Literatur
1. B.S.Bokstein, M.I.Mendelev, D.J. Srolovitz: "Thermodynamics & Kinetics in Materials Science", Oxford University Press (2005).
2. R.DeHoff: "Thermodynamics in Materials Science", CRC; 1st edition (2006).
3. D.R.Gaskell: "Introduction to the Thermodynamics of Materials", Fitfth Edition (Hardcover) Taylor & Francis, 5th Ed. (2003).
4. D.A.Porter, K.Easterling: "Phase Transformation in Metals and Alloys", Van Norstrand Reinhold Intern., London (1989).
Voraussetzungen
Keine
Offizielle Kursbeschreibung
- Grundbegriffe der Thermodynamik (Enthalpie, Entropie, Thermodynamisches Gleichgewicht, Thermodynamische Potentiale, Chemisches Potential, Aktivität etc.)
- Einführung der Gibbs'schen Phasenregel und ihre Auswirkung auf die Freiheitsgrade
- qantitative Behandlung der Erstarrung von Schmelzen durch Keimbildung und Keimwachstum auf der Basis der oben genannten thermodynamischen Grundlagen
- Ableitung der verschiedenen Grundtypen binärer Phasendiagramme (vollständige Mischbarkeit, Eutektikum, Peritektikum, Monotektikum) auf der Basis der idealen bzw. regulären Lösung und Begründung mittels G-x-Kurven
- termodynamische Begründung des Auftretens von Mischkristallen und Ordnungsphasen sowie der spinodale Entmischung
- Erörterung der Doppeltangentenregel zur Bestimmung der im thermodynamischen Gleichgewicht vorliegenden Phasen sowie des Hebelgesetzes zur quantitativen Bestimmung der Phasenanteile
- Diskussion der qualitativen Zusammenhänge zwischen Abkühlgeschwindigkeit und Gefüge anhand von Abkühlkurven
- Vorstellung der wichtigsten binären Realdiagramme (Eisen-Kohlenstoff-Diagramm, Al-Cu, Messing etc.) und Einübung der erlernten Regeln und Gesetze an ihnen
- Diskussion des Auftretens metastabiler Phasen anhand der ZTU-Diagramme, insbesondere im System Fe-C,
- Einführung in ternäre Systeme (Darstellung, isotherme Schnitte, etc.)
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moodle
Bearbeitet von:
Nach Abschluss des Moduls haben die Studierenden ein erstes Verständnis der Festkörperthermodynamik entwickelt und können die wichtigsten Konzepte der Gleichgewichtsthermodynamik anwenden. Dies beinhaltet das Erkennen der verschiedenen Grundtypen von Phasendiagrammen in binären und ternären Zustandsdiagrammen sowie deren Ableitung aus den thermodynamischen G-x-Kurven. Darüber hinaus sind sie in der Lage, auch aus unbekannten Zustandsdiagrammen die Phasenbestandteile in Abhängigkeit von der Temperatur quantitativ zu ermitteln und den Zusammenhang zur Struktur, Gefügeausbildung und zu Prozessparametern herzustellen.
1. B.S.Bokstein, M.I.Mendelev, D.J. Srolovitz: "Thermodynamics & Kinetics in Materials Science", Oxford University Press (2005).
2. R.DeHoff: "Thermodynamics in Materials Science", CRC; 1st edition (2006).
3. D.R.Gaskell: "Introduction to the Thermodynamics of Materials", Fitfth Edition (Hardcover) Taylor & Francis, 5th Ed. (2003).
4. D.A.Porter, K.Easterling: "Phase Transformation in Metals and Alloys", Van Norstrand Reinhold Intern., London (1989).
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- Grundbegriffe der Thermodynamik (Enthalpie, Entropie, Thermodynamisches Gleichgewicht, Thermodynamische Potentiale, Chemisches Potential, Aktivität etc.)
- Einführung der Gibbs'schen Phasenregel und ihre Auswirkung auf die Freiheitsgrade
- qantitative Behandlung der Erstarrung von Schmelzen durch Keimbildung und Keimwachstum auf der Basis der oben genannten thermodynamischen Grundlagen
- Ableitung der verschiedenen Grundtypen binärer Phasendiagramme (vollständige Mischbarkeit, Eutektikum, Peritektikum, Monotektikum) auf der Basis der idealen bzw. regulären Lösung und Begründung mittels G-x-Kurven
- termodynamische Begründung des Auftretens von Mischkristallen und Ordnungsphasen sowie der spinodale Entmischung
- Erörterung der Doppeltangentenregel zur Bestimmung der im thermodynamischen Gleichgewicht vorliegenden Phasen sowie des Hebelgesetzes zur quantitativen Bestimmung der Phasenanteile
- Diskussion der qualitativen Zusammenhänge zwischen Abkühlgeschwindigkeit und Gefüge anhand von Abkühlkurven
- Vorstellung der wichtigsten binären Realdiagramme (Eisen-Kohlenstoff-Diagramm, Al-Cu, Messing etc.) und Einübung der erlernten Regeln und Gesetze an ihnen
- Diskussion des Auftretens metastabiler Phasen anhand der ZTU-Diagramme, insbesondere im System Fe-C,
- Einführung in ternäre Systeme (Darstellung, isotherme Schnitte, etc.)
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Nach Abschluss des Moduls haben die Studierenden ein erstes Verständnis der Festkörperthermodynamik entwickelt und können die wichtigsten Konzepte der Gleichgewichtsthermodynamik anwenden. Dies beinhaltet das Erkennen der verschiedenen Grundtypen von Phasendiagrammen in binären und ternären Zustandsdiagrammen sowie deren Ableitung aus den thermodynamischen G-x-Kurven. Darüber hinaus sind sie in der Lage, auch aus unbekannten Zustandsdiagrammen die Phasenbestandteile in Abhängigkeit von der Temperatur quantitativ zu ermitteln und den Zusammenhang zur Struktur, Gefügeausbildung und zu Prozessparametern herzustellen.
- Lehrende: Anonym
- Lehrende: Karsten Durst
- Lehrende: Hongbin Zhang
Semester: SoSe 2021