Dozentinnen/Dozenten

Dr. rer. nat. Klaus Neuking
Dr.-Ing Burkhard Maaß (Ingpuls GmbH)

Daten

Lehrveranstaltungsnummer: 136240
Semester: Sommersemester
Sprache: Deutsch
Art der Veranstaltung: Vorlesung
Semesterwochenstunden: 4
Leistungspunkte: 5
Studiengänge:

• B.Sc. Materialwissenschaft, Studienschwerpunkt Experimentelle Materialwissenschaft
• B.Sc. Maschinenbau, Studienschwerpunkt Werkstoff- und Microengineering
• B.Sc. Sales Engineering and Product Management, Studienschwerpunkt Werkstoff- und Microengineering
• Optionalbereich Naturwissenschaft

Beschreibung

Die Vorlesung behandelt Werkstoffe mit strukturellen oder funktionellen Besonderheiten am Beispiel der Polymere und Formgedächtnislegierungen.

Polymere sind leicht, flexibel, elektrisch isolierend, chemisch beständig und lassen sich einfach verarbeiten. Sie werden daher häufig in technischen Anwendungen eigesetzt und können dabei vielfältige Funktionen erfüllen.

Die Vorlesung gibt eine Einführung in das Gebiet der Herstellung, Charakterisierung, Modifikation und Verarbeitung polymerer Werkstoffe. Dazu wird eine Brücke vom atomaren Aufbau über die Morphologie bis hin zum Bauteil geschlagen. Dabei steht die Auswirkung mikrostruktureller Zustände und Prozesse auf die makroskopischen Eigenschaften im Fokus. Vor diesem Hintergrund werden spezifische Besonderheiten wie die entropiegetriebene Gummielastizität oder die gezielte Eigenschaftsanpassung durch Additive behandelt.

Formgedächtnislegierungen (FGL) gehören zur Gruppe der adaptiven oder smarten Materialen, weil sie in der Lage sind, sich an Änderungen ihrer Umgebung anzupassen: Sie können dabei als multifunktionale Werkstoffe zentrale Eigenschaften struktureller oder funktioneller Art (wie z.B. Form, Steifigkeit, Dämpfungsverhalten, elektr. Widerstand) selbständig ändern.

In der Vorlesung werden mikrostrukturelle und technische Aspekte betrachtet und miteinander verknüpft. Dabei stehen die Grundlagen der martensitischen Umwandlung sowie die darauf aufbauenden Formgedächtniseffekte im Vordergrund. Es werden die Herstellung und Eigenschaftsanpassung der binären Formgedächtnislegierungen durch Zugabe weiterer Legierungselemente besprochen. Ein weiterer Themenpunkt ist das Processing des Rohmaterials, das einen entscheidenden Einfluss auf die strukturellen und funktionellen Materialeigenschaften (wie z.B. Ermüdung) hat. Die Optimierung der Formgedächtniseigenschaften wird beispielhaft anhand konkreter FGL-Bauteile (z.B. aus der Medizintechnik, Smartphones etc.) vorgestellt.