Schatt Werkstoffwissenschaft

Werkstoffwissenschaften sind modern, die wirtschaftliche Bedeutung enorm, die Berufsaussichten für Absolvent:innen glänzend - durchs Studium hilft ihnen auf bewährte Weise die neue, vorlesungserprobte Auflage des Lehrbuchs "Werkstoffwissenschaft".

1 Einleitung

2 Zustände des festen Körpers
2. 1 Kristalliner Zustand
2. 1. 1 Raumgitter und Kristallsysteme
2. 1. 2 Bravais-Gitter und Kristallstruktu
2. 1. 3 Analytische Beschreibung des Raumgitters
2. 1. 4 Polkugel und stereographische Projektion
2. 1. 5 Bindung im Festkörper
2. 1. 5. 1 Aufbau und Energieniveaus der Atomhülle
2. 1. 5. 2 Ionenbindung
2. 1. 5. 3 Kovalente Bindung (Atombindung)
2. 1. 5. 4 Metallbindung
2. 1. 5. 5 Nebenvalenzbindung
2. 1. 5. 6 Mischbindung
2. 1. 6 Koordination
2. 1. 7 Elementstrukturen
2. 1. 7. 1 Krz Struktur (Wolfram-Typ)
2. 1. 7. 2 Kfz Struktur (Kupfer-Typ)
2. 1. 7. 3 Hexagonal dichteste Struktur (Magnesium-Typ)
2. 1. 8 Legierungsstrukturen
2. 1. 8. 1 Austauschmischkristalle
2. 1. 8. 2 Überstrukturen
2. 1. 8. 3 Einlagerungsmischkristalle
2. 1. 8. 4 Intermetallische Phasen
2. 1. 9 Ionenstrukturen
2. 1. 10 Molekülstrukturen
2. 1. 10. 1 Atombindung in Polymeren
2. 1. 10. 2 Zwischenmolekulare Wechselwirkungen in Polymeren
2. 1. 10. 3 Aufbauprinzip und Infrastruktur von Makromolekülen
2. 1. 10. 3. 1 Konstitution von Makromolekülen
2. 1. 10. 3. 2 Konfiguration von Makromolekülen
2. 1. 10. 3. 3 Konformation von Makromolekülen
2. 1. 10. 4 Kristallstruktur von Polymeren
2. 1. 10. 5 Modifizierung von Polymeren
2. 1. 11 Realstruktur
2. 1. 11. 1 Nulldimensionale Gitterstörungen
2. 1. 11. 2 Eindimensionale Gitterstörungen
2. 1. 11. 3 Zweidimensionale Gitterstörungen
2. 1. 11. 3. 1 Stapelfehler
2. 1. 11. 3. 2 Antiphasengrenzen
2. 1. 11. 3. 3 Grenzflächen
2. 1. 11. 3. 4 Grenzflächen in nanokristallinen Materialien
2. 1. 11. 4 Dreidimensionale Gitterstörungen und Defektwechselwirkungen
2. 2 Zustand unterkühlter Schmelzen und Glaszustand
2. 2. 1 Charakteristik des Zustandes unterkühlter Schmelzen und des Glaszustandes
2. 2. 2 Strukturmodelle silicatischer Gläser
2. 2. 3 Struktur amorpher Polymere
2. 2. 4 Strukturmodelle amorpher Metalle
Literaturhinweise

3 Übergänge in den festen Zustand
3. 1 Übergang vom flüssigen in den kristallinen Zustand
3. 1. 1 Keimbildung und -wachstum bei Metall- und Ionenkristallen
3. 1. 1. 1 Erstarrung von Schmelzen
3. 1. 1. 2 Kristallisation aus Lösungsmitteln
3. 1. 1. 3 Kristallisation von unterkühlten Glasschmelzen (Entglasung)
3. 1. 2 Kristallisation von Polymeren
3. 1. 2. 1 Einfluss der Molekülstruktur auf die Kristallisation
3. 1. 2. 2 Keimbildung und Kristallwachstum
3. 1. 3 Abscheidung aus kolloidalen Lösungen
3. 2 Übergang in den Zustand der unterkühlten Schmelze und in den Glaszustand
3. 2. 1 Änderung der Viskosität bei der amorphen Erstarrung
3. 2. 2 Phasentrennung im Zustand der unterkühlten Schmelze
3. 2. 3 Amorphe Erstarrung von Metallen und Legierungen
3. 3 Übergang aus dem gasförmigen in den kristallinen Zustand
Literaturhinweise

4 Phasenumwandlungen im festen Zustand
4. 1 Umwandlungen mit Änderung der Struktur
4. 1. 1 Allotrope Umwandlungen des SiO2
4. 1. 2 Die - -Umwandlung des Eisens
4. 1. 3 Martensitische Umwandlungen
4. 1. 4 Massivumwandlung
4. 1. 5 Umwandlungsbesonderheiten bei Polymeren
4. 2 Umwandlungen mit Änderung der Konzentration
4. 3 Umwandlungen mit Änderung der Konzentration und der Struktur
4. 3. 1 Ausscheidungsumwandlung
4. 3. 2 Eutektoider Zerfall
4. 4 Ordnungsumwandlungen
4. 5 Nichtkonventionelle Phasenbildung
4. 5. 1 Metastabile Phasenbildung in dünnen Schichten
4. 5. 2 Mechanisches Legieren von Pulvern
Literaturhinweise

5 Zustandsdiagramme
5. 1 Thermodynamische Grundlagen
5. 2 Experimentelle Methoden zur Aufstellung von Zustandsdiagrammen
5. 3 Grundtypen der Zustandsdiagramme von Zweistoffsystemen
5. 3. 1 Zustandsdiagramm eines Systems mit vollständiger Mischbarkeit der Komponenten im festen und flüssigen Zustand
5. 3. 2 Zustandsdiagramm eines Systems mit vollständiger Mischbarkeit der Komponenten im flüssigen und vollständiger Unmischbarkeit im festen Zustand
5. 3. 3 Zustandsdiagramm von Systemen mit vollständiger Mischbarkeit der Komponenten im flüssigen und teilweiser Mischbarkeit im festen Zustand
5. 3. 4 Zustandsdiagramme von Systemen mit intermetallischen Phasen
5. 3. 5 Weitere Umwandlungen im festen Zustand
5. 4 Einführung in Mehrstoffsysteme
5. 5 Realdiagramme
5. 5. 1 Eisen-Kohlenstoff-Diagramm
5. 5. 2 Zustandsdiagramm des Systems Kupfer? Zinn
5. 5. 3 Zustandsdiagramm des Systems SiO2? -Al2O3
5. 5. 4 Zustandsdiagramme von Polymermischungen
5. 6 Ungleichgewichtsdiagramme
5. 6. 1 Ausbildung von Ungleichgewichtsgefügen
5. 6. 2 Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Diagramme
5. 6. 3 Zeit-Temperatur-Auflösungs-Diagramme
5. 6. 4 ZTR-Diagramme bei Kopplung von Umwandlungs- und Umformvorgängen
Literaturhinweise

6 Gefüge der Werkstoffe
6. 1 Gefüge
6. 2 Oberfläche
6. 3 Herstellung der Schlifffläche
6. 4 Entwicklung des Gefüges
6. 4. 1 Ätzen in Lösungen
6. 4. 2 Gefügeentwicklung bei hohen Temperaturen
6. 4. 3 Entwicklung des Gefüges durch Ionenätzen
6. 5 Sichtbarmachen des Gefüges
6. 5. 1 Lichtmikroskopische Gefügebetrachtung
6. 5. 2 Gefügebetrachtung mithilfe des akustischen Reflexionsrastermikroskopes
6. 5. 3 Elektronenmikroskopische Gefügebetrachtung
6. 5. 4 Untersuchung mit der Elektronenstrahlmikrosonde (ESMA)
6. 6 Quantitative Gefügeanalyse
6. 6. 1 Flächenanalyse
6. 6. 2 Linearanalyse
6. 6. 3 Charakterisierung der Form und Orientierung der Gefügebestandteile
6. 6. 4 Punktanalyse
6. 7 Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen
6. 7. 1 Einphasige Gefüge
6. 7. 2 Mehrphasige Gefüge
Literaturhinweise

7 Thermisch aktivierte Vorgänge
7. 1 Diffusion
7. 1. 1 Platzwechselmechanismen
7. 1. 2 Diffusionsgesetze
7. 1. 3 Bildung von Diffusionsschichten
7. 1. 4 Diffusionsgesteuerte Vorgänge
7. 1. 4. 1 Diffusionskriechen
7. 1. 4. 2 Versetzungskriechen
7. 1. 4. 3 Sintern
7. 2 Kristallerholung und Rekristallisation
7. 2. 1 Kristallerholung
7. 2. 2 Rekristallisation
7. 2. 3 Kornwachstum
7. 2. 4 Rekristallisationstexturen
Literaturhinweise

8 Korrosion
8. 1 Korrosion der Metalle in wässrigen Medien
8. 1. 1 Grundlagen der elektrochemischen Korrosion
8. 1. 1. 1 Elektrochemische Spannungsreihe und Korrosionsvorgänge
8. 1. 1. 2 Geschwindigkeit elektrochemischer Reaktionen
8. 1. 2 Gleichförmige Korrosion
8. 1. 3 Passivität und Inhibition
8. 1. 4 Korrosionselemente
8. 1. 5 Lochkorrosion
8. 1. 6 Selektive und interkristalline Korrosion
8. 1. 7 Spannungsrisskorrosion
8. 1. 8 Schwingungsrisskorrosion
8. 2 Korrosion anorganisch-nichtmetallischer Werkstoffe in wässrigen Medien
8. 3 Korrosion von Polymeren in flüssigen Medien
8. 3. 1 Begrenzte und unbegrenzte Quellung
8. 3. 2 Schädigung durch chemische Reaktionen
8. 3. 3 Spannungsrisskorrosion von Polymeren
8. 4 Korrosion in Schmelzen
8. 4. 1 Korrosion von Metallen in durch Ablagerungen gebildeten Schmelzen
8. 4. 2 Korrosion feuerfester Baustoffe in Schmelzen
8. 5 Korrosion der Metalle in heißen Gasen
8. 5. 1 Oxidation (Zundern) von Eisen
8. 5. 2 Oxidation von Legierungen
8. 5. 3 Schädigung von Stahl durch Druckwasserstoff
8. 5. 4 Aufkohlung und Metal Dusting
8. 6 Korrosion feuerfester Werkstoffe in heißen Gasen
8. 7 Korrosionsschutz
8. 7. 1 Passiver Korrosionsschutz
8. 7. 2 Aktiver Korrosionsschutz
Literaturhinweise

9 Mechanische Erscheinungen
9. 1 Reversible Verformung
9. 1. 1 Linearelastische Verformung
9. 1. 2 Energie- und entropieelastische Verformung
9. 1. 3 Anelastische Verformung
9. 1. 4 Pseudoelastische Verformung
9. 2 Plastische Verformung
9. 2. 1 Geometrie der plastischen Verformung von Einkristallen
9. 2. 2 Mechanismus der plastischen Verformung
9. 2. 2. 1 Theoretische Festigkeit
9. 2. 2. 2 Entstehen und Wechselwirkung von Versetzungen
9. 2. 2. 3 Wechselwirkung zwischen Versetzungen und Fremdatomen
9. 2. 2. 4 Wechselwirkung zwischen Versetzungen und Teilchen
9. 2. 3 Plastische Verformung polykristalliner Werkstoffe (Vielkristallplastizität)
9. 2. 3. 1 Spannungs-Dehnungs-Diagramm
9. 2. 3. 2 Orientierungseinfluss
9. 2. 3. 3 Korngrenzeneinfluss
9. 2. 3. 4 Streckgrenzenerscheinung
9. 2. 3. 5 Verformungsgefüge und Textur
9. 2. 4 Plastische Wechselverformung
9. 2. 5 Besondere Erscheinungen der Plastizität
9. 2. 5. 1 Superplastizität
9. 2. 5. 2 Umwandlungsplastizität
9. 3 Viskose und viskoelastische Verformung
9. 4 Kriechen
9. 5 Bruch
9. 5. 1 Makroskopische und mikroskopische Bruchmerkmale
9. 5. 2 Rissbildung
9. 5. 3 Rissausbreitung
9. 5. 4 Bruchmechanik
9. 5. 4. 1 Linearelastische Bruchmechanik
9. 5. 4. 2 Fließbruchmechanik
9. 6 Eigenspannungen
9. 7 Festigkeitssteigerung und Schadenstoleranz
9. 7. 1 Kombinierte Mechanismen zur Festigkeitssteigerung metallischer Werkstoffe
9. 7. 2 Festigkeitssteigerung durch Druckeigenspannungen in der Randschicht
9. 7. 3 Festigkeitssteigerung durch Verstrecken und Vernetzen
9. 7. 4 Festigkeitssteigerung durch Faserverstärkung
9. 7. 5 Steigerung von Festigkeit und Bruchzähigkeit durch Energiedissipation
9. 8 Härte und Verschleiß
Literaturhinweise

10 Physikalische Erscheinungen
10. 1 Elektrische Leitfähigkeit
10. 1. 1 Elektrische Leitfähigkeit in Metallen
10. 1. 2 Elektrische Leitfähigkeit in Halbleitern
10. 1. 2. 1 Eigenhalbleitung
10. 1. 2. 2 Störstellenhalbleitung
10. 1. 2. 3 Sperrschichthalbleitung
10. 2 Supraleitung
10. 2. 1 Supraleitung in Metallen und intermetallischen Verbindungen
10. 2. 2 Supraleitende Oxidkeramiken mit hoher Sprungtemperatur
10. 2. 3 Supraleitung in Boriden, Carbiden und Nitriden
10. 2. 4 Supraleitung in Eisenverbindungen
10. 3 Thermoelektrizität
10. 4 Wärmeleitfähigkeit
10. 5 Dielektrizität
10. 6 Magnetismus
10. 6. 1 Erscheinungsformen des Magnetismus
10. 6. 2 Technische Magnetisierung
10. 6. 3 Weichmagnetisches Verhalten
10. 6. 4 Hartmagnetisches Verhalten
10. 6. 5 Ferrimagnetisches Verhalten
10. 7 Thermische Ausdehnung
10. 8 Temperaturunabhängiges elastisches Verhalten
10. 9 Dämpfung
10. 10 Wechselwirkung zwischen Strahlung und Festkörpern
10. 10. 1 Wechselwirkung mit energiearmer Strahlung
10. 10. 2 Wechselwirkung mit energiereicher Strahlung
10. 10. 2. 1 Elastische Streuung von ionisierenden Strahlen
10. 10. 2. 2 Veränderungen in Festkörpern durch Strahlung
Literaturhinweise