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Wahlmodul NT-WWI (M7-WWI)10 ECTS (englische Bezeichnung: Materials Properties for Minors in NT)
Modulverantwortliche/r: Mathias Göken Lehrende:
Mathias Göken, Benoit Merle, Erik Bitzek, u.a.
Startsemester: |
WS 2017/2018 | Dauer: |
2 Semester | Turnus: |
halbjährlich (WS+SS) |
Präsenzzeit: |
120 Std. | Eigenstudium: |
180 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Allgemeine Werkstoffeigenschaften I (WS 2017/2018)
(Vorlesung, 2 SWS, Mathias Göken et al., Mo, 10:15 - 11:45, K1-119)
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Übungen zu Angewandte Grundlagen der Werkstoffwissenschaften (WS 2017/2018 - optional)
(Übung, 2 SWS, Dorothea Matschkal et al., Mo, 12:15 - 13:45, 3.31, Martensstr. 5; ab 6.11.2017)
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Angewandte Grundlagen der Werkstoffwissenschaften 2 (SS 2018)
(Vorlesung, 2 SWS, Mathias Göken, Mi, 14:15 - 15:45, 3.31, Martensstr. 5; Beginn: 18.04.2018)
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Übungen zu Angewandte Grundlagen der Werkstoffwissenschaften 2 (SS 2018 - optional)
(Übung, 2 SWS, Chandra Macauley et al., Mo, 10:15 - 11:45, 3.31, Martensstr. 5; Beginn: 23.04.2018)
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Mikro- und Nanomechanik (SS 2018)
(Vorlesung, 2 SWS, Benoit Merle, Di, 12:15 - 13:45, 3.31, Martensstr. 5; Beginn: 10.04.2018)
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: 1 SWS, 1,5 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,
Erlernen von Simulationsmethoden und deren Anwendung
Vertiefung der erlernten Inhalte durch Übung und Praktikum
Analysieren von Problemstellungen und Entwicklen eines strukturierten Vorgehens zur Lösung
Organisatorisches:
Übungen können im Umfang von 2 ECTS ausgewählt werden.
Studien-/Prüfungsleistungen:
Wahlmodul NT-WWI (Prüfungsnummer: 963956)
(englischer Titel: Materials 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
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