Callister / Rethwisch / Scheffler Materialwissenschaften und Werkstofftechnik

Eine Einführung
1. Auflage 2020
ISBN: 978-3-527-83322-1
Verlag: Wiley-VCH
Format: EPUB
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 881 Seiten, E-Book

Der 'Callister' bietet den gesamten Stoff der Materialwissenschaften und Werkstofftechnik für Studium und Prüfungsvorbereitung. Hervorragend aufbereitet und in klarer, prägnanter Sprache wird das gesamte Fachgebiet anschaulich dargestellt. Das erprobte didaktische Konzept zielt ab auf 'Verständnis vor Formalismus' und unterstützt den Lernprozess der Studierenden:   * ausformulierte Lernziele * regelmäßig eingestreute Verständnisfragen zum gerade vermittelten Stoff * Kapitelzusammenfassungen mit Lernstoff, Gleichungen, Schlüsselwörtern und Querverweisen auf andere Kapitel * durchgerechnete Beispiele, Fragen und Antworten sowie Aufgaben und Lösungen * Exkurse in die industrielle Anwendung * an den deutschen Sprachraum angepasste Einheiten und Werkstoffbezeichnungen * durchgehend vierfarbig illustriert * Verweise auf elektronisches Zusatzmaterial   Der 'Callister' ist ein Muss für angehende Materialwissenschaftler und Werkstofftechniker an Universitäten und Fachhochschulen - und ideal geeignet für Studierende aus Physik, Chemie, Maschinenbau und Bauingenieurwesen, die sich mit den Grundlagen des Fachs vertraut machen möchten.

Autoren/Hrsg.

Callister, William D.

Rethwisch, David G.

Scheffler, Michael

Weitere Mitwirkende

Scheffler, Franziska

Krüger, Manja

Möhring, Hans-Jörg

Inhaltsverzeichnis

EINFÜHRUNG Historische Aspekte Materialwissenschaft und Werkstofftechnik Warum beschäftigen wir uns mit Materialwissenschaft und Werkstofftechnik? Klassifizierung von Werkstoffen Hochleistungswerkstoffe/innovative Werkstoffe Der Bedarf an neuen Werkstoffen Die Beziehung zwischen Herstellung, Struktur, Eigenschaften und Anwendung   ATOMBAU UND CHEMISCHE BINDUNG Einführung Grundlagen Elektronen im Atom Das Periodensystem der Elemente Bindungskräfte und Energie Hauptvalenzbindungen Nebenvalenzbindungen, Van-der-Waals-Bindungen Moleküle   DIE STRUKTUR KRISTALLINER FESTKÖRPER Einführung Grundlagen Elementarzellen Kristallstrukturen von Metallen Berechnung der Dichte Polymorphie und Allotropie Kristallsysteme Punktkoordinaten Kristallografische Richtungen Kristallografische Ebenen Lineare und planare Dichte Dichtest gepackte Kristallstrukturen Einkristalle Polykristalline Werkstoffe Anisotropie Die Bestimmung von Kristallstrukturen mit Röntgenstrahlung Nichtkristalline Festkörper   FEHLSTELLEN IN FESTKÖRPERN Einleitung Leerstellen und Zwischengitteratome Fremdatome in Feststoffen Angabe der Zusammensetzung Versetzungen - Liniendefekte Flächendefekte Volumendefekte Atomschwingungen Grundlagen der Mikroskopie Mikroskopische Untersuchungsmethoden Korngrößenbestimmung   DIFFUSION Einführung Diffusionsmechanismen Stationäre Diffusion Nichtstationäre Diffusion Faktoren, die den Diffusionsprozess beeinflussen Diffusion in Halbleiterwerkstoffen Andere Diffusionswege   MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN METALLISCHER WERKSTOFFE Einleitung Spannung und Dehnung Spannungs-Dehnungs-Verhalten Anelastizität Elastische Eigenschaften von Werkstoffen Verhalten unter Zugbelastung Wahre Spannung und wahre Dehnung Elastische Erholung nach plastischer Verformung Druck-, Scher- und Torsionsverformungen Härte Streuung von Werkstoffeigenschaften Auslegungs- und Sicherheitsaspekte   VERSETZUNGEN UND VERFESTIGUNGSMECHANISMEN Einleitung Grundlagen Eigenschaften von Versetzungen Gleitsysteme Gleiten in Einkristallen Plastische Verformung von polykristallinen Werkstoffen Verformung durch Zwillingsbildung Verfestigung durch Verringerung der Korngröße Mischkristallverfestigung Kaltverfestigung Erholung Rekristallisation Kornwachstum   WERKSTOFFVERSAGEN Einführung Grundlagen Duktiler Bruch Sprödbruch Grundzüge der Bruchmechanik Prüfung der Bruchzähigkeit Zyklische Beanspruchung Die Wöhler-(S-N-)Kurve Risseinleitung und -ausbreitung Ermüdungsbeständigkeit - Einflussfaktoren Umgebungseinflüsse Allgemeine Beschreibung des Kriechverhaltens Auswirkungen von Spannung und Temperatur Extrapolationsverfahren für Daten zur Beschreibung des Kriechverhaltens Legierungen für den Einsatz bei hohen Temperaturen   PHASENDIAGRAMME Einleitung Löslichkeitsgrenze Phasen Mikrostruktur Phasengleichgewicht Einkomponenten-Phasendiagramme Binäre isomorphe Systeme Interpretation von Phasendiagrammen Entstehung der Mikrostruktur in isomorphen Legierungen Mechanische Eigenschaften isomorpher Legierungen Binäre eutektische Systeme Entstehung der Mikrostruktur in eutektischen Legierungen Gleichgewichtsdiagramme mit intermediären Phasen oder Verbindungen Eutektoide und peritektische Reaktionen Kongruente Phasenumwandlungen Phasendiagramme für Keramiken, ternäre Phasendiagramme Die Gibbs'sche Phasenregel Das Eisen-Kohlenstoff-Phasendiagramm Enstehung der Mikrostruktur von Stählen Der Einfluss weiterer Legierungselemente   PHASENÜBERGÄNGE: BILDUNG VON MIKROSTRUKTUREN UND DIE ÄNDERUNG MECHANISCHER EIGENSCHAFTEN Einführung Grundlagen Kinetik der Phasenumwandlungen Metastabile Zustände - Gleichgewichtszustände Isotherme Zeit-Temperatur-Umwandlungsdiagramme (ZTU-Diagramme) ZTU-Diagramme für kontinuierliche Abkühlung Mechanische Eigenschaften von Stählen Anlassgefüge Überblick über die Phasenumwandlungen und mechanischen Eigenschaften von unlegierten Stählen   VERARBEITUNG UND VERWENDUNG VON METALLISCHEN WERKSTO

Einführung Aufbau des Atoms und interatomare Bindung Strukturen idealer kristalliner Festkörper Defekte in realen Festkörpern Diffusion Mechanische Eigenschaften von Metallen Versetzungen und Härtungsmechanismen Materialversagen Phasendiagramme Phasenübergänge in Metallen: Mikrostrukturentwicklung und veränderte mechanische Eigenschaften Anwendung und Verarbeitung von Metalllegierungen Strukturen und Eigenschaften keramischer Werkstoffe Anwendung und Verarbeitung keramischer Werkstoffe Polymerstrukturen Eigenschaften, Anwendung und Verarbeitung von Polymeren Verbundwerkstoffe Materialkorrosion und -zersetzung Elektrische Eigenschaften Thermische Eigenschaften Magnetische Eigenschaften Optische Eigenschaften Materialauswahl und Entwurf Wirtschafts-, Umwelt- und Gesellschaftsaspekte Anhang A: SI-Einheiten Anhang B: Eigenschaften ausgewählter Werkstoffe Anhang C: Kosten ausgewählter Werkstoffe Anhang D: Grundstrukturen ausgewählter Polymere Anhang E: Glasübergangstemperaturen und Schmelzpunkte ausgewählter Polymermaterialien Glossar Lösungen ausgewählter Aufgaben Register

Über Autor(innen)

Michael Scheffler ist Inhaber des Lehrstuhls für Materialwissenschaften an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Er lehrt Materialwissenschaften für Hauptfachstudenten sowie für Nebenfachstudenten. Darüber hinaus organisiert er regelmäßige Karriereworkshops für Nachwuchswissenschaftler.