Buch, Deutsch, 624 Seiten, Format (B × H): 178 mm x 246 mm, Gewicht: 1320 g
ISBN: 978-3-527-35224-1
Verlag: Wiley-VCH GmbH
Die moderne Werkstoffwissenschaft befasst sich mit der Darstellung und Erklärung der Eigenschaften von Werkstoffen wie Metallen, Keramiken und Polymeren auf Grundlage einer einheitlichen, naturwissenschaftlich geleiteten Betrachtungsweise. Damit geht dieses Wissensgebiet über die klassische Werkstoffkunde hinaus, die auf vorwiegend empirisch ermittelten Fakten ohne engen Verständniszusammenhang basiert. Die stark interdisziplinär geprägte Werkstoffwissenschaft bedient sich dabei der Erkenntnisse und Methoden der Festkörperphysik und -chemie, der Kristallographie und des Ingenieurwesens und ist als Kernfach in material- und ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen an Universitäten und Hochschulen verankert.
Ausgehend von den idealen und realen Strukturen von Metallen, Keramiken und Polymeren liefert dieses Standardlehrbuch eine Einführung in die grundlegenden Herstelltechniken von Werkstoffen, Phasenbildung und -umwandlung und die für praktische Anwendungen so wichtigen Zustandsdiagramme sowie die Entstehung und der Untersuchung des Gefüges von Werkstoffen mit qualitativen und quantitativen Charakterisierungsmethoden. Die folgenden Kapitel widmen sich der Beschreibung und Erklärung von thermisch aktivierten Vorgängen wie Diffusion, der Korrosion, den mechanischen Eigenschaften wie Plastizität und Bruch sowie den physikalischen Eigenschaften wie elektrische und thermische Leitfähigkeit, Supraleitung und der Wechselwirkung von Strahlung und Festkörpern.
Die 11. Auflage ergänzt die mechanischen Erscheinungen durch Ausführungen, mit deren Hilfe eine konsistente Einordnung der werkstoffwissenschaftlichen Betrachtungen in den Kontext der Technischen Mechanik möglich wird, und behandelt neu ausführlich die Werkstoffe Biopolymere im Speziellen und Biomaterialien im Allgemeinen. Die Herstelltechniken wurden ergänzt durch neue Abschnitte zur modernen additiven Fertigung.
Autoren/Hrsg.
Fachgebiete
Weitere Infos & Material
1 Einleitung
2 Zustände des festen Körpers
2.1 Kristalliner Zustand
2.2 Zustand unterkühlter Schmelzen und Glaszustand
3 Übergänge in den festen Zustand
3.1 Übergang vom flüssigen in den kristallinen Zustand
3.2 Übergang in den Zustand der unterkühlten Schmelze und in den Glaszustand
3.3 Übergang aus dem gasförmigen in den kristallinen Zustand
4 Phasenumwandlungen im festen Zustand
4.1 Umwandlungen mit Änderung der Struktur
4.2 Umwandlungen mit Änderung der Konzentration
4.3 Umwandlungen mit Änderung der Konzentration und der Struktur
4.4 Ordnungsumwandlungen
4.5 Nichtkonventionelle Phasenbildung
5 Zustandsdiagramme
5.1 Thermodynamische Grundlagen
5.2 Experimentelle Methoden zur Aufstellung von Zustandsdiagrammen
5.3 Grundtypen der Zustandsdiagramme von Zweistoffsystemen
5.4 Einführung in Mehrstoffsysteme
5.5 Realdiagramme
5.6 Ungleichgewichtsdiagramme
6 Gefüge der Werkstoffe
6.1 Gefüge
6.2 Oberfläche
6.3 Herstellung der Schlifffläche
6.4 Entwicklung des Gefüges
6.5 Mikroskopische Gefügeuntersuchung
6.6 Quantitative Gefügeanalyse
6.7 Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen
7 Thermisch aktivierte Vorgänge
7.1 Diffusion
7.2 Kristallerholung und Rekristallisation
8 Korrosion
8.1 Korrosion der Metalle in wässrigen Medien
8.2 Korrosion anorganisch-nichtmetallischer Werkstoffe in wässrigen Medien
8.3 Korrosion von Polymeren in flüssigen Medien
8.4 Korrosion in Schmelzen
8.5 Korrosion der Metalle in heißen Gasen
8.6 Korrosion feuerfester Werkstoffe in heißen Gasen
8.7 Korrosionsschutz
9 Mechanische Erscheinungen
9.1 Reversible Verformung
9.2 Plastische Verformung
9.3 Viskose und viskoelastische Verformung
9.4 Kriechen
9.5 Bruch
9.6 Eigenspannungen
9.7 Festigkeitssteigerung und Schadenstoleranz
9.8 Härte und Verschleiß
10 Physikalische Erscheinungen
10.1 Elektrische Leitfähigkeit
10.2 Supraleitung
10.3 Thermoelektrizität
10.4 Wärmeleitfähigkeit
10.5 Dielektrizität
10.6 Magnetismus
10.7 Thermische Ausdehnung
10.8 Temperaturunabhängiges elastisches Verhalten
10.9 Dämpfung
10.10 Wechselwirkung zwischen Strahlung und Festkörpern
11 Bioinspirierte Materialien
11.1 Nucleinsäuren
11.2 Proteine
11.3 Bioengineering mit Proteinen für medizinischen Materialien
11.4 Bioinspirierte metallische Legierungen mit modifizierten Oberflächen
11.5 Kohlenhydrate
Sachregister
Vorwort für die 11. Auflage xiii
Autorenverzeichnis xv
1 Einleitung 1
2 Zustände des festen Körpers 5
2.1 Kristalliner Zustand 7
2.1.1 Raumgitter und Kristallsysteme 7
2.1.2 Bravais-Gitter und Kristallstruktur 9
2.1.3 Analytische Beschreibung des Raumgitters 13
2.1.4 Polkugel und stereographische Projektion 17
2.1.5 Bindung im Festkörper 20
2.1.5.1 Aufbau und Energieniveaus der Atomhülle 23
2.1.5.2 Ionenbindung 29
2.1.5.3 Kovalente Bindung (Atombindung) 31
2.1.5.4 Metallbindung 33
2.1.5.5 Nebenvalenzbindung 34
2.1.5.6 Mischbindung 35
2.1.6 Koordination 36
2.1.7 Elementstrukturen 39
2.1.7.1 Kubisch raumzentrierte Metalle (Wolfram-Strukturtyp) 41
2.1.7.2 Kubisch flächenzentrierte Metalle (Kupfer-Strukturtyp) 41
2.1.7.3 Hexagonal dichtest gepackte (hdp) Metalle (Magnesium-Strukturtyp) 43
2.1.7.4 Kubisch flächenzentrierter Diamant-Strukturtyp 43
2.1.8 Legierungsstrukturen 44
2.1.8.1 Austauschmischkristalle 45
2.1.8.2 Überstrukturen 46
2.1.8.3 Einlagerungsmischkristalle 48
2.1.8.4 Intermetallische Phasen 48
2.1.9 Ionenstrukturen 52
2.1.10 Molekülstrukturen 58
2.1.10.1 Atombindung in Polymeren 58
2.1.10.2 Zwischenmolekulare Wechselwirkungen in Polymeren 60
2.1.10.3 Aufbauprinzip und Infrastruktur von Makromolekülen 60
2.1.10.3.1 Konstitution von Makromolekülen 63
2.1.10.3.2 Konfiguration von Makromolekülen 64
2.1.10.3.3 Konformation von Makromolekülen 65
2.1.10.4 Kristallstruktur von Polymeren 68
2.1.10.5 Modifizierung von Polymeren 74
2.1.11 Realstruktur 78
2.1.11.1 Nulldimensionale Gitterstörungen 79
2.1.11.2 Eindimensionale Gitterstörungen 82
2.1.11.3 Zweidimensionale Gitterstörungen 90
2.1.11.3.1 Stapelfehler 90
2.1.11.3.2 Antiphasengrenzen 92
2.1.11.3.3 Grenzflächen 92
2.1.11.3.4 Grenzflächen i
