Glas und Keramik M1 (M1WW3)30 ECTS
(englische Bezeichnung: Glass and Ceramics M1)

Lehrveranstaltungen:

• • Physikalisch-chemische Grundlagen von Glas und Keramik I : Thermochemische Grundlagen (WS 2019/2020)
    (Vorlesung, 2 SWS, Peter Greil, Mo, 10:15 - 11:45, 0.15)
  • Physikalisch-chemische Grundlagen von Glas und Keramik II: Physikochemische Grundlagen nichtkristalliner Werkstoffe (WS 2019/2020)
    (Vorlesung, 1 SWS, Dominique de Ligny, Mi, 12:15 - 13:45, 0.15)
  • Glaskeramik (WS 2019/2020)
    (Vorlesung, 1 SWS, Dominique de Ligny, Mi, 12:15 - 13:45, 0.15)
  • Zerstörungsfreie Prüfverfahren (WS 2019/2020)
    (Übung, 2 SWS, Tobias Fey, Mo, 16:15 - 17:45, 0.15)
  • Struktur und Eigenschaften von Glas und Keramik I: Elektrische und magnetische Eigenschaften (WS 2019/2020)
    (Vorlesung, 2 SWS, Kyle G. Webber, Di, 10:00 - 11:30, 0.15)
  • Vertiefungspraktikum Keramische Composite (WS 2019/2020)
    (Praktikum, 4 SWS, Tobias Fey, Do, 8:00 - 18:00, 0.15)
  • Keramische Werkstoffe in der Medizin (WS 2019/2020 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Stephan E. Wolf, Fr, 10:15 - 11:45, H14)
  • Computergestützte Berechnung von Bruchwahrscheinlichkeiten (WS 2019/2020 - optional)
    (Übung, 1 SWS, Tobias Fey, Mi, 16:15 - 17:45, 0.15)
  • Kernfachpraktikum WW 3 (SS 2020)
    (Praktikum, 6 SWS, Tobias Fey et al., Do, 8:00 - 18:00, 0.56, Praktikum WW III)
  • Funktionskeramik (Elektro- und Magnetokeramik) (SS 2020 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Kyle G. Webber, Mi, 14:15 - 15:45, 0.15)
  • Silikatkeramik (SS 2020 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Nahum Travitzky, Mi, 12:00 - 13:30, 1.84)
  • ENTFÄLLT: Spannungen und Festigkeit (SS 2020 - optional)
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Tobias Fey, Zeit und Raum n.V.)
  • Entfällt!!Moderne Verfahren der Pulversynthese und Charakterisierung (SS 2020 - optional)
    (Vorlesung, 1 SWS, Zeit und Raum n.V.)
  • Mechanische Prüfverfahren (SS 2020 - optional)
    (Übung, 2 SWS, Tobias Fey, Fr, 10:00 - 12:00, 0.15)
  • Spectroscopy techniques applied to amorphous materials (SS 2020 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Dominique de Ligny, Fr, 14:00 - 17:00, 0.15)
  • Glass formulation using project management (SS 2020 - optional)
    (Übung, 2 SWS, Dominique de Ligny, Wird als Blockveranstaltung am Semesterende angeboten.)
  • Glass and Ceramic for Energy-technology (Gläser und Keramiken für die Energietechnik) (SS 2020 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Dominique de Ligny, Mi, 16:15 - 17:45, 0.15)
  • Exkursionen zu Betrieben der Glas- und Keramikindustrie (WS 2019/2020)
    (Exkursion, Tobias Fey, Zeit und Raum n.V.)
  • Seminar Glas und Keramik - Kernfach (WS 2019/2020)
    (Seminar, 2 SWS, Stephan E. Wolf et al., Mi, 15:30 - 17:00, 0.15)
  • Struktur und Eigenschaften von Glas und Keramik II: Optische Eigenschaften (WS 2019/2020 - optional)
    (Vorlesung, 2 SWS, Dominique de Ligny, Di, 14:15 - 15:45, 0.15)
  • Structural analysis of functional ceramics using advanced diffraction techniques (SS 2020 - optional)
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Neamul Hayet Khansur et al., Do, 10:15 - 11:45, 0.15)
  • Übung für Functional Ceramics II (SS 2020 - optional)
    (Übung, 2 SWS, Kyle G. Webber, Di, 16:15 - 17:45, 0.15)
  • Mechanical Properties and Fracture of Ceramics (SS 2020 - optional)
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Kyle G. Webber, Mi, 9:45 - 11:15, 0.15)

Inhalt:

Physikalisch-chemische Grundlagen von Glas und Keramik I: Thermochemische Grundlagen: Thermodynamik und Phasengleichgewichte

• Systeme, Phasen, Komponenten,

• Gleichgewicht

• Phasenregel

Bestimmung von Phasengleichgewichten

• experimentelle Verfahren

• Berechnung von Zustandsdiagrammen, Thermochemische Datenbanken

• Darstellungen (Schnitte, Phasenstabilitätsdiagramme, Scheil-Reaktions-Diagramme)

Mehrkomponentensysteme

• Kondensierte zwei-, drei-, vier- und höherkomponentige Systeme

• Systeme mit Gasphase

Nichtgleichgewichtsreaktionen bei der Wärmebehandlung
Physikalisch-chemische Grundlagen von Glas und Keramik II: Physikochemische Grundlagen Nichtkristalliner Werkstoffe

• Eigenschaften unterkühlter Flüssigkeiten

• Glasübergang

• Relaxation und Rheologie

• Topologie und Struktur-Eigenschaftsbeziehungen

• Phasentrennungserscheinungen
  

Struktur und Eigenschaften von Glas und Keramik I: Elektrische und magnetische Eigenschaften

• Dielektrika (Polarisation)

• Halbleiter und Leiter (Defektstrukturen, Dotierung)

• Ferrimagnetika (Magnetisierung)

• Anwendungsbeispiele
  

Vertiefungspraktikum moderne Composite-Werkstoffe:

• vertiefende Versuche zum besseren Verständnis der Lehrinhalte
  

Kernfachpraktikum:

• fortgeschrittene Versuche zur Herstellung und Charakterisierung von Gläsern und Keramiken
  

freie Wahl aus VL von WW3:

• Vertiefung der physikalisch-chemischen Kenntnisse von nichtmetallisch anorganischen Werkstoffen für unterschiedliche Anwendungen
  

Übung: Zerstörungsfreie Prüfverfahren

• Theoretischer Hintergrund der Prüfverfahren

• Bewertung und Einsatz der Prüfverfahren

• Grenzen der Prüfverfahren

• eingesetzte Prüfverfahren: Ultraschall, Akustische Prüfung, Mikrowelle, µCT
  

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierednen

• erlernen die notwendigen wissenschaftlichen und praktischen Kenntnisse zum Aufbau, zur Herstellung, zu den Eigenschaften, zur Charakterisierung und zur Anwendung von Gläsern und Keramiken für Tätigkeiten im institutionellen und industriellen Umfeld mit diesem Werkstoffschwerpunkt.

• erlernen den strukturellen Aufbau von Gläsern und Keramiken und die damit verbundenen Grundeigenschaften sowie die Einteilung nichtmetallisch-anorganischer Werkstoffklassen

• vertiefen das Verständnis folgender Eigenschaften von Glas und Keramik: optische, elektrische, magnetische, korrosive, thermische und mechanische Eigenschaften

• verstehen die Thermodynamik und Zustandsdiagramme dieser Werkstoffklassen

• bewerten die Eigenschaften nichtmetallisch-anorganischer Werkstoffe im Zusammenhang mit der chemischen Zusammensetzung, Aufbereitung, Struktur und Gefüge

• entscheiden über Werkstoffauswahl vor dem Hintergrund von Anwendungsprofilen

• erlernen praktisch die Prozesse zur Herstellung von Gläsern und Keramiken sowie die Methoden zur Bestimmung wichtiger Eigenschaften, können Zusammenhänge zwischen Zusammensetzung, Gefüge, Eigenschaften erklären

• bauen Versuchen zur Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften und der zerstörungsfreien Prüfung auf und führen sie durch und vertehen Kriterien über Anwendung der einzelnen Methoden
  

Literatur:

• Vorlesungsskripten

• Lehrbücher: Salmang, Scholze, Telle: Keramik, Springer- Verlag, 2007 H. Scholze: Glas. Springer-Verlag, 1977 D. Green: An Introduction to the Mechanical Properties of Ceramics, Cambridge Univ. Press, 1998 B. Predel, M. Hoch, M. Pool: Phase Diagrams and heterogenous Equilibria. Springer-Verlag, 2004
  

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Glas und Keramik | 1. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M1) | Glas und Keramik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Mündliche Prüfung Glas und Keramik_ (Prüfungsnummer: 62602)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 40, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Aus den anderen optionalen Vorlesungen müssen 5 SWS gewählt werden, die dann bei der Prüfung mitgeteilt werden.
Alternative Prüfungsform laut Corona-Satzung: Die mündliche Prüfung findet als digitale Fernprüfung per ZOOM statt.

Prüfungssprache: Deutsch

Erstablegung: WS 2019/2020, 1. Wdh.: SS 2020, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Peter Greil,

2. Prüfer:

Nahum Travitzky

1. Prüfer:

Dominique de Ligny,

2. Prüfer:

Kyle G. Webber

1. Prüfer:

Stephan E. Wolf

Unbenoteter Schein Glas und Keramik (Prüfungsnummer: 62601)

(englischer Titel: Ungraded Credit: Glass and Ceramics)

Studienleistung, Praktikumsleistung, unbenotet

weitere Erläuterungen:
Es muss das Kernfachpraktium mit sechs Versuchstagen belegt werden. Verbindliche Zulassungsvoraussetzung zum Praktikum ist die Teilnahme an der zugehörigen Sicherheitsbelehrung. Verbindliche Teilnahmevoraussetzung für jeden einzelnen Praktikumsversuch ist die erfolgreiche Erledigung des Vorprotokolls (Antestat). Das Praktikum ist nur bestanden, wenn alle Versuche sowie alle Vor- und Nachprotokolle erfolgreich absolviert wurden, d.h. die vollständig ausgefüllte Testatkarte mit Nachweisen für Vorprotokolle (Antestate) sowie für Versuchsdurchführungen und Nachprotokolle (Abtestate) fristgerecht im Sekretariat des Lehrstuhls WW3 (R 1.13 Martensstr. 5) vorgelegt wurde.

Prüfungssprache: Deutsch und Englisch

Erstablegung: WS 2019/2020, 1. Wdh.: SS 2020

1. Prüfer:

Tobias Fey,

2. Prüfer:

Peter Greil