Glas und Keramik

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 17.0 vom 29.11.2022

11B1280

Glass and Ceramics

• Dentaltechnologie (B.Sc.)
• Werkstofftechnik (B.Sc.)
• Kunststofftechnik (B.Sc.)
• Kunststofftechnik im Praxisverbund (B.Sc.)

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Bei der Entwicklung, Konzeption und Konstruktion neuer Anlagen und deren Komponenten spielen Keramiken, Gläser und Glaskeramiken seit vielen Jahren eine immer größere Rolle. Grund dafür ist, dass diese Werkstoffgruppe im Vergleich zu den Werkstoffgruppen Metalle und Kunststoffe völlig andere werkstoffspezifische Eigenschaften und damit verbundene Be- und Verarbeitungseigenschaften aufweisen. Überall dort, wo mit Metallen oder Kunststoffen Probleme im Zusammenhang mit z.B. Warmfestigkeit, chemischen oder mechanischen Verschleiß bestehen, sind die Anwendungsgebiete von Gläsern und Keramiken.Basierend auf diesen unterschiedlichen Eigenschaften ist daher von grundlegendem Interesse, den Aufbau aller Gläser und Keramiken zu kennen sowie deren werkstoffkundliche Eignung aber auch Eigenheiten incl. daraus resultierender Verarbeitungsparameter und Einsatzbeschränkungen zu berücksichtigen bzw. daraus ableiten zu können.Die besondere Bedeutung der technischen Eigenschaften dieser Werkstoffgruppe für die Auslegung von Bauteilen wird anhand von verschiedenen praxisnahen Beispielen gezeigt.

• Geschichte keramischer Werkstoffe und Gläser, Definitionen• Glas, Glasbildung und Glasstruktur, Eigenschaften, Rohstoffe, Glasarten und Glaserzeugnisse, Glaskeramik, Glasfasern, Emails, Färbungsmechanismen in Gläsern, spektroskopische Messmethoden.Dichte und Viskosität: Einfluss von Glaszusammensetzung, Messverfahren.

• Kristallisation aus dem Glas zur Herstellung von Glaskeramik. Einsatz von Glaskeramiken.

• Eigenschaften keramischer Werkstoffe, Gefügecharakterisierung, Mechanische Eigenschaften, Thermische Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit/ Chemische Beständigkeit, Messverfahren• Gefüge-Eigenschaftskorrelationen keramischer Werkstoffe, Keramographie• Silicatische Technische Keramik• Oxidische Technische Keramik• Nichtoxidische Technische Keramik

• Herstellverfahren der Keramik, Pulverherstellung, Organische Additive, Aufbereitung, Formgebungsverfahren, Trocknung,Sintern, Bearbeiten, Keramische Schichten, Fügen• Formgebung, Brennen, Phasenbildungen beim Brennen, Engoben und Glasuren• Anwendung keramischer Werkstoffe in der Technik, Anwendung feuerfeste Werkstoffe, Maschinen- und Anlagenbau, Elektronik, Luft- und Raumfahrt• Keramische Fasern und Faserverbundwerkstoffe (CMC)

Wissensverbreiterung
haben ein breites und integriertes Wissen bzgl. der grundlegenden Eigenschaften von Keramiken und Gläsern sowie deren Herstellung.
Wissensvertiefung
..... sind in der Lage, Gläser, Glaskeramiken und keramische Werkstoffe im Hinblick auf die Eignung für einen Einsatz bei Bauteilen zu bewerten. Die Studierenden prüfen die Grundlagen des Einsatzes von Gläsern und keramischen Werkstoffen sowie der Verarbeitungstechniken, mit denen diese Materialien be- und verarbeitet werden müssen. Die Studierenden verstehen stoffliche Zusammenhänge, können entsprechend eines Anforderungsprofils den passenden Werkstoff auswählen und sind in der Lage werkstoffgerechte Konstruktionen für Gläser, Glaskeramiken und Keramiken zu entwerfen.
Können - instrumentale Kompetenz
.... können
• Keramische und glaskeramische Werkstoffe sowie Gläser charakterisieren und kategorisieren
• mechanische, thermische und chemische Eigenschaften prüfen, darstellen und bewerten
• Gefüge-Eigenschaftskorrelationen der Werkstoffgruppen herstellen und interpretieren
• Die Anwendung der Werkstoffe in der Technik darstellen und zu begründen

Können - kommunikative Kompetenz
.... differenzieren zwischen den Werkstoffgruppen Gläser, Glaskeramiken und Keramiken und berücksichtigen bei Gruppenarbeiten/Diskussionen die jeweils spezifischen Werkstoffeigenschaften.
Können - systemische Kompetenz
.... können die Eigenschaften der Werkstoffgruppen und die daraus resultierenden Einsatzbereiche einschätzen und bewerten.
Die Studierenden sind in der Lage sich mit Hilfe von Literatur eigenständig Vorschläge für Materialmodifikationen zu erarbeiten und diese zu verifizieren.

Vorlesung, Gruppenarbeit

Grundlagen Werkstofftechnik

Strickstrock, Monika

Strickstrock, Monika

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Varshneya, A.K.: Fundamentals of Inorganic Glasses, The Society of Glass Technology, Sheffield, 2006.Shelby, J.E., Introduction to Glass Science and Technology, The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 1997.Salmang, H., Scholze, H.: Keramik, 7. ed, Springer Verlag, Berlin, 2007Richerson, D.W. Modern ceramic engineering: Properties, processing and use in design, Dekker, New York, 2005Vogel W., Glaschemie, Springer Verlag 1992D. Green: An Introduction to the Mechanical Properties of Ceramics, Cambridge Univ. Press, 1998

Hausarbeit und Referat

1 Semester

Nur Wintersemester

Deutsch