Werkstoffe und Bauelemente

Prof. Dr. F. Müller-Gliesmann

Kurzinhalt

Vorlesung:

Grundlagen
> Atomarer Aufbau, Bindungsarten, Kristallstrukturen, Einkristall, Polykristall, Leitungsmechanismen, Ladungsträgerkonzentration
> Zusammenhang zwischen der Mikrostruktur und den Eigenschaften
> Zustandsdiagramme, thermische Phasenumwandlungen, Intermetallische Phasen
> Untersuchungsmethoden und Analyseverfahren
> Werkstoffe: Metalle, Legierungen, Halbleiter, Isolatoren, Kunststoffe

Mechanische, elektrische, thermische und magnetische Eigenschaften, Kennwerte und Prüfverfahren
> Mechanische Eigenschaften: Zug-, Druck-, Biegefestigkeit, Härte, Hall-Petch-Relation, elastische und plastische Verformung
> Thermische Eigenschaften: Thermische Ausdehnung, Temperaturkoeffizienten, Glasübergangstemperatur, Kriechverhalten, Rekristallisation, Löttechnik, thermische Beständigkeit
> Elektrische Eigenschaften: Elektrische Leitfähigkeit und elektr. Widerstand, ESR, Supraleitung
> Dielektrische Eigenschaften: Permittivität, dielektrische Verlustzahl, Piezo-, Ferro-, Pyroelektrizität, Durchschlagsfestigkeit
> Magnetische Eigenschaften: Dia-, Para- und Ferromagnetismus, Hart- und Weichmagnete, Permanentmagnete, Ummagnetisierung, Curie-Temperatur

Werkstofftechnologien, Herstellung und Anwendungen
> Leitende Werkstoffe, Widerstandsmaterialien, Kontaktwerkstoffe, Leiterplattentechnik und Supraleiter, Thermospannung, Dehnungsmessstreifen
> Halbleitertechnologie, Dotierung, PN-Übergang, Diode, LEDs, Solarzellen, Hall-Effekt
> Anorganische und organische Werkstoffe: Kunststofftechnik, Gläser und Keramiken
> Magnetismus und Magnetwerkstoffe: Dia-, Para- und Ferromagnetismus, Weich- und Hartmagnete, Magnetostriktion
> Passive Bauelemente, Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten, Elektromechanische Bauelemente, aktive Bauelemente, Leiterplattentechnologien

Labor:
> Im Rahmen der Vorlesung werden zwei Labore durchgeführt. Das eine Labor behandelt die Löttechnik und das zweite Labor die Werkstoffkunde und Untersuchungsmethoden wie zum Beispiel das Rasterelektronenmikroskop (REM). Im Rahmen der Löttechnik werden TH- und SM-Bauelemente gelötet mit Zinn-Blei-Lot und auch mit bleifreiem Lot. Es wird eine elektronischen Schaltung erstellt, in Betrieb genommen und elektrisch getestet.