Keramische Werkstoffe: Grundlagen und Technologien (WW3-P-BASIC)10 ECTS
(englische Bezeichnung: Ceramic Materials: Fundamentals and Technologies)
(Prüfungsordnungsmodul: Keramische Werkstoffe: Grundlagen und Technologien)

Lehrveranstaltungen:

• • Neuer Master: WS-Struktur and Eigenschaften I: Mechanokeramik (WS 2020/2021)
    (Vorlesung, Tobias Fey)
  • Neuer Master: WS-Physikalisch-chemische Grundlagen von Glas und Keramik I: Equilibrium systems (WS 2020/2021)
    (Vorlesung, 2 SWS, Dominique de Ligny, Mi, 12:00 - 13:30, H14)
  • Neuer Master: SS-Physikalisch-chemische Grundlagen von Glas und Keramik II: Non-equilibrium systems (SS 2021)
    (Vorlesung, Dominique de Ligny, Di, 14:15 - 15:45, 0.15)
  • Neuer Master: SS-Sintering and advanced densification methods (SS 2021)
    (Vorlesung, Kyle G. Webber)

Inhalt:

Physikalisch-chemische Grundlagen von Glas und Keramik I: Equilibrium systems

• Atomic bonds
  

• Common crystal structures
  

• Volume, thermal expansion and compressibility
  

• Heat capacity and entropy
  

• Solutions
  

• Phase diagrams
  

• Homogeneous systems
  

• Heterogeneous systems
  

• Phase transition

Mechanokeramik

• Keramik als Konstruktionswerkstoff
  

• Festigkeit (bruchmechanische Grundlagen, Berechnungskonzeptionen)
  

• Konstruieren (Grundlagen, keramische Bauteile, lösbare Verbindungen)
  

• Bearbeiten (abrasive und nichtabrasive Verfahren)
  

• Verbindungstechnik (form-, kraft- und stoffschlüssige Verbindungen)
  

• Bauteilprüfung (proof test, zerstörungsfreie Prüfverfahren)
  

• Werkstoffe und Anwendungen
  

• Oxidkeramiken (Al2O3, ZrO2, Al2TiO5, Al6Si2O13, Mg2Al4Si5O18)
  

• Nichtoxidkeramiken (C, B4C, SiC, Si3N4, AlN)
  

• Faserverbundkeramik

Physikalisch-chemische Grundlagen von Glas und Keramik II: Non-equilibrium systems

• Time related properties:
  

• Thermal conductivity, Thermal shock and thermal fatigue, Viscosity, Relaxation, Superplasticity
  

• Glass transition and their characteristic properties
  

• Chemical behavior at high temperatures:
  

• Oxidation, corrosion, devitrification
  

• Design of glass ceramics:
  

• Theory of nucleation and growth, Morhology, Applications
  

Sintering and advanced densification methods

• Hochtemperaturprozesse bei polykristallinischer Keramiken (Grundlagen des Sinterns, Diffusionsmechanismen, Defekte)
  

• Mikrostrukturkontrolle (Sinterparameter, Zusammensetzungseffekte)
  

• Einfluss der Gefüge auf die physikalischen Eigenschaften
  

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• erlernen des strukturellen Aufbaus von Gläsern und Keramiken und der damit verbundenen Grundeigenschaften sowie der Einteilung nichtmetallisch-anorganischer Werkstoffklassen

• vertiefen die wissenschaftlichen und praktischen Kenntnisse auf dem Gebiet der mechanischen Eigenschaften von Gläsern und Keramiken für Tätigkeiten im institutionellen und industriellen Umfeld.
  

• verstehen die Thermodynamik und die Zustandsdiagramme dieser Werkstoffklassen
  

• können die Eigenschaften nichtmetallisch-anorganischer Werkstoffe im Zusammenhang mit der chemischen Zusammensetzung, Aufbereitung, Struktur und Gefüge bewerten
  

• können selbständig über Werkstoffauswahl vor dem Hintergrund von Anwendungsprofilen entscheiden
  

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Nanotechnologie (Master of Science)
   (Po-Vers. 2020w | TechFak | Nanotechnologie (Master of Science) | Gesamtkonto | Kernfächer | Glas und Keramik | Keramische Werkstoffe: Grundlagen und Technologien)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Keramische Werkstoffe: Grundlagen und Technologien (Prüfungsnummer: 62211)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet, 10 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Prüfungssprache nach Wahl der Studierenden

Prüfungssprache: Deutsch oder Englisch

Erstablegung: SS 2021, 1. Wdh.: WS 2021/2022

1. Prüfer:

Kyle G. Webber,

2. Prüfer:

Dominique de Ligny

Termin: 31.03.2022, 14:00 Uhr

1. Prüfer:

Tobias Fey