Der anwendungsorientierte Einstieg in die Welt der Funktionswerkstoffe für Studierende der Ingenieurwissenschaften!

Werkstoffkunde ist alles andere als trocken. Sicher, anfangs gilt es, sich über Bindungsarten und Richtungsabhängigkeiten von Eigenschaften den Kopf zu zerbrechen und sich in den verschiedenen Werkstoffklassen zurechtzufinden. Doch eröffnet die profunde Kenntnis von Struktur und Eigenschaften der Werkstoffe Türen zum Einstieg in High-Tech-Branchen wie Maschinenbau, Lasertechnik und Photonik, Medizintechnik, erneuerbare Energien, Präzisionsmechanik, Luft- und Raumfahrt oder Mikro- und Nanotechnologie.

Mit seinem Fokus auf Funktionswerkstoffen richtet sich dieses Lehrbuch an angehende Ingenieurinnen und Ingenieure der Fachrichtungen Elektrotechnik, Medizintechnik, Mikrotechnologie und Wirtschaftsingenieurwesen im ersten und zweiten Studienjahr sowie an Studierende des Maschinenbaus, die sich für die funktionellen Eigenschaften der Werkstoffe interessieren. Dabei werden die Grundlagen ausführlich dargestellt und gerade notorisch schwierige Themen wie Legierungen und Magnetismus mit Bezügen zu Praxisanwendungen flankiert.

• Mit mehr als 400 farbigen Abbildungen und Illustrationen
• Kapitelzusammenfassungen und zahlreiche Aufgaben mit Lösungen im Anhang helfen bei der Prüfungsvorbereitung
• Mit Praxisbezug zu modernen Anwendungen aus High-Tech-Industrien

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.,/p>

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.

1;Cover;12;Titelseite;53;Impressum;64;Inhaltsverzeichnis;75;Vorwort;116;Danksagung;157;1 Einführung und Grundlagen;177.1;1.1 Bindungsarten;177.2;1.2 Werkstoffklassen und Strukturmodelle;197.3;1.3 Nah- und Fernordnung;227.4;1.4 Die Richtungsabhängigkeit der Eigenschaften;237.5;1.5 Polymorphie: Die Vielgestalt von Werkstoffen;267.6;1.6 Phasen;277.7;1.7 Werkstoffe, Rohstoffe und Nachhaltigkeit;287.8;1.8 Aufgaben;327.9;Zusammenfassung;338;2 Struktur und Gitterfehler;358.1;2.1 Gittertypen der wichtigsten Metalle;358.2;2.2 Kristallbaudefekte;388.3;2.3 Elastische Verformung;438.4;2.4 Plastische Verformung der Metalle;488.5;2.5 Vertiefende Betrachtung der plastischen Verformung;508.6;2.6 Zusammenhang zwischen Gitterstruktur und plastischer Verformbarkeit;578.7;2.7 Verfestigungsmechanismen in Metallen;578.8;2.8 Rekristallisation;618.9;2.9 Verformung von Keramiken und Kunststoffen;628.10;2.10 Aufgaben;648.11;Zusammenfassung;659;3 Werkstoffprüfung;679.1;3.1 Mechanische Werkstoffprüfung;689.2;3.2 Verfahren der Rissprüfung;829.3;3.3 Mikroskopische Mess- und Prüfverfahren;849.4;3.4 Analyse von Struktur und Gefüge;859.5;3.5 Analyse der chemischen Zusammensetzung;909.6;3.6 Aufgaben;959.7;Zusammenfassung;9710;4 Legierungskunde;9910.1;4.1 Erstarrungsverhalten von Metallschmelzen;9910.2;4.2 Legierungen und Phasen;10110.3;4.3 Zweistoffsystem mit vollständiger Löslichkeit;10410.4;4.4 Eutektisches Zweistoffsystem mit begrenzter Löslichkeit;10710.5;4.5 Eutektisches Zweistoffsystem mit vollkommener Unlöslichkeit im festen Zustand;11410.6;4.6 Eutektisches Zweistoffsystem Al-Si;11910.7;4.7 Erklärung der Ausscheidungshärtung;12010.8;4.8 Zweistoffsysteme mit intermetallischen Phasen;12210.9;4.9 Aufgaben;12510.10;Zusammenfassung;12711;5 Korrosion;12911.1;5.1 Standardpotentiale und galvanische Zelle;12911.2;5.2 Wasserstoff- und Sauerstoffkorrosion;13411.3;5.3 Sonderfall Passivierung;13611.4;5.4 Flächenregel;13711.5;5.5 Arten der Korrosion und Fallbeispiele;13711.6;5.6 Korrosionsschutz und Prüfverfahren;15111.7;5.7 Aufgaben;15811.8;Zusammenfassung;15912;6 Metallische Leiter, Widerstände und Kontakte;16112.1;6.1 Bändermodell;16112.2;6.2 Elektrische Leitfähigkeit;16312.3;6.3 Leiterwerkstoffe;16712.4;6.4 Widerstandswerkstoffe;17312.5;6.5 Elektrische Kontakte;17612.6;6.6 Aufgaben;18212.7;Zusammenfassung;18413;7 Halbleiter;18513.1;7.1 Eigenleitung und Störstellenleitung;18613.2;7.2 Der p-n-Übergang und seine Anwendungen;18813.3;7.3 Halbleitertechnologie;19513.4;7.4 Graphen;19713.5;7.5 Einige Bemerkungen zur Nanotechnologie;20013.6;7.6 Aufgaben;20013.7;Zusammenfassung;20114;8 Polymere (Kunststoffe);20314.1;8.1 Begriffe und Einteilung der Polymere;20514.2;8.2 Struktur und Eigenschaften der Polymere;20614.3;8.3 Polymere als Konstruktionswerkstoffe;21114.4;8.4 Polymere als Leiterwerkstoffe;21214.5;8.5 Biologisch abbaubare Polymere;21714.6;8.6 Aufgaben;21914.7;Zusammenfassung;22015;9 Magnetwerkstoffe;22315.1;9.1 Ursachen des Magnetismus;22315.2;9.2 Arten des Magnetismus;22615.3;9.3 Physikalische Grundlagen;22715.4;9.4 Kollektiver Magnetismus;22815.5;9.5 Weichmagnete und Hartmagnete;23215.6;9.6 Magnetspeicher;23715.7;9.7 Supraleiter und Magnetismus;23915.8;9.8 Aufgaben;24215.9;Zusammenfassung;24316;10 Dielektrika;24516.1;10.1 Polarisationsmechanismen;24516.2;10.2 Physikalische Grundlagen;24916.3;10.3 Materialien für Isolierstoffe;25216.4;10.4 Materialien für Kondensator-Dielektrika;25616.5;10.5 Ferroelektrika und Piezoelektrika;25716.6;10.6 Aufgaben;26016.7;Zusammenfassung;26017;11 Lichtleiter und Photonik;26317.1;11.1 Brechungsgesetz und Totalreflexion;26417.2;11.2 Lichtleiterfasern;26517.3;11.3 Weitere optische Komponenten (Auswahl);26717.4;11.4 Laserbearbeitung von Funktionswerkstoffen;26917.5;11.5 Aufgaben;27717.6;Zusammenfassung;27818;12 Werkstoffe für Transducer;27918.1;12.1 Einführung in die MEMS-Reinraumtechnologien;27918.2;12.2 Photolithographie;28018.3