Glas und Keramik

Fakultät

Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik (IuI)

Version

Version 1 vom 19.12.2025.

Modulkennung

11B1280

Niveaustufe

Bachelor

Unterrichtssprache

Deutsch

ECTS-Leistungspunkte und Benotung

5.0

Häufigkeit des Angebots des Moduls

nur Wintersemester

Dauer des Moduls

1 Semester

 

 

Kurzbeschreibung

Bei der Entwicklung, Konzeption und Konstruktion neuer Anlagen und deren Komponenten spielen Keramiken, Gläser und Glaskeramiken seit vielen Jahren eine immer größere Rolle. Grund dafür ist, dass diese Werkstoffgruppe im Vergleich zu den Werkstoffgruppen Metalle und Kunststoffe völlig andere werkstoffspezifische Eigenschaften und damit verbundene Be- und Verarbeitungseigenschaften aufweisen. Überall dort, wo mit Metallen oder Kunststoffen Probleme im Zusammenhang mit z.B. Warmfestigkeit, chemischen oder mechanischen Verschleiß bestehen, sind die Anwendungsgebiete von Gläsern und Keramiken. Basierend auf diesen unterschiedlichen Eigenschaften ist daher von grundlegendem Interesse, den Aufbau aller Gläser und Keramiken zu kennen sowie deren werkstoffkundliche Eignung aber auch Eigenheiten inkl. daraus resultierender Verarbeitungsparameter und Einsatzbeschränkungen zu berücksichtigen bzw. daraus ableiten zu können. Die besondere Bedeutung der technischen Eigenschaften dieser Werkstoffgruppe für die Auslegung von Bauteilen wird anhand von verschiedenen praxisnahen Beispielen gezeigt.

Lehr-Lerninhalte

  1. Geschichte der Entwicklung keramischer Werkstoffe und Gläser, Definitionen und Klassen
  2. Glas
    1. Glasbildung und Glasstruktur
    2. Rohstoffe und Eigenschaftsbeeinflussung
    3. Glasarten und Glaserzeugnisse, Eigenschaften und deren Anwendung  (Glasfasern, Gläser mit besonderen Eigenschaften, optische Gläser)
  3. Glaskeramik
    1. Glaskeramik und Struktur
    2. Rohstoffe, Herstellung und Eigenschaftsbeeinflussung
    3. Glaskeramikarten, Eigenschaften und deren Anwendung
  4. Technische Keramik
    1. Keramik und Struktur
    2. Rohstoffe, Herstellung und Eigenschaftsbeeinflussung
    3. Arten technischer Keramik, Eigenschaften und deren Anwendung
  5. Schmelzen und Sintern
  6. Bearbeitung und Konstruktionsprinzipien
  7. spezielle Eigenschaftscharakterisierung
    1. Farbe und Transmission
    2. Festigkeitsprüfung von Glas und Keramik
  8. Aktuelle Entwicklungen

Gesamtarbeitsaufwand

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

Lehr- und Lernformen
Dozentengebundenes Lernen
Std. WorkloadLehrtypMediale UmsetzungKonkretisierung
45VorlesungPräsenz-
15SeminarPräsenz-
Dozentenungebundenes Lernen
Std. WorkloadLehrtypMediale UmsetzungKonkretisierung
15Arbeit in Kleingruppen-
30Veranstaltungsvor- und -nachbereitung-
45Prüfungsvorbereitung-
Benotete Prüfungsleistung
  • Klausur
Prüfungsdauer und Prüfungsumfang

  • Klausur: siehe jeweils gültge Studienordnung

Empfohlene Vorkenntnisse

In dem Modul werden grundlegende Kenntnisse der Werkstofftechnik vorausgesetzt, wie sie in Einführungsmodulen Werkstofftechnik oder Chemie erworben werden.

Studierenden, die ihre Kenntnisse und Fertigkeiten vor Beginn des Moduls auffrischen möchten, wird folgende Grundlagenliteratur empfohlen:

  1. Bergmann, W. (2013). Werkstofftechnik 1: Struktureller Aufbau von Werkstoffen-Metallische Werkstoffe-Polymerwerkstoffe-Nichtmetallisch-anorganische Werkstoffe. Carl Hanser Verlag GmbH Co KG.
  2. Bergmann, W., & Leyens, C. (2021). Werkstofftechnik 2: Anwendung. Carl Hanser Verlag GmbH Co KG.

Wissensverbreiterung

Die Studierenden können verschiedene Produkte aus den Werkstoffgruppen der Gläser, Glaskeramiken und Keramiken identifizieren und hinsichtlich der zu erwartenden Eigenschaften unterscheiden.

Wissensvertiefung

Studierende die dieses Modul absolviert haben sind in der Lage, Gläser, Glaskeramiken und keramische Werkstoffe im Hinblick auf die Eignung für einen Einsatz bei Bauteilen zu bewerten. Ferner sind sie in der Lage verschiedene Herstellungswege zu skizzieren.

Wissensverständnis

Die Studierenden verstehen stoffliche Zusammenhänge, können entsprechend eines Anforderungsprofils den passenden Werkstoff auswählen und sind in der Lage werkstoffgerechte Konstruktionen für Gläser, Glaskeramiken und Keramiken zu entwerfen.

Nutzung und Transfer

Studierende die dieses Modul bestanden haben können: Keramische und glaskeramische Werkstoffe sowie Gläser charakterisieren und kategorisieren, mechanische, thermische und chemische Eigenschaften prüfen, darstellen und bewerten. Die Studierenden können Gefüge-Eigenschaftskorrelationen der Werkstoffgruppen herstellen und interpretieren und die Anwendung der Werkstoffe in der Technik darstellen und begründen.

Kommunikation und Kooperation

Studierende verfügen über die spezifische Fachsprache und können die Begrifflichkeiten korrekt anwenden. Sie differenzieren zwischen den Werkstoffgruppen Gläser, Glaskeramiken und Keramiken und berücksichtigen bei Gruppenarbeiten/Diskussionen die jeweils spezifischen Werkstoffeigenschaften.

Literatur

  1. Kollenberg, W. (2020). Additive Fertigung keramischer Komponenten: Grundlagen und Anwendung. Vulkan-Verlag GmbH.
  2. Salmang, H., & Scholze, H. (2013). Die physikalischen und chemischen Grundlagen der Keramik. Springer-verlag.
  3. Kollenberg, W. (Ed.). (2004). Technische Keramik: Grundlagen, Werkstoffe, Verfahrenstechnik. Vulkan-Verlag GmbH.
  4. Singer, F. (2013). Industrial ceramics. Springer.
  5. Scholze, H. (2013). Glas: Natur, Struktur und Eigenschaften. Springer-Verlag.

Verwendbarkeit nach Studiengängen

  • Dentaltechnologie
    • Dentaltechnologie B.Sc. (01.09.2025)

  • Nachhaltige Materialtechnologie und Produktentwicklung im Praxisverbund
    • Nachhaltige Materialtechnologie und Produktentwicklung im Praxisverbund B.Sc. (01.09.2025)

  • Nachhaltige Materialtechnologie und Produktentwicklung
    • Nachhaltige Materialtechnologie und Produktentwicklung B.Sc. (01.09.2025)

    Modulpromotor*in
    • Strickstrock, Monika
    Lehrende
    • Strickstrock, Monika