Grundlagen der Funktionswerkstoffe für Studium und Praxis
von: Janko Auerswald, Pius Portmann
Wiley-VCH, 2021
ISBN: 9783527835225
Sprache: Deutsch
352 Seiten, Download: 18350 KB
Format: Online-Lesen, PDF
geeignet für:
Cover | 1 | ||
Titelseite | 5 | ||
Impressum | 6 | ||
Inhaltsverzeichnis | 7 | ||
Vorwort | 11 | ||
Danksagung | 15 | ||
1 Einführung und Grundlagen | 17 | ||
1.1 Bindungsarten | 17 | ||
1.2 Werkstoffklassen und Strukturmodelle | 19 | ||
1.3 Nah- und Fernordnung | 22 | ||
1.4 Die Richtungsabhängigkeit der Eigenschaften | 23 | ||
1.5 Polymorphie: Die Vielgestalt von Werkstoffen | 26 | ||
1.6 Phasen | 27 | ||
1.7 Werkstoffe, Rohstoffe und Nachhaltigkeit | 28 | ||
1.8 Aufgaben | 32 | ||
Zusammenfassung | 33 | ||
2 Struktur und Gitterfehler | 35 | ||
2.1 Gittertypen der wichtigsten Metalle | 35 | ||
2.2 Kristallbaudefekte | 38 | ||
2.3 Elastische Verformung | 43 | ||
2.4 Plastische Verformung der Metalle | 48 | ||
2.5 Vertiefende Betrachtung der plastischen Verformung | 50 | ||
2.6 Zusammenhang zwischen Gitterstruktur und plastischer Verformbarkeit | 57 | ||
2.7 Verfestigungsmechanismen in Metallen | 57 | ||
2.8 Rekristallisation | 61 | ||
2.9 Verformung von Keramiken und Kunststoffen | 62 | ||
2.10 Aufgaben | 64 | ||
Zusammenfassung | 65 | ||
3 Werkstoffprüfung | 67 | ||
3.1 Mechanische Werkstoffprüfung | 68 | ||
3.2 Verfahren der Rissprüfung | 82 | ||
3.3 Mikroskopische Mess- und Prüfverfahren | 84 | ||
3.4 Analyse von Struktur und Gefüge | 85 | ||
3.5 Analyse der chemischen Zusammensetzung | 90 | ||
3.6 Aufgaben | 95 | ||
Zusammenfassung | 97 | ||
4 Legierungskunde | 99 | ||
4.1 Erstarrungsverhalten von Metallschmelzen | 99 | ||
4.2 Legierungen und Phasen | 101 | ||
4.3 Zweistoffsystem mit vollständiger Löslichkeit | 104 | ||
4.4 Eutektisches Zweistoffsystem mit begrenzter Löslichkeit | 107 | ||
4.5 Eutektisches Zweistoffsystem mit vollkommener Unlöslichkeit im festen Zustand | 114 | ||
4.6 Eutektisches Zweistoffsystem Al-Si | 119 | ||
4.7 Erklärung der Ausscheidungshärtung | 120 | ||
4.8 Zweistoffsysteme mit intermetallischen Phasen | 122 | ||
4.9 Aufgaben | 125 | ||
Zusammenfassung | 127 | ||
5 Korrosion | 129 | ||
5.1 Standardpotentiale und galvanische Zelle | 129 | ||
5.2 Wasserstoff- und Sauerstoffkorrosion | 134 | ||
5.3 Sonderfall Passivierung | 136 | ||
5.4 Flächenregel | 137 | ||
5.5 Arten der Korrosion und Fallbeispiele | 137 | ||
5.6 Korrosionsschutz und Prüfverfahren | 151 | ||
5.7 Aufgaben | 158 | ||
Zusammenfassung | 159 | ||
6 Metallische Leiter, Widerstände und Kontakte | 161 | ||
6.1 Bändermodell | 161 | ||
6.2 Elektrische Leitfähigkeit | 163 | ||
6.3 Leiterwerkstoffe | 167 | ||
6.4 Widerstandswerkstoffe | 173 | ||
6.5 Elektrische Kontakte | 176 | ||
6.6 Aufgaben | 182 | ||
Zusammenfassung | 184 | ||
7 Halbleiter | 185 | ||
7.1 Eigenleitung und Störstellenleitung | 186 | ||
7.2 Der p-n-Übergang und seine Anwendungen | 188 | ||
7.3 Halbleitertechnologie | 195 | ||
7.4 Graphen | 197 | ||
7.5 Einige Bemerkungen zur Nanotechnologie | 200 | ||
7.6 Aufgaben | 200 | ||
Zusammenfassung | 201 | ||
8 Polymere (Kunststoffe) | 203 | ||
8.1 Begriffe und Einteilung der Polymere | 205 | ||
8.2 Struktur und Eigenschaften der Polymere | 206 | ||
8.3 Polymere als Konstruktionswerkstoffe | 211 | ||
8.4 Polymere als Leiterwerkstoffe | 212 | ||
8.5 Biologisch abbaubare Polymere | 217 | ||
8.6 Aufgaben | 219 | ||
Zusammenfassung | 220 | ||
9 Magnetwerkstoffe | 223 | ||
9.1 Ursachen des Magnetismus | 223 | ||
9.2 Arten des Magnetismus | 226 | ||
9.3 Physikalische Grundlagen | 227 | ||
9.4 Kollektiver Magnetismus | 228 | ||
9.5 Weichmagnete und Hartmagnete | 232 | ||
9.6 Magnetspeicher | 237 | ||
9.7 Supraleiter und Magnetismus | 239 | ||
9.8 Aufgaben | 242 | ||
Zusammenfassung | 243 | ||
10 Dielektrika | 245 | ||
10.1 Polarisationsmechanismen | 245 | ||
10.2 Physikalische Grundlagen | 249 | ||
10.3 Materialien für Isolierstoffe | 252 | ||
10.4 Materialien für Kondensator-Dielektrika | 256 | ||
10.5 Ferroelektrika und Piezoelektrika | 257 | ||
10.6 Aufgaben | 260 | ||
Zusammenfassung | 260 | ||
11 Lichtleiter und Photonik | 263 | ||
11.1 Brechungsgesetz und Totalreflexion | 264 | ||
11.2 Lichtleiterfasern | 265 | ||
11.3 Weitere optische Komponenten (Auswahl) | 267 | ||
11.4 Laserbearbeitung von Funktionswerkstoffen | 269 | ||
11.5 Aufgaben | 277 | ||
Zusammenfassung | 278 | ||
12 Werkstoffe für Transducer | 279 | ||
12.1 Einführung in die MEMS-Reinraumtechnologien | 279 | ||
12.2 Photolithographie | 280 | ||
12.3 Subtraktive Ätzverfahren | 281 | ||
12.4 Additive Beschichtungsverfahren und Lift-off | 282 | ||
12.5 Electroforming, LIGA | 285 | ||
12.6 Wandlereffekte und typische Anwendungen | 286 | ||
12.7 Aufgaben | 304 | ||
Zusammenfassung | 305 | ||
Schlusswort | 307 | ||
Lösungen zu den Aufgaben | 309 | ||
Literatur | 335 | ||
Stichwortverzeichnis | 339 | ||
EULA | 351 |