Modulbeschreibung

Modul: Phänomene und Methoden der Materialwissenschaften

Lehrveranstaltungen:

TitelTypSWSZeitraum
Experimentelle Methoden der MaterialcharakterisierungVorlesung2Sommersemester
Phasengleichgewichte und UmwandlungenVorlesung2Sommersemester

Modulverantwortlich:

Prof. Patrick Huber

Zulassungsvoraussetzungen:

Keine

Empfohlene Vorkenntnisse:

Kenntnisse in Werkstoffwissenschaften, z.B. aus den Modulen Werkstoffwissenschaft I/II

Modulziele / angestrebte Lernergebnisse:

Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können die Eigenschaften von modernen Hochleistungswerkstoffen sowie deren Einsatz in der Technik erläutern. Sie können die werkstoffwissenschaftliche Bedeutung und Anwendung von metallischen Werkstoffen, Keramiken, Polymeren, Halbleitern sowie von modernen Kompositmaterialien (insbesondere Biomaterialien) und Nanomaterialien beschreiben.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind nach dem Erlernen grundlegender Prinzipien des Materialdesigns in der Lage, selbst neue Materialkonfigurationen mit gewünschten Eigenschaften zusammenzustellen.
Die Studierenden können einen Überblick über moderne Werkstoffe geben und optimale Werkstoffkombinationen für vorgegebene Anwendungen zusammenstellen.

Personale Kompetenzen

Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen gegenüber Spezialisten präsentieren und Ideen weiterentwickeln.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können ...

  • ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln.
  • benötigtes Wissen aneignen.

Leistungspunkte Modul:

6 LP

Studienleistung:

Klausur

Arbeitsaufwand in Stunden:

Eigenstudium: 124, Präsenzstudium: 56


Lehrveranstaltung: Experimentelle Methoden der Materialcharakterisierung (Vorlesung)

Dozent:

Patrick Huber

Sprache:

Deutsch & Englisch

Zeitraum:

Sommersemester

Inhalt:

  • Strukturelle Chrakterisierungsmethoden mit Photonen, Neutronen und Elektronen (insbesondere Röntgen- und Neutronenbeugung, Elektronenmikroskopie, Tomographietechniken, grenzflächensensitive Methoden)
  • Mechanische und thermodynamische Charakterisierungsmethoden (Indentermessungen
  • Charakterisierung von optischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften (Spektroskopie, elektrische Leitfähigkeit, Magnetometrie)

Literatur:

William D. Callister und David G. Rethwisch, Materialwissenschaften und Werkstofftechnik, Wiley&Sons, Asia (2011).

William D. Callister, Materials Science and Technology, Wiley& Sons, Inc. (2007).


Lehrveranstaltung: Phasengleichgewichte und Umwandlungen (Vorlesung)

Dozent:

Jörg Weißmüller

Sprache:

Deutsch

Zeitraum:

Sommersemester

Inhalt:

Grundlagen der statistischen Physik, formale Struktur der phänomenologischen Thermodynamik, einfache atomistische Modelle und freie Energiefunktionen für Mischkristalle und Verbindungen. Korrekturen bei nichtlokaler Wechselwirkung (Elastizität, Gradiententerme). Phasengleichgewicht und Legierungsphasendiagramme als Konsequenz daraus. Einfache atomistische Betrachtungen für Wechselwirkungsenergien in metallischen Mischkristallen. Diffusion in realen Systemen. Kinetik von Phasenumwandlungen unter anwendungsrelevanten Randbedingungen. Partitionierung, Stabilität und Morphologie an Erstarrungsfronten. Ordnung von Phasenübergängen, Glasübergang. Phasenübergänge in nano- und mikroskaligen Systemen.

Literatur:

Wird im Rahmen der Lehrveranstaltung bekannt gegeben.

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