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.

Klappentext

Der anwendungsorientierte Einstieg in die Welt der Funktionswerkstoffe für Studierende der Ingenieurwissenschaften!

Werkstoffkunde ist alles andere als trocken. Sicher, anfangs gilt es, sich über Bindungsarten und Richtungsabhängigkeiten von Eigenschaften den Kopf zu ­zerbrechen und sich in den verschiedenen Werkstoffklassen zurechtzufinden. Doch eröffnet die profunde Kenntnis von Struktur und Eigenschaften der Werkstoffe Türen zum Einstieg in High-Tech-Branchen wie Maschinenbau, Lasertechnik und Photonik, Medizintechnik, erneuerbare Energien, Präzisionsmechanik, Luft- und Raumfahrt oder Mikro- und Nanotechnologie. Mit seinem Fokus auf Funktionswerkstoffen richtet sich dieses Lehrbuch an ­angehende Ingenieurinnen und Ingenieure der Fachrichtungen Elektrotechnik, Medizintechnik, Mikrotechnologie und Wirtschaftsingenieurwesen im ersten und zweiten Studienjahr sowie an Studierende des Maschinenbaus, die sich für die funktionellen Eigenschaften der Werkstoffe interessieren. Dabei werden die Grundlagen ausführlich dargestellt und gerade notorisch schwierige Themen wie Legierungen und Magnetismus mit Bezügen zu Praxisanwendungen flankiert.

• Mit mehr als 400 farbigen Abbildungen und Illustrationen
• Kapitelzusammenfassungen und zahlreiche Aufgaben mit Lösungen im Anhang helfen bei der Prüfungsvorbereitung

• Mit Praxisbezug zu modernen Anwendungen aus High-Tech-Industrien

  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