Grundlagen der Funktionswerkstoffe für Studium und Praxis

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 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)

Autorentext
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.

Inhalt
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