.C geldt boven de zogenaamde Debye-temperatuur van het mate-riaal. We duiken wat dieper in deze materie.Hoe meer warmte je aan een materiaal toevoert, des te harder gaan de atomen om hun even-

wichtspositie in het materiaalrooster trillen. Maar er gebeurt nog meer, want de trillende ato-men in het rooster beïnvloeden elkaar omdat ze via atoombindingen aan elkaar gekoppeld zijn. Als een atoom iets naar links beweegt tijdens de trilling, dan stoot hij zijn linkerbuur een beetje af terwijl hij zijn rechterbuur een stukje aantrekt. Eigenlijk zijn er dan dus drie atomen die een beetje naar links bewegen tijdens de tril-ling - een gecoördineerde beweging. Deze be-invloeding strekt zich ook uit naar de verdere buren, waardoor het trillingssignaal zich als een golf door het materiaal beweegt. De deel-tjes blijven rondom hun eigen plek trillen, maar de informatie wordt verder doorgegeven in de vorm van een golf - net zoals de ‘wave’ in een

Gebouwen die in de zomer overdag opwarmen in het zon-licht - zoals hier in New York - houden deze warmte vast, en stralen de warmte ‘s avonds en ‘s nachts langzaam weer af aan de dan koudere omgeving. Voor een materiaal met een grote warmtecapaciteit moet je veel moeite doen - dus veel warmte toevoegen - om het materiaal in temperatuur te laten stijgen. Daar staat tegenover dat zo’n materiaal - als het eenmaal heet is - langdurig warmte kan blij-ven afstaan aan de (koudere) omgeving.

‘afzonderlijke’ trillingen

‘collectieve’ trillingen

basiskennis op witte achtergrond

voorbeelden op licht-gekleurde

achtergrond

verdieping:witte lettersop donkereachtergrond

‘modules’ met gekleurde rand bovenaan

interactief: net als links op het internet bevat dit boek links naar

bladzijden met meer info over het betreffende onderwerp

belangrijke termen zijn vet

gekleurd

6 7

Inhoudsopgave

Voorwoord 4Leeswijzer 5Inhoudsopgave 6

Materialen in vogelvlucht 8Basiskennis materiaalkunde in vogelvlucht 10Licht of zwaar? 11Poreus of dicht? 14Atoombindingen 19Nanodeeltjes 21Kristallijn of amorf - orde of chaos? 24Natuurlijk of kunstmatig? 30

Wisselwerking tussen licht en materialen 36Wel of niet doorzichtig? 39Licht met een twist 44Communicatie door glasvezels 47LEDs en andere lichtgevende materialen 49Laser: sociaal medium avant la lettre 54

Hoe transporteren materialen warmte? 56Warmteopslag in materialen 60Bestand tegen hoge temperaturen? 64Kruip - vervorming bij hoge temperaturen 66De glasovergang bij polymeren 68Warmtebehandeling van staal 70Geheugenmetaal 74Thermische uitzetting 77

Elektrische geleiders en isolatoren 78Oplaadbare lithiumionbatterijen 84Touchscreen voor tablet of smartphone 86Afscherming van kwetsbare elektronica 88Halfgeleiders binnen de micro-elektronica 90Piëzo-elektrische materialen 95Energie en materialen 100Zonne-energie 106Aantrekkelijke materialen door magnetisme 109Magnetische materialen in de praktijk 113

Kennismaken met mechanische eigenschappen 118Flexibel of stijf? 120Overbelasting: vervorming, taaie of brosse breuk? 126Sterkte en brosheid van keramiek en glas 131Taaier keramiek 136Hoe maak je metalen sterker? 139Versterking van kunststoffen 144Sterk en hard 147Vermoeiing door wisselende belasting 148

Maakprocessen voor materialen 150Vormgeven van technische keramiek 155Glas 158Decoratieve, beschermende of functionele coatings 160De bindende factor 165Hoe lang gaat een materiaal mee? 169Wrijving en slijtage 171Wel of niet bestand tegen corrosie? 175Materialen opnieuw gebruiken 180Zelfherstellende materialen 183

Meer lezen 189Index 190

Lich

tA

ls z

odan

igTe

mpe

ratu

ur

Elek

tric

iteit

Mec

hani

sche

bel

astin

gBe

gin

en e

ind

8 9Materialen als zodanig

Waarom wil je een bepaald materiaal voor een bepaald doel gebruiken? In dit boek mag geen overzicht ontbreken van welke eigenschappen een materiaal juist geschikt maken voor een be-paalde toepassing - zeg maar, de kortste samen-vatting van dit boek.

KeramiekHet kan geen toeval zijn dat huizen en andere gebouwen grotendeels op keramische materia-len als beton, bakstenen en dakpannen zijn ge-baseerd. Keramiek is goed bestand tegen druk-belasting, en daarnaast is het materiaal slijtvast, hard en stijf. Dat geldt niet alleen bij kamer-temperatuur, want de meeste soorten keramiek kunnen zonder moeite temperaturen van meer dan 1000 °C aan. Keramiek is doorgaans een goede elektrische isolator - hoewel er ook gelei-dende keramieksoorten bestaan, want de beste supergeleiders zijn van keramiek - en is goed bestand tegen chemische aantasting vanuit de omgeving. De populariteit van keramiek is ook te danken aan het veelvuldig voorkomen in de natuur van keramische grondstoffen - soms let-terlijk uit de grond, zoals klei.Bijna alleen maar superlatieven voor dit mate-riaal. Bijna … want door het brosse gedrag vor-men kleine scheuren en andere oneffenheden kwetsbare plekken waardoor ze - na een grote belasting - plotseling, zonder waarschuwing kunnen breken.

GlasIn zekere zin het doorzichtige broertje van kera-miek en daardoor te gebruiken als vensterglas en wijnglas, maar ook als glasvezel voor datacom-municatie en glasvezelversterkte kunststoffen. Net als keramiek is glas hard, goed elektrisch isolerend en goed bestand tegen chemische aantasting. Maar ook net als keramiek gedraagt glas zich bros, en breekt het gauw. Denk maar

aan de onweerstaanbare aantrekkingskracht die glas uitoefent op voetballende jeugd. Glas kun je goed vormgeven door het materiaal te smel-ten, en bijvoorbeeld in de juiste vorm te gieten. Siliciumdioxide, de basis van de meeste glazen, kun je zien als de anorganische tegenhanger van de koolstofketen –(CH2)n-.

MetalenMetalen kom je tegen in een grote diversiteit aan toepassingen om ons heen, van stroomdra-den tot in bouwconstructies. Waar de meeste kunststoffen en glas als isolator elektriciteit - en ook warmte - slecht geleiden, doen metalen dat juist heel goed. Koperdraden in de elektrische infrastructuur vormen hiervan het beste bewijs. Vanuit mechanisch oogpunt zijn metalen ideale materialen: stijf en taai. Metalen danken hun populariteit aan de relatieve eenvoud waarmee je ze tot producten kunt vormgeven. Ook zijn metalen met diverse processen op hoge sterkte te brengen. Metaal moet je doorgaans wel goed beschermen tegen corrosie (‘roest’) en andere chemische invloeden van buitenaf.Naast de op ijzer gebaseerde staalsoorten heb-ben lichtere metalen als magnesium en alumi-nium steeds meer voet aan de grond gekregen - of in de lucht, zoals bij het gebruik in vlieg-tuigen.

KunststoffenOok wel polymeren genoemd, of soms plastics - hoewel je met de laatste term alle kunststof-fen tekort doet. Kunststoffen zijn vooral popu-lair omdat je producten ervan in één stap kunt vormgeven, zonder ze na te bewerken.Van alle soorten materialen hebben kunststof-fen doorgaans het laagste gewicht - lichter dan de lichtste metalen. En waar je andere materia-len als keramiek, glas en metaal stijf kunt noe-men, zijn kunststoffen veel flexibeler - en soms

wel elastisch. Mechanische eigenschappen als taaiheid en flexibiliteit zijn afhankelijk van de temperatuur; onder de zogenaamde glasover-gangstemperatuur zijn ze eerder ‘bros’ dan ‘taai’ te noemen. Ook is hun gebruikstemperatuur beperkt - het houdt vaak wel op bij 150 °C. Po-lymeren roesten niet zoals metalen dat doen, maar ze kunnen wel in kwaliteit achteruit gaan door ultraviolette straling.Vanuit de historie geleiden kunststoffen geen elektriciteit, zodat ze bijvoorbeeld goed ge-schikt zijn als omhulsel van wel geleidende stroomdraden. De laatste jaren zijn geleidende polymeren echter in opmars, vooral binnen de consumentenelektronica.

RubberNet als glas qua eigenschappen dicht aanligt te-gen keramiek, kun je rubber ook beschouwen als een soort kunststof - zij het dat natuurrub-ber van oorsprong een natuurlijk materiaal is en geen ‘kunst’stof. Door hun grote elasticiteit kun je rubbers tot vele malen hun oorspronkelijke lengte uitrekken, en als je ze daarna loslaat krij-gen ze de oorspronkelijke lengte weer terug.

KoolstofKoolstof is een buitenbeentje dat eigenlijk niet goed binnen de keramiek, glas, metalen of kunststoffen valt. Dat komt voor een deel door-dat koolstof in meerdere verschijningsvormen bestaat, met elk hun eigen kenmerken. Zo heeft het zeer harde, slijtvaste en doorzichtige dia-mant de meeste verwantschap met keramiek en glas. Grafiet zoals in potloden is daarente-gen zeer zacht, terwijl ‘amorfe koolstof ’ - zoals houtskool en roet - de enige niet-kristallijne vorm is. Een vierde verschijningsvorm is pas enkele tientallen jaren geleden ontdekt, in de vorm van fullerenen zoals ‘koolstof nano-buisjes’: opgerolde grafietlagen die een sterke elektrische geleiding vertonen. En grafeen - kippengaas op nanoschaal - heeft binnen de onderzoekswereld momenteel grote aandacht.

ComposietenEen elegante manier om nog betere materialen te krijgen is door twee bestaande materialen te combineren in de hoop dat de eigenschap-pen van de oorspronkelijke materialen elkaar versterken. Denk hierbij aan gewapend beton waarbij het beton zelf drukbelasting kan op-

vangen, en de metalen bewapening (in de vorm van staven) trekbelasting aan kan. Glasvezelver-sterkte kunststoffen vor-men een licht maar sterk materiaal. Inspiratie voor composieten komt uit de natuur, met hout en bot als voorbeelden.

Materialen in vogelvlucht

Materialen in vogelvlucht

Auto: grootverbruiker in verscheidenheid aan materialen

82 83Elektriciteit en materialen

... als water en stroomElektronen kun je niet ‘zien’ stromen, water in een rivier wel. Omdat elektronen zich soms net zo gedragen als water, is elektrische geleiding - en wat er mee samen hangt - inzichtelijk te maken aan de hand van het ‘ hydraulische equi-valent’, oft ewel het gedrag van water.

Elektrische geleiders en isolatoren

Elektriciteit WaterElektronenstroom door een geleidende (metalen) draad

Waterstroom door een buis of leiding

Spanning of voltage - de drijvende kracht voor elektronen om te stromen

Druk (veroorzaakt door een pomp) of hoogteverschil (zoals bij een waterval) als drijvende kracht voor water om te stromen

Elektrische lading [Coulomb] Hoeveelheid water [liter of m3]Elektrische stroom [1 Ampère = 6 x 1018 elektronen/seconde]

Stroomsnelheid van water [m3/sec]

Weerstand in een stroomkring Nauwer stuk buis, met een kleinere diameter dan de ‘normale’ buis

Batterij84 Pomp, of water op grote hoogte dat de mogelijkheid heeft om door de zwaartekracht naar beneden te vallen.

Lampje49 of elektrische motor113 in een stroomkring

Schoepenrad in een waterval

Diode (zoals in licht-emitterende diode oft ewel LED52)

Terugslagklep in een leiding, waarbij water maar in één richting kan stromen

Transistor90: schakelaar of versterker van signalen

Kraan in een waterleiding. Kraan dicht = geen water-stroom, kraan open = waterstroom. Het kost een klein beetje ‘menskracht’ om de kraan te openen, maar er komt een grote waterstroom en energie vrij vanwege de achterliggende waterdruk uit het waterleidingnet.

Condensator87 (‘sandwich’ van twee geleidende platen met een isolerende laag daartussen): slaat energie op

De beste vergelijking is hier om geen water maar lucht te nemen. Als je een (rubberen29) ballon opblaast, dan hoopt de luchtdruk op in de ballon. Hoe meer je ‘m op-blaast, des te groter is de tegendruk om verder te blazen. Het uitgerekte rubber beteugelt de druk, en slaat dus energie op. De geladen condensator bestaat nu uit lucht met hoge en lage druk en een rubberen vlies (= isolator) daartussen. Laat de ballon leeglopen, en de condensator ontlaadt.

Ander transport in materialenRelaties die voor elektrisch transport gelden, zijn ook van toepassing voor massatransport en warmtetransport. Bij warmtegeleiding57 heeft de warmtestroom door een materiaal een recht-streeks verband - in de vorm van de warmtege-leiding - met het temperatuurverschil over dat materiaal. Bij diff usie in gassen en vloeistoff en - en ook in vaste stoff en onder extreme omstan-digheden - is de massastroom recht evenredig

met het concentratieverschil met de diff usie-coëffi ciënt als evenredigheidsconstante. En bij elektrisch geleidende materialen79 is bekend dat de stroomsterkte door zo’n materiaal recht evenredig is met de spanning die over het ma-teriaal wordt aangelegd - met de elektrische weerstand als evenredigheidsconstante. Al deze relaties gelden in evenwichtstoestanden, als de verschillen over de materialen of stoff en con-stant zijn in de tijd.

Spelen met de eigenschappenDe elektrische geleidbaarheid van een metaal kun je verhogen door het metaal bij een lagere temperatuur te gebruiken. Aangezien de elek-tronen in hun voortbeweging worden gehin-derd door metaalionen die rond hun rooster-positie heen en weer trillen, zorgt een lagere temperatuur - en dus geringere atoomtrillingen - voor een grotere elektrische geleidbaarheid. Metalen geleiden ook beter als ze minder on-volkomenheden bevatten. Dislocaties139, kor-relgrenzen66, verontreinigingen en vacatures kunnen elektronen verstrooien zodat ze met een omweg door het materiaal moeten gaan. Waar metalen een hogere geleidbaarheid krij-gen bij lagere temperaturen, doen intrinsieke halfgeleiders91 het juist beter bij een hogere temperatuur. Oké, de hinderende trillingen van de atoomkernen zijn sterker bij hogere tempe-raturen. Maar daar staat tegenover dat bij ho-gere temperaturen meer elektronen de band gap20 kunnen overbruggen waardoor er meer geleidingselektronen beschikbaar komen. En omdat dit laatste sterker meetelt dan het eer-ste neemt de geleiding van halfgeleiders toe bij hogere temperaturen. Daarnaast is doteren een goede manier om meer vrije elektronen of elek-trongaten toe te voegen aan halfgeleiders - maar ook geleidende kunststoff en - zodat ze als ex-trinsieke halfgeleider beter elektrisch geleiden.

Metaal-elektronen gehinderd door ...

Roostertrillingen

Vreemde deeltjes

Korrelgrenzen

98 99Elektriciteit en materialen Piëzo-elektrische materialen

Echoscopie - zien door (niet) te horenEchoscopie is een typisch voorbeeld van het ge-bruik van piëzo-elektrische materialen. Echo-scopie heeft een belangrijke plaats verworven binnen de medische diagnostiek. Ultrasoon geluid - geluid waarvan de frequentie te hoog is om door het menselijke oor gehoord te worden - wordt gebruikt om te zien wat er zich in het menselijk lichaam bevindt. Een gynaecoloog gebruikt echoscopie om te zien hoe een onge-boren baby zich ontwikkelt in de baarmoeder, en een cardioloog gebruikt deze techniek om een lekkende hartklep te detecteren of om de stroomsnelheid in bloedvaten te bepalen. Echo-scopie maakt doorgaans gebruik van een klein, handzaam apparaatje dat over de menselijke huid wordt bewogen om te bekijken wat zich onderhuids bevindt. Deze niet-invasieve tech-niek is dus pijnloos en eenvoudig te gebruiken.De echoscoop stuurt geluidsgolven met een frequentie in het megahertz-bereik naar dat deel van het lichaam dat on-derzocht moet worden. Dit ultrasone geluid kan door vloeistoffen en zacht lichaamsweefsel heen dringen. Op het grensvlak tussen zacht en hard weef-sel, bijvoorbeeld aan de rand van een orgaan, worden deze ultrasone golven tot op zekere hoogte weerkaatst, en dat geeft ruimtelijke informatie over de inwendige lichaamsdelen. Deze weer-kaatsing of ‘echo’ vang je daarna op met de echoscoop, en het beeld geef je weer op een monitor met beeldverwerkings-software. De tijdsduur tussen het verzenden en het ontvangen van de geluidsgolven is kenmer-kend voor de afstand tot het weerkaatsende li-chaamsweefsel, aangezien de geluidsnelheid in het menselijke lichaam bekend is. Omdat het verschil tussen de eigenschappen van lichaams-weefsel vaak gering is, moet de ontvanger van het apparaatje heel gevoelig zijn.Binnen de echoscoop produceren piëzo-elek-

trische actuatoren de ultrasone golven door met hoogfrequente wisselspanning PZT in trilling te brengen en zo (ultrasoon) geluid te genereren. Sensoren ontvangen de terugko-mende geluidsgolven en zetten deze om in een elektrisch signaal voor verdere verwerking tot een afbeelding. In de praktijk is de echoscoop een compact apparaatje waarbij het zenden en ontvangen met hetzelfde (piëzo-elektrische) onderdeel gebeurt. De terugkerende geluids-golven ontvang je dan in de tussenpozen tussen de uitgezonden geluidsgolven.Ook binnen de materiaalkundige analyse kom je ultrasoon onderzoek tegen, en wel op een vergelijkbare manier als met de echoscoop. Zo kun je op een niet-destructieve manier onre-gelmatigheden als holtes, scheuren of (andere) insluitsels in een voorwerp of een materiaal op-sporen.

Mechatronica & MEMS‘Piëzo’ is bij uitstek een geschikt materiaal dat goed past binnen het vakgebied mechatronica - een samentrekking van mechanica en elektro-nica - waarbij computers de bewegende delen van machines aansturen. Mechatronica is een samenspel van sensoren en actuatoren. Senso-ren voelen ‘iets’ - bijvoorbeeld een verandering in kracht of druk - en zetten dit om in een sig-naal. Actuatoren doen het omgekeerde: ze zet-ten een signaal om in een beweging, in feite een motor. Slimme (besturings)software koppelt het geheel aan elkaar. Mechatronica op kleine schaal kom je tegen in de vorm van micro-elektromechanische syste-men, kortweg MEMS. Dit zijn apparaatjes die met chipstechnologie91 zijn gemaakt, waar-van de omvang ergens tussen (sub)micron en millimeter-schaal zit, en die mechanische en elektrische functies combineren. Bijvoorbeeld

als spuitmondjes van inkjetprinters om heel gecontroleerd druppeltjes inkt op het papier te spuiten. Of als accelerometer - een sensor die (plotselinge) versnellingen en vertragingen de-tecteert - om het beeld van je smartphone een kwart slag te laten draaien als je het apparaat zelf kantelt.In smartphones bestaat zo’n accelerometer uit een miniem, beweeglijk gewichtje van silicium dat in rust precies tussen twee silicium elektro-des in zit. Als je je smartphone beweegt, dan verandert de afstand tussen het gewichtje en de elektrodes vanwege de bewegingsversnelling. Dit leidt tot een meetbare verandering in de ca-paciteit87 over de elektrodes. Om bewegingen in drie richtingen te kunnen meten - boven/onder, links/rechts en voor/achter - heeft elke smartphone drie accelerometers. In zekere zin vergelijkbaar met het evenwichtsorgaan in je eigen oor.

Typische materialen voor een smartphone

Behuizing12 - polycarbonaat of aluminium

Camera - saffier40Batterij - lithiumionbatterij84

Touchscreen86 - glas (Gorilla Glass133) met AMOLED46

Processor - gedoteerd silicium91

Accelerometer99 - silicium

Camera focus - PZT95

190 191

0,2% rekgrens 1223D-printen 153aangeslagen toestand 19aantasting 169aardolie 100absorptie 36accelerometer 99actieve kool 26actuator 95additive manufacturing 154ademende regenkleding 18aerogel 14afbuiging 39afscherming 88aluminium 12, 37, 59, 148,

149, 152, 167, 181aluminiumoxide 40, 67, 152,

155AMOLED 46amorf 24analysetechniek 25, 98, 147,

178anisotroop 29anti-aanbaklaag 167antibacterieel 160aramidevezel 145asfalt 16, 187atoom 19, 24austeniet 70, 74auto 11, 18, 100, 129autoband 26, 33, 68bacteriën 21, 160, 181band gap 20, 39, 53batterij 82, 84behuizing 12, 88belasting 121beton 43, 134, 186betonrot 177biodiesel 102biologisch afbreekbaar 180bioplastics 31bitumen 17blik 176boornitride 174botimplantaat 34brandstofcel 103brekingsindex 39breuk 170

breuktaaiheid 127brons 142bros 126, 131bros-taai-overgang 128buckyball 27, 79capacitatief 87carboneren 72cellulose 30, 32cement 134, 184cementiet 71centrale verwarming 56chip 26, 90chloride 177chroom 73, 176CIGS-zonnecel 108coating 160, 176coërcitieve veldsterkte 111collageen 34composiet 9, 11, 23, 34, 89,

134, 137, 146, 149compressibiliteit 12condensator 82, 87constructie 129, 146corrosie 175covalente binding 19cross-link 28Curie-temperatuur 96, 112CVD 162Debye-temperatuur 62defect 10demping 14, 122, 124depletielaag 93diamant 26, 57, 147dichtheid 11dipool 19, 95dislocatie 139dispersieharding 142doorslagspanning 81duplex 73DVD 54, 117echoscopie 98éénkristal 24elasticiteitsmodulus 121elastomeer 29elektrische geleiding 79, 88elektrolyse 101elektrolyt 84, 104elektromagneet 113

elektromagnetische interfer-entie 88

elektromotor 113elektron 10, 19, 36, 78, 91elektrostatische ontlading 89emaille 164energie 95, 100energiedichtheid 84, 100, 104epoxyhars 151extrusie 153faseveranderende materialen

117ferriet 110ferromagnetisch 110fietsframe 124filter 16, 27, 44flexibel 120fluor 168fluorescentie 51fluorescentielamp 50fononen 57fosfor 51fosfor (element) 91fosforescentie 51foton 50, 58fotovoltaïsch effect 107fractografie 128functionele materialen 65,

146galvaniseren 176gasontladingslamp 50gebruikstemperatuur 64geheugenmetaal 74geleidend polymeer 44, 79geleidingsband 20geluidsnelheid 48, 121geluidsreductie 14generator 114gewapend beton 135, 177gieten 134, 152gietijzer 73glad 172Glare 149glas 8, 39, 58, 64, 120, 127,

131, 158, 164, 169, 182glascorrosie 169glasovergangstemperatuur 68glasvezel 47, 146

glazuur 164gloeilamp 49golf 36, 44, 48, 57, 61Gorilla Glass 133goud 43grafeen 27, 79grafiet 26, 79, 84gras 35grondstof 33, 70, 150, 158,

180grondtoestand 19halfgeleider 52, 91halogeenlamp 50hard 111, 147harden 72hardmetaal 147hogesterktestaal 143hoogoven 70hout 29, 31hydraulisch equivalent 82hydrofoob 63hydroxylapatiet 34ijzer 70, 110impedantiespectroscopie 178indiumtinoxide 42ionbinding 19ionengeleider 81, 104isolator 80isotroop 29katalysator 15katoen 32keramiek 8, 30, 41, 64, 95,

118, 120, 127, 131, 134, 136

keramische matrixcomposiet 137

kleding 15, 32klei 33klittenband 167kloksnelheid 94kogellager 173kooldioxide 55, 100koolstof 9, 26, 70, 79, 152koolstof nanobuisje 27, 79, 89koolstofvezel 27, 137koper 43, 47, 58, 78, 142, 148korrel 24, 66korrelgrens 40, 66korrelgrensversteviging 142koud lassen 172

kraanleertje 157kreukelzone 129kristallijn 24kristalliseren 152kristaltrekken 26, 40kruip 50, 66, 173kunstgras 35kunststof 8, 28, 41, 65, 68, 79,

120, 144, 150, 186kwik 51, 64laser 54lassen 166LCD 45LED 52legering 142licht 36licht (gewicht) 11lichtsnelheid 39lijm 166lithiumionbatterij 84lood-zirkonaat-titanaat 95lotuseffect 168luchtvaart 12luminescentie 51maakproces 150macromolecuul 28magneet 109magnesium 12, 181magnetiseren 111martensiet 72, 74materialen 24MAX 134mechatronica 99medisch 34, 55, 76MEMS 99messing 142, 165metaal 8, 37, 64, 66, 78, 89,

120, 127, 134, 139, 152metaalbinding 19metamaterialen 41microprocessor 90microstructuur 24, 70MOSFET 93MRI 114nanocomposiet 22, 89nanodeeltjes 21natriumlamp 40, 52natuurlijke materialen 30neodymium 55, 110nikkel-titaan 74

noorderlicht 51normaliseren 71nylon 32OLED 53onedel 176ontlaten 72oppervlakteharden 72opslag van data 115opslag van energie 87, 102opwaartse kracht 149overbelasting 126pan 57, 59, 167papier 30paramagnetisch 114passiveringslaag 177PEDOT:PSS 80percolatiegrens 89perliet 71permanente magneet 111perpetuum mobile 169persen 155PET 182piepschuim 14piëzomaterialen 95pixel 46plasma 162plasmafrequentie 43plastic 28plastische vervorming 126plexiglas 68, 118p-n-overgang 52, 92poeder 155poedercoating 161polarisatie 44polen 96polijsten 171polyamide 32polycarbonaat 12polydimethylsiloxaan 168polyethyleen 145polykristallijn 24polymeer 28polymeerlengte 145polytetrafluorethyleen 167,

168polyvinvylalcohol 44poreus 12, 14porselein 62precursor 163printen 54, 99, 154

IndexIndex

Index

192

pulsed laser deposition 163PVD 162pyrolyseren 28PZT 95rapid prototyping 154reactie 15, 16, 21, 84, 103, 175recyclen 30, 180reflectie 36rekgrens 122roestvast staal (RVS) 59, 64,

73, 176roet 18, 26, 89roetfilter 18röntgendiffractie 25roostertrillingen 57rubber 9, 29, 33, 69, 118, 173saffier 40satelliet 38sensor 95, 188shot peening 148signaalverlies 48silicium 26, 85, 91, 99, 107,

164siliciumcarbide 30, 38, 137siliciumdioxide 14, 158, 164,

169siliciumnitride 107, 156, 163sinteren 154, 156skin-effect 48slibgieten 155slijtage 171slijtvast 163slimme materialen 74, 95, 188smartphone 12, 86, 99, 117smeermiddel 172smeltpunt 49, 64, 68, 77snelheid 48solderen 165soortelijke warmte 60spaarlamp 50spanning, mechanisch 121spiegel 38spuitgieten 153sputteren 162staal 70, 118, 148steenkool 100stent 76sterkte 10, 127, 144stijf 121stootbelasting 128, 144

stroef 173stug 123superelasticiteit 75supergeleiding 114superlegering 67superlijm 166taai 126technische keramiek 38, 155temperen 132tennisracket 124TFT-LCD 46thermal barrier coating 67thermo-elektrisch 188thermoharder 28thermoplast 28thermoshock 58tin 142, 158, 165, 176titaandioxide 160titanium 34, 125, 148touchscreen 86transformatievertaaiing 136transistor 82, 90translucent 40transparant geleidende oxide

42transparantie 39trek-rek-diagram 121treksterkte 126trend 13, 49, 85, 88, 154, 180tribologie 171trilling 122turbine 67uitzetting 12, 77ultrasoon geluid 98ultraviolette straling 39, 42,

51, 90, 160, 169vaatwasser 169valentieband 20valentie-elektronen 19Vanderwaalskrachten 19verbinden 165verbrandingsmotor 103verf 161vermoeiing 148veroudering 85verspanen 154versteend hout 30verstrekken 144verstrooiing 41vertakking 145

verzinken 176vezel 28, 30, 32, 47, 124, 137,

145vezelversterkte kunststof 11,

27, 29, 105, 124, 146visco-elastisch 173viscositeit 158vlakglas 158vliegtuig 12, 67vorm 123vormgeven 150vulkaniseren 33wafer 26walsen 152warmtebehandeling 70warmtecapaciteit 60warmtegeleiding 14, 57wasmiddel 15water 15, 18, 19, 82, 94, 114,

175, 186waterafstotend 63waterstofbrug 19week 123weekmaker 32weerstand 78, 82, 83, 89, 119,

177weg 16Weiss-domein 96, 110werkversteviging 141windturbine 105winterband 68wolfraam 49, 64wolfraamcarbide 147XRD 25YSZ 81, 104yttrium-aluminium-granaat

53, 55zeer open asfaltbeton 16zelfherstellende materialen

183zeoliet 15zilver 21, 160zink 142, 176zirkoonoxide 67, 81, 104, 136ZOAB 16zonnecel 107zonnecollector 106zuurstofsensor 81

Index

ISBN 978-90-79926-00-8

Dr.ir. Eddy Brinkman heeft een chemische en materiaalkundige achtergrond. Hij is de drijvende kracht achter Betase BV uit Barchem in de Gelderse Achter-hoek, een onafhankelijke en zelfstandige onderneming die technische informatie omzet in toegankelijke materie.

Tot 2015 was hij voorzitter van de Bond voor Materialenkennis, een vereniging die materiaalkundige kennis overdraagt. Sinds 2014 is hij voorzitter van de Neder-landse Keramische Vereniging, voor kennisoverdracht op keramisch gebied.

Waarom is juist dat materiaal geschikt voor die toepassing? En aan welke knoppen moet je draaien om betere materialen te krijgen - mochten de huidige niet voldoen? In dit boek maken we kennis met materialen en krijgen we inzicht in de technologie die daarachter schuil gaat. Ook om nieuwe materiaalontwikkelingen te begrijpen. En die ontwikkelingen staan niet stil.

Naast basiskennis bevat “Kennismaken met materialen” legio voorbeelden van materiaaltoepassingen om ons heen. Want waar zouden smartphones, auto’s of gebouwen zijn zonder de juiste materialen?

Dit boek is bedoeld voor mensen die werkzaam zijn in (of samen met) de technische sector, maar die geen technische of materiaalkundige achtergrond hebben. Met als doel om ‘voor de komma’ mee te kunnen praten met experts op het vakgebied die er ‘achter de komma’ goed mee bekend zijn. Uiteraard is dit boek ook handig voor technici en materiaalkundigen zelf - al is het alleen maar om uit te vinden ‘hoe het ook alweer zat’.

www.materialen.euwww.betase.eu

Eddy Brinkman

Kennism

aken met m

aterialen