Technische Universität Ilmenau

Werkstoffdesign für Mikro- und Nanotechnologien - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu unseren Studiengängen. Rechtlich verbindliche Angaben zum Verlauf des Studiums entnehmen Sie bitte dem jeweiligen Studienplan (Anlage zur Studienordnung). Bitte beachten Sie diesen rechtlichen Hinweis. Angaben zum Raum und Zeitpunkt der einzelnen Lehrveranstaltungen entnehmen Sie bitte dem aktuellen Vorlesungsverzeichnis.

Fachinformationen zu Fachnummer 100262 - allgemeine Informationen
Fachnummer100262
Fakultät
Fachgebietsnummer2172 (Werkstoffe der Elektrotechnik)
Fachverantwortliche(r)Prof. Dr. Peter Schaaf
SpracheDeutsch
TurnusSommersemester
Vorkenntnisse

Grundlagenwissen zu Werkstoffen und zu Werkstoffen der Mikro- und Nanotechnologie, aus Chemie und Physik und Fertigungstechnik.

Lernergebnisse

Die Studenten werden mit den Grundlagen der Werkstoffe und ihres Designs für Anwendungen in der Mikro- und Nanotechnologie vertraut gemacht. Die Studierenden sind in der Lage, mechanische und funktionale Eigenschaften der Werkstoffe aus ihren mikroskopischen und submikroskopischen Aufbauprinzipien zu erklären und Eigenschaftsveränderungen gezielt zu analysieren, zu bewerten und für neue Anwendungen im Bereich der Mikro- und Nanotechnologie zu synthetisieren. Die Studierenden können grundlegende Prinzipien für das Werkstoffdesign in den vielseitigen Anwendungen im Bereich der Werkstoffe für Mikro- und Nanotechnologien erläutern und anwenden. Die Studierenden sind in der Lage, nach Analyse und Bewertung mechanischer und funktionaler Anforderungen an die Eigenschaften der Werkstoffe im Mikro- und Nanometerbereich gezielt an den geforderten Einsatz angepasste Werkstoffe auszuwählen, zu designen, Herstellungsprozesse vorzuschlagen und schließlich solche Werkstoffe herzustellen

Inhalt

­       Werkstoffeigenschaften und Werkstoffauswahl (Ansatz nach Ashby), Werkstoffcharts, insbesondere Änderungen und Besonderheiten für Nanomaterialien

­       Makroskopische Prinzipien: Legierungsbildung, Komposite, Oberflächenmodifikation, Besonderheiten für Nanomaterialien

­       Mesoskopische Prinzipien: Skalierungsgesetze, Werkstoffgesetze und –design, Top-down, Bottom up

­       Herstellung, Synthese und Charakterisierung von Nanomaterialien, Integration von Nanomaterialien in Makrosysteme

­       Designregeln für bestimmte Umgebungen: mechanische, thermische, elektrische, magnetische, akustische, optische Anforderungen

­       Multiskalenmodellierung und Multiskalensimulation

­       Spezielle Anforderungen und Beispiele: Sensorik, MEMS, Aktorik, Nanotribologie, Selbstheilung, Selbstreinigung, Biologische und medizinische Anwendungen, Metamaterialien, Umweltaspekte.

Medienformen

PowerPoint-Präsentation, Skript, Tafelanschrieb, Beispielhafte Animationen und Videos, Demonstrationspraktika, Designbeispiele, Kopien von Fachartikeln, Vorträge

Literatur
  • M. F. Ashby, P. J. Ferreira, D. L. Schodek: Nanomaterials and Nanotechnologies and Design. Elsevier-Butterworth-Heinemann, Amsterdam, 2009
  • B. Bushan: Springer Handbook of Nanotechnology, Springer, Berlin, 2011.
  • B. Bushan: Nanotribology and Nanomechanics: An Introduction, Springer, Berlin 2011.
  • J. Frühauf: Werkstoffe der Mikrosystemtechnik, Fachbuchverlag Leipzig, 2005
  • S. Globisch et al.: Lehrbuch Mikrotechnologie, Hanser, Leipzig, 2012
  • W. Menz, J. Mohr: Mikrosystemtechnik für Ingenieure, VCH, 1997
  • W.-J. Fischer: Mikrosystemtechnik, Vogel Verlag, 2000
  • U. Mescheder: Mikrosystemtechnik: Konzepte und Anwendungen, Teubner, 2004
  • U. Hilleringmann: Mikrosystemtechnik: Prozessschritte, Technologien, Anwendungen, Teubner 2006.
  • H.-G. Rubahn: Nanophysik und Nanotechnologie, Teubner, 2004
  • G. Gerlach, W. Dötzel: Grundlagen der Mikrosystemtechnik, Hanser, 1997.
  • MRS-Bulletin, www.mrs.org, diverse Ausgaben.
  • H. Schaumburg: Sensoren, Teubner, 1992
  • H. Schaumburg: Sensoranwendungen, Teubner, 1995
  • M. Köhler: Nanotechnologie, Wiley, 2001
  • W. Schatt: Werkstoffwissenschaft
  • D. Askeland: Materialwissenschaften, Spektrum, 1996
  • Callister: Materials Science and Engineering,
  • Diverse Standard-Fachbücher der Werkstoffwissenschaft, Elektrotechnik, Meßtechnik
Lehrevaluation
Spezifik im Studiengang Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013
FachnameWerkstoffdesign für Mikro- und Nanotechnologien
Prüfungsnummer2100410
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungPflicht
Abschlussmündliche Prüfungsleistung, 30 Minuten
Details zum Abschluss
max. Teilnehmerzahl

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