Metallische und keramische Hochleistungswerkstoffe

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 10.0 vom 21.02.2023

11M0646

Metalic and Ceramic High-speed Materials

Angewandte Werkstoffwissenschaften (M.Sc.)

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In der modernen Werkstoffwirtschaft spielen keramische und metallische Werkstoffe aufgrund der Vielfalt an Anwendungsmöglichkeiten nach wie vor eine führende Rolle. Durch die experimentelle Modellierung von Zusammensetzung, Gefüge und Eigenschaften sowie anschließend dem Einsatz von hochentwickelten Fertigungsverfahren können Werkstoffe preiswert produziert werden, die den höchsten thermischen, mechanischen und korrosiven Beanspruchungen standhalten. Um solche maßgeschneiderte metallische und keramische Werkstoffe herstellen und zielgerecht nutzen zu können, sind Kenntnisse der Strukturmodifikationen und Gefügereaktionen sowie der Möglichkeiten zur Einflußnahme bei zweckgebundener Eigenschaftensteuerung unabdingbar.

• 1. Methoden der Steuerung von Werkstoffeigenschaften über Beeinflussung der Mikrostruktur
• 2. Temperatur-- und spannungsabhängige Änderungen der Mikrostruktur - u.a. der Subkorngröße, Ausscheidungs- und Umwandlungsverhalten
• 2.1. Kristallografische Orientierung, Versetzungsstrukturen, Nanostrukturen und -partikel
• 2.2. Kinetik der Prozesse
• 3. Technologische Möglichkeiten zur Herstellung von maßgeschneiderten Werkstoffen
• 4. Werkstoff- und Strukturoptimierung im Volumen und an der Oberfläche
• 5. Anwendungsbeispiele
• 5.1. ULSAC - DP-, BHZ-, IF-, TRIP-, MS- und CP-Stähle
• 5.2. Metallische Schäume
• 5.3. Kohärente Phasen - u.a. Al- und Ni-Legierungen, C-armer Martensit
• 5.4. Biokompatible Materialien
• 5.5. Nanostrukturen und -partikel in den medizinischen Werkstoffen
• 5.6. Intelligente Oberflächen (Umwandlungsgesteuerte Reaktion auf Belastung)
• 5.7. "Zähen" Keramiken - umwandlungsbedingte Rissstabilisierung

Wissensverbreiterung
Die Studierenden verfügen über ein breites Wissen im Bereich der modernen metallischen und keramischen Werkstoffe, können die Zusammenhänge zwischen der Strukturänderungen und Eigenschaftensteuerung verstehen und interpretieren, kennen moderne Methoden zu Herstellung der maßgeschneiderten Werkstoffe um diese gezielt auszuwählen bei der zweckgebundenen Anwendung
Wissensvertiefung
Die Studierenden vertiefen ihre Kenntnisse über umwandlungs- und ausscheidungsgesteuerte Prozesse und Werkstoffe, Nanostrukturen und Biomaterialien, beherrschen eine Reihe etablierter Forschungs- und Untersuchungsmethoden auf diesem Gebiet und verfügen über detailliertes Wissen, das den aktuellen Forschungsstand widerspiegelt
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden können die werkstoffbezogenen Daten und Methoden in Englisch und Deutsch interpretieren, die Verfahren prüfen und verifizieren.
Können - kommunikative Kompetenz
können komplexe problembezogene Themen identifizieren, definieren und analysieren
Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden wenden eine Reihe von Verfahren und Materialien an, die spezialisiert und fortgeschritten und immer auf dem neuesten Stand sind

Vorlesung, Laborpraktikum, Exkursion, Präsentation der Fallstudien

Physikalische Materialkunde, Fertigungstechnik, Festkörperphysik

Strickstrock, Monika

Strickstrock, Monika

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Kochmann,N.,Micro Process Engineering, Willey VCH, 2006Baltes,H., Brand,O., Microengineering of Metals und Ceramics, Willey VCH, 2005Kumar, Challa, S., Biological and Pharmaceutical Nanomaterials, Springer-Verlag, 2005,Cahn,R., Haasen, P., Materials Science and Technology, Willey, Vch, 2005Kostorz,G., Phase Transformations in Materials, Willey Vch, 2001Kainer, K., Metal Matrix Composites, Hanser Verlag, 2004

Projektbericht, schriftlich

Experimentelle Arbeit

Vertiefte Kenntnisse der Struktur und Eigenschaften der modernen kristallinen Werkstoffe und tiefgehendes Verständnis für die zweckgebundenen anwendungsbezogenen Herstellung neuer metallischer und keramischer Gefüge aus dem Bereich umwandlungs- und ausscheidungsgesteuerten Werkstoffe, Nano- und Biomaterielien.

1 Semester

Nur Wintersemester

Deutsch