Grundlagen der Funktionswerkstoffe für Studium und Praxis - Janko Auerswald

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5.10 Interkristalline Korrosion. (a) Der Chromgehalt in Körnern und an Korn...Abb. 5.11 MnS-Ausscheidungen (dunkel) in einem kaltgezogenen ferritischen Stahl ...Abb. 5.12 Lochfraßkorrosion an MnS-Ausscheidungen in der Oberfläche von rostfrei...Abb. 5.13 Anreicherung und Auskristallisation von Salzen in einem Korrosionsloch...Abb. 5.14 Zusammenhang zwischen Chrom-Eisen-Verhältnis in der Oxidschicht und de...Abb. 5.15 PREN-Nummern verschiedener rostfreier Stähle. Eigene Darstellung. Quel...Abb. 5.16 Lochfraßpotentiale von rostfreien Edelstählen, ermittelt in 1 mol/l Na...Abb. 5.17 Fallbeispiel einer Lochfraßkorrosion in austenitischem V2A-Chrom-Nicke...Abb. 5.18 Erklärung des Belüftungselements. Dort, wo weniger Sauerstoff hingelan...Abb. 5.19 Fallbeispiel Spaltkorrosion in Gewinden von austenitischem Edelstahl 1...Abb. 5.20 Fallbeispiel Kühlschlange einer Kühlanlage. Spiralförmig gewickelte, s...Abb. 5.21 Fallbeispiele Spaltkorrosion. (a) Rändelmutter und Gitter aus 1.4301, ...Abb. 5.22 Gerades Blech aus austenitischem Edelstahl 1.4301 mit typischen Zwilli...Abb. 5.23 (a) Lochfraß im Biegefalz eines Blechs aus austenitischem rostfreien E...Abb. 5.24 Aktive Korrosionsschutzmaßnahmen durch eine Opferanode (a) und durch F...Abb. 5.25 Edelstahlbleche aus 1.4301 mit eingepressten Stutzen aus 1.4301 (a) so...Abb. 5.26 Messaufbau für Stromdichte-Potential-Kurven zur Bestimmung von Lochfra...Abb. 5.27 Stromdichte-Potential-Kurve einer Wasserstoffkorrosion. Die obere Kurv...Abb. 5.28 Stromdichte-Potential-Kurve für eine Sauerstoffkorrosion einer nicht p...Abb. 5.29 (a) Resultierende Stromdichte-Potential-Kurven passivierender Metalle,...Abb. 5.30 Schematischer Verlauf der Stromdichte-Potential-Kurven für ferritische...

      7 Kapitel 6Abb. 6.1 Einfaches Bändermodell von Metallen mit unvollständig besetztem Valenzb...Abb. 6.2 (a) Bei Metallen und ihren Legierungen steigt der spezifische elektrisc...Abb. 6.3 Spezifischer elektrischer Widerstand (a) und sein Temperaturkoeffizient...Abb. 6.4 Einfluss der Legierungsbildung auf den spezifischen elektrischen Widers...Abb. 6.5 Zusammenhang zwischen Leitfähigkeit und Festigkeit von Leiterwerkstoffe...Abb. 6.6 Der Flächenwiderstand einer Schicht ist nichts anderes als der spezifis...Abb. 6.7 Ausgewählte Temperaturkoeffizienten des spezifischen elektrischen Wider...Abb. 6.8 Richtwerte für die Thermospannung gegen Kupfer. Eigene Darstellung. Que...Abb. 6.9 Metallische Thermoelementpaarungen mit Angabe der Thermospannung (a) un...Abb. 6.10 Maximalwerte von Spannung U und Strom I ohne Lichtbogenbildung für aus...

      8 Kapitel 7Abb. 7.1 Mechanismus der Eigenleitung im Atomgitter- und im Bändermodell. Durch ...Abb. 7.2 Mechanismus der p-Störstellenleitung im Atomgitter- und im Bändermodell...Abb. 7.3 Mechanismus der n-Störstellenleitung im Atomgitter- und im Bändermodell...Abb. 7.4 Der p-n-Übergang, bevor p- und n-Bereich miteinander in Kontakt kommen....Abb. 7.5 Erklärung des Aufbaus der Diffusionsspannung am p-n-Übergang. Wenn sich...Abb. 7.6 Kennlinie einer Diode. Im Durchlassbereich muss zuerst die Diffusionssp...Abb. 7.7 Der p-n-Übergang mit Durchlassspannung. Sobald die Diffusionsspannung d...Abb. 7.8 Energieübergänge in Dioden mit Durchlassspannung. (a) Direkter Übergang...Abb. 7.9 (a) Zweistoffsystem InSb-GaSb mit vollständiger Löslichkeit und einer k...Abb. 7.10 III–V-Halbleiter für Leuchtdioden. Wegen der vollständigen Löslichkeit...Abb. 7.11 Der p-n-Übergang mit Sperrspannung und breiter Raumladungszone. Das Er...Abb. 7.12 Zonenschmelzverfahren – schematischer Aufbau und schematische Darstell...Abb. 7.13 (a) Schematischer Ablauf des Czochralski-Verfahrens zur Züchtung von E...Abb. 7.14 Die „klassischen“ Kohlenstoffkristallstrukturen Graphit (a) und Diaman...Abb. 7.15 Kohlenstoff in Form von Nanopartikeln als Fulleren (a) und Kohlenstoff...Abb. 7.16 Graphen ist praktisch eine Lage von Graphit und so etwas wie der Grund...

      9 Kapitel 8Abb. 8.1 Weltkunststoffproduktion in den letzten fünf Jahrzehnten. Eigene Darste...Abb. 8.2 Einteilung der Kunststoffe nach ihrem chemischen Vernetzungsgrad.Abb. 8.3 Grundbausteine der Polymerketten der vier Massenpolymere PE, PP, PVC, P...Abb. 8.4 Einfluss der Kettenlänge auf die Zugfestigkeit.Abb. 8.5 Polyimid ist ein Polymer mit sehr hoher Festigkeit und Schmelztemperatu...Abb. 8.6 Amorpher thermoplastischer Kunststoff (a) und teilkristalliner thermopl...Abb. 8.7 Vergleich der Eigenschaften von Low-Density- (LD) und High-Density-(HD-...Abb. 8.8 Überblick über die Einsatzgebiete von Kunststoffen in Deutschland (2018...Abb. 8.9 Konjugierte Doppelbindungen in Polyacetylen. Jede zweite Bindung ist ei...Abb. 8.10 Typische aromatische Polymerhalbleiter mit konjugierten Doppelbindunge...Abb. 8.11 Collage von abfotografierten OLED-Bildschirmmotiven eines Smartphones....Abb. 8.12 (a) Funktionsweise eines auf Elektrophorese basierenden elektronische ...Abb. 8.13 (a) Schematischer Aufbau einer Polymer-Solarzelle; (b) schematischer A...Abb. 8.14 Einteilung der Biopolymere in einer klassischen Vier-Quadranten-Darste...Abb. 8.15 Formel der Polylactide. Die biologische Zersetzung beginnt an den viel...

      10 Kapitel 9Abb. 9.1 (a) Das magnetisches Bahnmoment MB eines Elektrons trägt zum diamagneti...Abb. 9.2 Die Nebengruppen-Elemente Mn, Fe, Co und Ni aus der 4. Periode des Peri...Abb. 9.3 Feldlinienverlauf B und Magnetisierbarkeit M von Diamagneten, Paramagne...Abb. 9.4 Schematische Darstellung der verschiedenen Arten des kollektiven Magnet...Abb. 9.5 Schematischer Verlauf der quantenmechanischen Austauschkraft (Austausch...Abb. 9.6 Ferrimagnetische inverse Spinellstruktur des keramischen Weichferriten ...Abb. 9.6 Fortgesetzt Ferrimagnetische inverse Spinellstruktur des keramischen We...Abb. 9.7 Weiss’sche Bezirke und Blochwände. (a) Unmagnetisiertes ferromagnetisch...Abb. 9.8 Hysteresekurve von Weichmagneten (Transformatorbleche, Spulenkerne, Mag...Abb. 9.9 (a) Vorzugsorientierung der Eisenkristalle in der Goss-Textur. Die Würf...Abb. 9.10 Nutzung der Goss-Textur für Transformatorbleche. Die leicht ummagnetis...Abb. 9.11 Hysteresefreie Magnetisierungskurve einer amorphen Eisenlegierung. Amo...Abb. 9.12 Induktionskochplatte mit ebenen Kupferspulen, die das Magnetfeld mit e...Abb. 9.13 Übersichtsdiagramm. Weichund hartmagnetische Werkstoffe werden entspre...Abb. 9.14 Magnetischer Datenspeicher und schematischer Aufbau des Schreib-Lese-K...Abb. 9.15 Funktionsweise eines Lesekopfs basierend auf Ferromagnetismus und Anti...Abb. 9.16 (a) Gebiet des supraleitenden Zustandes, begrenzt durch eine kritische...Abb. 9.17 (a) Supraleiter 1. Art verdrängen ein äußeres Magnetfeld aus ihrem Inn...Abb. 9.18 Vereinfachte Darstellung der Elementarzelle von YBa2Cu3O7-δ. In diesem...

      11 Kapitel 10Abb. 10.1 Elektronenpolarisation (EP) kommt in allen Werkstoffen vor. Die Elektr...Abb. 10.2 Ionenpolarisation (IP) in Keramiken mit Ionenbindung. Die Ionen auf ih...Abb. 10.3 Orientierungspolarisation (OP) von Kristallwasser in Silikatkeramik (s...Abb. 10.4 Frequenzabhängigkeit der Polarisationsmechanismen OP, IP, EP und ihr A...Abb. 10.5 Typische Werte der Dielektrizitätszahlen εr verschiedener Dielektrika ...Abb. 10.6 Herleitung von tan δ und Ersatzschaltbild eines Kondensators mit Diele...Abb. 10.7 Silikongebundene Kunstglimmerplatte für Mikrowellenfenster. Sie kommt ...Abb. 10.8 Dreistoffsystem Kaolin-Quarz-Feldspat für isolierende Elektroporzellan...Abb. 10.9 (a) Elementarzelle der Bariumtitanatstruktur oberhalb der Curie-Temper...Abb. 10.10 Hysteresekurve eines Ferroelektrikums bei der Umpolarisierung (E – äu...Abb. 10.11 Piezoelektrischer Effekt beim Quarz. Durch elastische mechanische Kom...

      12 Kapitel 11Abb. 11.1 Veranschaulichung von Brechungsgesetz und Totalreflexion.Abb. 11.2 Schematischer Aufbau, radialer Verlauf des Brechungsindex n, Wegstreck...Abb. 11.3 Schematischer Aufbau einer Laserdiode (a). Der technische Stromfluss i...Abb. 11.4 Schematischer Aufbau eines refraktiven WDM. Die verschiedenfarbig geze...Abb. 11.5 Schematischer Aufbau von Faserlasern (EDFA) für die optisch-optische S...Abb. 11.6 Filigrane mit UKP geschnittene Komponenten aus rostfreiem Edelstahl.Abb. 11.7 Mit UKP lassen sich die Wärmeeinflusszonen heißer Laser im Material ve...Abb. 11.8 Große Materialvielfalt in der UKP-Laserbearbeitung. (a) Elektrode aus ...Abb. 11.9 Schneiden mit UKP ergibt Kanten von extrem guter Schnittqualität. Der ...Abb. 11.10 Mit UKP gebohrte Lautsprecherlöcher in hochfester Aluminiumlegierung.Abb. 11.11 Mit Dreh- oder Trepanieroptiken kann man den Laserstrahl schräg anste...Abb. 11.12 Kalter Abtrag mit hoher Qualität. UKP-Laserablation von Goldleiterbah...Abb. 11.13 Erzeugung von Laserlicht mit zirkularer Polarisation für isotrope Las...Abb. 11.14 Funktionsweise und Herstellung des Magischen Zifferblatts der Uhrenma...

      13 Kapitel 12Abb. 12.1 Reinraum mit Überdruck und laminarem Luftstrom von oben nach unten. Di...Abb. 12.2 Photolithographie, schematische Darstellung: (a) Belichtung des Photor...Abb. 12.3 Ätzprofile (blau: Ätzmaske, z. B. Photoresist; grau: Wafer). (b) Isotr...Abb. 12.4 Isotropes Ätzprofil einer beidseitig photolithographisch geätzten Edel...Abb. 12.5 Schematische Ätzprofile von anisotrop mit KOH geätzten inversen (nach ...Abb. 12.6 Reale anisotrope Ätzprofile in Silizium nach 5, 10, 30 und 45 min Ätzz...Abb. 12.7 (a) Trockengeätzte (DRIE) Siliziumgussform

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