Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2017

Materialwissenschaft Bachelor Information
2. Semester
Grundlagenfächer Teil 1
Basisprüfung
Prüfungsblock A
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
401-0262-GULAnalysis II Information O8 KP5V + 4UA. Steiger
KurzbeschreibungDifferential- 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.
LernzielEinführung in die mathematischen Grundlagen der Ingenieurwissenschaften, soweit sie die Differential- und Integralrechnung betreffen.
InhaltDifferential- 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.
SkriptU. Stammbach: Analysis I/II, Teil A, B, C und Aufgabensammlung
LiteraturU. 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 / BesonderesDie 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
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
529-3002-00LChemie IIO5 KP2V + 2UW. Uhlig, P. J. Walde, W. R. Caseri
KurzbeschreibungAllgemeine Chemie II: Chemische Bindung, Einführung in die organische Chemie, Übersicht über wichtige anorganische Stoffklassen
LernzielErarbeiten der Grundlagen von Struktur und Reaktivität organischer Verbindungen.
Inhalt1. 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
LiteraturC.E. Mortimer & U. Müller, CHEMIE, 12. Auflage, Thieme: Stuttgart, 2015 (ISBN 978-3-13-484312-5)
402-0040-00LPhysik IO5 KP4V + 2UY. M. Acremann, D. Pescia
KurzbeschreibungTeil 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.
LernzielVermittlung der physikalischen Grundlagen von Mechanik, Schwingungsphänomenen, Wellen, Elektrostatik und Magnetostatik.
InhaltTeil 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.
SkriptDie 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
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
327-0206-00LMechanikO5 KP5GT. A. Tervoort
KurzbeschreibungFestigkeitslehre: Spannungen, Verzerrungen, linearelastische Körper, Biegung, Torsion, Knickung, Plastizität, zeitabhängiges Materialverhalten, Bruchmechanik. Überblick über die mechanischen Eigenschaften der wichtigsten Materialien: Metalle, Keramische Materialien und Kunststoffe.
LernzielZiel 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.
InhaltFestigkeitslehre: Spannungen, Verzerrungen, linearelastische Körper, Biegung, Torsion, Knickung, Plastizität, zeitabhängiges Materialverhalten, Bruchmechanik. Überblick über die mechanischen Eigenschaften der wichtigsten Materialien: Metalle, Keramische Materialien und Kunststoffe.
SkriptLink
Weitere Grundlagenfächer
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
327-0210-00LForschungslabor Belegung eingeschränkt - Details anzeigen O2 KP2PS. Morgenthaler Kobas
KurzbeschreibungDie Studierenden werden in verschiedene Forschungsgebiete des Departements eingeführt indem sie Doktorierende begleiten.
LernzielDie Studierenden erhalten einen Einblick in aktuelle Forschungsfelder innerhalb des D-MATL und diskutieren mit Doktorierenden die wissenschaftliche Praxis.
InhaltJede 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.
327-0211-00LPraktikum II Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen O5 KP4PM. B. Willeke, M. R. Dusseiller, S. Morgenthaler Kobas, P. J. Walde
KurzbeschreibungPraktische Einführung in die Begriffe und Grundlagen der Materialwissenschaften und Chemie. Kennenlernen wichtiger chemischer und physikalischer Methoden zur Analyse.
LernzielPraktische Einführung in die Begriffe und Grundlagen der Materialwissenschaften und Chemie. Kennenlernen wichtiger chemischer und physikalischer Analysemethoden.
InhaltInhalt: 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.
SkriptSkripte mit Informationen zu den einzelnen Versuchen (Zielsetzung, Theorie, experimentelles Vorgehen, Hinweise zur Auswertung) werden über die Praktikumswebseite (Link bzw. Link) zur Verfügung gestellt.
Voraussetzungen / BesonderesOrganisation: Arbeiten in 2er bzw. 4er Gruppen (Werkstoffteil) und alleine im Chemieteil.
4. Semester
Grundlagenfächer Teil 2
Prüfungsblock 3
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
327-0401-00LMaterials Science IIO3 KP3GA. D. Schlüter, J. Kübler
KurzbeschreibungPhysical properties and fracture mechanics of brittle materials.
Introduction to polymers.
LernzielThe 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.
InhaltThe 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.
SkriptFor 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 / BesonderesIn 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.
327-0403-00LChemie IVO4 KP3GP. J. Walde, W. R. Caseri
KurzbeschreibungVertiefen der Kenntnisse in anorganischer und organischer Chemie
LernzielVertiefen der Kenntnisse in anorganischer und organischer Chemie
InhaltNomenklatur, Stereochemie, kovalente Bindungen, ionische Bindungen, Koordinationsbindungen, Wasserstoffbrücken-Bindungen, die wichtigsten Reaktionen und Reaktionsmechanismen
Skriptwird während der Vorlesung verteilt
Prüfungsblock 4
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
401-0654-00LNumerische Methoden Information O4 KP2V + 1UR. Käppeli
KurzbeschreibungDer Kurs stellt numerische Methoden gegliedert nach der zugrundeliegenden Problemstellung vor. Er wird begleitet von theoretischen und praktischen Übungen.
LernzielDie 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.
InhaltQuadratur, Newton-Verfahren, Anfangswertaufgaben gewöhnlicher Differentialgleichungen:explizite Einschrittverfahren, Schrittweitensteuerung, Stabilitätsanalyse und implizite Verfahren, strukturerhaltende Verfahren
LiteraturM. 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 / BesonderesErwartet werden solide Kenntnisse in Analysis und linearer Algebra.
401-0164-00LMultilineare Algebra und ihre AnwendungenO3 KP2V + 1UA. Iozzi
KurzbeschreibungReview of the basic concepts of linear algebra, including vector spaces, linear and multilinear maps. Introduction to tensors and multilinear algebra.
LernzielThe goal of this course is to introduce the student to tensors, multilinear algebra and its applications.
InhaltReview 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.
327-0406-00LBasic Principles of Materials Physics Information O5 KP2V + 3UA. Gusev
KurzbeschreibungGrundlagen und Anwendungen der Thermodynamik und Statistischen Mechanik von Gleichgewichtssystemen, ergänzt durch eine elementare Theorie der Transporterscheinungen
LernzielVermittlung 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)
InhaltThermodynamik, 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
SkriptEin Leitfaden und ein zusammenfassender Artikel werden auf der oben angegebenen Website zur Lehrveranstaltung zur Verfügung gestellt
Literatur1. 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
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
327-0410-00LProjects in Statistical Thermodynamics Belegung eingeschränkt - Details anzeigen O2 KP2SJ. Vermant, P. Derlet
KurzbeschreibungIndependent 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)
Inhalt1. 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.
327-0411-00LPraktikum IV Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen O3 KP4PM. B. Willeke, P. J. Walde
KurzbeschreibungVermittlung von Basis- und Fortgeschrittenenwissen und experimenteller Kompetenz anhand ausgewählter Beispiele aus den Fachbereichen Chemie, Physik und Metallphysik.
LernzielVermittlung 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.
InhaltChemie 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
SkriptSkripte 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 / BesonderesErfolgreiche Teilnahme an den Praktika I - III des D-MATL. Über allfällige Ausnahmen entscheidet der Praktikumsleiter auf Anfrage.
6. Semester
Grundlagenfächer Teil 3
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
327-0506-01LMaterials Physics IIO3 KP2V + 1UP. Gambardella
KurzbeschreibungThis 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.
LernzielThis course aims at giving a deepened understanding of physical phenomena relevant to Materials Science.
InhaltPART 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.
SkriptLectures and script will be in English.
Lecture notes can be downloaded at
Link
LiteraturElectromagnetism 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 / BesonderesGrundlagen der Materialphysik B
327-0603-00LCeramics IIO3 KP2V + 1UA. R. Studart, K. Conder
KurzbeschreibungZusammenstezung, Aufbau, Gefüge und Eigenschaften von Funktionskeramiken und ihre Anwendung. Für Materialwissenschafter, Physiker und Elektroingenieure. Einführung in moderne keramische Werkstoffe mit mehrfachen Funktionen.
LernzielCeramics 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
Skriptsee:
Link
LiteraturElectroceramics; 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
327-0606-00LPolymere IIO3 KP2V + 1UT.‑B. Schweizer, T. A. Tervoort
KurzbeschreibungGrundlagen der Polymertechnologie
LernzielVermittlung eines Verständnisses auf Ingenieurebene für die Morphologie und die Eigenschaften von Polymeren im festen Zustand. Einflüsse der Verarbeitung auf Polymere im festen Zustand.
Inhalt1. 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
SkriptLink
LiteraturW. Kaiser, Kunststoffchemie für Ingenieure (Hanser, München, 2005)
327-0612-00LMetalle IIO3 KP2V + 1UR. Spolenak, M. Diener, A. Wahlen
KurzbeschreibungEinführung 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.
LernzielEinführung 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.
InhaltDiese 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
SkriptPlease visit the Moodle-link for this lecture
LiteraturGottstein, 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 / BesonderesVoraussetzungen: Metalle I
327-0610-00LVerbundwerkstoffeO3 KP2V + 1UF. J. Clemens, A. Winistörfer
KurzbeschreibungGrundlegende 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
LernzielEinblick in die Vielfalt der Möglichkeiten an gezielten Eigenschaftsänderungen bei Verbundwerkstoffen geben, verstehendes Kennenlernen der wichtigsten Einsatzmöglichkeiten und der Herstellungsverfahren für Verbundwerkstoffe.
Inhalt1. 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
SkriptDas Skript wird zu Semesterbeginn abgegeben
LiteraturIm Skript findet sich ein umfassender Literaturhinweis
Voraussetzungen / BesonderesVor 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
327-0506-00LMaterials Physics II
Nur für MATL BSc, Regl. 2012

Wird zum letztes Mal im FS17 angeboten.
Belegung erfolgt durch das Studiensekretariat D-MATL.
W2 KP2V + 1UP. Gambardella
KurzbeschreibungThis 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.
LernzielThis course aims at giving a deepened understanding of physical phenomena relevant to Materials Science.
InhaltPART 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.
SkriptLectures and script will be in English.
Lecture notes can be downloaded at
Link
LiteraturElectromagnetism 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 / BesonderesGrundlagen der Materialphysik B
Industriepraktikum oder Projekt
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
327-0001-00LIndustriepraktikum Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Nur für Materialwissenschaft BSc
W10 KPexterne Veranstalter
Kurzbeschreibung12-wöchiges Praktikum in der Industrie, das mit einem schriftlichen Bericht abgeschlossen wird.
LernzielEs 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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