Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2017
Materialwissenschaft Bachelor | ||||||
2. Semester | ||||||
Grundlagenfächer Teil 1 | ||||||
Basisprüfung | ||||||
Prüfungsblock A | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
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401-0262-GUL | Analysis II | O | 8 KP | 5V + 4U | A. Steiger | |
Kurzbeschreibung | Differential- und Integralrechnung von Funktionen einer und mehrerer Variablen; Vektoranalysis; gewöhnliche Differentialgleichungen erster und höherer Ordnung, Differentialgleichungssysteme; Potenzreihen. In jedem Teilbereich eine grosse Anzahl von Anwendungsbeispielen aus Mechanik, Physik und anderen Lehrgebieten des Ingenieurstudiums. | |||||
Lernziel | Einführung in die mathematischen Grundlagen der Ingenieurwissenschaften, soweit sie die Differential- und Integralrechnung betreffen. | |||||
Inhalt | Differential- und Integralrechnung von Funktionen einer und mehrerer Variablen; Vektoranalysis; gewöhnliche Differentialgleichungen erster und höherer Ordnung, Differentialgleichungssysteme; Potenzreihen. In jedem Teilbereich eine grosse Anzahl von Anwendungsbeispielen aus Mechanik, Physik und anderen Lehrgebieten des Ingenieurstudiums. | |||||
Skript | U. Stammbach: Analysis I/II, Teil A, B, C und Aufgabensammlung | |||||
Literatur | U. Stammbach: Analysis I/II, Teil A, B, C und Aufgabensammlung Die Vorlesung folgt dem Skript von Prof. U. Stammbach. Die vier Bände sind im Gesamtpaket zum Spezialpreis von CHF 75.- nur im ETH Store erhältlich und sehr zu empfehlen. Es findet kein Hörsaalverkauf statt. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Die Übungsaufgaben (inkl. Multiple Choice) sind ein wichtiger Bestandteil der Lehrveranstaltung. Es wird erwartet, dass Sie mindestens 75% der wöchentlichen Serien bearbeiten und zur Korrektur einreichen. | |||||
Prüfungsblock B | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
529-3002-00L | Chemie II | O | 5 KP | 2V + 2U | W. Uhlig, P. J. Walde, W. R. Caseri | |
Kurzbeschreibung | Allgemeine Chemie II: Chemische Bindung, Einführung in die organische Chemie, Übersicht über wichtige anorganische Stoffklassen | |||||
Lernziel | Erarbeiten der Grundlagen von Struktur und Reaktivität organischer Verbindungen. | |||||
Inhalt | 1. Chemische Bindung 2. Alkane, Alkene, Alkine 3. Arene 4. Halogenalkane 5. Aldehyde und Ketone 6. Carbonsäuren und ihre Derivate 7. Amine 8. Naturstoffe 9. Wichtige anorganische Stoffklassen | |||||
Literatur | C.E. Mortimer & U. Müller, CHEMIE, 12. Auflage, Thieme: Stuttgart, 2015 (ISBN 978-3-13-484312-5) | |||||
402-0040-00L | Physik I | O | 5 KP | 4V + 2U | Y. M. Acremann, D. Pescia | |
Kurzbeschreibung | Teil A: Mechanik der Massenpunkte und Schwingungen (Resonanzphänomene, Schwingungen mit mehreren Freiheitsgraden, Uebergang zum schwingenden Kontinuum: die Wellengleichung, Mechanik im euklidischen Raum, Erhaltungssätze, Kepler-Problem), Rotationsbewegungen. Teil B: Elektrostatik von Metallen und Isolatoren, Magnetostatik, Induktionsgesetz, Maxwellgleichungen. | |||||
Lernziel | Vermittlung der physikalischen Grundlagen von Mechanik, Schwingungsphänomenen, Wellen, Elektrostatik und Magnetostatik. | |||||
Inhalt | Teil A: Mechanik der Massenpunkte und Schwingungen (Resonanzphänomene, Schwingungen mit mehreren Freiheitsgraden, Uebergang zum schwingenden Kontinuum: die Wellengleichung, Mechanik im euklidischen Raum, Erhaltungssätze, Kepler-Problem), Rotationsbewegungen. Teil B: Elektrostatik von Metallen und Isolatoren, Magnetostatik, Induktionsgesetz, Maxwellgleichungen. | |||||
Skript | Die Mitschrift der Vorlesung wird online gestellt. | |||||
Literatur | (Fakultativ): Teil A: W. Nolting, "Klassische Mechanik", Springer Verlag, Berlin, 2011. Teil B: W. Nolting, "Elektrodynamik", Springer Verlag, Berlin, 2011 | |||||
Prüfungsblock C | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
327-0206-00L | Mechanik | O | 5 KP | 5G | T. A. Tervoort | |
Kurzbeschreibung | Festigkeitslehre: Spannungen, Verzerrungen, linearelastische Körper, Biegung, Torsion, Knickung, Plastizität, zeitabhängiges Materialverhalten, Bruchmechanik. Überblick über die mechanischen Eigenschaften der wichtigsten Materialien: Metalle, Keramische Materialien und Kunststoffe. | |||||
Lernziel | Ziel dieser Vorlesung ist eine Einführung in das mechanische Verhalten von Materialien und Strukturen. Wir besprechen einerseits die Kontiuumsmechanik, die uns eine mathematische Beschreibungsweise von Spannungen und Verzerrungen liefert, und andererseits die molekularen Hintergründe der Materialparameter, die für diese Beschriebungsweise notwendig sind. | |||||
Inhalt | Festigkeitslehre: Spannungen, Verzerrungen, linearelastische Körper, Biegung, Torsion, Knickung, Plastizität, zeitabhängiges Materialverhalten, Bruchmechanik. Überblick über die mechanischen Eigenschaften der wichtigsten Materialien: Metalle, Keramische Materialien und Kunststoffe. | |||||
Skript | Link | |||||
Weitere Grundlagenfächer | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
327-0210-00L | Forschungslabor | O | 2 KP | 2P | S. Morgenthaler Kobas | |
Kurzbeschreibung | Die Studierenden werden in verschiedene Forschungsgebiete des Departements eingeführt indem sie Doktorierende begleiten. | |||||
Lernziel | Die Studierenden erhalten einen Einblick in aktuelle Forschungsfelder innerhalb des D-MATL und diskutieren mit Doktorierenden die wissenschaftliche Praxis. | |||||
Inhalt | Jede Studentin und jeder Student lernt während des Semesters drei Doktorierende und deren Forschungsprojekte kennen. Am Ende des Semesters präsentieren die Studierenden jeweils ein Forschungsprojekt in einem Kurzvortrag. Die Einteilung und Zuordnung erfolgt durch das Studiensekretariat. | |||||
327-0211-00L | Praktikum II | O | 5 KP | 4P | M. B. Willeke, M. R. Dusseiller, S. Morgenthaler Kobas, P. J. Walde | |
Kurzbeschreibung | Praktische Einführung in die Begriffe und Grundlagen der Materialwissenschaften und Chemie. Kennenlernen wichtiger chemischer und physikalischer Methoden zur Analyse. | |||||
Lernziel | Praktische Einführung in die Begriffe und Grundlagen der Materialwissenschaften und Chemie. Kennenlernen wichtiger chemischer und physikalischer Analysemethoden. | |||||
Inhalt | Inhalt: Experimente aus den Gebieten der synthetischen und analytischen Chemie (DC, IR- and UV-spec., DLS, DSC), Bruchmechanik, mechanische und thermische Eigenschaften von Materialien, Oberflächeneigenschaften (Reflexionsspektroskopie), Untersuchung mechanischer/thermischer Eigenschaften von Materialien, Spurverfolgung von Nanopartikeln in Lsg. (DLS und klassische Mikroskopie), Thermodynamik, Korrosion, Galvanik, Theorieexperiment zur Simulation von molekularen Schwingungen (mit VASP), ein Versuch in der Werkstatt des Departements (technisches Zeichnen, Materialbearbeitung, Vorgehensweise zur Erstellung von Werkstücken), "Schmiede-Versuch" (schmieden, Holz- und Steinbearbeitunng) und weitere. | |||||
Skript | Skripte mit Informationen zu den einzelnen Versuchen (Zielsetzung, Theorie, experimentelles Vorgehen, Hinweise zur Auswertung) werden über die Praktikumswebseite (Link bzw. Link) zur Verfügung gestellt. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Organisation: Arbeiten in 2er bzw. 4er Gruppen (Werkstoffteil) und alleine im Chemieteil. | |||||
4. Semester | ||||||
Grundlagenfächer Teil 2 | ||||||
Prüfungsblock 3 | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
327-0401-00L | Materials Science II | O | 3 KP | 3G | A. D. Schlüter, J. Kübler | |
Kurzbeschreibung | Physical properties and fracture mechanics of brittle materials. Introduction to polymers. | |||||
Lernziel | The composition and microstructures of the most important ceramic materials are introduced. Microstructures and heterogenous phase equilibria and the properties of the four most important structural ceramics and glass are given. An introduction to fracture mechanics of brittle materials will allow to predict the survival probabilities and life time of components under static and dynamic load. To achieve a basic understanding for what polymers are like, how one can make them accessible and characterize them and, finally, which properties result from their chemical structure. | |||||
Inhalt | The basics of the chemical bonds of ceramics and glass will be presented. Heterogenous phase equilibria and the properties of the four most important structural ceramics are given. An introduction to fracture mechanics of brittle materials will allow to predict the survival probabilities and life time of components under static and dynamic load. This introductory course discusses definitions, introduces types of polyreactions, and compares chain and step-growth polymerizations. It also treats the constitution of homo- and copolymers and networks as well as the configuration and conformation of polymers. Topics of interest are contour length, coil formation, the mobility in polymers, glass temperature, rubber elasticity, molecular weight distribution, energetics of polyreactions, and examples for polyreactions (polyadditions, polycondensations, polymerizations). Selected polymerization mechanisms and procedures are discussed. Some methods of molecular weight determination are introduced. | |||||
Skript | For ceramics see: Link | |||||
Literatur | - Physical Ceramics; Y.-M. Chiang, D. Birnie, D. Kingery, Wiley, 1997. - Neue keramische Werkstoffe; L. Michalowski (Hrsg.), Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig und Stuttgart, 1994. - Modern Ceramic Engineering; David Richerson, Ed. 2, Dekker, 1992. - Introduction to Ceramics; W.D.Kingery, H.K.Bowen, D.K.Uhlmann, Ed. 2, Wiley, 1976. L. Mandelkern „An Introduction to Macromolecules“, Springer 1972 (ISBN 0-387-90045-4) J. M. G. Cowie “Polymers: Chemistry and Physics of Modern Materials”, Int. Textbook Comp. Ltd. Aylesbury (ISBN 0.7002 0222 6) Both literatures will be made available in the course upon request. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | In the first part of the lecture the bases are obtained for structural ceramics. The second part of this lecture gives an introduction to polymers, their composition and properties. | |||||
327-0403-00L | Chemie IV | O | 4 KP | 3G | P. J. Walde, W. R. Caseri | |
Kurzbeschreibung | Vertiefen der Kenntnisse in anorganischer und organischer Chemie | |||||
Lernziel | Vertiefen der Kenntnisse in anorganischer und organischer Chemie | |||||
Inhalt | Nomenklatur, Stereochemie, kovalente Bindungen, ionische Bindungen, Koordinationsbindungen, Wasserstoffbrücken-Bindungen, die wichtigsten Reaktionen und Reaktionsmechanismen | |||||
Skript | wird während der Vorlesung verteilt | |||||
Prüfungsblock 4 | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
401-0654-00L | Numerische Methoden | O | 4 KP | 2V + 1U | R. Käppeli | |
Kurzbeschreibung | Der Kurs stellt numerische Methoden gegliedert nach der zugrundeliegenden Problemstellung vor. Er wird begleitet von theoretischen und praktischen Übungen. | |||||
Lernziel | Die Hörer der Vorlesung sollen grundlegende numerische Methoden, die für Berechnungsverfahren in den Ingenieurwissenschaften wichtig sind, kennen, verstehen, beurteilen, implementieren und anwenden lernen. Der Schwerpunkt der Vorlesung liegt auf der numerischen Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungen. Ausserdem sollen sie mit wichtigen Konzepten und Techniken der numerischen Mathematik bekannt gemacht werden. Sie sollen dazu befähigt werden, gezielt geeignete numerische Methoden für ein Problem auszuwählen und unter Umständen an das Problem anzupassen. | |||||
Inhalt | Quadratur, Newton-Verfahren, Anfangswertaufgaben gewöhnlicher Differentialgleichungen:explizite Einschrittverfahren, Schrittweitensteuerung, Stabilitätsanalyse und implizite Verfahren, strukturerhaltende Verfahren | |||||
Literatur | M. Hanke Bourgeois: Grundlagen der Numerischen Mathematik und des Wissenschaftlichen Rechnens, BG Teubner, Stuttgart, 2002. W. Dahmen, A. Reusken: Numerik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Springer, 2008. Ein ausführliches Literaturstudium ist nicht erforderlich, um der Vorlesung zu folgen. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Erwartet werden solide Kenntnisse in Analysis und linearer Algebra. | |||||
401-0164-00L | Multilineare Algebra und ihre Anwendungen | O | 3 KP | 2V + 1U | A. Iozzi | |
Kurzbeschreibung | Review of the basic concepts of linear algebra, including vector spaces, linear and multilinear maps. Introduction to tensors and multilinear algebra. | |||||
Lernziel | The goal of this course is to introduce the student to tensors, multilinear algebra and its applications. | |||||
Inhalt | Review of linear algebra with emphasis on vector spaces and linear and multilinear transformations. Tensors of first and second order Higher order tensors. Multilinear maps and tensor products of vector spaces Applications of tensors. | |||||
327-0406-00L | Basic Principles of Materials Physics | O | 5 KP | 2V + 3U | A. Gusev | |
Kurzbeschreibung | Grundlagen und Anwendungen der Thermodynamik und Statistischen Mechanik von Gleichgewichtssystemen, ergänzt durch eine elementare Theorie der Transporterscheinungen | |||||
Lernziel | Vermittlung von Grundkenntnissen in Thermodynamik (als geeignete Sprache zur Behandlung materialwissenschaftlicher Probleme) und in Statistischer Mechanik (als Werkzeug zur systematischen Bestimmung von thermodynamischen Potentialen für konkrete Probleme) | |||||
Inhalt | Thermodynamik, Statistische Mechanik: 1. Einführung 2. Aufbau der Thermodynamik 3. Anwendungen der Thermodynamik 4. Grundlagen der Klassischen Statistischen Mechanik 5. Anwendungen der Klassischen Statistischen Mechanik 6. Elementare Beschreibung von Transporterscheinungen | |||||
Skript | Ein Leitfaden und ein zusammenfassender Artikel werden auf der oben angegebenen Website zur Lehrveranstaltung zur Verfügung gestellt | |||||
Literatur | 1. K. Huang, Introduction to Statistical Physics (CRC Press, New York, 2010) 2. R. Kjellander, Thermodynamics Kept Simple: A Molecular Approach (CRC Press, Boca Raton, FL, 2016) 3. K. Huang, Statistical Physics (2nd ed., John Wiley & Sons, 1987) 4. D. Chandler, Introduction to Modern Statistical Mechanics (Oxford University Press, New York, 1987) | |||||
Weitere Grundlagenfächer | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
327-0410-00L | Projects in Statistical Thermodynamics | O | 2 KP | 2S | J. Vermant, P. Derlet | |
Kurzbeschreibung | Independent study of selected topics in statistical thermodynamics (small projects with presentations) | |||||
Lernziel | (1) Supplement to and illustration of the course "Foundations of Materials Physics A" (2) Deeper understanding by independent study of selected topics in statistical thermodynamics (small projects with presentations) | |||||
Inhalt | 1. Thermal Engines. 2. Boltzmann- life and work. 3. Phase Diagrams of Multicomponent Systems. 4. How does a fuel cell work? 5. Magnetic Systems: the Ising Model. 6. The Gibbs-Thomson effect or "how difficult it is to be small". 7. Diffusion in fluids and soft solids: Fluctuations and motion. 8. Elastic response of soft solids: Entropic vs energetic elasticity. 9. The ant in the labyrinth: A first approach to diffusion and transport in disordered media. 10. Up or down? Thermodynamics and Statistical Mechanics illustrated for two-state systems. 11. Real solids: Thermodynamics in equilibrium. 12. Batteries: Kinetics and irreversible thermodynamics. | |||||
327-0411-00L | Praktikum IV | O | 3 KP | 4P | M. B. Willeke, P. J. Walde | |
Kurzbeschreibung | Vermittlung von Basis- und Fortgeschrittenenwissen und experimenteller Kompetenz anhand ausgewählter Beispiele aus den Fachbereichen Chemie, Physik und Metallphysik. | |||||
Lernziel | Vermittlung von Basiswissen und experimenteller Kompetenz anhand ausgewählter Beispiele aus den Fachbereichen Chemie, Physik und Metallphysik. Erste Aneignung von selbständigen technisch-wissenschaftlichen Arbeiten (für ein Chemieexperiment ist die Versuchsplanung und -Durchführung in eigner Regie durchzuführen). Jede Gruppe soll ein Experiment mit einem Poster auf der Abschlussveranstaltung des Praktikums vorstellen. | |||||
Inhalt | Chemie IV: 1. Chemische Synthese eines Dipeptids; 2. Versuche zur Ligandenfeldtheorie (in Anlehnung an die Chemie IV Vorlesung; weitgehend selbständige Versuchsdurchführung und -planung). Physik II: Drei Versuche: Zwei Versuche aus dem Bereich der nicht linearen Optik und einem "Computerversuch" aus dem Bereich mesoskopischer Systeme (inkl. PSI-Besuch) Metallphysik I: Metallographie/Lichtmikroskopie; Mechanische Charakterisierung | |||||
Skript | Skripte mit Informationen zu den einzelnen Versuchen (Zielsetzung, Theorie, experimentelles Vorgehen, Hinweise zur Auswertung) wird über die Praktikumswebseite (Link, siehe auch Link) zur Verfügung gestellt. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Erfolgreiche Teilnahme an den Praktika I - III des D-MATL. Über allfällige Ausnahmen entscheidet der Praktikumsleiter auf Anfrage. | |||||
6. Semester | ||||||
Grundlagenfächer Teil 3 | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
327-0506-01L | Materials Physics II | O | 3 KP | 2V + 1U | P. Gambardella | |
Kurzbeschreibung | This course provides physical foundations to understand the response of different classes of materials to electromagnetic fields, focusing on the dielectric, optical, and magnetic properties of materials, and on the basic functioning of devices that exploit such properties, including photodiodes, photovoltaic cells, LEDs, laser diodes, permanent magnet motors, transformers, and magnetic memories. | |||||
Lernziel | This course aims at giving a deepened understanding of physical phenomena relevant to Materials Science. | |||||
Inhalt | PART I: Introduction to the dielectric properties of matter Microscopic origin of dipoles in matter: Electronic, ionic, molecular polarization. Electric field inside and outside dielectric materials. Connection between macroscopic and microscopic polarization. Dielectric breakdown. PART II: Interaction of electromagnetic waves with matter The EM spectrum. Electromagnetic waves in vacuum; Energy, momentum, and angular momentum of EM waves; Sources of EM radiation; EM waves in matter. The refractive index. Transmission, Reflection, and Refraction from a microscopic point of view. Optical anisotropy, Optical activity, Dichroism. Optical Materials: Crystalline Insulators and Semiconductors, Glasses, Metals Photonic devices: Photodiodes, Photovoltaic cells, LEDs, Laser diodes PART III: Magnetism Magnetostatics: Classical concepts. Microscopic origin of magnetism. Diamagnetism, paramagnetism, ferromagnetism. Magnetic materials and applications. PART IV: Superconductivity Phenomenology of Type I and II superconductors, Meissner effect, thermodynamic properties, applications. | |||||
Skript | Lectures and script will be in English. Lecture notes can be downloaded at Link | |||||
Literatur | Electromagnetism and dielectric properties: E.M. Purcell and D.J. Morin, Electricity and Magnetism (Cambridge U. Press, 2013) Optics and optical materials: E. Hecht, Optics (Lehmanns) ; M. Fox, Optical Properties of Solids (Oxford U. Press) Photonic Devices: Simon Sze, Physics of Semiconductor Devices (Wiley) Magnetism: J.M.D. Coey, Magnetism and magnetic materials (Cambridge U. Press, 2010). General: C. Kittel, Introduction to Solid State Physics (Wiley, 2005), also available in German. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Grundlagen der Materialphysik B | |||||
327-0603-00L | Ceramics II | O | 3 KP | 2V + 1U | A. R. Studart, K. Conder | |
Kurzbeschreibung | Zusammenstezung, Aufbau, Gefüge und Eigenschaften von Funktionskeramiken und ihre Anwendung. Für Materialwissenschafter, Physiker und Elektroingenieure. Einführung in moderne keramische Werkstoffe mit mehrfachen Funktionen. | |||||
Lernziel | Ceramics II covers the basic principles of functional ceramics such as linear and non-linear dielectrics, semiconductors, ionic and mixed ionic-electronic conductors as well as materials aspects of high temperature superconductors. Examples of applications cover the range from piezo-, pyro and opto-electronic materials over sensors and solid oxide fuel cells to squids and fault current limiters with superconducting compounds. At the end of the course, the students should be able to select the chemistry, design the microstructure and devise processing routes to fabricate functional ceramics for electronic, electromechanical, optical and magnetic applications. | |||||
Inhalt | - Applications of functional ceramics - Dieletrics fundamentals & insulators - Capacitors & resonators - Ferroelectricity & piezoelectricity - Pyroelectricity and electro-optic ceramics - Defect chemistry - Conductors - Impedance spectroscopy - Magnetic ceramics - Superconductors | |||||
Skript | see: Link | |||||
Literatur | Electroceramics; J.A.Moulson Free download of the book in ETH domain is possible following the link: Link Principles of Electronic Ceramics; L.L.Hench, J.K.West | |||||
327-0606-00L | Polymere II | O | 3 KP | 2V + 1U | T.‑B. Schweizer, T. A. Tervoort | |
Kurzbeschreibung | Grundlagen der Polymertechnologie | |||||
Lernziel | Vermittlung eines Verständnisses auf Ingenieurebene für die Morphologie und die Eigenschaften von Polymeren im festen Zustand. Einflüsse der Verarbeitung auf Polymere im festen Zustand. | |||||
Inhalt | 1. Kristallisationsverhalten von teilkristallinen Polymeren 2. Glasübergang bei amorphen Polymeren 3. Mechanische Eigenschaften von Polymeren im festen Zustand 4. Aufbereitung, Ver- und Bearbeitung von Polymeren an exemplarischen Beispielen 5. Laborübungen zu 4 | |||||
Skript | Link | |||||
Literatur | W. Kaiser, Kunststoffchemie für Ingenieure (Hanser, München, 2005) | |||||
327-0612-00L | Metalle II | O | 3 KP | 2V + 1U | R. Spolenak, M. Diener, A. Wahlen | |
Kurzbeschreibung | Einführung in die Prinzipien der Materialauswahl. Vermittlung des Basiswissens der wichtigsten metallischen Werkstoffe und derer Legierungen: Aluminium, Magnesium, Titan, Kupfer, Eisen und Stahl. Spezialitäten der Hochtemperaturwerkstoffe: Nickel und Eisenbasis Superlegierungen, intermetallische Phasen und Refraktärmetalle. | |||||
Lernziel | Einführung in die Prinzipien der Materialauswahl. Vermittlung des Basiswissens der wichtigsten metallischen Werkstoffe und derer Legierungen: Aluminium, Magnesium, Titan, Kupfer, Eisen und Stahl. Spezialitäten der Hochtemperaturwerkstoffe: Nickel und Eisenbasis Superlegierungen, intermetallische Phasen und Refraktärmetalle. | |||||
Inhalt | Diese Vorlesung ist in fünf Teile gegliedert: A. Grundlagen der Materialauswahl Erläuterung der Prinzipien von Eigenschaftskarten Vorstellung der 'Materials selector' software Abhandlung einfacher Fallbeispiele B. Leichtmetalle Metallurgie von Aluminium, Magnesium und Titan Spezielle Eigenschaften und Härtungsmechanismen Fallstudien zum Werkstoffeinsatz C. Kupferlegierungen D. Eisen und Stahl Die sieben Vorzüge des Eisens Feinkornbaustähle, Warmfeste Stähle Stahl und Korrosion Auswahl und Einsatz in der Technik E. Hochtemperaturwerkstoffe Metallurgie und Eigenschaften der Superlegierungen: Eisen, Nickel, Kobalt Eigenschaften und Einsatz von intermetallischen Phasen | |||||
Skript | Please visit the Moodle-link for this lecture | |||||
Literatur | Gottstein, Physikalische Grundlagen der Materialkunde, Springer Verlag Ashby/Jones, Engineering Materials 1 & 2, Pergamon Press Ashby, Materials Selection in Mechanical Design, Pergamon Press Porter/Easterling, Transformations in Metals and Alloys, Chapman & Hall Bürgel, Handbuch Hochtemperatur-Werkstofftechnik, Vieweg Verlag | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: Metalle I | |||||
327-0610-00L | Verbundwerkstoffe | O | 3 KP | 2V + 1U | F. J. Clemens, A. Winistörfer | |
Kurzbeschreibung | Grundlegende Konzepte; Modelle von Mehrschichtverbunden mit Polymer-, Metall- und Keramikmatrix-Systemen, Herstellung und Eigenschaften von Verbundwerkstoffen verstärkt mit Partikeln, Whiskern sowie Kurz- und Langfasern; Auswahlkriterien, Anwendungsbeispiele; Wiederverwertung und Perspektiven; Grundlagen für adaptive und Funktions-Verbundwerkstoffe | |||||
Lernziel | Einblick in die Vielfalt der Möglichkeiten an gezielten Eigenschaftsänderungen bei Verbundwerkstoffen geben, verstehendes Kennenlernen der wichtigsten Einsatzmöglichkeiten und der Herstellungsverfahren für Verbundwerkstoffe. | |||||
Inhalt | 1. Einführung 1.1 Was verstehen wir unter Verbundwerkstoffen? 1.2 Was verstehen wir unter Stoffverbunden? 1.3 Sind Verbundwerkstoffe eine Idee unserer Zeit? 1.4 Delphi Studie: Vorausschau auf Wissenschaft und Technik aus der Perspektive der Verbundwerkstoffe 1.5 Warum Verbundwerkstoffe? 1.6 Literatur zum Kapitel 1 2. Bausteine 2.1 Partikel 2.2 Kurzfasern (inkl. Whiskers) 2.3 Langfasern 2.4 Matrixwerkstoffe 2.4.1 Polymere 2.4.2 Metalle 2.4.3 Keramiken und Gläser 2.5 Literatur zum Kapitel 2 3. PMC: Polymer Matrix Composites 3.1 Geschichtlicher Abriss 3.2 Arten von PMC-Laminaten 3.3 Herstellungs- und Bearbeitungsverfahren 3.4 Verstärkungsmechanismen, Mikrostruktur, Grenzflächen 3.5 Bruchkriterien 3.6 Ermüdungseigenschaften am Beispiel eines Mehrschichtenverbunds 3.7 Adaptive Werkstoffsysteme 3.8 Literatur zum Kapitel 3 4. MMC: Metall Matrix Composites 4.1 Einleitung: Definitionen, Auswahlkriterien und "Design" 4.2 Arten von MMCs - Beispiele und typische Eigenschaften 4.3 Mechanische und physikalische Eigenschaften von MMCs - Berechnungsgrundlagen, Einflussgrössen und Schädigungsmechanismen 4.4 Herstellungsverfahren 4.5 Mikrostruktur / Grenzflächen 4.6 Zerspanende Bearbeitung von MMC 4.7 Anwendungen 5. CMC: Keramik Matrix Composites 5.1 Einführung und geschichtlicher Abriss 5.2 Verstärkungsarten 5.3 Herstellungsverfahren 5.4 Verstärkungsmechanismen 5.5 Mikrostruktur / Grenzflächen 5.6 Eigenschaften 5.7 Anwendungen 5.8 Materialprüfung und Qualitätssicherung 5.9 Literatur zum Kapitel 5 | |||||
Skript | Das Skript wird zu Semesterbeginn abgegeben | |||||
Literatur | Im Skript findet sich ein umfassender Literaturhinweis | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Vor jeder Stunde werden Handouts an die Studenten verteilt oder als Download zur Verfügung gestellt. Die Uebungen werden in die Vorlesung integriert und in kleinen Gruppen als Teamarbeit durchgeführt. Sie dienen dazu den Vorlesungsstoff zu vertiefen. schriftliche Semesterendprüfung | |||||
327-0506-00L | Materials Physics II Nur für MATL BSc, Regl. 2012 Wird zum letztes Mal im FS17 angeboten. Belegung erfolgt durch das Studiensekretariat D-MATL. | W | 2 KP | 2V + 1U | P. Gambardella | |
Kurzbeschreibung | This course provides physical foundations to understand the response of different classes of materials to electromagnetic fields, focusing on the dielectric, optical, and magnetic properties of materials, and on the basic functioning of devices that exploit such properties, including photodiodes, photovoltaic cells, LEDs, laser diodes, permanent magnet motors, transformers, and magnetic memories. | |||||
Lernziel | This course aims at giving a deepened understanding of physical phenomena relevant to Materials Science. | |||||
Inhalt | PART I: Introduction to the dielectric properties of matter Microscopic origin of dipoles in matter: Electronic, ionic, molecular polarization. Electric field inside and outside dielectric materials. Connection between macroscopic and microscopic polarization. Dielectric breakdown. PART II: Interaction of electromagnetic waves with matter The EM spectrum. Electromagnetic waves in vacuum; Energy, momentum, and angular momentum of EM waves; Sources of EM radiation; EM waves in matter. The refractive index. Transmission, Reflection, and Refraction from a microscopic point of view. Optical anisotropy, Optical activity, Dichroism. Optical Materials: Crystalline Insulators and Semiconductors, Glasses, Metals Photonic devices: Photodiodes, Photovoltaic cells, LEDs, Laser diodes PART III: Magnetism Magnetostatics: Classical concepts. Microscopic origin of magnetism. Diamagnetism, paramagnetism, ferromagnetism. Magnetic materials and applications. PART IV: Superconductivity Phenomenology of Type I and II superconductors, Meissner effect, thermodynamic properties, applications. | |||||
Skript | Lectures and script will be in English. Lecture notes can be downloaded at Link | |||||
Literatur | Electromagnetism and dielectric properties: E.M. Purcell and D.J. Morin, Electricity and Magnetism (Cambridge U. Press, 2013) Optics and optical materials: E. Hecht, Optics (Lehmanns) ; M. Fox, Optical Properties of Solids (Oxford U. Press) Photonic Devices: Simon Sze, Physics of Semiconductor Devices (Wiley) Magnetism: J.M.D. Coey, Magnetism and magnetic materials (Cambridge U. Press, 2010). General: C. Kittel, Introduction to Solid State Physics (Wiley, 2005), also available in German. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Grundlagen der Materialphysik B | |||||
Industriepraktikum oder Projekt | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
327-0001-00L | Industriepraktikum Nur für Materialwissenschaft BSc | W | 10 KP | externe Veranstalter | ||
Kurzbeschreibung | 12-wöchiges Praktikum in der Industrie, das mit einem schriftlichen Bericht abgeschlossen wird. | |||||
Lernziel | Es ist das Ziel der 12-wöchigen Praxis, Bachelor-Studierenden die industriellen Arbeitsumgebungen näher zu bringen. Während dieser Zeit bietet sich ihnen die Gelegenheit, in aktuelle Projekte der Gastinstitution involviert zu werden. |
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