Werkstofftechnik

Quelle: Faisal Alamgir, School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA Die Abbildung mikroskopischer Strukturen von Feststoffen und die Analyse der abgebildeten Strukturbauteile werden als Materialographie bezeichnet. Qualitative Informationen, wie z.B. ob porosity im Material vorhanden ist, wie die Größe und Formverteilung der Körner aussieht oder ob es eine Anisotropie der Mikrostruktur gibt, können direkt beobachtet werden. Wir werden jedoch in Teil...

Quelle: Faisal Alamgir, School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA Die Abbildung mikroskopischer Strukturen von Feststoffen und die Analyse der abgebildeten Strukturbauteile werden als Materialographie bezeichnet. Oft möchten wir die interne dreidimensionale Mikrostruktur eines Materials nur anhand der strukturellen Merkmale quantifizieren, die durch eine exponierte zweidimensionale Oberfläche belegt werden. Während röntgenbasierte tomographische...

Quelle: Faisal Alamgir, School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA Die Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) ist eine Technik, die die Elementarzusammensetzung, die empirische Formel, den chemischen Zustand und den elektronischen Zustand der Elemente misst, die in einem Material vorhanden sind. XPS-Spektren werden durch Bestrahlung eines Materials mit einem Röntgenstrahl gewonnen und gleichzeitig die kinetische Energie und die Anzahl der...

Quelle: Faisal Alamgir, School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA Röntgenbeugung (XRD) ist eine Technik, die in der Materialwissenschaft zur Bestimmung der atomaren und molekularen Struktur eines Materials verwendet wird. Dies geschieht, indem eine Probe des Materials mit einfallenden Röntgenstrahlen bestrahlt und dann die Intensitäten und Streuwinkel der Röntgenstrahlen gemessen werden, die vom Material gestreut werden. Die Intensität der...

Quelle: Sina Shahbazmohamadi und Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT Da Elektronenmikroskope komplexer werden und in Forschungslabors weit verbreitet sind, wird es immer notwendiger, ihre Fähigkeiten einzuführen. Focused ion beam (FIB) ist ein Instrument, das eingesetzt werden kann, um Materialien auf Mico- und Nanoskalen in den unterschiedlichsten Bereichen von der Nanoelektronik bis zur Medizin herzustellen, zu trimmen, zu...

Quelle: Sina Shahbazmohamadi und Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT Richtungsweiseer Erstarrungszonenschmelzen ist ein metallurgischer Prozess, bei dem ein schmaler Bereich eines Kristalls (in der Regel in Form von bar) geschmolzen wird. Der Ofen bewegt sich entlang der Stabformprobe, was bedeutet, dass die geschmolzene Zone entlang des Kristalls bewegt wird und die geschmolzene Zone von einem Ende des Balkens zum anderen...

Quelle: Danielle N. Beatty und Taylor D. Sparks, Department of Materials Science and Engineering, The University of Utah, Salt Lake City, UT Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC) ist eine wichtige Messung, um die thermischen Eigenschaften von Materialien zu charakterisieren. DSC wird in erster Linie verwendet, um die Menge an Wärme zu berechnen, die in einem Material gespeichert wird, während es sich erwärmt (Wärmekapazität) sowie die Wärme absorbiert oder freigesetzt wird, während chemische...

Quelle: Elise S.D. Buki, Danielle N. Beatty und Taylor D. Sparks, Department of Materials Science and Engineering, The University of Utah, Salt Lake City, UT Die Laserblitzmethode (LFA) ist eine Technik zur Messung der thermischen Diffusivität, einer materialspezifischen Eigenschaft. Die thermische Diffusivität () ist das Verhältnis, wie viel Wärme im Verhältnis zu der Menge der Wärme in einem Material gespeichert wird. Es hängt mit derWärmeleitfähigkeit ( ), wie viel Wärme durch ein Material...

Quelle: Logan G. Kiefer, Andrew R. Falkowski, und Taylor D. Sparks, Department of Materials Science and Engineering, The University of Utah, Salt Lake City, UT Galvanisieren ist ein Verfahren, bei dem elektrischer Strom verwendet wird, um gelöste Metallkationen so zu reduzieren, dass sie eine dünne Beschichtung auf einer Elektrode bilden. Weitere Dünnschichtabscheidungstechniken sind unter anderem chemische Dampfabscheidung (CVD), Spinbeschichtung, Dip-Beschichtung und Sputterabscheidung. CVD...

Quelle: J. Jacob Chavez, Ryan T. Davis und Taylor D. Sparks, Department of Materials Science and Engineering, The University of Utah, Salt Lake City, UT Die thermische Ausdehnung ist äußerst wichtig, wenn man bedenkt, welche Materialien in Systemen mit Temperaturschwankungen eingesetzt werden. Je nach Anwendung kann eine hohe oder geringe Wärmeausdehnung in einem Material wünschenswert sein oder auch nicht. Beispielsweise wäre in einem gewöhnlichen Flüssigkeitsthermometer ein Material mit einer...

Quelle: Kara Ingraham, Jared McCutchen, and Taylor D. Sparks, Department of Materials Science and Engineering, The University of Utah, Salt Lake City, UT Elektrischer Widerstand ist die Fähigkeit eines elektrischen Schaltkreises Element, den Stromfluss zu widerstehen. Widerstand ist definiert durch Ohms Gesetz: (Gleichung 1) Wo ist die Spannung und ist der Strom. Ohms Gesetz ist nützlich, um den Widerstand idealer Widerstände zu bestimmen. Viele Schaltungselemente sind jedoch komplexer und...

Quelle: Sina Shahbazmohamadi und Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT Knochen sind Verbundwerkstoffe aus keramikmatrix und Polymerfaserverstärkungen. Die Keramik trägt zur Druckfestigkeit bei, und das Polymer sorgt für Zug- und Biegefestigkeit. Durch die Kombination von Keramik- und Polymermaterialien in unterschiedlichen Mengen kann der Körper einzigartige Materialien erstellen, die auf eine bestimmte Anwendung zugeschnitten sind.

Quelle: Sina Shahbazmohamadi und Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT Legierungen mit einer Korngröße von weniger als 100 nm werden als Nanokristallinlegierungen bezeichnet. Aufgrund ihrer verbesserten physikalischen und mechanischen Eigenschaften besteht eine ständig steigende Nachfrage, sie in verschiedenen Branchen wie Halbleiter, Biosensoren und Luft- und Raumfahrt einzusetzen. Um die Verarbeitung und Anwendung von...

Quelle: Amber N. Barron, Ashlea Patterson und Taylor D. Sparks, Department of Materials Science and Engineering, The University of Utah, Salt Lake City, UT Hydrogele sind eine vielseitige Klasse vernetzter Polymere, die durch relativ einfache Verfahren und mit allgemein kostengünstigen Materialien hergestellt werden. Sie können aus Lösung gebildet werden und beinhalten ein Polymer-Rückgrat aus Monomerreagenzien, einem Initiator, der das Polymer reaktiv macht, und einer vernetzungsart, die die...