Technische Universität Ilmenau

Glass and Ceramics in Micro- and Nano Technology - Modultafeln of TU Ilmenau

The module lists provide information on the degree programmes offered by the TU Ilmenau.

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module properties Glass and Ceramics in Micro- and Nano Technology in degree program Bachelor Mechatronik 2021
module number200325
examination number2300799
departmentDepartment of Mechanical Engineering
ID of group 2351 (Inorganic-Nonmetallic Materials)
module leaderProf. Dr. Edda Rädlein
term summer term only
languageDeutsch
credit points5
on-campus program (h)45
self-study (h)105
obligationelective module
examoral examination performance, 30 minutes
details of the certificate
alternative examination performance due to COVID-19 regulations incl. technical requirements
signup details for alternative examinations
maximum number of participants
previous knowledge and experience

abgeschlossenes Bachelorstudium

learning outcome

 

Fachkompetenz: Die erfolgreichen Studierenden sind nach Abschluss des Lernprozesses in der Lage, grundlegende Mikro- und Nanostrukturierungstechniken für Gläser und Keramiken, sowie wichtige Eigenschaften von Gläsern und Keramiken für Mikro- und Nanosysteme zu erklären. Des Weiteren können sie die Unterschiede zwischen Volumen- und Oberflächeneigenschaften demonstrieren.

Methodenkompetenz: Die Studierenden sind fähig, spezielle Eigenschaften mikro- und nanostrukturierter Bauteile auf Basis ausgewählter Applikationsbeispiele zu bestimmen. Darüber hinaus sind sie in der Lage, Gläser und Keramiken hinsichtlich ihrer Mikro- und Nanostrukturierbarkeit, sowie technische Prozesse der Mikro- und Nanotechnik zu bewerten.

Sozialkompetenz: Die Studierenden haben ihre Sozialkompetenz erweitert, und können in Vorträgen eingeübte Fachsprache benutzen und publikumsangepasste Kommunikation anwenden. Eine weitere Kompetenz stellt der Erwerb interdisziplinärer Kommunikationsfähigkeit zwischen verschiedenen Ausbildungsrichtungen dar.

content

  • Technische und stoffliche Voraussetzungen (Struktur-Eigenschaftsbeziehungen in Gläsern und Keramiken, Übersicht über Strukturierungstechniken, Methoden zur Beeinflussung von Eigenschaftsprofilen)
  • Substratmaterialien (Dünnglas, HTCC, LTCC: Werkstoffe, Eigenschaften und Herstellung)
  • Kieselglas für thermische und optische Anwendungen (Struktur, Herstellung über Schmelzprozess, Gasphasenabscheidung, SolGel-Technik)
  • Lithographiebasierte Strukturierungstechniken für Glas (Beschichtungen, Fotolithographie, nasschemische und Trockenätzprozesse)
  • Fotostrukturierbare Gläser (Werkstoffe, Eigenschaften, Herstellung und Prozessierung, Anwendungen)
  • Mechanische Verfahren zur geordneten Mikrostrukturierung von Glas (Schleifen, Polieren, US-Bohren, Sandstrahlen)
  • Ausgewählte Techniken der Laserbearbeitung von Glas (Wechselwirkung Material-Strahlung, Techniken zur Markierung, zum Materialabtrag)
  • Aufbau und Verbindungstechnik
  • Grundlagen und Klassifizierung von Poren und Porosität
  • Messverfahren zur Bestimmung der Porentextur (Tieftemperatur-Stickstoffsorption, Hg-Intrusion, Positronenannihilation etc.)
  • Poröse Materialien: Herstellung, Eigenschaften und Anwendungen, Fokus auf: Poröses Silica, poröse Gläser, poröse Glaskeramiken und poröse Keramiken
  • Innovative Formgebungsverfahren (3D-Druck, Replikatechnik, Schäumung, Foliengießen, etc.)
  • Vom Material zum Werkstoff und Produkt (Applikationsbeispiel: z.B. Aerogele zur Wärmedämmung, Schaumglas zur Trittschalldämmung, poröse Glaskeramiken und Keramiken als Katalysatoren)

media of instruction and technical requirements for education and examination in case of online participation

Tafelbild, Anschauungsmuster, PowerPoint

literature / references

  • Gerlach; G., Dötzel: Grundlagen der Mikrosystemtechnik. Carl Hanser-Verlag 1997
  • Menz, W.; Bley, P.: Mikrosystemtechnik für Ingenieure. VHC 1993
  • Petzold, A.: Anorganisch nichtmetallische Werkstoffe. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1986
  • Scholze, H.: Glas. 3. neu bearb. Auflage, Springer-Verlag 1988
  • Mitschke, F.: Glasfasern, Elsevier, 2005
  • D. Hülsenberg, A. Harnisch und A. Bismarck, Microstructuring of Glasses, Springer Series in Materials Science, Springer, Berlin etc. 2008
  • Su, B-L., Clément Sanchez, and Xiao-Yu Yang, eds. Hierarchically structured porous materials: from nanoscience to catalysis, separation, optics, energy, and life science. John Wiley & Sons, 2012.
  • Liu, Peisheng, and Guo-Feng Chen. Porous materials: processing and applications. Elsevier, 2014.
  • Shelby, James E. Introduction to glass science and technology. Royal Society of Chemistry, 2007.
  • Skript zur Vorlesung

evaluation of teaching