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Hochschule Osnabrück - University of Applied Sciences

High Performance Metals and Ceramics

Fakultät

Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik (IuI)

Version

Version 1 vom 24.02.2026.

Modulkennung

11M2215

Niveaustufe

Master

Unterrichtssprache

Englisch

ECTS-Leistungspunkte und Benotung

5.0

Häufigkeit des Angebots des Moduls

nur Wintersemester

Dauer des Moduls

1 Semester

 

 

Kurzbeschreibung

Hochleistungskeramiken und metallische Werkstoffe werden in kritischen und sicherheitsrelevanten Anwendungen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und dem Gesundheitssektor eingesetzt. Das Modul bietet eine eingehende Betrachtung der neuesten Entwicklungen bei metallischen und keramischen Werkstoffen sowie bei hybriden Systemen, die beide Materialarten integrieren. 

Lehr-Lerninhalte

  1. Hochleistungswerkstoffe: Definition und Anwendungsbereiche
  2. Passive und aktive Keramiken
  3. Umwandlungssteuerung in Keramik
  4. Leitfähige, piezoelektrische, ferroelektrische und ferroelastische Keramiken
  5. Mikrostrukturdesign in nichtrostenden Stählen
  6. Stähle für Hochtemperaturanwendungen
  7. Superlegierungen auf Nickelbasis
  8. Hybride Metall-Keramik-Werkstoffsysteme

Gesamtarbeitsaufwand

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

Lehr- und Lernformen
Dozentengebundenes Lernen
Std. WorkloadLehrtypMediale UmsetzungKonkretisierung
15Seminar-
30Vorlesung-
Dozentenungebundenes Lernen
Std. WorkloadLehrtypMediale UmsetzungKonkretisierung
30Veranstaltungsvor- und -nachbereitung-
35Arbeit in Kleingruppen-
40Prüfungsvorbereitung-
Benotete Prüfungsleistung
  • Klausur oder
  • mündliche Prüfung
Bemerkung zur Prüfungsart

Die Wahl der Prüfungsart aus den vorgegebenen Optionen obliegt den jeweils Prüfenden. 
Die Wahl der Prüfungsart wird den Studierenden zu Semesterbeginn mitgeteilt.

Prüfungsdauer und Prüfungsumfang

  • Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung
  • Mündliche Prüfung: siehe jeweils gültigen Allgemeinen Teil der Prüfungsordnung (ATPO)

Empfohlene Vorkenntnisse

Empfohlene Kenntnisse sind grundlegende Kenntnisse über Struktur, Eigenschaften und Verarbeitung von Metallen und Keramik.

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

[1] Rösler, J., Harders, H., & Bäker, M. (2007). Mechanical behaviour of engineering materials: metals, ceramics, polymers, and composites. Springer Science & Business Media.

[2] Bergmann, Wolfgang. Werkstofftechnik 1: Struktureller Aufbau von Werkstoffen-Metallische Werkstoffe-Polymerwerkstoffe-Nichtmetallisch-anorganische Werkstoffe. Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, 2013.

[3] Bergmann, Wolfgang, and Christoph Leyens. Werkstofftechnik 2: Anwendung. Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, 2021.

Wissensverbreiterung

Die Studierenden der Hochschule Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich abgeschlossen haben, verfügen über ein umfassendes Wissen zu Hochleistungswerkstoffen auf Basis von Metall und Keramik und deren Einsatzmöglichkeiten in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt sowie im Gesundheitswesen.

Wissensvertiefung

Die Studierenden der Hochschule Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich abgeschlossen haben, verfügen über erweiterte Kenntnisse in speziellen Gebieten wie der Anwendung und Funktionsweise von passiven und aktiven Keramiken, der Steuerung keramischer Umwandlungsprozesse, sowie der Gestaltung von Mikrostrukturen in hochlegierten Stählen für Hochtemperaturanwendungen und Nickelbasis-Superlegierungen.

Wissensverständnis

Die Studierenden der Hochschule Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich abgeschlossen haben, erkennen die komplexen Beziehungen zwischen der Mikrostruktur sowie den mechanischen und physikalischen Eigenschaften von Hochleistungskeramiken und -metallen und verstehen deren Bedeutung für spezifische Einsatzbereiche. Zudem sind sie in der Lage, die Eigenschaften spezieller Keramiken zu analysieren, zu ändern um Umwandlungsprozesse zu steuern und Kriterien für Legierungsdesign in nichtrostenden Stählen und Nickelbasis-Superlegierungen kritisch zu bewerten.

Nutzung und Transfer

Die Studierenden können das gelernte Wissen auf neue Herausforderungen bei der Entwicklung und Verbesserung von Hochleistungswerkstoffen anwenden. Sie sind fähig, Lösungen für spezielle technische Probleme zu finden, indem sie Systeme aus Metall- und Keramikwerkstoffen für bestimmte Hochleistungseinsatzgebiete maßschneidern. Diese Fähigkeit, Theorie in die Praxis zu übertragen, befähigt sie dazu, Fortschritte in technisch anspruchsvollen und sicherheitskritischen Bereichen zu erzielen.

Kommunikation und Kooperation

Die Studierenden entwickeln ihre Fähigkeiten in Kommunikation und Kooperation, indem sie in Teams die Seminarplanung besprechen und die Vorbereitung kooperativ gestalten.

Wissenschaftliches Selbstverständnis / Professionalität

Die Studierenden entwickeln ein berufliches Selbstbild. Sie reflektieren Möglichkeiten der Steigerung der Hochleistungseigenschaften hinsichtlich der Auswirkung auf Material oder Produktionskosten in Bezug auf die Anforderungsprofile in Praxis oder Forschung.

Literatur

  1. ASM Handbook, Vol. 1, Properties and Selection: Irons, Steels, and High-Performance Alloys, 1990.
  2. J. R. Davis, ASM Specialty Handbook, Heat-Resistant Materials, 1997.
  3. J. R. Davis, ASM Specialty Handbook, Stainless Steels, 1994.
  4. G. W. Meetham, M.H. Van de Voorde, Materials for High Temperature Engineering Applications, Springer, 2000.
  5. G. Krauss, Steels: Processing, Structure, and Performance, Second Edition, ASM International, Materials Park, Ohio, 2015.
  6. H. J. Maier, T. Niendorf, R. Bürgel, Handbuch Hochtemperatur-Werkstofftechnik: Grundlagen, Werkstoffbeanspruchungen, Hochtemperaturlegierungen und -beschichtungen, Springer-Vieweg Verlag, 2019.
  7. R. C. Reed, The Superalloys; Fundamentals and Applications, Cambridge University Press, 2006.
  8. M. J. Donachie, S. J. Donachie, Superalloys: A Technical Guide, ASM International, 2002.
  9. J. B. Wachtman, W. R. Cannon, and M. J. Matthewson, Mechanical properties of ceramics. John Wiley & Sons, 2009.
  10. F. Singer, Industrial ceramics, Springer, 2013.
  11. M. N. Rahaman, Ceramic processing and sintering, CRC press, 2017.
  12. C. B. Carter, and M. G. Norton, Ceramic materials: science and engineering, Vol. 716. New York: springer, 2013.
  13. Aktuelle Literatur, selbst recherchiert über Wissenschaftsdatenbanken

Verwendbarkeit nach Studiengängen

  • Fahrzeugtechnik (Master)

    • Fahrzeugtechnik M.Sc. (01.09.2025)

  • Angewandte Werkstoffwissenschaften

    • Angewandte Werkstoffwissenschaften M.Sc. (01.09.2025)

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