Funktionskeramiken III (WW3-W-FKT3)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Functional Ceramics III)
(Prüfungsordnungsmodul: Funktionskeramiken III)

Lehrveranstaltungen:

• • Mechanical Properties and Fracture of Ceramics
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Kyle G. Webber)
  • Exercise Functional Ceramics III: mechanical properties
    (Übung, 2 SWS, Kyle G. Webber et al.)

Empfohlene Voraussetzungen:

Es wird empfohlen, folgende Module zu absolvieren, bevor dieses Modul belegt wird:

Werkstoffe 2 (SS 2022)

Inhalt:

Mechanical Properties and Fracture of Ceramics

• Dieser Kurs wird die Teilnehmer in die Ursprünge des mechanischen Verhaltens von keramischen Werkstoffen durch Diskussionen über die atomare Struktur und Mikrostruktur vorstellen. Hier werden die Teilnehmer in die linear-elastische Bruchmechanik und einige Konzepte im Zusammenhang mit der nichtlinearen Bruchmechanik eingeführt. Anschließend werden verschiedene Zähigkeitsmechanismen vorgestellt und diskutiert, darunter Phasentransforamtion, Ferroelastizität und Rissüberbrückung. Im letzten Abschnitt der Vorlesung werden fraktografische Verfahren zur Analyse von Bruchflächen sowie des unterkritischen Risswachstums vorgestellt.

Übung für Funktionskeramiken III: Mechanische Eigenschaften

• Das Laborpraktikum vermittelt praktische Erfahrungen in der makroskopischen mechanischen Charakterisierung von keramischen Werkstoffen, wobei speziell linear elastische und ferroelastische Werkstoffe untersucht werden.

English
Mechanical Properties and Fracture of Ceramics

• This course will introduce participants to the origins of the mechanical behavior of ceramic materials through discussions of atomic structure and microstructure. Here, participants will be introduced to linear elastic fracture mechanics and some concepts related to nonlinear fracture mechanics. Then, various toughness mechanisms will be presented and discussed, including phase transforamtion, ferroelasticity, and crack bridging. In the final section of the lecture, fractographic techniques for the analysis of fracture surfaces as well as subcritical crack growth will be presented.

Exercise for Functional Ceramics III: Mechanical Properties

• This laboratory practical course provides hands-on experience in the macroscopic mechanical characterization of ceramic materials, specifically studying linear elastic and ferroelastic materials.
  

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• lernen die Ursprünge der mechanischen Eigenschaften von Keramiken kennen
  

• verstehen, wie sich keramische Werkstoffe nichtlinear, hysteretisch oder plastisch verformen können und wie dies das Bruchverhalten beeinflussen kann
  

• erlernen der Grundlagen der linear-elastischen Bruchmechanik, insbesondere der Hintergründe der Energiefreisetzungsrate und des Spannungsintensitätsfaktors
  

• verstehen Bruchflächen zur Analyse der Bruchentstehung genutzt werden können
  

• verstehen, woe Risse unterkritisch wachsen können und können diese charakterisieren

English
The students

• learn the origins of the mechanical properties of ceramics
  

• understand how ceramic materials can deform nonlinearly, hysteretically, or plastically and how this can affect fracture behavior
  

• learn the fundamentals of linear elastic fracture mechanics, especially the background of the energy release rate and stress intensity factor
  

• understand fracture surfaces can be used to analyze fracture initiation
  

• understand where cracks can grow subcritically and be able to characterize them
  

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Nanotechnologie (Master of Science)
   (Po-Vers. 2020w | TechFak | Nanotechnologie (Master of Science) | Gesamtkonto | Kernfächer | Glas und Keramik | Funktionskeramiken III)
2. Nanotechnologie (Master of Science)
   (Po-Vers. 2020w | TechFak | Nanotechnologie (Master of Science) | Gesamtkonto | 1. und 2. Naturwissenschaftlich-technisches Wahlmodul | Funktionskeramiken III)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Funktionskeramiken III (Prüfungsnummer: 62251)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 15, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Prüfungssprache nach Wahl der Studierenden

Prüfungssprache: Deutsch oder Englisch

Erstablegung: WS 2022/2023, 1. Wdh.: SS 2023

1. Prüfer:

Kyle G. Webber