Das neue Lehrbuch zu Funktionswerkstoffen bietet angehenden Ingenieurinnen und Ingenieuren einen motivierenden Einstieg in die Werkstoffkunde dank der ausführlichen Darlegung der Grundlagen und einem starken Praxisbezug.
Das neue Lehrbuch zu Funktionswerkstoffen bietet angehenden Ingenieurinnen und Ingenieuren einen motivierenden Einstieg in die Werkstoffkunde dank der ausführlichen Darlegung der Grundlagen und einem starken Praxisbezug.
Janko Auerswald ist seit 2006 Dozent für Werkstoffkunde an der Hochschule Luzern. Parallel dazu entwickelte er am CSEM, bei TRUMPF Schweiz und bei V-ZUG in leitenden Positionen neue Technologien und Produkte in den Bereichen Mikrofabrikation, Lasermaterialbearbeitung, Oberflächentechnik und nachhaltige Haushaltsgeräte. Er ist Autor von Publikationen in Fachbüchern, Fachzeitschriften und Tagungsbänden sowie diverser Patentanmeldungen. Pius Portmann unterrichtete von 1997-2021 an der Hochschule Luzern Werkstoffkunde im Departement Technik & Architektur mit Schwerpunkt Leichtbauwerkstoffe und Oberflächentechnik. Er leitete das Werkstoffprüflabor für interne und externe Dienstleistungen. Vorher war er in leitenden Positionen in den Bereichen Werkstoffprüfung und Process Engineering beim Eidgenössischen Flugzeugwerk Emmen und den Pilatus Flugzeugwerken in Stans tätig.
Inhaltsangabe
VORWORT
1. EINFÜHRUNG UND GRUNDLAGEN Bindungsarten Werkstoffklassen und Strukturmodelle Nah- und Fernordnung Die Richtungsabhängigkeit der Eigenschaften Polymorphie: Die Vielgestalt von Werkstoffen Phasen Werkstoffe, Rohstoffe und Nachhaltigkeit Zusammenfassung Einführung und Grundlagen
2. STRUKTUR UND GITTERFEHLER Gittertypen der wichtigsten Metalle Gitterfehler Elastische Verformung Plastische Verformung der Metalle Vertiefende Betrachtung der plastischen Verformung Zusammenhang zwischen Gitterstruktur und plastischer Verformbarkeit Verfestigungsmechanismen in Metallen Rekristallisation Verformung von Keramiken und Kunststoffen Zusammenfassung Struktur und Gitterfehler
3. WERKSTOFFPRÜFUNG Zugversuch Ein Zugversuch der ganz besonderen Art Verfahren der Rissprüfung Mikroskopische Mess- und Prüfverfahren Analyse von Struktur und Gefüge Analyse der chemischen Zusammensetzung Zusammenfassung Werkstoffprüfung
4. LEGIERUNGSKUNDE Erstarrungsverhalten von Metallschmelzen Legierungen und Phasen Mischkristalle und Kristallgemische Zweistoffsystem mit vollständiger Löslichkeit Eutektisches Zweistoffsystem mit begrenzter Löslichkeit Eutektisches Zweistoffsystem mit vollkommener Unlöslichkeit im festen Zustand Eutektisches Zweistoffsystem Al-Si Erklärung der Ausscheidungshärtung Zweistoffsysteme mit intermetallischen Phasen Zusammenfassung Legierungskunde
5. KORROSION Standardpotentiale und galvanische Zelle Wasserstoff- und Sauerstoffkorrosion Sonderfall Passivierung Flächenregel Arten der Korrosion und Fallbeispiele Korrosionsschutz und Prüfverfahren Zusammenfassung Korrosion
6. METALLISCHE LEITER, WIDERSTÄNDE UND KONTAKTE Bändermodell Elektrische Leitfähigkeit Leiterwerkstoffe Widerstandswerkstoffe Elektrische Kontakte Zusammenfassung Leiter, Widerstand, Kontakt
7. HALBLEITER Eigenleitung und Störstellenleitung Der p-n-Übergang und seine Anwendungen Halbleitertechnologie Graphen Einige Bemerkungen zur Nanotechnologie Zusammenfassung Halbleiter
8. POLYMERE (KUNSTSTOFFE) Begriffe und Einteilung der Polymere Struktur und Eigenschaften der Polymere Polymere als Konstruktionswerkstoffe Polymere als Leiterwerkstoffe Biologisch abbaubare Polymere Zusammenfassung Polymere
9. MAGNETWERKSTOFFE Ursachen des Magnetismus Arten des Magnetismus Physikalische Grundlagen Kollektiver Magnetismus (Ferromagnetismus) Weichmagnete und Hartmagnete Magnetspeicher Supraleiter und Magnetismus Zusammenfassung Magnetwerkstoffe
10. DIELEKTRIKA Polarisationsmechanismen Ferroelektrika und Piezoelektrika Physikalische Grundlagen Materialien für Isolierstoffe Materialien für Kondensator-Dielektrika Zusammenfassung Dielektrika
11. LICHTWELLENLEITER UND LASER Brechungsgesetz und Totalreflexion Lichtleiterfasern Weitere optische Komponenten (Auswahl) Zusammenfassung Lichtwellenleiter Photonik: Faszination Ultrakurzpulslaser
12. TRANSDUCER Einführung in die MEMS Reinraumtechnologien Photolithographie Subtraktive Ätzverfahren Additive Beschichtungsverfahren und Lift-off Electroforming, LIGA Wandlereffekte und typische Anwendungen Zusammenfassung Transducer Schlusswort
1. EINFÜHRUNG UND GRUNDLAGEN Bindungsarten Werkstoffklassen und Strukturmodelle Nah- und Fernordnung Die Richtungsabhängigkeit der Eigenschaften Polymorphie: Die Vielgestalt von Werkstoffen Phasen Werkstoffe, Rohstoffe und Nachhaltigkeit Zusammenfassung Einführung und Grundlagen
2. STRUKTUR UND GITTERFEHLER Gittertypen der wichtigsten Metalle Gitterfehler Elastische Verformung Plastische Verformung der Metalle Vertiefende Betrachtung der plastischen Verformung Zusammenhang zwischen Gitterstruktur und plastischer Verformbarkeit Verfestigungsmechanismen in Metallen Rekristallisation Verformung von Keramiken und Kunststoffen Zusammenfassung Struktur und Gitterfehler
3. WERKSTOFFPRÜFUNG Zugversuch Ein Zugversuch der ganz besonderen Art Verfahren der Rissprüfung Mikroskopische Mess- und Prüfverfahren Analyse von Struktur und Gefüge Analyse der chemischen Zusammensetzung Zusammenfassung Werkstoffprüfung
4. LEGIERUNGSKUNDE Erstarrungsverhalten von Metallschmelzen Legierungen und Phasen Mischkristalle und Kristallgemische Zweistoffsystem mit vollständiger Löslichkeit Eutektisches Zweistoffsystem mit begrenzter Löslichkeit Eutektisches Zweistoffsystem mit vollkommener Unlöslichkeit im festen Zustand Eutektisches Zweistoffsystem Al-Si Erklärung der Ausscheidungshärtung Zweistoffsysteme mit intermetallischen Phasen Zusammenfassung Legierungskunde
5. KORROSION Standardpotentiale und galvanische Zelle Wasserstoff- und Sauerstoffkorrosion Sonderfall Passivierung Flächenregel Arten der Korrosion und Fallbeispiele Korrosionsschutz und Prüfverfahren Zusammenfassung Korrosion
6. METALLISCHE LEITER, WIDERSTÄNDE UND KONTAKTE Bändermodell Elektrische Leitfähigkeit Leiterwerkstoffe Widerstandswerkstoffe Elektrische Kontakte Zusammenfassung Leiter, Widerstand, Kontakt
7. HALBLEITER Eigenleitung und Störstellenleitung Der p-n-Übergang und seine Anwendungen Halbleitertechnologie Graphen Einige Bemerkungen zur Nanotechnologie Zusammenfassung Halbleiter
8. POLYMERE (KUNSTSTOFFE) Begriffe und Einteilung der Polymere Struktur und Eigenschaften der Polymere Polymere als Konstruktionswerkstoffe Polymere als Leiterwerkstoffe Biologisch abbaubare Polymere Zusammenfassung Polymere
9. MAGNETWERKSTOFFE Ursachen des Magnetismus Arten des Magnetismus Physikalische Grundlagen Kollektiver Magnetismus (Ferromagnetismus) Weichmagnete und Hartmagnete Magnetspeicher Supraleiter und Magnetismus Zusammenfassung Magnetwerkstoffe
10. DIELEKTRIKA Polarisationsmechanismen Ferroelektrika und Piezoelektrika Physikalische Grundlagen Materialien für Isolierstoffe Materialien für Kondensator-Dielektrika Zusammenfassung Dielektrika
11. LICHTWELLENLEITER UND LASER Brechungsgesetz und Totalreflexion Lichtleiterfasern Weitere optische Komponenten (Auswahl) Zusammenfassung Lichtwellenleiter Photonik: Faszination Ultrakurzpulslaser
12. TRANSDUCER Einführung in die MEMS Reinraumtechnologien Photolithographie Subtraktive Ätzverfahren Additive Beschichtungsverfahren und Lift-off Electroforming, LIGA Wandlereffekte und typische Anwendungen Zusammenfassung Transducer Schlusswort
Rezensionen
Das Alleinstellungsmerkmal dieses Lehrbuches ist die sehr gute Darstellung der Grundlagen von Werkstoffstrukturen, Gitterstörungen, Verfestigungsmechanismen, Werkstoffprüfung und Legierungslehre in Kombination mit der Anwendung dieser Grundlagen auf Funktionswerkstoffe, insbesondere in der Elektrotechnik. Prof. Dr.-Ing. habil. Olaf Keßler, Universität Rostock (18.02.2022)
Die Grundlagen werden ausführlich dargestellt und schwierige Themen wie Legierungen und Magnetismus mit Bezügen zu Praxisanwendungen flankiert. Das Buch enthält viele Abbildungen und Illustrationen sowie Kapitelzusammenfassungen und zahlreiche Aufgaben mit Lösungen im Anhang. KONSTRUKTION (12.05.2022)
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