Flüssigkeiten. Viskosität (h) v h. A h. víz. (Fluidität~ 1/h) [h] = Pa s. Newtonsches Reibungsgesetz: Dynamische Nahordnung.

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1 Flüssigkeiten flüssig Keine Eigenform (nach Deformieren bleibt so, es gibt keine rückstellende cherkräfte) fest Eigenform (nach Deformieren stellt sich zurück, da es rückstellende cherkräftegibt ) Physikalische Grundlagen der zahnärztlichen Materialkunde 2. truktur der Materie Multiatomare ysteme : Flüssigkeiten, feste Körper, Flüssigkristalle 1 víz Dynamische Nahordnung 2 Viskosität (h) (Fluidität~ 1/h) F = F s Zur Deutung des Gradienten: F s Temperaturgradient Newtonsches Reibungsgesetz: v FR h A h Viskosität (innerer Reibungskoeffizient) [h] = Pa s Rotationsviskosimeter Newtonsches Reibungsgesetz: cher FR v h A h g v cherspannung Geschwindigkeitsgradient cher h g v 3 4 1

2 Andere Viskositätsmessung: F h ~ v s. später Hagen-Poiseuille-Gesetz h hängt ab: vom toff von der Temperatur Viskosität von einigen toffen: toff h (mpas) Luft 0,019 (20 C) Modell des viskosen Körpers: Künstlicher peichel (UA Patent) Glycerin Methyl- Methakrylat- Monomer Ethylenglykol- Dimethakrylat- Monomer Zinkphosphat 1 (20 C) (20 C) 0,5 (25 C) 3,4 (25 C) (25 C) Zinkoxid-Eugenol (37 C) 5 ilikon (37 C) 6 h hängt ab: von den cherkräften (vom Geschwindigkeitsgradienten)? Bingham-Flüssigkeit: F v/h h hängt ab: von der Zeit?? Thixotrope Flüssigkeiten: Flüssigkeiten h Normale (newtonsche) Flüssigkeiten pl. víz, olaj Anomale (nicht-newtonsche) Flüssigkeiten pseudoplastisch z.b. peichel, Blut, Polykarboxylatzement, Elastomer- Abdruckmaterialien dilatant z.b. einige Komposite Rheopexe Flüssigkeiten: h t Z.B.: einige Abdruckmaterialien Bitte nicht verwechseln mit pseudoplastischen und dilatanten Flüssigkeiten! 7 t 8 2

3 - + Dipol (Kristall = Festkörper) Einkristalle Kristalline toffe Feste Körper Polykristalle Amorphe toffe Mikrokristalline toffe hohe spezifische Wärmekapazität, chmelzwärme und Verdampfungswärme hohe Oberflächenspannung gutes Lösungsmittel Nanokristalline toffe 9 10 Festkörper (Kristalle) Eigenvolumen/Eigenform Fernordnung geordnete truktur in makroskopischen Bereichen Periodizität, Elementarzelle, Kristallgitter Wenig Defekte chwache Bewegungen Oft anisotrop Kristallgitter (Raumgitter) Kristalltypen Atomkristall Ionenkristall Metallkristall Molekülkristall Uracyl Apatit i Elementarzelle

4 Bindung Grundeinheit Bindungs -energie kj/mol mechanische Eigenschaften? chmelzpunkt? Härte? kovalent Atom steif hoch - ionisch +/- Ionen steif hoch - metallisch + Ion; Elektron plastisch hoch + H-Brücke Molekül 20 steif niedrig - v.d.waals Molekül/ Atom (bei Edelgasen) 2 weich sehr niedrig - Elektr. Leitung? Raumgitter (Kristallklassen) kubisch raumzentriert einfach flächenzentriert hexagonal Diamant alz Gold Eis Graphit 13 tetragonal trigonal orthorombisch monoklin triklin 14 Polymorphie Z.B.: io 2 Tridymit Cristobalit Quartz Polykristalle Mikrokristalle Nanokristalle Körner Kohlenstoff (C) Zinn (n) Polykristalliner Quartz Fulleren Graphit Diamant Nanoröhre Polymorphie von Elementen = Allotropie 15 Korngrenzen Defekte! in der Regel isotrop 16 4

5 Apatit OH : Hydroxiapatit F : Fluorapatit Ca 10 (PO 4 ) 6 (X) 2 hexagonales Ionenkristall Ca 5 (PO 4 ) 3 X Gitterdefekte Punktdefekte thermisch Vakanz/Leerstelle (chottky-defekt) Interstitielles Atom (Zwischengitteratom) Frenkel-Defekt n N e kt Zahl der chottky- Defekte Fremdatom An einer Gitterstelle (ubstitutionsatom) Dentin, Knochen: nm x 6 nm große Kristalle Zahnschmelz: nm x 30 nm große Kristalle 17 An einer Zwischengitterstelle (interstitielles Atom) s. Legierungen!! 18 Entstehung und Bewegung von Punktdefekten: Versetzungen tufenversetzung chraubenversetzung Thermische Fehler in biologischen Makromolekülen: Korngrenzen n N e kt Al 2O 3 Versetzungen in einer Ti-Legierung Al 2O 3 +Cr +++ Zahl der aufgespalteten H- Brücken Gitterdefekte Eigenschaften!!

6 Amorphe (feste) Körper Flüssigkristalle Termotrope Flüssigkristalle: Eigenvolumen Mechanisch hart Keine Eigenform/flüssig sehr hohe Viskosität; gefrorene Flüssigkeit Nahordnung Viele Defekte Isotrop Z.B. Glas, Harz, Wachs, Bitumen, Reinitzer Anisodimensionale Moleküle Mesophase Flüssig Teilweise geordnete trukturen Optisch anisotrop Gegen äußere Einwirkungen empfindliche truktur smektisch nematisch cholesterisch Kontaktthermographie/Plattenthermographie (thermo-optisches Phänomen) Lyotrope Flüssigkristalle: Lamellare truktur hydrophil Phospholipidmolekül hydrophob LCD (elektro-optisches Phänomen) unpolarisiertes Licht 1. Polarisator Orientierungsfläche Liposom Flüssigkristallmoleküle teuerspannung Orientierungsfläche 2. Polarisator Lichtaustritt (durchsichtig) kein Lichtaustritt (undurchsichtig)