Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2017
Materialwissenschaft Bachelor  | ||||||
 6. Semester | ||||||
| Grundlagenfächer Teil 3 | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
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| 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 http://www.intermag.mat.ethz.ch/education.html | |||||
| 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: https://www.complex.mat.ethz.ch/education/courses/ceramics2 | |||||
| Literatur | Electroceramics; J.A.Moulson Free download of the book in ETH domain is possible following the link: http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/booktoc/104557643 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 | http://www.polytech.mat.ethz.ch/education/courses/PolymereII | |||||
| 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 http://www.intermag.mat.ethz.ch/education.html | |||||
| 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 | |||||
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