Werkstofftechnik -Grundlagen

Teil I: Grundlagen der Werkstoffkunde / Part I: Fundamentals of Materials Science

0 Werkstoffkunde / Materials Science

1 Aufbau fester Stoffe / Structure of Solid Materials

1.1 Atome und Moleküle / Atoms and Molekules

   1.1.1 Elementarteilchen / Elementary Particles

   1.1.2 Elektronenstruktur der Atome / Electron Structure of Atoms

   1.1.3 Bändermodell und Orbitale / Energy Band Model and Orbitals

   1.1.4 Elektronenstruktur und chemische Eigenschaften / Electron Structure and Chemical Characteristics

1.2 Interatomare Kräfte / Interatomic forces

   1.2.1 lonenbindung / Ionic Bond

   1.2.2 Kovalente Bindung / Covalent Bond

   1.2.3 Metallbindung / Metallic Bond

   1.2.4 Van der Waal‘sche Bindung / Van der Waals Bond

   1.2.5 Wasserstoff-Brückenbindung / Hydrogen Bond

   1.2.6 Nebenvalenzkräfte / Partial Valency Forces

1.3 Atomanordnungen / Arrangement of Atoms

   1.3.1 Kristalline Festkörper / Crystalline Solids

   1.3.2 Experimentelle Methoden zum Kristallstrukturnachweis und Kristallbeschreibung / Crystal Structur Analysis and Description

   1.3.3 Amorphe Festkörper / Amorphous Solids

1.4 Struktur realer Festkörper / Structure of Real Solids

   1.4.1 Punktdefekte / Point Defects

   1.4.2 Liniendefekte / Line Defects

   1.4.3 Grenzflächen / Interfaces

   1.4.4 Volumendefekte / Bulk Defects

2 Phasengemische / Phase Equilibria

2.1 Einstoffsysteme / Single Component System

2.2 Keimbildung / Nucleation

   2.2.1 Kristallisation / Crystallisation

   2.2.2 Keimwachstumskinetik / Kinetics of Nucleus Growth

2.3 Zustandsdiagramme / Phase Diagramms

   2.3.1 Zweistoff- oder binäre Zustandsdiagramme / Binary Phase Diagramms

   2.3.2 Varianten binärer Zustandsdiagramme / Variants of Binary Phase Diagramms

   2.3.3 Ternäre Zustandsdiagramme / Ternary Phase Diagrams

   2.3.4 Vielstoffsysteme / Multi Component Systems<

   2.3.5 Interpretationsmöglichkeiten und Berechnungen in Zwei- und Dreistoffsystemen / Calculations in Phase Diagramms

2.4 Metastabile Zustände / Metastabile Status

   2.4.1 Unterkühlung / Supercooling

   2.4.2 Seigerung / Segregation

   2.4.3 Phasengrenzflächen / Phase Interfaces

3 Thermisch aktivierte Reaktionen / Kinetics – Thermal Activated Reactions

3.1 Diffusion / Diffusion

   3.1.1 Volumendiffusion / Bulk Diffusion (Steady State Diffusion)

   3.1.2 Grenzflächendiffusion / Interface Diffusion

   3.1.3 Oberflächendiffusion / Surface Diffusion

   3.1.4 Diffusion von Fremdatomen / Diffusion of Impurity Atoms

   3.1.5 Fick'sche Diffusionsgesetze / Ficks Law

   3.1.6 Permeabilität / Permeability

3.2 Erholung und Rekristallisation / Recovery and Recrystallisation

   3.2.1 Erholung / Recovery

   3.2.2 Rekristallisation / Recrystallisation

   3.2.3 Glühen / Annealing

3.3 Umwandlung und Ausscheidung / Conversion and Precipitation

   3.3.1 Keimbildung und Kristallisation / Nucleation and Crystallisation

   3.3.2 ZTU-Schaubilder / Time Temperature Transformation Diagrams

   3.3.3 ZTA-Schaubilder / Time Temperature Precipitation Diagrams

3.4 Thermische Stabilität metastabiler Zustände / Thermal Stability of Metastabile Statii

   3.4.1 Kornseigerungen / Seggregation

   3.4.2 Unterkühlung / Supercooling

3.5 Sintern / Sintering

3.6 Materialschädigung / Material Damage

   3.6.1 Metallische Korrosion / Metallic Corrosion

   3.6.2 Physikalische Korrosion / Physical Corrosion

   3.6.3 Chemische Korrosion / Chemical Corrosion

   3.6.4 Kettenbruch bei Polymeren / Chain Break of Molecules

   3.6.5 Metallische Oxidation / Metallic Oxidation

   3.6.6 Abbrand - Kohlenstoff-Werkstoffe / Burning off (Carbon Materials)

4 Mechanische Eigenschaften / Mechanical Properties

4.1 Elastizität, Plastizität / Elasticity, Plasticity

   4.1.1 Elastizität / Elasticity

   4.1.2 Plastizität in kristallinen Werkstoffen / Plasticity of Cristalline Materials

   4.1.3 Plastizität in amorphen Stoffen / Plasticity of Amorphous Materials

   4.1.4 Viskoelastisches Verhalten / Viscoelastic Behaviour

   4.1.5 Mathematische Beschreibung der Elastizität und Plastizität / Mathematical Description of Elasticity and Plasticity

4.2 Kriechen, Ermüden / Creep and Fatique

   4.2.1 Kriechen / Creep

   4.2.2 Ermüden / Fatique

4.3 Bruch / Break

   4.3.1 Bruchmechanismen / Mechanism of Fracture

   4.3.2 Brucharten / Kinds of Fracture

   4.3.3 Amorphe Werkstoffe / Amorphous Materials

   4.3.4 Bruchzähigkeit / Toughness

4.4 Verfestigungsmechanismen / Hardening Mechanism

   4.4.1 Versetzungsverfestigung / Hardening by Dislocations

   4.4.2 Korngrenzenverfestigung / Hardening by Grain Bounderies

   4.4.3 Feste Lösung – Mischkristallhärtung / Hardening by Solid Solution

   4.4.4 Ausscheidungshärtung / Precipitation Hardening

   4.4.5 Dispersionshärtung / Dispersion Hardening

   4.4.6 Martensitbildung / Martensite

   4.4.7 Polymervernetzung / Crosslinking

   4.4.8 Verfestigung von Keramiken / Strengthing of Ceramics

   4.4.9 Verfestigung amorpher Werkstoffe / Strengening of Amorphous Materials

   4.4.10 Nachkristallisation / Post-Crystallisation

   4.4.11 Verstreckung / Stretching

   4.4.12 Oberflächenbeeinflussung / Surface Modification

5 Physikalische Eigenschaften / Physical Properties

5.1 Elektrische Eigenschaften / Electrical Properties

   5.1.1 Stromleitung / Current Conduction

   5.1.2 Elektrischer Widerstand / Electrical Resistance

   5.1.3 Halbleiter / Semiconductor

   5.1.4 Supraleitung / Superconductivity

   5.1.5 Halleffekt / Hall Effect

   5.1.6 Skineffekt / Skin Effect

5.2 Dielektrisches Verhalten / Dielectrical Properties

   5.2.1 Polarisationsarten / Polarisation

   5.2.2 Piezoelektrizität / Piezoelectricity

   5.2.3 Pyroelektrizität / Pyroelectricity

   5.2.4 Ferroelektrizität / Ferroelectricity

   5.2.5 Reibungselektrizität / Frictional Electricity

5.3 Magnetische Eigenschaften / Magnetic Properties

   5.3.1 Magnetisches Feld, Magnetische Domänen / Magnetic Field

   5.3.2 Diamagnetismus / Diamagnetism

   5.3.3 Paramagnetismus / Paramagnetism

   5.3.4 Ferromagnetismus / Ferromagnetism

   5.3.5 Antiferromagnetismus / Antiferromagnetism

   5.3.6 Ferrimagnetismus / Ferrimagnetism

   5.3.7 Magnetisierung – Hystereseschleife / Magnetisation and Hysteresis loop

   5.3.8 Magnetostriktion / Magnetostriction

5.4 Thermische, thermoelektrische und thermomechanische Eigenschaften / Thermal, Thermoelectrical and Thermomechanical Properties

   5.4.1 Wärmeausdehnung / Thermal Expansion

   5.4.2 Wärmeleitung, Wärmeübergang, Wärmedurchgang / Heat Conduction, Heat Transfer, Thermal Transition

   5.4.3 Temperaturleitzahl / Coefficient of Thermal Conductivity

   5.4.4 Wärmeeindringzahl / „Number of Heat Penetration“

   5.4.5 Spezifische Wärme / Specific Heat

   5.4.6 Joule‘sche Wärme / Joule’s Heat

   5.4.7 Thermoelektrische Spannung (Seebeck Effekt) / Thermoelectrical Voltage

   5.4.8 Peltier-Effekt / Peltier Effect

   5.4.9 Thomson-Effekt / Thomson Effect

   5.4.10 Thermomechanische Eigenschaften / Thermomechanical Properties

5.5 Optische Eigenschaften / Optical Properties

   5.5.1 Absorption und Durchlässigkeit (Transmission) / Absorption and Transmission

   5.5.2 Reflexion / Reflectance

   5.5.3 Dispersion / Dispersion

   5.5.4 Emission / Emission

   5.5.5 Lumineszenz / Lumineszenz

   5.5.6 Fotoleitfähigkeit / Photo Conductivity

   5.5.7 Brechung und Doppelbrechung / Refraction and Douple Refraction

5.6 Akustisches Verhalten / Acoustic Properties

   5.6.1 Schallleistung / Acoustic Power

   5.6.2 Schallabsorption und Dämpfung / Acoustic Absorption and Attenuation

5.7 Kernphysikalische Eigenschaften / Nuclear Properties

   5.7.1 Radioaktiver Zerfall / Radioactive Disintegration

   5.7.2 Absorptionsquerschnitt / Effective Area

   5.7.3 Strahlenschädigung von Werkstoffen / Defects in Materials Caused by Radioactive Radiation

6 Chemische und elektrochemische Eigenschaften / Chemical and Electrochemical Properties