Wahlmodul Allgemeine Werkstoffeigenschaften für Studierende der Nanotechnologie (M7-WWI)10 ECTS
(englische Bezeichnung: General Material Properties for Minors in NT)
(Prüfungsordnungsmodul: Naturwissenschaftlich - technisches Wahlmodul)

Lectures:

• • Angewandte Grundlagen der Werkstoffwissenschaften I (WS 2017/2018)
    (Vorlesung, 2 SWS, Erik Bitzek et al., Mon, 8:15 - 9:45, 3.31, Martensstr. 5; starting 23.10.2017)
  • Angewandte Grundlagen der Werkstoffwissenschaften 2 (SS 2017)
    (Vorlesung, 2 SWS, Mathias Göken, Wed, 8:15 - 9:45, 3.31, Martensstr. 5)
  • Übungen zu Angewandte Grundlagen der Werkstoffwissenschaften (WS 2017/2018 - optional)
    (Übung, 2 SWS, Dorothea Matschkal et al., Mon, 12:15 - 13:45, 3.31, Martensstr. 5; starting 6.11.2017)
  • Übungen zu Angewandte Grundlagen der Werkstoffwissenschaften 2 (SS 2017 - optional)
    (Übung, 2 SWS, Aruna Prakash et al., Tue, 13:45 - 15:15, 3.31, Martensstr. 5; Beginn: 02.05.2017)
  • Mikro- und Nanomechanik (SS 2017)
    (Vorlesung, 1 SWS, Benoit Merle, Tue, 8:15 - 9:45, 3.31, Martensstr. 5; Beginn: 09.05.2017)

Die allgemeine Modulbeschreibung des Prüfungsordnungsmoduls Naturwissenschaftlich - technisches Wahlmodul finden Sie hier.

Inhalt:

Angewandte Grundlagen I+II (WS: 2 SWS, SS: 2 SWS, 6 ECTS): Die grundlegenden Konzepte der Werkstoffmechanik werden vertiefend dargestellt. Im Blickpunkt steht dabei insbesondere die Beziehung zwischen Mikrostruktur/Aufbau der Werkstoffe und ihren mechanischen Eigenschaften. Des Weiteren werden moderne Simulationsmethoden zu diesem Themenkomplex vorgestellt. Die Inhalte im Einzelnen:

• Festkörperphysikalische Grundlagen (Atome, Bindungstypen und –eigenschaften, Festkörper, Kristalle, Kristallplastizität, Simulationsmethoden: Dichtefunktionaltheorie)

• Simulationstechniken, Verformungsmodelle, Computational Materials Science

• Gitterdefekte (Leerstelle, Versetzungen, Korngrenzen, Eigenspannungen, Versetzungen im Kristallgitter, experimentelle Charakterisierung), atomistische Simulationen

• Mechanische Eigenschaften (Ein- und Vielkristallverformung, Verfestigungsmechanismen, Skaleneffekte: Mikro- und Nanomechanik, Versetzungsdynamik-Simulationen)

• Finite Elemente Methoden (Diskretisierung des Kontinuums, Steifigkeitsmatrix, Plastizität, Fließflächen, Verfestigung)

• Bruchmechanik, Phasenumwandlungen, Ausscheidungskinetik Verbundwerkstoffe

Übungen zu Angewandten Grundlagen I (WS: 2 SWS, 2,5 ECTS): Anhand von Übungsaufgaben werden die Vorlesungsinhalte der VL Angewandte Grundlagen vertieft. Themenschwerpunkte:

• Simulationstechniken,

• Verformungsmodelle,

• Ausscheidungskinetik

• Experimentelle Techniken

• Bruchmechanik

VL Mikro-und Nanomechanik (WS: 2 SWS, 3 ECTS) In der Vorlesung wird das mechanische Verhalten von kristallinen Materialien auf kleiner Größenskala ausgehend von Versetzungsmechanik diskutiert. Dabei werden aktuelle Messmethoden sowie neue Beispiel aus der Literatur zu Größeneffekten in der Plastizität vorgestellt.

• Größeneffekte in der Plastizität: Härtungsmechanismen, Dehngradientenplastizität, Eindruckgrößeneffekte

• Mechanische Eigenschaften dünner Schichten, Pillars und Whiskers

• Testverfahren für dünne Schichten: Stoney Gleichung, Bulge Test

• Grenzflächenhaftfestigkeit dünner Schichten

• Elast. Kontaktmechanik: Adhäsion, Hertz, Sneddon

• Plast. Kontaktmechanik: Constraint Faktor,

• Nanoindentierung: Oliver/Pharr Methode, dynamische Indentierung,

Lernziele und Kompetenzen:

Analysieren

Folgende Lernziele werden angestrebt:

• Vertieftes Erlernen des vielfältigen strukturellen Aufbaus der Werkstoffe kennen

• Vertiefung der Zusammenhänge zwischen der chemischen Zusammensetzung, der Struktur und den Eigenschaften von Werkstoffen

• Anwendung der Legierungsthermodynamik und der Zustandsdiagramme

• Vertiefung des Wissens zu den mechanischen Eigenschaften und den Härtungsmechanismen

• Erwerben fundierter Kenntnisse über die Grundlagen zum Aufbau der verschiedenen Werkstoffklassen,

  • Vertieftes Verstehen und Erklären des Zusammenhangs zwischen Aufbau, Herstellungsverfahren und Anwendungen der Werkstoffe

• Erlernen von Simulationsmethoden und deren Anwendung

• Vertiefung der erlernten Inhalte durch Übung und Praktikum

• Analysieren von Problemstellungen und Entwicklen eines strukturierten Vorgehens zur Lösung

• Erweiterung des Wissenshorizonts durch angewandte Beispiele und Übungen

Organisatorisches:

Übungen können im Umfang von 1,5 ECTS ausgewählt werden.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Nanotechnologie (Master of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Nanotechnologie (Master of Science) | Masterprüfung | Naturwissenschaftlich - technisches Wahlmodul)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Allgemeine Werkstoffeigenschaften für Studierende der Nanotechnologie (Prüfungsnummer: 708830)

(englischer Titel: General Material Properties for Minors in NT)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 20, benotet, 10 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Prüfungssprache: Deutsch oder Englisch

Erstablegung: WS 2017/2018, 1. Wdh.: SS 2018

1. Prüfer:

Erik Bitzek

1. Prüfer:

Mathias Göken