Technische Universität Ilmenau

Werkstoffdesign für Mikro- und Nanotechnologien - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.

Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).

Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modulbeschreibungen durch die Modulverantwortlichen finden Sie unter Modulpflege.

Hinweise zu fehlenden oder fehlerhaften Modulbeschreibungen senden Sie bitte direkt an modulkatalog@tu-ilmenau.de.

Modulinformationen zu Modulnummer 100262 - allgemeine Informationen
Modulnummer100262
FakultätFakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachgebietsnummer2172 (Werkstoffe der Elektrotechnik)
Modulverantwortliche(r)Prof. Dr. Peter Schaaf
SpracheDeutsch
TurnusWintersemester
Vorkenntnisse

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

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen

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 und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form

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 Referenzmodul
ModulnameWerkstoffdesign für Mikro- und Nanotechnologien
Prüfungsnummer2100410
Leistungspunkte5
SWS4
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungPflichtmodul
Abschlussschriftliche Prüfungsleistung, 90 Minuten
Details zum Abschluss<p><span style="display: inline !important; float: none; background-color: #fbe5d6; color: #000000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 16px; font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: left; text-decoration: none; text-indent: 0px; text-transform: none; -webkit-text-stroke-width: 0px; white-space: normal; word-spacing: 0px;">Zulassung zur Klausur nur bei erfolgreich absolviertem Praktikum und erfolgreicher Seminarteilnahme, die durch einen Vortrag von 30min Dauer mit anschliessender Diskussion zu belegen ist.</span></p>
Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Spezifik im Studiengang Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013
ModulnameWerkstoffdesign für Mikro- und Nanotechnologien
Prüfungsnummer2100410
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungPflichtmodul
Abschlussschriftliche Prüfungsleistung, 90 Minuten
Details zum Abschluss<p><span style="display: inline !important; float: none; background-color: #fbe5d6; color: #000000; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif; font-size: 16px; font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: left; text-decoration: none; text-indent: 0px; text-transform: none; -webkit-text-stroke-width: 0px; white-space: normal; word-spacing: 0px;">Zulassung zur Klausur nur bei erfolgreich absolviertem Praktikum und erfolgreicher Seminarteilnahme, die durch einen Vortrag von 30min Dauer mit anschliessender Diskussion zu belegen ist.</span></p>
Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl