Polymers: structure, cooling from melting and solid state, elastic behaviour, state areas, materials, testing, basics of fibre-reinforced polymers inorganic materials: material glass - processing, structure, properties; oxide ceramics, silicate ceramics, properties
Lehrziele und Prüfungsvorbereitung
Im Rahmen der Vorlesung werden die Grundlagen nichtmetallischer Werkstoffe, deren Eigenschaften, Anwendungen und Charakterisierung erörtert. Beispiele werden während der Vorlesungseinheiten durchgearbeitet. Bei der Prüfung soll das vermittelte Wissen nicht nur wiedergegeben werden, sondern auch in Form entsprechender Beispiele angewendet werden können.
Nach Besuch dieser Vorlesung sollten Sie in der Lage sein:
- Einen Überblick über die Synthese und Verarbeitung von Polymeren zu haben
- Unterschiede zwischen Thermoplaste/Duroplaste/Elastomere zu beherrschen
- den Unterschied zwischen kristalliner und amorpher Erstarrung zu beherrschen
- Strukturmerkmale der Polymeren zu kennen, welche die Schmelz- bzw. die Glasübergangstemperatur beeinflussen
- Typische Spannungs-Dehnungs-Verläufe in Diagrammen darzustellen
- Wichtige Einflussfaktoren auf die mechanischen Eigenschafen von Polymeren zu beschreiben
- Den Mechanismus der Viskoelastizität zu erklären
- Die Deformationsmechanismen von Polymeren zu beschreiben
- Den Unterschied zwischen Blends und Copolymere zu überschauen
- Den E-Modul und die Festigkeit von Faserverbundwerkstoffen zu bestimmen
- Den Einfluss der Faserlänge bei Kurzfaserverbunden zu verstehen
- Zu erläutern wie die Farbgebung bei Gläsern funktioniert
- Zu erklären warum die Festigkeit von Gläsern gering ist und welche Strategien es gibt diese zu verbessern
- Zu erklären welche Maßnahmen es zur Festigkeitssteigerung bei Keramiken gibt
- Wichtige Einflussfaktoren auf die Temperaturwechselbeständigkeit von Keramiken zu beschreiben
4 Prüfungsfragen als Beispiele:
1) Skizzieren Sie einen DSC-Plot (Aufheizkurve) eines teilkristallinen Polymeren. Erläutern Sie die Bestimmung des Kristallinitätsgrades an Hand dieser Kurve!
2) Beschreiben Sie in wenigen Worten mit einem Beispiel oder, wo angebracht, mit einer Skizze, was mit den folgenden Begriffen gemeint ist
a) ein lineares Polymer
b) ein isotaktisches Polymer
c) Verzweigung
d) Vernetzung
e) Molmassenverteilung
3) Welches Polyethylen hat eine höhere Dichte, PE-LD oder PE-HD? Wie lässt sich der Dichteunterschied anhand der Molekülgestalt erklären?
4) Der Elastizitätsmodul eines Elastomers (NR) nimmt von 3 GPa bei -200 °C auf 3 MPa bei Raumtemperatur ab, wogegen der Elastizitätsmodul eines Epoxidharzes (EP) bei beiden Temperaturen um etwa 10 GPa liegt. Erläutern Sie das unterschiedliche Verhalten.
Im Einzelfall, wie z.B. bei Vorliegen ungenauer Beurteilungsgrundlagen durch den schriftlichen Prüfungsteil, kann nach Maßgabe der Prüferin / des Prüfers eine mündliche Prüfung durchgeführt werden.
Skript im TUWEL oder bei der ersten Vorlesung erhältlich, danach im Sekretariat des Institutes (9-12 und 13-17 Uhr), Getreidemarkt 9 (Bauteil BE, 4. Stock).
Das lesen des Skripts ersetzt den Besuch der Vorlesung nicht. Es soll Studierende die selbstständige Erarbeitung des Stoffes erleichtern, und ermöglichen sich auf die Prüfung vorzubereiten. Das Skript ist bewusst knapp gehalten, ich werde aber immer die Folien der aktuellen Vorlesung im TUWEL bereitstellen. Zahlenbeispiele werden ausschließlich in der Vorlesung präsentiert. Die Existenz von Fehlern ist nicht auszuschließen!